Udnyttelse af geotermisk energi er en teknologi, der gør det muligt at udnytte energiindholdet i Jordens varme indre. I mere end 99 % af Jordens volumen er temperaturen over 1.000 °C. Energiindholdet i Jordens indre er flere hundrede millioner gange så stort som energiindholdet i Jordens samlede kul-, olie- og gasreserver.

Varme fra Jordens indre strømmer til stadighed ud mod jordoverfladen, i Danmark med en effekt på beskedne 0,073 W/m². Derved opvarmes bl.a. vandførende lag i undergrunden, hvorfra geotermisk energi kan udvindes i form af damp eller varmt vand. Den varmemængde, der løbende strømmer ud fra undergrunden under Danmark, svarer teoretisk set til ca. 2/3 af Danmarks samlede nuværende fjernvarmebehov.

Udnyttelse af geotermisk energi fra undergrunden sker i Danmark ved at pumpe varmt vand fra 1 – 2,5 km dybde op til overfladen. Pumpen hænger i 500 – 700 meters dybde i den såkaldte produktionsbrønd.
På overfladen trækkes energien ud af det varme vand ved hjælp af varmevekslere og varmepumper. Efter filtrering pumpes vandet tilbage til undergrunden for at opretholde trykket i reservoiret. Det stærkt saltholdige vand fra undergrunden blandes altså ikke med fjernvarmevandet.

I de fleste områder, som f.eks. i Danmark, kan den geotermiske energi ikke erhverves i form af damp og dermed anvendes til produktion af el. Her kan undergrundens varme vand hovedsagelig udnyttes til opvarmning via fjernvarme, termalske bade, opvarmning af drivhuse, fiskefarme og så videre.

Det geotermiske anlæg lægges så vidt muligt sammen med et andet produktionsanlæg, som f.eks. et affaldsforbrændingsanlæg eller et kraftvarmeværk, som kan levere drivvarme til absorptionsvarme-pumperne i det geotermiske anlæg. Absorptionsvarmepumper drives af varme eller damp i stedet for el, hvilket både kan give en lavere pris på varmen såvel som miljøfordele.

Illustration af det geotermiske princip.

Boringer

Geotermiske boringer minder til forveksling om olie- og gasboringer. Det er den samme teknologi og det samme udstyr som anvendes, men ofte er geotermiske boringer relativt store i diameter i forhold til olie- og gasboringer.

Som ved olie- og gasboringer gør man ved geotermiske boringer også brug af afbøjede (devierede) boringer. Det betyder, at mens der er cirka 10 meter mellem to boringer på overfladen, kan der være 700 – 1.200 meter mellem dem i reservoirdybde. Afstanden i reservoirdybde er væsentlig for at sikre, at det kolde vand, der pumpes tilbage i undergrunden, ikke nedkøler det varme vand, der skal pumpes op og bruges til opvarmning af fjernvarmevand, før der er gået 25 – 30 år.

I dybder på mindre end 1 kilometer er temperaturen normalt for lav til, at det kan svare sig at udnytte den geotermiske energi. Temperaturen øges med dybden af boringen, hvilket alt andet lige er attraktivt. Fordelen skal bare holdes op i mod, at boreomkostningerne bliver større med dybden, samt at de vandledende egenskaber falder med dybden, således at det bliver vanskeligere at pumpe vandet op til overfladen.

Mulighed for udnyttelse af ressourcerne

De lokale forhold i undergrunden er altafgørende for, om det er realistisk at udnytte den geotermiske energi. En velegnet undergrund er dog ikke nok. For at der kan etableres en konkurrencedygtig geotermisk varmeproduktion, er det også nødvendigt, at der på overfladen er mulighed for at afsætte den producerede varme, f.eks. til et nærliggende fjernvarmenet.

Miljø og klima

Geotermisk energi er en både miljøvenlig og vedvarende energiform. Undergrunden holdes varm af den konstante strøm af varme fra Jordens indre, herunder kernen, som har en temperatur på op til ca. 5.000 °C. Hvis ikke energien udnyttes i et geotermisk anlæg, vil den under alle omstændigheder forsvinde ud i det iskolde verdensrum.

I det overordnede perspektiv er der således tale om vedvarende energi. Lokalt vil der ske det, at det afkølede vand, der pumpes tilbage til undergrunden, efter en periode på 25 – 30 år (afhængig af afstanden) vil begynde at påvirke temperaturen i produktionsbrønden. Anlægget kan dog fortsat producere, men temperaturen og dermed anlæggets effekt vil med tiden langsomt dale. Hvis man stopper de geotermiske aktiviteter vil temperaturen i undergrunden langsom stige. Det vil dog tage lang tid – op til 5 – 6.000 år – inden reservoiret igen er tæt på sin oprindelige temperatur.

Et geotermisk anlæg giver ikke direkte anledning til nogen emissioner til luften – hverken CO₂, NO_x, SO_x, partikler, tungmetaller eller lignende. Indirekte kan der dog være en CO₂-emission knyttet til udnyttelse af geotermisk energi. Der skal nemlig anvendes el til drift af det geotermiske anlæg, særligt til at drive pumperne. Desuden kunne den damp, som anvendes til at drive absorptionsvarmepumperne og som efterfølgende ender som fjernvarme, have været brugt til produktion af el via en lavtryksturbine. Så der altså et i et el-tab knyttet til brugen af drivdamp.

Under driften kan der desuden være behov for at udlede mindre mængder vand fra undergrunden til havet. Behovet opstår typisk i forbindelse med reparationsarbejder. Ved en fornuftig opbygning af anlægget, vil udledningen af varmt, saltholdigt vand til f.eks. havet ikke udgøre et miljøproblem. Vandet fra undergrunden indeholder således ingen tungmetaller eller andre miljøskadelige stoffer.

Geotermiske anlæg i Danmark

Der findes på nuværende tidspunkt to geotermiske anlæg i Danmark: ét i Thisted, som blev sat i drift i 1984, og ét på Margretheholm på Amager, som har været i drift siden 2005.

Det geotermiske anlæg på Amager kan producere 14 MW fra undergrunden og derudover 13 MW fra drivvarmen. Den årlige varmeproduktion fra undergrunden ligger på knap 300 TJ, svarende til forbruget i ca. 4.600 husstande, og det vurderes, at anlægget vil kunne udvides, hvis behovet opstår, så den samlede varmeproduktion fra undergrunden bliver omkring 1.500 TJ/år.

Endvidere tyder overslagsberegninger på, at det teknisk set vil være muligt at dække 20 % af fjernvarmebehovet i hovedstadsområdet med geotermisk energi – og evt. væsentligt mere, afhængig af de fremtidige energipriser.

Det geotermiske anlæg på Amager.

For mere information om geotermisk energi tjek: www.geotermi.dk.

Læs mere om energiproduktion

Energiproduktion
– Elektricitetsbegreber
– Fossile brændsler
– Kraftvarme
– Vindenergi
– Energi fra havet
– Geotermisk energi (denne side)
— Case: geotermi i Island
– Biobrændsler – en oversigt
– Brændselsceller
– Solenergi
– Kernekraft
– Fusionsenergi

Kilder

DONG Energy: Søren Berg Lorenzen, Jesper Magtengaard, Allan Mahler og Katrine Heilmann

Denne artikel stammer oprindeligt fra Climate Minds, som er udviklet af Experimentarium i samarbejde med Dansk Energi og Energyminds.