Geysirer i Yellowstone nationalparker, et område med geotermisk energi.
Geysirer i Yellowstone nationalparker, et område med geotermisk energi.

En viktig del av løsningen på fremtidens energi­behov ligger rett under føttene våre

POPULÆRVITENSKAP: Energi, tilsvarende ti millioner ganger verdens årlige totale energiforbruk finner vi få kilometer under bakken, skriver tre Sintef-forskere.

Visste du at det finnes en fornybar energikilde som - i likhet med vannkraft - kan gi jevn og stabil tilgang på energi, slås på og av på kort varsel, og til og med brukes til lagring av overskuddsenergi? Den er dessuten tilgjengelig over hele verden, krever ikke store naturinngrep, og har svært lite klimaavtrykk. Og mye av kompetansen som kreves for å utnytte den effektivt finnes allerede i Norge.

Solen under oss

Jordens kjerne har en temperatur omtrent lik solens overflate, og under føttene våre befinner det seg derfor enorme mengder energi i form av varme. Dette kalles geotermisk energi, og den totale energien i de første få kilometerne under bakken tilsvarer nesten ti millioner ganger verdens årlige totale energiforbruk.

I tillegg tilføres jordskorpa stadig ny varme fra naturlige radioaktive prosesser i jordens indre og via varmestråling fra sola.

Noe av energien i bakken er svært lett tilgjengelig. Noen titalls meter under bakken er temperaturen ganske stabil, og selv om den ikke nødvendigvis er spesielt høy, kan dette ofte utgjøre grunnlag for et stabilt varmelager som kan brukes mot f.eks. en varmepumpe.

Ifølge det internasjonale energibyrået (IEA) må om lag to tredjedeler av verdens totale energiforsyning i fremtiden komme fra vindkraft, solenergi, bioenergi, vannkraft, og nettopp geotermisk energi.

Slike systemer brukes av mange i Norge, både til oppvarming av boliger og kommersielle anvendelser som drivhus og snøsmelting. Dessuten kan denne øverste delen av jordskorpa også brukes som mellomlagring av energi, for eksempel overskuddsvarme fra industri eller andre mer ustabile fornybare energikilder slik som sol og vind.

Bruk av grunn jordvarme til utvinning og lagring fungerer bra og kan være økonomisk lønnsomt selv om temperaturen i bakken her ikke er spesielt høy. Enkelte steder er det imidlertid betraktelig høyere temperaturer rett under overflaten, som på Island, der jordskorpa er så tynn at grunnvannet koker. Her er energitettheten så høy at varmen kan brukes til å produsere strøm.

Dette har Islendingene vært flinke til å utnytte: 90 prosent av husstandene på Sagaøya varmes opp av jordvarme, og nær en tredel av landets elektrisitet kommer fra geotermiske anlegg.

Utfordrende utvinning

I motsetning til på Island må man de fleste andre steder i verden bore flere kilometer ned i bakken for å finne tilsvarende store energi-forekomster. På slike dybder er temperaturen og trykket gjerne så høyt at grunnvannet er i superkritisk tilstand, der det kan gå kontinuerlig fra en damp-lignende form til en væske-lignende form.

Lykkes man i å hente ut denne energien på en effektiv måte, kan i prinsippet store deler av verden forsynes med stabil, fornybar energi på samme måte som Island.

Selv om prinsippet for å høste dyp geotermisk energi er enkelt å forklare (pump opp varmt vann, hent ut varmen, send det ned igjen for gjenoppvarming), kan utvinningen være uhyre komplisert i praksis.

For det første er det knyttet stor usikkerhet til forholdene under bakken. Dette betyr at det er vanskelig å vite hvor det lønner seg å bore. For det andre er det utfordrende å bore så dypt: i tillegg til svært høy presisjon, kreves det utstyr som tåler ekstremt høy temperatur, ekstremt høyt trykk, og er tilstrekkelig motstandsdyktig mot korrosjon.

Oljeteknologi for geotermi

Som et resultat av imponerende nybrottsarbeid gjennom over 50 år som oljenasjon, sitter norske bedrifter og forskningsmiljøer på enorme mengder kunnskap og kompetanse skreddersydd for nettopp denne typen utfordringer: med avanserte seismiske og geomagnetiske metoder har vi funnet olje der geologene først mente det ikke fantes, boret oljebrønner som bukter seg horisontalt flere kilometer under bakken, og krysset norskerenna med oljerørledninger.

Dette er teknologiske og vitenskapelige bragder vi bør være veldig stolte av. Og det er teknologi og vitenskap vi kan og bør bruke for å skaffe oss et forsprang innen geotermi.

Når norske forskere samarbeider tett med forskere i Italia og på Island for å utvinne energi fra superkritiske kilder, er det nettopp kunnskap om brønnlogging og boreteknologi fra boring etter olje og gass de anvender.

Og når norske forskere jobber sammen med universitetet i Genéve for å evaluere potensialet for storskala geotermisk energilagring for byens fjernvarmeanlegg, baserer de seg på tiår med kunnskap om oljereservoarsimulering – bruk av datamaskiner og avanserte matematiske modeller til å simulere hvordan olje og gass beveger seg i geologiske formasjoner.

En oljebrønn i Nordsjøen kan produsere anslagsvis hundre ganger mer energi per dag enn en typisk geotermisk brønn. Samtidig er kostnadene ved leting og boring etter dype geotermiske energiforekomster sannsynligvis sammenlignbare med tilsvarende kostnader for olje og gass.

Oljeindustrien har historisk vært så lønnsom at man kan ta sjansen på å bore en tørr brønn i ny og ne, men for geotermisk utvinning er marginene så knappe at en tørr brønn kan bety slutten på hele prosjektet . Et vellykket geotermisk prosjekt vil derfor avhenge av presis og trygg boring, og god kartleggings- og simuleringsteknologi for å minimere usikkerheten.

Norge som kunnskapsleverandør?

Ifølge det internasjonale energibyrået (IEA) må om lag to tredjedeler av verdens totale energiforsyning i fremtiden komme fra vindkraft, solenergi, bioenergi, vannkraft, og nettopp geotermisk energi. Dette er en forutsetning for å klare å begrense global oppvarming til 1,5 grader innen 2050.

Vi mener det er viktig at Norge bidrar med sin teknologiske kompetanse og kunnskap for å realisere potensialet for storskala utnyttelse av geotermiske ressurser.

Klarer vi som forskningsnasjon å få på plass ekspertise innen leting, simulering og utvinning av dyp geotermisk energi, kan det gi oss et solid fotfeste innen en ny geotermisk energibransje med enormt internasjonalt potensiale. Om vi ikke klarer det, risikerer vi å havne på sidelinjen i en næring vi burde ha alle forutsetninger for å lykkes i.

LES OGSÅ:

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding på denne artikkelen. Eller spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om et viktig tema vi bør dekke?

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Powered by Labrador CMS