Denna studie undersöker värmespridningsmönster kring högtemperaturbrunnar i avancerade geotermiska system belägna i Näsudden, Gotland, genom numerisk analys. Studien fokuserar på tvådimensionell värmeledning i bergformationen, samtidigt som konvektion från både brunnen och den omgivande luften beaktas som randvillkor. Viktiga parametrar såsom värmeledningsförmåga, specifik värmekapacitet, densitet, porositet samt den konvektiva värmeövergångskoefficienten inkluderas för att representera förhållandena i undergrunden

Simuleringsresultaten indikerar det värsta tänkbara scenariot för temperaturökning under en 30-årig driftperiod, med en genomsnittlig temperaturhöjning vid markytan på 11 °C. På ett avstånd av 24 meter från brunnen kan yttemperaturen nå upp till 70 °C, vilket utgör en risk för markens biologi och lokala ekosystem. Långvariga temperaturökningar som överstiger 5 °C kan störa den naturliga växelverkan mellan grundvatten och ytvatten. För att mildra dessa effekter rekommenderas strategier såsom installation av foderrör och användning av cement för att begränsa värmespridningen. Studien visar att ett lager foderrör och cement kan minska den påverkade distansen med cirka 7–10 meter närmare brunnen.

Känslighetsanalyser visar dessutom skillnader i värmespridning mellan olika sedimentära bergarter samt hur förändringar i fluidtemperaturen påverkar fördelningen av marktemperaturer. Resultaten visar att sandsten uppvisar den mest omfattande och betydande värmespridningen jämfört med andra sedimentära bergarter. Dessa resultat är av stor betydelse för genomförbarhetsstudier och implementeringen av avancerade geotermiska system.

This study investigates heat propagation patterns around high temperature wells in advanced geothermal systems located in Näsudden, Gotland, through numerical analysis. It focuses on two dimensional conduction heat transfer within the rock formation while also considering convection from both the well and the ambient air as boundary conditions. Key parameters such as thermal conductivity, specific heat capacity, density, porosity, and the convective heat transfer coefficient are included to represent subsurface conditions.

The simulation results indicate a worst case scenario of temperature increase over 30 years of operation, with an average surface temperature rise of 11 °C. At a distance of 24 meters from the well, surface temperatures could reach up to 70 °C, posing risks to soil biology and local ecosystems. Long term temperature increases exceeding 5 °C may disrupt the natural groundwater surface water cycle. To mitigate these impacts, strategies such as installing casings and utilizing cement are recommended to limit heat propagation. This research also shows that one layer of casing and cement can reduce the affected distance by approximately 7–10 meters closer to the well.

Sensitivity analyses further reveal differences in heat propagation across various sedimentary rocks and the influence of fluid temperature changes on the distribution of ground temperatures. The result is that sandstone exhibits the most significant and extensive heat propagation compared to other sedimentary rocks. These findings are crucial for feasibility studies and the implementation of advanced geothermal systems.