Geotermisk energi - glemt i energidebatten?

Mennesker har utnyttet den naturlige varmen i jorden til oppvarmingsformål i tusenvis av år. Det første varmeanlegget ble startet i Frankrike i det 14. århundre og er fortsatt i drift. Mellom 1904 og 1905 gjorde italienske Prins Gionori Conti de første eksperimentene med kraftproduksjon basert på geotermisk energi, og i 1913 ble det første kommersielle kraftverket startet i Italia. De ledende landene på produksjon av strøm fra geotermisk energi er i dag USA, Filippinene, Mexico, Indonesia og Italia. Island kommer på en 8. plass.

Det Internasjonale Energibyrået anslår at geotermisk energi bidro til 0,41% av verdens energiforbruk i 2004. Til sammenligning er tallet for vindkraft 0,064%, mens vannkraft dekker 2.2%. Biomasse er størst av de fornybare energikildene med 10%. 

Varmestrømmen gjennom jordskorpen er i gjennomsnitt omtrent 0,06 Watt per kvadratmeter. Dette tallet virker kanskje lite, men hvis man betrakter hele jordens landareal er det mer enn halvparten av det globale energiforbruket. Til sammenligning er dette omtrent det dobbelte av all utnyttbar kraft i havstrømmer og vind til sammen, to av temaene i BT sin artikkelserie om fornybar energi.

Likevel blekner denne energistrømmen med den potensielle energien som finnes i jordskorpen. Nedover fra jordens overflate stiger temperaturen med ca. 25-30°C per kilometer, og i områder med gunstige geologiske forhold kan temperaturøkningen være betydelig større. En rapport fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) konkluderer med at USA har en energimengde tilsvarende 130.000 års forbruk lagret som varme i stein og væske under land. Om kun en promille av dette kan utnyttes, er det fremdeles et betydelig bidrag i energibudsjettet.

Når geotermisk energi har vært fraværende i den norske energidebatten, kan det komme av antakelsen om at den utvinnbare geotermiske ressursen er knyttet til tradisjonelle hydrotermiske systemer. Disse krever varme kilder tilgjengelig nær jordoverflaten, slik vi for eksempel kan finne i nærheten av vulkansk aktive områder, som på Island, men ikke i Norge. Nye forbedringer i teknologi i form av «Enhanced Geothermal Systems» gjør at en betydelig større andel av verdens geotermiske ressurser er nå tilgjengelige. Dette har åpnet muligheter som gjør at storskala utvinning av geotermisk energi likevel kan være aktuelt i Norge. I tillegg til å øke utvinningsgraden til tradisjonelle hydrotermiske systemer, er det nå også mulig å produsere geotermisk energi fra dypere reservoarer, som ikke behøver å ha naturlig tilstedeværelse av vann. Flere internasjonale felteksperimenter demonstrerer at utvinning av varme ned til dybder på 5000 meter kan være hensiktsmessig.

Et idealisert system for utvinning består av to brønner. Kaldt vann blir pumpet ned i en brønn, og varmes opp når det flyter i sprekker og porer i berggrunnen, før det strømmer opp i en produksjonsbrønn. Der sørger et kraftverk for omgjøring av det varme vannet til elektrisitet før det avkjølte vannet igjen blir pumpet ned i grunnen. På den måten dannes et sirkulasjonssystem. Ny teknologi gjør at strøm kan produseres av vann som holder temperaturer godt under kokepunktet, ved at vannet varmer opp en annen væske med lavere kokepunkt. Dette gjør at mulighetene for strømproduksjon basert på geotermisk energi har økt betraktelig. I tillegg kan geotermisk energi naturlig benyttes i fjernvarmeanlegg.

Sirkulasjonen av vann fra injeksjonsbrønner til produksjonsbrønner krever at det dannes et sammenhengende nettverk av sprekker som vannet kan strømme i. Ved å pumpe vann ned i reservoaret med høyt trykk, utvides eksisterende sprekknettverk. Når sammenhengende sprekker er dannet, kan den langsiktige utvinningen av energi starte. Foreløpig har granitt vist seg å være en gunstig bergart på grunn av naturlige spenninger i fjellet. I tillegg gir høy naturlig radioaktivitet mer varme. 

Som fornybar energikilde har geotermisk energi mange fordeler. Kraftverkene gir omtrent ikke utslipp og krever kun små installasjoner over bakken. I motsetning til det som er tilfellet for sol- og vindkraft kan kraftverkene være i drift 24 timer i døgnet, uavhengig av vær og vind. Kostbare systemer for lagring av energi er derfor ikke nødvendig. 

I den tidligere nevnte rapporten fra MIT anslås det at man med forholdsvis moderate investeringer i forskning og utvikling kan gjøre kraft produsert fra geotermisk energi konkurransedyktig på pris innen få år. Her er det klart at Norge har et fortrinn med betydelig kompetanse fra olje- og gassindustrien. En uutnyttet geotermisk ressurs som de siste årene har fått økt internasjonal, men ikke nasjonal, oppmerksomhet, er varme som blir produsert fra reservoar ved olje- og gassutvinning. Produksjon av geotermisk energi sammen med olje og gass kan, i tillegg til energigevinsten, også være gunstige forprosjekt for å videreutvikle generell norsk kompetanse på geotermisk energi.

Ingen fornybar energikilde kan løse verdens energiutfordringer alene, men sammen kan de gi viktige bidrag. Derfor må vi ha et bredt spenn i den nasjonale og internasjonale forskningen på fornybar energi. For å gjøre ukonvensjonelle geotermiske reservoarer drivverdige, er det viktig å forstå de kompliserte hydrologiske, kjemiske, mekaniske og termiske prosessene i reservoaret. Her er det mye som gjenstår, noe som reflekteres i den meget begrensede kunnskapen som eksisterer om potensialet for geotermisk energi i Norge.

Politikere, miljøvernere og samfunnsdebattanter bør nå kjenne sin besøkelsestid, og ikke glemme en av fremtidens store energiressurser. Dette gjelder også våre seriøse nyhetsformidlere.

Referanser: World Energy Outlook 2006, OECD/IEA 2006. John W. Lund, Geothermal energy focus - tapping the earth's natural heat, 2006.
The future of geothermal energy, MIT Report, 2006.