Der er en løsning til verdens umættelige energibehov. Det er CO2-frit og sikkert. Og det er placeret lige under vores fødder.
Indsendt af Unni Skoglund
Lige siden Jules Verne skrev i 1864 om en tur til Jordens indre, har folk drømt om at bringe varme op fra planetens centrum. Indtil videre har vi kun ridset overfladen, men forskere begynder nu at arbejde ned i dybet.
Faktum er, at 99 procent af planeten har en temperatur over 1000 grader celsius. Varmen er det, der er tilbage fra, da Jorden først blev dannet, og der er mere end nok af det til, at vi kan omdanne den til energi.
”Hvis vi kan bore og genvinde bare en brøkdel af den geotermiske varme, der findes, vil der være nok til at forsyne hele planeten med energi - energi, der er ren og sikker,” siger Are Lund, seniorforsker ved SINTEF Materials and Chemistry.
Uudtømmelig kilde
Geotermisk varme giver utroligt potentiale. Det er en uudtømmelig energikilde, der er næsten emissionsfri. Varmeenergi findes i de forskellige klippetyper, der udgør jordoverfladen og dybere i skorpen. Jo dybere du kommer, jo varmere er det.
Cirka en tredjedel af varmestrømmen kommer fra den oprindelige varme i jordens kerne og mantel (laget tættest på jordskorpen). De resterende to tredjedele stammer fra radioaktivitet i jordskorpen, hvor radioaktive stoffer kontinuerligt forfalder og genererer varme. Varmen transporteres til klippelag, der er tættere på jordoverfladen.
Forskellige dybder
Geotermisk energi, der kommer fra 150-200 meter under overfladen kaldes geotermisk lavtemperaturenergi. På disse dybder svæver temperaturerne mellem 6 og 8 grader C og kan udvindes med varmepumper kombineret med en energibrønde. Denne type geotermisk energi udnyttes i ret stor skala.
Det norske selskab Rock Energy ønsker at være en international førende inden for geotermisk varme og energi. Der er planlagt et pilotanlæg til Oslo, der samler varme fra 5500 meters dybde. Temperaturer fra denne dybde kan opvarme vand til 90-95 grader C og kan bruges i fjernvarmeværker. Pilotanlægget bygges i samarbejde med NTNU, der undersøger de termiske aspekter af anlægget.
Planen er at bore to brønde, en injektionsbrønd, hvor koldt vand pumpes ned, og en produktionsbrønd, hvor varmt vand strømmer op igen. Mellem disse vil der være såkaldte radiatorledninger, der forbinder brøndene. Vandet udskiftes derefter med vand i Hafslunds fjernvarmeanlæg.
Den normale levetid for en sådan brønd er cirka 30 år. Derefter afkøles klippen så af det kolde vand, der er blevet injiceret i brøndene, at det ikke længere vil producere nok varme. Efter 20-30 år vil varmen imidlertid have opbygget igen, og brønden kan bruges igen.
Rock Energy-anlægget vil være et stort skridt fremad i udnyttelsen af Norges geotermiske energiressourcer.
Superkritisk vand
Hvis vi imidlertid ønsker at reducere CO2-emissioner og levere ren energi i en skala, der vil gøre en forskel, bliver vi nødt til at gå meget længere ned i jorden selv.
Forskere ved NTNU, Universitetet i Bergen (UiB), Norges geologiske undersøgelse (NGU) og SINTEF mener, at dette er muligt. I 2009 dannede dybe geologiske energientusiaster det norske Center for Geotermisk Energiforskning (CGER) med partnere fra universiteter, colleges, forskningsinstitutioner og industrien.
Forskernes mål er at nå dybder på 10.000 meter eller mere for at udnytte dyb geotermisk varme. Boring så dybt giver brønde mulighed for at nå det, der kaldes superkritisk vand med en temperatur på mindst 374 grader C og et tryk på mindst 220 bar. Dette ganges med en faktor på 10 den mængde energi, du kan få ud af en sådan ordning, og mængden af produceret geotermisk energi kan matche den, der oprettes i et atomkraftværk.
Men der er en meget vigtig forskel: Geotermisk varme skaber ikke radioaktivt affald. Det er ren energi.
Fordele på 5000 meter
Dagens olieselskaber lever godt ved at udvinde olie, der er så dyb som 5000 meter, hvor temperaturerne er så høje som 170 grader C. At bore noget dybere end dette resulterer i en række tekniske problemer, både hvad angår selve boringen og materialer. Stål bliver sprødt, og materialer som plast og elektronik vil blive svækket eller smeltet. Elektronik fungerer normalt kun en kort tid ved temperaturer, der er varmere end 200 grader C. Disse problemer skal løses for at den dybe geotermiske industri skal være rentabel.
Ikke desto mindre mener SINTEF-forskere, at Norge er i en unik position til at fange geotermisk varme.
”Vi har en stærk og innovativ olieindustri i dette land. Fordi olieindustrien har ønsket at udvikle olie- og gasaflejringer fra utilgængelige områder, har boreteknologien udviklet sig enormt i løbet af de sidste ti år. Der er testbrønde for olie, der går 12.000 meter ind i Jorden. Viden fra olie- og boreindustrien kan muligvis bruges i fremtiden til at fange geotermisk energi, ”siger Lund og Lademo.
Den norske bore- og olie- og gasindustri kræver alle udstyr, der gør det muligt at bore stadig dybere til en overkommelig pris. Oliefelterne, der opdages nu, er generelt dybere og mere komplicerede end før. Selvom der har været et antal brønde i verden, der er blevet boret til 10-12 000 meter, eksisterer teknologien endnu ikke for at give mulighed for præcisionsboring på disse dybder.
”Vi skal have et fælles engagement. Der kræves tværfaglig ekspertise. Her på Materials and Chemistry arbejder vi med et internt finansieret projekt, hvor vi vurderer SINTEFs samlede evne til at bidrage.Målet er at arbejde på projekter med industrien og Norges forskningsråd, ”sagde Lund og tilføjede,” hvis forskning og industri lykkes med at udvikle de materialer og teknologi, der er nødvendig for at få den mest vanskelige at nå olie, i det lange løb kørsel vil vi være i stand til at erstatte olie med geotermisk energi til opvarmning og elektricitet. ”
Fås overalt
Et af de unikke aspekter ved geotermisk varme er, at den findes overalt i verden. Kald det som en "demokratisk" energikilde, som enhver kan drage fordel af, uanset forholdene på jordens overflade, såsom vejret.
Hvor langt nede du skal bore i jordskorpen for at nå den temperatur, du er interesseret i, varierer fra land til land. Dette skyldes, at skorpen varierer i tykkelse og styrer det, der kaldes den geotermiske gradient. På mere nordlige breddegrader, som Norge, stiger temperaturen ca. 20 grader pr. Kilometer ned i jordskorpen. I andre dele af verden er det 40 grader per kilometer. Gennemsnittet er omkring 25 grader.
De Forenede Stater, Filippinerne, Mexico, Indonesien og Italien er de førende inden for produktion af elektricitet fra geotermisk energi.
“Det vil lykkes”
”Olie- og gasindustrien er konservativ. At begynde at udvikle geotermisk energi fra ti til tolv tusind meter dyb vil være dyrt. Men fordelene vil også være enorme. Derfor vil industrien i sidste ende begynde at investere. I 1960'erne var vi begyndere, når det gjaldt pumpning af olie fra Nordsøen. At tackle denne udfordring var et stort løft på mange måder. Som nation satsede vi, og vi vandt, ”siger Lademo.
”Jeg tror, vi kan udvikle den viden, vi har brug for, om materialer for at komme ned til 300 grader C om ti år. Det kan tage 25 år eller mere af forskning og udvikling at komme ned til 500 grader C, ”sagde Lund med aftale fra Lademo.
”Vi er overbeviste om, at dette er muligt. Men det kræver, at vi videreudvikler eksisterende teknologi. For at gøre det kræver penge, en masse penge. Offentlig finansiering er den nøgle, der er nødvendig for at få branchen samlet til at investere. Geotermisk energi er en unik mulighed for olieindustrien at udvikle sig på en ny måde. De vil forstå dette, det er bare et spørgsmål om tid. ”
