Lagra värme i marken: jord som energilager med AI-styrning

Svenska energisystem har ett återkommande problem: vi producerar värme när den är billig och lättillgänglig – men behöver den som mest när det är dyrt och ansträngt. Det märks extra tydligt en vanlig vintervecka när elpriserna sticker, effektläget stramar åt och fjärrvärmenätet går nära kapacitet. Samtidigt finns ett energilager vi redan äger, överallt, som oftast bara står där och ”tar emot” spillvärme.

Marken.

Forskare vid Kaunas University of Technology har visat att jord kan fungera som ett effektivt värmelager, inte bara som passiv isolering. Det intressanta är inte bara att lagra värme under markytan, utan hur värmen rör sig – och att den går att styra bättre än många tror, särskilt om vi kopplar på AI för prognoser och reglering. För dig som jobbar med fastigheter, energi, industri eller kommunal planering är det här en idé som är mer praktisk än den låter.

Varför marklager är ett av de mest underskattade energilagren

Markbaserad värmelagring är i grunden ett sätt att flytta energi i tid. När du har överskott (spillvärme, billig el, hög förnybar produktion) ”laddar” du marken. När efterfrågan toppar, tar du tillbaka energin.

Det här spelar rakt in i två svenska verkligheter:

• Effektutmaningen: det är topparna som kostar – både i elnät och i fjärrvärme.
• Förnybar integration: vind och sol ger ofta energi när systemet inte behöver den som mest.

I forskningen utgick man från en enkel men kraftfull observation: mycket värme som idag betraktas som förlust – från tekniska system eller byggnader – kan bli en resurs om den hamnar i ett kontrollerat volymutrymme i marken.

Värmeförluster som resurs – ett mentalt skifte

I praktiken läcker byggnader alltid värme neråt. Vanligtvis ser vi det som ren ineffektivitet. Men om värmen leds ner i en definierad, isolerad markvolym kan den i stället lagras och bidra till lägre uppvärmningsbehov senare.

En mening som fastnar: ”Gör marken under huset till ett batteri.” Inte ett elbatteri – men ett värmebatteri.

Så fungerar jord som värmelager (och varför fukt är nyckeln)

Jord lagrar värme via sin värmekapacitet och sin fukt. Forskarnas tester visade att när man värmer ytliga jordlager kan värme spridas och ligga kvar längre än man ofta antar – särskilt när man utnyttjar det som kallas fasomvandling.

Fasomvandling: när vatten i jorden gör jobbet åt dig

När jord värms så att fukt börjar avdunsta sker en fasomvandling (vätska → ånga). Det är inte en detalj – det är en av de mest intressanta delarna.

Fasomvandling gör att marken kan ”laddas” med mer energi per volymenhet, eftersom energi går åt till att ändra fas, inte bara höja temperaturen. När ångan rör sig i marken transporterar den dessutom värmen och sprider den över större yta.

Forskarna såg tydliga temperaturökningar där ångflödet nådde fram. Det betyder två saker:

• Energin är inte ”fastlåst” där du värmer – den kan flytta sig.
• Flödet är mätbart och därmed möjligt att styra med rätt sensorer och reglerlogik.

Vad betyder det här för svenska förhållanden?

Svenska jordarter varierar stort: lera, morän, sand, fyllnadsmassor i stadsmiljö. Värmelagring i mark kräver därför alltid platsanpassning:

• I fuktigare jordar kan fasomvandling ge extra lagringseffekt.
• I torrare jordar blir lagringen mer ”klassisk” (värmekapacitet + ledning), men kan fortfarande vara värdefull.
• Grundvattennivåer, dränering och markradon kan påverka design och tillstånd.

Det här är exakt där AI och datadrivna modeller blir praktiska, inte teoretiska.

Var marklager passar: fjärrvärme, fastigheter och industri

Marklager är som mest intressant där värmebehovet är stort och återkommande – och där överskottsvärme finns. Forskningen pekar på både storskaliga och småskaliga installationer.

1) Fjärrvärme: kapa toppar och jämna ut produktionen

I fjärrvärmenät är timmarna med hög last dyra. Om du kan lagra billigare värme (eller spillvärme) i marken och plocka ut den vid topplast får du en direkt systemnytta:

• Lägre behov av spetsproduktion
• Stabilare framledningstemperaturer
• Bättre utnyttjande av industriell spillvärme

Det här kan byggas som markbaserade ackumulatorer nära kundkluster, under parkeringar eller grönytor där markarbeten ändå planeras.

2) Fastigheter: ”energi-celler” under byggnaden

Forskarna tog nästa steg och testade idén om en markbaserad energicell under byggnader – en avgränsad volym jord som kan lagra värme passivt och reducera förluster.

Poängen är jordnära (bokstavligen):

• Mindre värmeförlust nedåt → lägre uppvärmningsbehov
• Lägre energianvändning → lägre utsläpp, särskilt där uppvärmning fortfarande delvis baseras på fossil spets eller biobränsle med begränsad resurs

Det här är extra relevant 2025 när många fastighetsägare jagar både energiklassning, effektavgifter och stabil drift.

3) Industri och logistik: värme under hårdgjorda ytor

Under gator, lastgårdar och parkeringsytor finns ofta stora markvolymer som ändå är ”döda” ur verksamhetssynpunkt. Att använda dem som termiska lager kan vara logiskt när man har:

• Spillvärme från processer
• Stora takytor med solvärme/sol-el som kan driva värmepumpar
• Behov av frostskydd eller jämn temperatur för logistik

AI i markbaserad värmelagring: där värdet faktiskt uppstår

Den stora vinsten kommer sällan av att lagra värme. Den kommer av att lagra rätt mängd, vid rätt tid, och ta ut den utan att skapa nya förluster. Och det är en styrfråga.

Prognos + styrning: AI gör lagret användbart i vardagen

Ett marklager är trögt. Det är bra (stabilitet), men gör att traditionell reglering lätt blir för grov. Här funkar AI bra, särskilt i kombination med fysikmodeller:

• Lastprognoser (värmebehov per dygn/vecka) baserat på väder, beläggning, historik
• Pris- och effektoptimering (när ska vi ladda?) baserat på elpris, effektavgift, fjärrvärmetariffer
• Tillståndsestimering (hur ”fullt” är lagret?) baserat på temperaturgivare på flera djup
• Styrning av värmeflöden (var, hur snabbt, hur länge) för att minimera oönskad spridning

Ett bra angreppssätt är det jag brukar kalla ”digital tvilling light”: en förenklad markmodell som kalibreras löpande med sensordata. Du behöver inte perfekt geoteknik i realtid – du behöver tillräcklig precision för att fatta bra driftbeslut.

Exempel: så kan en enkel AI-loop se ut

1. Samla data: marktemperatur (flera djup), värmepumpsdrift, fram/retur, väderprognos.
2. Förutsäg värmebehov 24–168 h framåt.
3. Beräkna laddningsplan: utnyttja timmar med lägre pris/effekt.
4. Reglera laddning/uttag och följ upp mot faktisk respons i marken.
5. Lär om modellen varje vecka/säsong.

Det är inte magi. Det är driftoptimering med bättre framförhållning.

Vanliga frågor (och raka svar)

Är marklager bättre än vattentankar?

Inte ”bättre”, men ofta mer plats- och kostnadseffektivt på rätt plats. Vattentankar är enkla att styra och har hög energitäthet, men kräver utrymme, byggnad och ofta större investering per installerad volym i tät miljö. Marklager använder befintlig markvolym men kräver mer modellering och sensorer.

Kan man lagra kyla i marken också?

Ja. Samma princip kan användas för att lagra ”svalka” och hjälpa komfortkyla eller processkyla, särskilt där sommarens kylbehov växer i Sverige.

Vad är största risken?

Okontrollerad värmespridning och fel dimensionering. Om du inte har koll på markens egenskaper, fukt och gränsytor kan du få lägre verkningsgrad än förväntat. Därför är mätning + modell centralt.

Så kommer du igång: en praktisk checklista

Börja med en förstudie som fokuserar på data, plats och affärsnytta – inte på teknikromantik. Jag har sett många energiprojekt fastna för att man startar i fel ände.

1. Kartlägg värmekällor
   • Spillvärme (process, kylmaskiner, datahall, ventilation)
   • Billig el (timpris) som kan driva värmepump
2. Identifiera lämplig markvolym
   • Under byggnad, gård, parkering eller grönyta
   • Möjlighet till avgränsning/isolering
3. Sätt ett tydligt driftmål
   • Topplastreduktion (kW)
   • Energibesparing (kWh)
   • Minskad spets (timmar/år)
4. Planera mätning från dag 1
   • Temperaturgivare på flera djup
   • Flöden/energi in och ut
   • Fukt (om relevant)
5. Lägg på AI när du har signal – inte innan
   • Börja med prognos och enkel optimering
   • Utöka till adaptiv styrning när du ser stabila samband

En bra tumregel: om du inte kan mäta om lagret blir ”fullare” eller ”tomare”, då bygger du i blindo.

Marken under oss är inte gratis energi – men ett smart lager

Värmelagring i jord är inte ett trick för att skapa energi. Det är ett sätt att använda den energi vi redan har, mer intelligent. Forskningen visar att marken kan lagra mer och transportera värme mer kontrollerbart än många antar, särskilt när man utnyttjar fukt och fasomvandling.

För den här serien om AI inom energi och hållbarhet är poängen tydlig: AI gör termiska lager styrbara, och styrbarhet är det som skapar affärsvärde. Prognoser, optimering och adaptiv reglering kan göra marklager till ett praktiskt verktyg för att kapa toppar, ta vara på spillvärme och stabilisera energisystem i vinterdrift.

Om du skulle designa ett energisystem från noll idag, 2025-12-21, hade du verkligen låtit all den långsamma, stabila lagringsvolymen under dina fötter stå oanvänd?