Strøm fra geotermi

Når hele kabalen med fremtidens energiforsyning skal gå op, ser man ofte geotermi nævnt som et supplement til sol og vind, der jo skal udgøre hovedkilderne. Ind i mellem hører vi også om ambitiøse planer for geotermi her i Danmark, hvor der skal investeres 100 mio. kr. eller mere i boringer, hvorefter det varme vand skulle vælte op.

Varmt og varmt. Selv hvis man borer 2 km ned i jorden her i Danmark, når temperaturen ikke meget over ca. 60 grader. Det kan til nød bruges til fjernvarme, og måske kan udbyttet endda forøges, hvis man indsætter varmepumper, så temperaturen kan komme højere op.

En ofte hørt vildfarelse er, at varmen også kunne bruges til fremstilling af elektricitet. Lad det være slået fast med det samme, at det kan man ikke, i hvert fald ikke i et omfang, der på nogen måde kan betale sig.

Her er vi oppe imod termodynamikkens love, der indebærer, at man ikke kan gå fra en lav-værdi energiform (f.eks. lunkent vand) til en af høj værdi (elektricitet). For at kunne fremstille strøm skal vandtemperaturen bringes op over 100 grader, hvorved der dannes damp under tryk (hvis systemet er lukket) og det er netop det tryk, der kan bruges til f.eks. at drive en turbine og derved fremstille elektricitet. De høje temperaturer opnår man i dag primært ved at brænde noget af, kul, olie eller gas – eller træ og andre slags biomasse. Og høje temperaturer er netop, hvad der skal til, for at drive et elværk rationelt.

Så Danmarks lunkne vand må nøjes med at være et tilskud til fjernvarmen, og med de økonomiske risici, der er forbundet hermed, bliver geotermi her i landet næppe den store bidragyder til vores ”vedvarende” energiforsyning.

Men hvad med udlandet? Her er der en interessant artikel på Judith Currys hjemmeside. Der er egne af Verden, hvor der er megen vulkansk aktivitet, og man ikke skal så langt ned i undergrunden, før klipperne for alvor bliver varme. Et godt eksempel er Island, hvor man kan pumpe vand et relativt kort stykke ned i undergrunden og her bliver det til damp, der med stort tryk kommer op til overfladen og kan drive en turbine og fremstille strøm.

Fordelene er åbenlyse, vi har her en ”vedvarende” kilde, den kan reguleres i takt med forbruget og hvis man går op i den slags, så giver den kun en meget beskeden udledning af CO₂. Teknologien er velkendt og har været benyttet i mange år.

Fig. 1 viser beliggenheden af de geotermiske kraftværker i Verden. De er primært placeret langs de kendte vulkanske zoner, f.eks. rundt om Stillehavet. Den samlede kapacitet er begrænset, ca. 15 GW, hvilket kun er omkring en fjerdedel af Tysklands elforbrug. På værkerne borer man op til 3 km ned i jorden, hvor man finder dybtliggende lag af grundvand. Pga. de høje temperaturer (mindst 200 grader) befinder grundvandet sig under meget højt tryk. Det vil nu søge op gennem borehullet og undervejs forandres det til damp, der derefter kan drive turbinerne.

Det er ikke nogen helt enkel proces, der er mange tekniske udfordringer forbundet hermed. Bl.a. kan der med vandet komme opløste mineraler op, hvoraf nogle er interessante (guld) og andre i høj grad uønskede (arsenik).

Ved overfladen står man med en blanding af dampen og vand, der er fyldt med alle mulige mineraler og måske endda (gys!) CO₂. Vandet pumper man ofte ned i undergrunden igen, men langt væk fra det lag, der producerer dampen, da man ikke ønsker at køle dette med returvandet. Til gengæld vil det returnerede vand gradvist blive varmet op igen og efter nogle måneder kan det i nogle tilfælde indgå i kredsløbet igen.

Artiklen indeholder en masse tekniske detaljer, som vi ikke skal kede læseren med her. Til sidst nævnes der dog noget om fremtiden. Man skal nok ikke forvente den store stigning i kapaciteten af geotermiske anlæg, da teknologien er kompliceret og i mange tilfælde dyr. Et nyt anlæg kræver meget grundige og kostbare forundersøgelser; et afgørende punkt er vurderingen af den mulige kapacitet, således at man kan købe turbine og generator i den rigtige størrelse. Meget kan gå galt undervejs, og projekterne må så opgives.

 Anlæggene er typisk forholdsvis små, 10-50 MW, hvor kraftværksfolk er mere vant til størrelser på 500 MW og opefter. De kan bedre retfærdiggøre alle udgifterne til tilslutninger til elnettet.

Der er stor interesse for udvikling af kapaciteten af geotermi, og der foregår også mange bestræbelser på teknologisk udvikling. F.eks. har man eksperimenteret med områder, hvor der ikke er grundvand af betydning nede i dybet, her ville man så pumpe vand ned gennem en boring, lade det varme op dernede og tage dampen op gennem et andet hul. Men det er svært at få vandet til at strømme gennem de varme klipper i passende omfang. Er der for meget, bliver klipperne hurtigt afkølet og så duer det ikke. Hvis gennemstrømningen er for lille, har man forsøgt sig med fracking – lige som med olie og gasudvinding, men det duer ikke i de typer af klipper (vulkanske), der er tale om her.

Så vi skal nok glæde os over, hvad vi har, men ikke forvente en mirakelløsning på problemerne med sol og vind.