Geotermisk energi har for nylig set store gennembrud, der mangedobler dets rolle i fremtidig klimavenlig energiforsyning. Men det er kapitalintensivt og meget langsigtet.
Vedvarende energiformer er akilleshælen for klimaomstilling. Vindenergi var den første bølge, hvorpå solenergi fulgte. Herefter var det længe forventningen, at bølgeenergi skulle tage over. Men i de senere år har geotermisk energi set gennembrud, der øger mulighederne markant.
Geotermisk energi er vedvarende og ultra-stabilt …
Jordens indre har temperaturer på mellem 1000 og 5000 grader. De yderste 30-35 km. er dog dækket af en skorpe. Hér er varmen konstant, fordi det er resultatet af radioaktive henfald af bl.a. Uran, Thorium og Kalium. Henfaldet forbliver stabilt i mindst en milliard år endnu.
Det samlede geotermiske energi potentiale er således ultra stabilt. De fleste andre vedvarende energiformer kræver enten at solen skinner eller at vinden blæser. Det forbedrer klimabelastningen markant, at geotermi ikke skal suppleres med f.eks. gasturbiner ved peak-load. Samtidig er der store geopolitiske fordele, fordi geotermisk energi er uafhængig af import af f.eks. olie, gas eller uran.
Geotermisk energi udvindes især ved at recirkulere saltvand mellem undergrunden og turbiner eller varmevekslingsanlæg på overfladen. Varmeveksling er nødvendigt, når boredybden “kun” er op til et par km dyb, som i f.eks. Danmark. Da er temperaturen på returvandet under 100 grader.
… og er velegnet til fremstilling af elektricitet
Det er dog nødvendigt med højere temperatur og dermed tryk for at drive turbiner til el-produktion. Mange steder kræver det boredybder på over 5 km., men omkostningerne til boring stiger eksponentielt med dybden. Jordens skorpe er i gennemsnit 30-35 km. tyk.
Elektricitet har dog den største energieffektivitet og derfor ansås geotermisk energi længe for kun at være muligt nogle få steder på kloden. Derfor udgør geotermisk energi i dag under 0,3% af global energifremstilling.
- På Island er andelen langt højere, fordi jordlagene tæt på overfladen er påvirket af vulkansk aktivitet.
- Der er dog også lommer og revner i jordskorpen i lande som New Zealand, Indonesien, Tyrkiet og Kina.
- Andre steder kan der udvindes geotermisk energi der, hvor kontinentalpladerne mødes og skaber lommer, der kun er få km. dybe. Det gælder f.eks. Rift Valley i Kenya, der i dag fremstiller halvdelen (1 GW) af Kenyas elektricitet. Kenya skønnes at have potentialet til mindst 10 GW, og dermed kan Kenya blive en større eksportør af energi. Det giver stor regional geopolitisk “soft power”.
Senest er der sket store udviklinger
I de senere år er der dog sket store udviklinger på to fronter:
- Fund af nye steder, hvor der er lommer i jordskorpen
- Udvikling af nye lovende boreteknologier
Det gælder bl.a. metoder til fund af velegnede boresteder, …
Jordens skorpe er meget ujævn, men det har været svært at kortlægge, hvor der er små lommer, der egner sig til boring. Senest har virksomheder som Zanskar dog benyttet AI modeller til at forudsige, hvor der er lommer. AIs generative element har været effektivt til at sammenholde målinger fra seismografer og akustiske sensorer.
… og det gælder udvikling af boreteknologier
Andre steder på jorden rykker Geotermi dog også tættere på. Det hidtil dybeste hul, på Kola-halvøen nær Murmansk, er på 12 km og tog over 20 år at bore. Prisen for så dybe boringer er særdeles høj fordi jordlagene oftest byder på hårde sten undervejs. Men nye bore-teknologier kan måske løse mange af de hidtidige problemer. Det gælder f.eks. Quaise Energy, der benytter elektromagnetisk mikrobølgestråling (gyrotron) til at smelte og fordampe sten uden brug af fysisk borehoved, der ellers ville blive slidt op.
Desuden forudsætter geotermisk energi, at der er porøse sten i undergrunden til vekselvarme. For at nedbringe miljøbelastningen, skal der også helst være naturlig forekomst af vandet til recirkulation. Selskaber som Fervo Energy forsøger at løse dét ved at benytte hydraulisk frakturering. Denne teknologi fra skifergas-udvinding skaber revner og sprækker i undergrunden ved at pumpe en væske blandet med sand eller hårde korn og visse kemikalier under højt tryk. Af samme årsag indebærer metoden dog risiko for miljø forurening af grundvandet på langt sigt.
Det har givet et spring i forventningerne til geotermisk energi, …
Disse udviklinger har ført til et boom i branchen, der har tiltrukket store mængder investeringskapital. Det internationale energi agentur, IEA, ser f.eks., at samlet global geotermisk energi produktion vil stige fra 15 GW i 2020 til +800 GW i 2050. I deres “Future of Geothermal Energy” skriver IEA bl.a. at “next-generation geothermal systems could provide up to 8% of the global electricity supply by 2050”. Dertil skal så lægges den geotermiske varme, der udnyttes til f.eks. kraftvarme værker. IEA forventer bl.a., at 90% af den geotermiske energi vil blive udvundet fra boredybder på over 5 km. se nedenfor.
Det høje investeringskrav for geotermisk energi er dog en akilleshæl. Et enkelt borehul koster fra 100 mio. USD og opefter, hvis undergrunden er velegnet til at bore i. Det skal sættes i forhold til, at en gasgenerator kun koster omkring 1 mio. USD.
… som dog kræver, at investorerne er MEGET langsigtede
Investorerne i geotermisk energi skal derfor være MEGET langsigtede. De kan se frem til et stabilt og højt afkast, men ingen ved hvad den alternative pris for energi bliver om 5, 15 eller 25 år. Det er den pris, der afgør, om det var en god investering. Andre vedvarende energityper kan have set kvantespring fremad i mellemtiden, som f.eks. små modulære Thorium MSR reaktorer eller fusionsenergi.
Desuden er der en større risiko for nærmiljø forurening, fordi geotermisk energi bruger store mængder vand. Dét vand bliver forurenet, ligesom ved fracking f.eks., og risikerer at sive ned i grundvandet.
