Forskellige geotermiske udvindingsmetoder.Geotermisk kraftværk på Island. Krafla power plant - Kröflustöð.Principskitse af geotermisk kraftværk
Geotermisk energi er energi udvundet fra jordens indre. Det sker i områder hvor der er let adgang til varme jordlag, ofte områder med megen geotermisk aktivitet, såsom gejsere eller varme kilder.
Den samlede mængde geotermisk energi svarer til omkring 35 milliarder gange verdens årlige energiforbrug.
Jordens kerne er omkring 5.000°C varm, og denne varme er hovedsageligt dannet af radioaktivt henfald af uran og andre radioaktive grundstoffer. En mindre del af varmen stammer fra Jordens dannelse for 4,5 mia år siden.
Denne varme strømmer hele tiden ud mod jordoverfladen i en mængde på 47 TeraWatt. Derved opvarmes blandt andet vandførende lag i undergrunden, hvorfra geotermisk energi kan udvindes i form af damp eller varmt vand. Geotermisk energi kan udnyttes med et geotermisk kraftværk, som producerer el, hvis damptemperaturen er høj nok, dvs. over 150°C. Vand ved lavere temperaturer kan udnyttes til opvarmning.
Under 1% af det globale energiforbrug dækkes ved jordvarme, men energiformen har ifølge Det Internationale Energiagentur IEA potentiale til at dække en noget højere andel i fremtiden. I 24 lande i verden fremstiller man elektricitet ved hjælp af geotermisk energi, og i et land som Island og i områder i Frankrig bliver større boligområder opvarmet ved denne energiform.
I Danmark blev der i 1984 etableret et geotermisk fjernvarmeværk ved Thisted, og siden har der været forskellige forsøg med varmeteknikken andre steder i landet, ligesom teknikken udnyttes i jordvarmepumper i individuelle boliger.
Udvinding
Udvinding af geotermisk energi sker typisk ved, at man pumper vand ned i undergrunden. Her bliver det varmet op, hvorefter det kan hentes op igen. Normalt udnytter man ca. 100° varmt vand til opvarmning af boliger eller gartnerier. Der gøres mange steder forsøg på at udnytte vand, der er over 100 grader varmt, for at overføre energien til elektricitet ved hjælp af turbiner.
Geotermi i Danmark
I dansk undergrund stiger temperaturen med ca. 25-30°C pr. km man borer ned i undergrunden. Omvendt falder de vandledende egenskaber med dybden, så det er næppe realistisk at udnytte reservoirer, som ligger dybere end 2,5-3,5 km. I den tilgængelige dybde er temperaturen under 100°C, det er for lavt til el-produktion p.g.a termodynamisk kredsproces, men kan i nogle tilfælde bruges til fjernvarme. Den varmemængde der løbende strømmer ud fra undergrunden under Danmark med en effekt på 0,067 W/m2 svarer teoretisk set til ca. 2/3 af Danmarks samlede nuværende fjernvarmebehov. I praksis kan 15%-50% af dansk fjernvarme forsynes af geotermi, og potentialet undersøges med geofoner.
For at udnytte den geotermiske varme handler det i princippet om at bore to dybe huller, i en til tre kilometers dybde. Fra det ene hul (produktionsbrønden) oppumpes varmt undergrundsvand (oftest stærk brine) med en temperatur på f.eks 73°C, og ved hjælp af en elektrisk varmepumpe trækkes varmen ud af vandet så det køles til 17°C. Den opsamlede varme fra vandet overføres derefter ved hjælp af en varmeveksler til fjernvarmenettet som opvarmer forbrugernes bygninger. Undergrundsvand og fjernvarmevand holdes adskilt af varmeveksler og varmepumpe. Til sidst pumpes det nu lunkne undergrundsvand tilbage ned gennem det andet hul (injektionsbrønden halvanden kilometer fra indløbet) for at opretholde trykket i sandstenslagene. I løbet af 30 år køles undergrunden så nye brønde må bores.
Der har siden 1984 været et geotermisk varmeværk for Thisteds fjernvarmenet. I 2017 blev der udført en geotermisk injektionsboring, som blev indviet i december.
Et 27 MWth demonstrationsanlæg blev i 2005 idriftsat på Amager. Her havde man boret ca. 2,6 km ned i undergrunden, hvorfra vand ved ca. 73°C blev hentet op og varmen overført til fjernvarmesystemet, og det kolde vand ved ca. 17°C pumpet tilbage i undergrunden igen for at opretholde trykket i reservoiret, indtil det blev stoppet i 2019. Demonstrationsanlægget på Amager ejes og blev drevet i fællesskab af CTR, HOFOR (tidligere Københavns Energi), VEKS og Ørsted (tidligere DONG Energy).
Der blev forsøgt geotermi i Viborg med en boring i Kvols i 2012, men projektet blev opgivet efter uforløste tekniske problemer med boringen, og store økonomiske tab for forbrugerne.
I Sønderborg har et 12 MWth geotermi-anlæg til 187 millioner kroner haft en produktion på 3-6 MW fjernvarme, inden det lukkede i december 2018 pga. fint sand i 1,2 km dybde, og opgivet i 2024.
Geotermi i Aarhus
Geotermisk anlæg Skejby i Aarhus
I Aarhus er kommunen via sit forsyningsselskab Kredsløb, i et 30-årigt samarbejde med selskabet Innargi A/S (ejet af A.P. Møller - Mærsk, Arbejdsmarkedets Tillægspension og NRGi), i gang med at etablere geotermisk fjernvarme til Aarhus. Innargi står for boringer og etablering af geotermianlæg for egen risiko, og startede boringerne i november 2023. Målet er at nå 2,5 km ned i undergrunden, hvor temperaturen er 40-75°C, og store varmepumper koncentrerer herefter energien til 110MWth fjernvarme, som ventes at forsyne 36.000 husstande og dække ca. 20% af fjernvarmeforbruget i Aarhus, når hele planen er udrullet. Ifølge aftalen skulle varmeprisen blive lavere end ved brug af træpiller på Studstrupværket, og projektet er uden statsstøtte. Det første anlæg, Geotermisk anlæg Skejby, begyndte at levere fjernvarme i 2025. Boringen ved Aarhus Havn var ufrugtbar og projektet blev i 2025 reduceret til 3 geotermianlæg (bl.a Halmstadgade) i stedet for 7, men målet om 110MW varme er fastholdt.
Den første fase med 18 MW varme startede forsyning af Skejby i 2025, hvorved Innargi fik sine første indtægter nogensinde. Geotermisk anlæg Skejby i Mollerup Skov i Skejby var den første boring, og den cirkulerer 6.000 tons undergrundsvand i døgnet. En pumpe sidder 800 m nede, og sender 70°C varm undergrundsvand (20% salt) op til anlægget, hvor det renses for mindre mængder sediment. Derefter føres vandet i en 6 MW varmeveksler, som opvarmer fjernvarmens returløb, og videre til 12 varmepumper, som opvarmer fjernvarme ved at afkøle undergrundsvæsken til 10°C. Derefter renses undergrundsvæsken igen, og 2 pumper med et tryk på 60—90 bar fører væsken ned i 2,5 km dybde igen, men 800 m til siden for sugebrønden, så det ikke blandes direkte med opsugningen.
Geotermi i Virum
Undergrunden i Nordsjælland blev undersøgt med geofoner i 2023.
I Virum har Lyngby-Taarbæk Kommune udpeget et muligt område i erhvervskvarteret til et 26MW anlæg, som får 70°C fra 2,3 km dybde.
Kølig geotermi
Principskitse af geotermisk brønd
Nogle landsbyer i Danmark får fælles varme fra dybe brønde, en mellemting mellem geotermi og jordvarme. Brønde bores ned i 100 m dybde hvor temperaturen er 8°C året rundt, og det kølige undergrundsvand sendes rundt i byen i en uisoleret fælles rørledning før det pumpes tilbage i undergrunden. En lille elektrisk varmepumpe i hvert hus tapper varme fra røret og forsyner huset med varme.
For private vil der typisk være to varianter af varmepumper - nemlig en jordvarmepumpe eller en luftvarmepumpe.
En jordvarmepumpe fungerer ved at et rørsystem lægges i haven 1-2 meter under jorden, hvor jorden så varmer vandet i rørene op, og varmepumpen sender varme til huset. Her er der dog ikke tale om geotermisk energi, idet varmen al væsentligst hidrører fra Solens indstråling med deraf følgende opvarmning af de allerøverste jordlag.
En luft-varmepumpe står ved husmuren og udnytter varmen i udeluften og skaber på den måde varme til hjemmet.
En jordvarmepumpe vil typisk være det mest energieffektive og støjsvage valg, hvorimod luftvarmepumpen er billigere og lettere at montere, da den ikke kræver underjordisk rørlægning.
Geotermisk energi i andre lande
På verdensplan udgjorde geotermisk energi i 2024 under 1% af det globale energiforbrug. Det blev især udnyttet i lande, hvor det var lettilgængeligt. Det var lande som USA, Island, Indonesien, Tyrkiet, Kenya og Italien. Ifølge Det Internationale Energiagentur IEA ville man ved investeringer kunne få energiformen til at dække omkring 15% af den forventede globale vækst i efterspørgslen efter elektricitet frem mod 2050. Derved var energiformen en potentielt vigtig faktor i den grønne omstilling.
I mange lande har man længe udnyttet damp og varmt overfladevand samt forekomster i undergrunden, typisk til opvarmning. I Frankrig opvarmes mere end 200.000 lejligheder med varmt vand, som pumpes op fra dybtliggende reservoirer i porøse bjergarter. På Island opvarmes Reykjavik med varmt vand fra den lokale usædvanligt varme jordskorpe, der ligger på grænsen mellem Den Eurasiske Kontinentalplade og Den Nordamerikanske Kontinentalplade. I lande som Italien, New Zealand, Japan, Island, Mexico og USA udnytter man vanddamp fra borehuller i vulkansk aktive områder til at generere elektricitet. Disse anlæg må dog nødvendigvis være relativt små på grund af faren for jordskælv og vulkanudbrud. I alt 24 lande i verden fremstiller elektricitet ved hjælp af geotermisk energi.
