Geotermisk energi i Sverige – möjligheter och utmaningar
I takt med att Sverige strävar efter en helt förnybar och hållbar energiförsörjning vänds blickarna mot en rad olika energikällor. En av dessa, som kanske inte alltid får lika mycket uppmärksamhet som sol och vind, är geotermisk energi – värmen från jordens inre. Denna uråldriga kraftkälla erbjuder spännande möjligheter, men kommer också med specifika utmaningar, särskilt i ett land med Sveriges geologiska förutsättningar. Låt oss dyka djupare ner i potentialen och hindren för geotermisk energi i vårt avlånga land.
Den slumrande värmen under våra fötter
Geotermisk energi härrör från den värme som kontinuerligt alstras i jordens inre, dels från radioaktivt sönderfall av mineraler och dels restvärme från jordens bildande. Temperaturen ökar ju djupare ner i jordskorpan man kommer, en princip som kallas den geotermiska gradienten. Globalt sett är denna gradient i genomsnitt 25-30°C per kilometer, men i Sverige, som har en stabil och gammal berggrund långt från kontinentalplattornas gränser, är den ofta något lägre, vanligen mellan 15 och 30°C per kilometer (Wikipedia, E.ON). Det innebär att för att nå riktigt höga temperaturer, som exempelvis krävs för storskalig elproduktion, måste man borra mycket djupt, ofta flera kilometer. Detta skiljer oss från länder som Island, där vulkanisk aktivitet ger höga temperaturer betydligt närmare ytan (Islands geotermi (Sveriges Radio)). Intresset för att utnyttja denna värme i Sverige är dock inte nytt; redan 1975 diskuterades potentialen i en riksdagsmotion, där man föreslog undersökningar av bland annat djupa borrhål och kartläggning av temperaturförhållanden. Utvinningen sker i regel genom att man cirkulerar vatten genom berggrunden, antingen via naturliga spricksystem eller sådana som skapats eller förbättrats på konstgjord väg, så kallade Enhanced Geothermal Systems (EGS).
Möjligheternas landskap för geotermi i Sverige
Trots de geologiska skillnaderna jämfört med mer vulkaniskt aktiva regioner, rymmer den svenska underjorden en betydande potential, framför allt när det gäller direkt användning av värme för uppvärmning och kyla. Det är här jag ser de mest omedelbara och storskaliga möjligheterna för geotermisk energi att bidra till vår gröna omställning.
Värme och kyla direkt från mark och berg
Den mest utbredda formen av geoenergi i Sverige idag är de ytligare systemen som hämtar solenergi lagrad i mark, berg och grundvatten. Svenskt Geoenergicentrum beskriver hur temperaturen redan på några tiotals meters djup är relativt konstant över året. Bergvärme, där värme utvinns ur borrhål i berget, är vanligt för villor och större fastigheter och kan även användas för komfortkyla, vilket samtidigt hjälper till att återladda berget med värme. Ytjordvärme, där kollektorslangar grävs ner grunt, är ett alternativ för fastigheter med stora tomter. Grundvattenvärme anses vara ett mycket effektivt sätt att utnyttja geoenergi, där grundvatten pumpas upp, energin utvinns, och vattnet återförs. Dessa system kan vara både passiva, där man förlitar sig på naturens återladdning, och aktiva, där energi kan lagras säsongsvis, exempelvis i akviferlager eller borrhålslager. Borrhålslager är särskilt intressanta för större fastigheter med behov av både värme och kyla, då de erbjuder lång livslängd, minimalt underhåll och kan anläggas även under byggnader.
Djupgeotermi för framtidens fjärrvärme
En än större, men också mer komplex, möjlighet ligger i djupgeotermi, där man borrar flera kilometer ner för att hämta upp värme till fjärrvärmenät. Flera svenska energibolag undersöker nu denna potential. E.ON driver ett projekt i Malmö med målet att utvinna vatten på cirka 140°C från upp till sju kilometers djup för en anläggning på 50 MW, och Göteborg Energi har sitt Termo-projekt där man provborrar för att förstå förutsättningarna i urberget och nå en måltemperatur på cirka 120°C för en framtida anläggning (projektdetaljer (Energi.se)). Tekniken, ofta EGS, innebär att man skapar en underjordisk värmeväxlare genom att stimulera befintliga eller skapa nya sprickor i berget mellan två borrhål. Kallt vatten pumpas ner i det ena, värms upp av berget, och tas upp som hett vatten i det andra. Redan 2018 genomfördes en förstudie i Skåne som analyserade potentialen för djupgeotermi i regionen. Anläggningar för geotermisk energi, som den som visas på bilden nedan med sina karakteristiska ångplymer från aktiva källor, representerar en betydande investering men också en lovande framtid.
Fördelarna med framgångsrik djupgeotermi är många. Det är en stabil och pålitlig energikälla som kan leverera baskraft oberoende av väder, vilket kompletterar sol- och vindkraft väl. Den har ett litet fotavtryck på markytan och kan, enligt Geotermi.se, bidra till stabilare fjärrvärmepriser och ökad energisäkerhet genom minskat beroende av importerade bränslen och transporter. Potentialen att ersätta fossila bränslen och frigöra biomassa för andra ändamål är också betydande.
Utmaningar på vägen mot djupvärmen
Vägen mot att fullt ut realisera den geotermiska potentialen, särskilt från större djup, är dock kantad av utmaningar. Det handlar om allt från geologiska realiteter och teknisk komplexitet till ekonomiska hinder och miljöhänsyn.
Geologiska och tekniska hinder
Sveriges urberg är gammalt och stabilt, vilket är bra ur många aspekter, men det innebär också att den termiska gradienten generellt är lägre än i geologiskt mer aktiva områden. För att nå tillräckligt höga temperaturer för storskalig fjärrvärme eller elproduktion krävs borrning till stora djup, ofta 4–7 kilometer. Kunskapen om berggrundens egenskaper, särskilt sprickbildning och vattenflöden, på dessa djup är fortfarande begränsad, vilket Termo-projektet i Göteborg syftar till att öka genom provborrningar och analyser av borrkärnor. Varje plats är unik och kräver noggranna undersökningar. Tekniska utmaningar inkluderar själva borrningen, som kan försvåras av exempelvis oväntade vatteninträngningar som drabbade E.ON:s projekt i Malmö, samt att optimera vattenflödet i berggrunden för effektiv värmeöverföring, en utmaning som även upplevts i finska projekt.
Ekonomiska realiteter och investeringsbehov
Djupborrning är kostsamt. Enligt uppgifter från energibolag kan borrningen stå för upp till 75-80% av de totala initiala investeringarna, och kostnaderna per megawatt kan i dagsläget vara för höga, ibland uppåt 2 miljoner euro per MW, för att vara ekonomiskt försvarbara utan stöd eller teknologiska genombrott. För att optimera projektens ekonomi och samtidigt säkerställa tillgång till nödvändig utrustning, kan det vara värdefullt att utforska alla tillgängliga resurser. Många framgångsrika projekt drar nytta av att förvärva begagnade maskiner av hög kvalitet, vilket är ett strategiskt drag för att hitta kostnadseffektiva lösningar som bidrar till att sänka initiala investeringskostnader för viss stödrustning, utan att kompromissa med funktionaliteten. Detta gör att många nuvarande projekt har en stark forsknings- och utvecklingsprägel. Även för ytligare system som bergvärme har den ekonomiska kalkylen ifrågasatts; enligt uttalanden i VVS-Forum kan återbetalningstiden för en bergvärmeinstallation vara mycket lång. För att geotermisk energi ska kunna konkurrera fullt ut krävs fortsatta satsningar på att utveckla billigare och effektivare borrtekniker och utvinningsmetoder. Potentialen för storskalig elproduktion från geotermi i Sverige bedöms generellt som liten just på grund av de höga kostnaderna för att nå de mycket höga temperaturer som krävs (elproduktion (Ekonomifakta)).
Miljöaspekter och ansvarsfull utvinning
Även om geotermisk energi i drift har mycket låga utsläpp jämfört med fossila bränslen, finns det miljöaspekter att beakta. Vid borrning och stimulering av berggrunden för att öka vattenflödet (så kallad hydraulisk spräckning eller stimulering) finns en risk för inducerad seismicitet, det vill säga små, lokala jordskalv (risker (Nackdel.se)). Det är viktigt att notera att de metoder som utvecklas och används i Sverige ofta involverar lägre tryck och syftar till att öppna befintliga sprickor, samt inkluderar noggrann övervakning med sensorsystem för att minimera denna risk. En annan aspekt är hanteringen av det upppumpade vattnet, som kan innehålla lösta gaser (som koldioxid och illaluktande svavelväte, H2S) och mineraler, ibland även spår av tungmetaller som kvicksilver och arsenik. Dessa måste hanteras på ett säkert sätt, exempelvis genom rening, återinjektering i berggrunden i ett slutet system, eller säker deponering av eventuella restprodukter, för att undvika förorening av grundvatten eller utsläpp till atmosfären. Moderna slutna system minskar dessa risker avsevärt (miljöpåverkan (Wikipedia)). Jämförelser med Islands storskaliga utvinning visar att även där finns utmaningar med exempelvis svavelutsläpp (utmaningar på Island (Sveriges Radio)).
Kompetens och tillstånd
För en bredare utbyggnad krävs också tillgång till kompetens, både för prospektering, djupborrning och installation. Inom VVS-branschen rapporteras det redan om brist på kvalificerad arbetskraft, vilket kan påverka även installation av bergvärmesystem (kompetensbrist (VVS-Forum)). För större anläggningar, särskilt de som involverar grundvattenuttag eller djupgeotermi, kan tillståndsprocesserna vara komplexa och tidskrävande, även om tillstånd för exempelvis borrhålslager ofta är enklare (tillståndsprocesser (Svenskt Geoenergicentrum)). Snabbare och tydligare processer från myndighetshåll, samt eventuellt finansiellt stöd i tidiga skeden, efterfrågas av aktörer i branschen för att underlätta utvecklingen.
Geotermisk energi och termisk lagring en framtidskombination
En spännande utvecklingslinje är att inte bara se underjorden som en källa för direktutvinning av värme, utan också som en möjlighet för storskalig termisk energilagring. Forskning pågår kring hur den svenska berggrunden kan användas för att lagra både värme och kyla säsongsvis. Detta knyter an till koncept som borrhålslager (BTES – Borehole Thermal Energy Storage) och akviferlager (ATES – Aquifer Thermal Energy Storage), där överskottsvärme från sommaren (exempelvis från industriprocesser eller solfångare) eller kyla från vintern kan lagras i berget eller grundvattenmagasin för att sedan användas när behovet är som störst. Detta skulle kunna öka flexibiliteten i energisystemet och ytterligare stärka geotermins roll, i likhet med hur batteriteknikens framsteg stöder energilagring för andra förnybara källor. Jag tror att denna typ av systemtänkande, där vi kombinerar utvinning med lagring, kommer att bli allt viktigare i framtidens hållbara energisystem.
Värmen från djupet en värdefull pusselbit
Geotermisk energi i Sverige står inför en intressant framtid. Potentialen, särskilt för uppvärmning via både ytliga system och djupgeotermi för fjärrvärmenät, är onekligen stor. Det är en inhemsk, stabil och väderoberoende energikälla som kan spela en viktig roll i att minska vårt beroende av förbränning och importerad energi. Samtidigt är utmaningarna betydande, inte minst när det gäller kostnader för djupborrning, teknikutveckling och att fullt ut förstå och hantera de geologiska förutsättningarna och miljöaspekterna. Det är osannolikt att geotermi blir en dominerande källa för elproduktion i Sverige på samma sätt som på Island, men som leverantör av värme och kyla, och potentiellt i kombination med energilagring, har den en given plats. Fortsatt forskning, pilotprojekt och en vilja att investera i ny teknik kommer att vara avgörande för att låsa upp den fulla potentialen hos den slumrande värmen under våra fötter. Resan är komplex, men utsikten att kunna nyttja en pålitlig, utsläppssnål och ständigt tillgänglig värmekälla är en stark drivkraft i vår strävan efter en verkligt hållbar energiframtid och för att minska klimatavtrycket. Denna strävan kompletteras av många individuella och kollektiva insatser, till exempel genom initiativ som att odla egen mat eller att värna om miljön och byta bil för att ytterligare minska vår miljöpåverkan.