Förbättrad teknik kan i framtiden bana väg för större utnyttjande av den värmeenergi som finns lagrad i jordens inre. Geotermisk energi kan utnyttjas för kontinuerlig produktion av värme och elektricitet och därmed fungera som en pålitlig baskraft. Från att tidigare ha varit förbehållen vissa geologiskt gynnsamma områden är geotermisk energi på väg att bli ett alternativ för världen i stort.

 

Stora energitillgångar i jordens inre

Vi sitter bokstavligt talat på en energiresurs som är många gånger större än världens samlade tillgångar av olja och naturgas. Resursen kallas för geotermisk energi och består av den värme som finns lagrad i jordens inre.

För cirka 4.5 miljarder år sedan bildades planeten genom sammanslagning av mindre himlakroppar som ackumulerats ur solnebulosans massa av stoft och gas. Värme från kollisionerna finns kvar i manteln och kärnan under den avsvalnade jordskorpan, som ett väldigt lager av värmeenergi. Ny värme utvecklas dessutom kontinuerligt genom sönderfall av radioaktiva ämnen i manteln. Ju djupare ned man kommer desto mer värme finns att utvinna; temperaturökningen är på de flesta ställen runt 25-30 grader Celsius per kilometer djup. I jordens kärna är temperaturen jämförbar med solytans, över 5000 °C.

Skorpans tjocklek varierar mellan 10 och 100 km och på platser där den är tunnare kan varma strömmar av magma eller upphettat vatten leta sig upp och göra värmeenergin åtkomlig. Det gäller särskilt de områden där de tektoniska plattorna möts, vilket ofta innebär områden med vulkanisk aktivitet. Dit hör exempelvis Island som får större delen av sin energi för uppvärmning och varmvatten, samt en fjärdedel av elektriciteten, från geotermiska källor.

Längst in, i jordens kärna, är temperaturen över 5000 °C.

Längst in, i jordens kärna, är temperaturen över 5000 °C.

Växande energiproduktion från större djup

Genom att borra geotermiska brunnar ned till de varma områdena djupt nere i jordskorpan kan energin utvinnas. Värmen kan utnyttjas direkt i t.ex. fjärrvärmesystem, men också användas för elproduktion. I det senare fallet låter man förångad vätska driva turbiner, vilket kräver vatten från större djup med högre temperaturer, eller omvandlingar med tekniska lösningar. Dagens brunnar kan vara upp till tre kilometer djupa men i framtiden hoppas man kunna borra ner till tio kilometers djup. Sådana borrningar är för närvarande tekniskt komplicerade och kostsamma men har genomförts i forskningssammanhang och vid oljeutvinning.

Det finns några ställen i Sverige som är mycket lämpade för geotermisk energi och ett av dessa är Skåne. Borrar man tillräckligt djupt, cirka 2 km, på vissa platser i Skåne, når man temperaturer mellan 75 och 85 °C. Detta fungerar utmärkt som källa för fjärrvärme; när värmen utnyttjats pumpas vattnet tillbaka i ett annat borrhål och värms upp igen.

I dagsläget står geotermisk energi bara för en bråkdel av världens energiproduktion men andelen förväntas öka i framtiden. Principen för hur man utnyttjar geotermiskt energi är välkänd och tekniken att kunna borra tillräckligt djupt har efterhand förfinats och blivit billigare. Detta har väckt hoppet om att geotermisk energi skall kunna bli ett alternativ för världen i stort, även utanför de vulkaniska zonerna. Ny teknik gör det också möjligt att producera förnybar elektricitet även om vattnet som pumpas upp från jordens inre inte når kokpunkten.

Geotermisk elektricitet

En viktig faktor för att man effektivt ska kunna utnyttja geotermisk energi för elproduktion är användningen av så kallade binära system, baserade på värmeväxlare. I de här systemen behöver vattnet i sig inte vara het ånga, utan kan ha så låg temperatur som 60 °C. Det får sedan värma en arbetsvätska med låg kokpunkt. Ångan från den driver i sin tur turbinerna. Det svenska företaget Energeotek planerar ett mindre geotermiskt kraftvärmeverk i Ungern med den tekniken och hoppas på liknande anläggningar i Sverige.

Energi från torrt berg

Man talar också om förstärkta geotermiska system (EGS, Enhanced Geothermal Systems) eller HDR (Hot Dry Rock). Här rör det sig om tekniker för att leda ned vatten eller andra medier i torrt berg där naturliga varma källor saknas.

Från vatten som pumpas ner i berget kan energi också utvinnas.

Från vatten som pumpas ner i berget kan energi också utvinnas.

Man pumpar ned vattnet med högt tryck för att skapa eller utveckla en sprickbildning i berget, så att vattnet sedan i ett slutet system kan cirkuleras från ett borrhål till ett annat. På vägen absorberar det värme som kan utnyttjas i system med värmeväxlare. Ett antal sådana demonstrationsprojekt är under uppbyggnad runt om i världen.

En möjlig baskraft

En fördel jämfört med andra förnybara alternativ som sol- och vindkraft är kontinuiteten i produktionen. Värmen flödar ju utan avbrott vilket gör att den kan utnyttjas som baskraft. Det som talar mot geotermisk energi är stora investeringskostnader och eventuell miljöpåverkan. Mark- och miljöpåverkan anses dock som begränsad men vätskor som cirkuleras kan föra med sig lösta gaser och tungmetaller från jordens inre. I sådana fall måste reningsteknik användas för att ta hand om föroreningarna. En potentiell risk med EGS/HDR kan vara negativ påverkan på markstabilitet och utlösande av seismisk aktivitet.

Att borra efter värme på stora djup i jordskorpan är fortfarande något av ett vågspel. Här kan exempelvis EGS/HDR bidra till att göra borrningarna mindre beroende av att träffa exakt rätt källa, vilket minskar de ekonomiska riskerna. Teknikutvecklingen inom geotermisk elektricitet är också mycket intressant och sammantaget finns det mycket som talar för att värme från jordens inre blir en allt viktigare komponent i framtidens energiförsörjning.

Artikeln publicerades i juni 2013