På Island bruker ni av ti hus varme fra jorden

Rett under oss ligger et enormt energilager.

Denne artikkelen er over syv år gammel

De fleste forbinder energikilden med varme kilder og geysirer, men det er ikke nødvendig med en varm kilde for å kunne utnytte energien som ligger lagret i bakken.

Selv om temperaturen i grunnen rett under oss her i Norge bare er fem til ti grader, er det nok til at vi kan utnytte energien til oppvarming eller kjøling ved hjelp av et borehull på et par hunder meter og en varmepumpe. En frostsikker væske sirkulerer i borehullet gjennom en tett slange av plast og henter varme opp fra grunnen. Mange større bygg i Norge har installert systemer med flere hundre borehull.

Kjøling om sommeren

I kombinasjon med varmepumper er også direkte produksjon av vann fra grunnvannsbrønner en løsning som i økende grad brukes i større nærvarmeanlegg i Europa. De store anleggene produserer varme om vinteren og kjøling om sommeren.

Når systemet brukes til kjøling, vil varme tilføres lageret som deretter kan tas ut om vinteren. På denne måten lades energilageret til sommer— og vinterbruk som følge av det årlige bruksmønsteret.

De grunne systemene bidrar til miljøvennlige varme- og kjøleløsninger med reduserte kostnader, og det har vært en sterk vekst de siste tiårene med 62 prosent økning i installert kapasitet fra 2010 til 2015 på verdensbasis.

På 3000 meters dyp

Men la oss gå dypere ned i bakken. Nedover i jordskorpen øker temperaturen. Når temperaturene kommer opp i mer enn 50 til 60 grader, kan grunnvann produsert fra dypet brukes direkte til oppvarming og fjernvarmeproduksjon.

Et eksempel er i København, der produksjon av 74 grader varmt grunnvann fra 2600 meter dyp har gitt fjernvarme siden 2004.

I Norge finnes ikke geotermiske fjernvarmeanlegg, men i prinsippet er det mulig å etablere slike anlegg ved å produsere grunnvann fra brønner ned til om lag 3000 meters dyp.

• Gratis arrangement lørdag 21.5.: De store samfunnsutfordringene: Energi: Hva skal redde oss etter oljen?

Island har renest energi

I flere andre områder i verden er varmen mye lettere tilgjengelig. Et eksempel er Island, som før 1930 var et fattig land og avhengig av å importere fossil energi. Så begynte islendingene å bygge ut fjernvarmeanlegg basert på geotermisk energi. I dag har de verdens reneste energiproduksjon.

Nesten 90 prosent av alle husene på Island blir varmet opp med geotermisk energi, som også holder is og snø borte fra veier og fortau. Geotermisk energi står for 30 prosent av elektrisitetsproduksjonen, mens resten er vannkraft.

Ildringen

Det er ikke bare på Island ren kraft kommer fra jordens indre. I dag har 24 land geotermisk kraftproduksjon. Landområdene med størst produksjon ligger som en hestesko omkring Stillehavet. Dette området er kjennetegnet av vulkansk aktivitet og kalles «ildringen» («ring of fire»).

USA har den største produksjonen. Overraskende kommer Island først på syvende plass av de kraftproduserende landene. Kraftverkene drives på varmt vann og damp produsert fra brønner som for det meste er grunnere enn 3000 meter.

Bruker sprekker i grunnen

Vannet er energibæreren som gjør at varmen i dypet kan transporteres til overflaten ved å bore brønner. For å kunne produsere dyp geotermisk energi, trenger vi ikke bare høye temperaturer, men også høyt vanninnhold i grunnen.

En hovedutfordring for å utnytte mer av den dype geotermiske energien er derfor ikke bare å utvide produksjonen til større dyp for å sikre høy nok temperatur, men også til deler av jordskorpen som inneholder lite vann.

Dette krever nye teknologiske løsninger der vi må forbedre naturlige sprekkesystem som finnes i grunnen. Det handler om å øke mulighetene vann har for å strømme gjennom den varme bergarten.

Tjuedobling innen 2050

Ved å pumpe vann ned i undergrunnen med høyt trykk kan sprekkenettverk utvides slik at vannet strømmer bedre. Varme kan deretter produseres ved å sirkulere vann gjennom i reservoaret ved hjelp av såkalte injeksjons- og produksjonsbrønner.

Vannet føres opp til overflaten gjennom produksjonsbrønnene. Når det er tappet for varme, føres vannet tilbake i grunnen gjennom injeksjonsbrønnene. Injeksjonen av vann holder trykket oppe i reservoaret, som bidrar til en stabil produksjon av varmt vann og damp.

Denne type neste generasjons teknologi, som bruker oppsprekking for å forbedre produksjonen fra et geotermisk reservoar, er demonstrert ved flere anlegg internasjonalt. Slik kan det produseres kraft av varme hentet fra dyp ned mot 5000 meter.

Les også:

For at det skal bli lønnsomt å produsere varme og kraft på denne måten flere steder, må teknologien bli billigere og standardiseres for ulike geologiske forhold.

Det internasjonale energibyrået (IEA) mener det vil være mulig med tilstrekkelig satsing på forskning og demonstrasjon, og anslår at den geotermiske energiproduksjonen kan tjuedobles innen 2050.

Energiens joker

Ruiner fra romertiden viser hvordan varme kilder allerede da ble benyttet til både oppvarming av hus og badeanlegg. Geotermisk kraftproduksjon kan bli en joker i en fremtid med stadig mer fornybar energi fra vind og sol. Mens produksjonen av vind— og solkraft bokstavelig talt avhenger av vær og vind, kan produksjon av varme fra dypet skje kontinuerlig, eller tilpasses behovet til enhver tid. I tillegg kan et geotermisk system fungere som lager for overskuddsvarme fra industri eller andre kilder.

Det er sterke synergier mellom olje og gass og geotermisk energiutvinning. Prosessen med kartlegging, boring og produksjon har mange fellestrekk. Det er derfor mye å hente på å overføre teknologi og kompetanse mellom sektorene. Flere petroleumsreservoarer holder dessuten så høy temperatur at de kan benyttes til produksjon av geotermisk energi når oljeproduksjonen fases ut.

Inga Berre har skrevet denne artikkelen. Hun er professor ved Matematisk institutt, Universitetet i Bergen, og vitenskapelig rådgiver ved CMR (Christian Michelsen Research). Hun har ledet arbeidet med en søknad til Forskningsrådet om et nasjonalt forskningssenter for miljøvennlig energi (FME) innen geotermisk energi, med base i Bergen. Tildelingen offentliggjøres 26. mai.