Geotermi: Danmark ligger ovenpå et skatkammer af vedvarende energi – men hvor meget af den kan vi udnytte?
Ny kortlægning afslører et stort uudnyttet potentiale for at bruge geotermisk energi – en uendelig varmekilde med et lavt CO2-udslip. Men det er vanskeligt at bore efter det varme vand.
Thistedværket geotermi-anlæg klimaforandringer Co2-udledning

I Thisted har geotermi-anlægget leveret varme fra jordens indre til borgerne siden 1984. Måske er der potentiale til, at langt flere danskere kan nyde godt af den vedvarende energikilde. (Foto: Frederik Wolff Teglhus, Underground Channel, Statens Naturhistoriske Museum)

I Thisted har geotermi-anlægget leveret varme fra jordens indre til borgerne siden 1984. Måske er der potentiale til, at langt flere danskere kan nyde godt af den vedvarende energikilde. (Foto: Frederik Wolff Teglhus, Underground Channel, Statens Naturhistoriske Museum)

Under den danske muld gemmer der sig enorme reservoirer af varmt grundvand, klar til at blive pumpet op af jorden og forsyne danske husstande med fjernvarme fra en vedvarende energikilde med et lavt CO2-udslip.

Faktisk er den danske undergrund så fuld af varmt vand, at mængden i princippet kan dække op til halvdelen af Danmarks samlede årlige varmebehov.

Det viser en omfattende ny kortlægning af den danske undergrund lavet af forskere fra GEUS (De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland), Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet og Institut for Geoscience på Aarhus Universitet.

Kortlægningen giver det første detaljerede overblik over hele Danmarks undergrund, og projektet vækker håb om, at geotermi, som energiformen kaldes, går en lys fremtid i møde i Danmark:

»Jeg kan sagtens forestille mig, at nogle af de store byområder kan få glæde af geotermi. Fordelen ved geotermi er, at der produceres varmt vand, uanset om det blæser eller solen skinner, så det er en rigtig vedvarende energikilde,« siger geolog, lektor ph.d. Lars Ole Boldreel fra Københavns Universitet, der er en del af projektet.

Men udvindingen af geotermisk energi er forbundet med visse vanskeligheder, så kan halvdelen af Danmark virkelig blive opvarmet af geotermisk energi i en nær fremtid? Her kan du læse om potentialet og udfordringerne.

Hvordan er forskerne kommet frem til 50 procent?
  • Forskerne har koblet alle tilgængelige data fra boringer og lydbølgemålinger sammen, for at kortlægge Danmarks undergrund.
  • Dataene har de brugt til at identificere alle de typer af aflejringer (lag af sammenpressede bjergarter i jorden), som man kan udvinde geotermisk energi fra.
  • De har fundet ud af, hvor stort et område lagene dækker, og hvor tykke de er.
  • Ud fra lagenes tykkelse har de kunnet regne ud, hvor meget vand lagene indeholder.
  • Det har de holdt op imod det maksimale opvarmningsbehov for danske byer. Facit er, at der er nok varmt vand til at opvarme 50 procent af Danmarks boliger.

Kilde: Lars Ole Boldreel, KU

Hvad er geotermi?

For at vurdere fremtidsudsigterne for geotermi i Danmark, må vi først uddybe, hvad geotermi egentlig er.

Geotermi (kommer af ordet geotermisk energi) er en energiform, der udnytter varmen, som strømmer fra Jordens kerne ud til de ydre lag.

Jordens kerne er omkring 5.500 grader varm, og det anslås, at den konstant afgiver energi svarende til 47 terawatt, som undslipper ud i universet. Til sammenligning ligger verdens samlede energiforbrug om året kun på 18 terawatt.

Derfor bliver geotermi blandt flere eksperter opfattet som en energiform med et stort uudnyttet potentiale. FN’s klimapanel vurderer, at potentialet for geotermisk elproduktion ligger mellem 35 gigawatt og to terawatt på verdensplan. En terawatt svarer til 1000 gigawatt, hvor 1 gigawatt svarer til energien fra 412 vindmøller.

Her hjemme i Danmark vides det endnu ikke, om geotermi kan bruges til at lave elektricitet. Indtil videre bruges det kun til varmeproduktion (mere om det i faktaboksen).

Til det formål er der etableret tre geotermianlæg; et på Amager i København, et i Thisted i Nordjylland og et i Sønderborg i Sønderjylland. Både anlægget i Sønderborg og på Amager lider dog af tekniske problemer lige nu og er derfor stoppet.

Omkring 0,1 procent af Danmarks samlede mængde vedvarende energi kommer ifølge Geocenter Danmark fra geotermi.

Det er kun en brøkdel af de ressourcer, Danmark faktisk har til rådighed, lyder det i rapporten, der er lavet i forbindelse med den nye kortlægning.

GEUS kort over undergrunden

På kortet kan du se, hvor i Danmarks undergrund, der er sandstensreservoirer med potentiale for udvinding af geotermisk energi. (Illustration: GEUS)

Et endeløst kredsløb af vedvarende energi

En af de helt store fordele ved geotermi er, at det er en vedvarende energikilde.

»Ulig vind- og solenergi, som også forsyner os med fjernvarme, er geotermi ikke afhængig af bestemte vejrforhold for at fungere,« forklarer Lars Ole Boldreel, lektor på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på KU.

Geotermisk energi fungerer, ved at man pumper det varme vand fra undergrundens reservoirer op til et geotermianlæg på jorden, hvor varmen trækkes ud af vandet med enten en varmeveksler eller en varmepumpe, alt afhængig af temperaturen. Varmen overføres derved til fjernvarmenettet.

Samtidig sendes det kolde reservoirvand tilbage i jorden, hvor det bliver genopvarmet, så man kan pumpe det op igen. Lars Ole Boldreel beskriver det som: »en form for evighedsmaskine, der bliver med at køre.«

Geotermisk anlæg

Her ser du et geotermianlæg, der pumper vand op fra et sandstensreservoir i undergrunden og ud til forbrugerne via fjernvarmenettet. Varmen trækkes ud af vandet ved hjælp af en varmeveksler, som er den lille kasse bagved anlægget. Derefter sendes det afkølede vand tilbage i undergrunden. (Illustration: GEUS)

Oveni det udleder geotermi meget lidt CO2. Den gennemsnitlige udledning af CO2 svarer til fem procent af udledningen fra kulkraftværker.

Udledningen skyldes til dels, at anlæggets pumper er afhængige af en ekstern energikilde for at køre, og til dels, at vand fra undergrunden indeholder CO2 og metangas, som bliver hevet med op.

Det er dog ikke et argument for at droppe geotermi til fordel for de fuldstændigt CO2-neutrale energikilder, mener Lars Ole Boldreel:

»Vi skal huske, at opsætningen af vindmøller også giver en vis belastning af miljøet, som man ikke altid regner ind. Vindmøllerne skal både støbes og transporteres derhen, hvor de skal sættes på, så uanset hvilken energikilde du vælger, er det svært at undgå et lille CO2-udslip,« siger han.

Husk, at du kan diskutere vedvarende energikilder og andre løsninger på verdens problemer i Videnskab.dk's populære Facebook-gruppe Red Verden. Gruppen har netop rundet 5.000 medlemmer. Alle er velkomne.

Større potentiale end hidtil antaget

Den nye kortlægning, som forskere fra GEUS, KU og AU står bag, peger på, at den danske undergrund rummer et større potentiale for udvinding af geotermisk varme, end forskerne hidtil har været opmærksomme på.

Geotermisk varme udvindes ved at bore ned i sandstensarter, der indeholder store mængder af opvarmet vand, som kan pumpes op.

Hvorfor kan man kun bruge sandsten?

Sandsten er en porøs bjergart med en høj permeabilitet.

  • Porøsitet betyder, at bjergarten er luftig og løst presset sammen med mange porer og sprækker. Derfor kan den indeholde meget vand.
  • Permeabilitet dækker over væskers evne til at bevæge sig i bjergarten.

En høj permeabilitet betyder dels, at bjergarten er porøs, dels at dens porrer og sprækker er koblet sammen. Det gør det lettere at pumpe vandet ud derfra, fordi vandet strømmer lettere.

Kilde: Lars Ole Boldreel, KU

Tidligere troede man, at der kun kunne udvinde geotermisk varme fra to forskellige sandsten (Bunter sandsten Formation og Gassum Formationen), men nu viser det sig, at der findes flere typer af sandsten, der ligger i tilstrækkeligt tykke lag og langt nok nede i jorden til, at man teoretisk set kan udvinde geotermisk energi fra dem.

De væsentligste jordlag, der kan indeholde geotermiske reservoirer, vurderes af GEUS til at være:

  • Nedre Kretassisk enhed
  • Frederikshavn Formationen
  • Flyvbjerg Formationen
  • Haldager Sand Formationen
  • Nedre Jurassisk enhed
  • Gassum Formationen
  • Bunter Sandsten Formationen
Tidssøjle

Her kan du se, hvor og hvornår forskellige bjergarter er aflejret i den danske undergrund. Kolonnen yderst til venstre vises, hvor mange millioner år det er siden, aflejringen blev skabt. Anden og tredje kolonne fra venstre giver navnene på tidsperioderne. Tykkelsen på hver aflejring viser, hvor lang en periode, den er aflejret over. Fm: formation, Hiatus: tidsperiode uden sedimentærafsætningen eller hvor sediment er eroderet væk. (Illustration: GEUS)

Kortlægning afdækker, hvor vi skal lede efter geotermisk energi

I fremtiden vil det være nemmere at vurdere, hvor det giver mening at anlægge geotermianlæg. Den nye kortlægning kaster nemlig også for første gang lys over, hvor i jorden, de relevante sandstenslag befinder sig.

»Før var vi ikke klar over, hvor dybt nede sandstensformationerne lå, eller hvor tykke lagene var, fordi jordlagene kun var inddelt i 4 dybdeflader (jordlag, red.). Nu har vi finddelt jorden i 17 dybdeflader, og det giver et meget detaljeret billede af undergrunden,« siger Lars Ole Boldreel.

Stort tema i gang


I en konstruktiv serie undersøger Videnskab.dk, hvordan mennesket kan redde verden, og hvordan vi hver især kan gøre en forskel hjemme fra sofaen.

Som en del af serien giver forskere gode råd, baseret på deres egen forskning.

Du kan få og give gode råd i vores Facebook-gruppe Red Verden.

Tykkelsen af sandstensaflejringerne har afgørende betydning for, om man kan udvinde geotermisk energi. Hvis sandstenslagene er for tynde, indeholder de ikke nok vand til, at det kan betale sig at stikke et bor derned.

Samtidig skal aflejringen ligge mellem 800 og 3.000 meter nede i jorden, hvor vandet er mellem 35 og 90 grader varmt. Vandet skal nemlig have en vis temperatur, for at det kan lade sig gøre at trække varmen ud af vandet. Hvis man omvendt borer for dybt ned, falder porøsiteten med dybden, og så er der ikke vand i stenene.

At der er stort potentiale for geotermi i den danske undergrund, har geologerne egentlig længe haft en formodning om, men det er først nu, dokumentationen kommer på bordet, fortæller Lars Ole Boldreel.

Men når nu geologer længe har troet, at potentialet for geotermisk varmeudvinding er så stort, hvorfor er undergrunden så ikke blevet kortlagt noget før?

»Dels er det en tidskrævende proces at kortlægge undergrunden, men et stort forskningsprojekt som dette skal finansieres af fondsmidler, og det var der mulighed for, da jeg gik ind i projektet for tre år siden,« siger Lars Ole Boldreel.

Geotermi er at tage den grønne omstilling seriøst

Kortlægningen af Danmarks undergrund og den samtidige vurdering af, at 50 procent af Danmark kan opvarmes af geotermi, er baseret på mange års forskning og er utrolig gennemarbejdet, lyder det fra Søren Erbs Poulsen, geolog ved VIA University College, der selv var involveret i projekterne for år tilbage.

Han er heller ikke i tvivl om, at vi skal satse på mere geotermisk energi i Danmark for at nedbringe vores CO2-udslip.

»Hvis vi virkelig tager den grønne omstilling seriøst, skal vi væk fra den måde, vi laver energi på i dag, hvor vi laver varmt vand ved afbrænding af biomasse. Der er kun et ganske lille klimaaftryk forbundet med geotermi.« siger Søren Erbs Poulsen, docent og ph.d. ved Forskningscenter for byggeri, energi, vand og klima på VIA.

Også fra europæisk hold kigger man på geotermisk varme som afløser for biomasse, påpeger han.

Blandt andet har GeoHD-projektet, der løb fra 2011-2014 i samarbejde med den Europæiske Union, til formål at synliggøre potentialet ved geotermisk varme i en række europæiske lande, heriblandt Danmark.

Kommuner skifter til grøn fjernvarme

Aalborg kommune etablerer 10 geotermianlæg, der i 2028 skal forsyne en tredjedel af Aalborg med geotermisk varme og erstatte den nuværende kulbaserede opvarmning.

Anlægget vil spare klimaet for 84.182 ton CO2-ækvivalenter.

Aarhus kommune er også i gang med at undersøge mulighederne for at bruge geotermi til fjernvarme. Kommunen har indgået et samarbejde med A.P. Møller Holding, der skal udføre de geologiske undersøgelser.

Kilder: Ingeniøren og Lokalavisen Aarhus

Det er dyrt og risikabelt at bore dybt

Selvom der er store fordele ved at hente en større andel af vores fjernvarme i jorden, er der også udfordringer forbundet med omstillingen til geotermi. Det er Søren Erbs Poulsen og Lars Ole Boldreel helt enige om.

Det er besværligt at bore dybt, og derfor er det meget tidskrævende at etablere et geotermianlæg. 

Derfor er det næppe realistisk at opvarme halvdelen af Danmark med geotermisk varme fra jorden, selvom der er tilstrækkeligt med varmt vand dernede, mener Søren Erbs Poulsen:

»Man skal nok betragte det som en øvre grænse, for det er ikke ukompliceret at bore ned til de dybder, der er påkrævede. Det betyder, at man skal have kapital for at komme i gang med boringsprocessen, og at man skal finde nogen, der tør løbe den risiko,« siger Søren Erbs Poulsen.

Og det er gået galt før.

Et eksempel på det er i Viborg i 2012, hvor grunden ellers skulle være lagt til Europas største geotermianlæg. Men boringen kollapsede, og fordi det var byens forbrugerejede fjernvarmeselskab, der hæftede økonomisk, kom det til at koste forbrugerne omkring 150 millioner kroner tilsammen.

Hvorfor er det så svært at bore i dybere jordlag?

Der er flere forskellige grunde til, at det er så kompliceret at foretage dybe boringer, fortæller Søren Erbs Poulsen:

1) Borearbejdet med at etablere de geotermiske boringer kan gå galt, eksempelvis ved at borehullet kollapser, således at det er umuligt at bore videre.

2) Man kan risikere at det er svært at få vandet tilbage ned i jorden. Vand, der ligger dybt nede i jorden, har en speciel kemisk sammensætning. Det kan få boringen til at stoppe til, når vandet skal injiceres tilbage i reservoiret. For at afhjælpe problemet kan man nedpumpe med et højere tryk for at presse vandet ud eller forsøge at afsyre boringen. Begge tiltag øger driftsomkostningerne.

3) Vores drikkevand kan blive forurenet, fordi man i nogle tilfælde skal bore igennem grundvandet for at nå ned til de geotermiske reservoirer. For at lette transporten af reservoirvand gennem sandstenen kan der være brug for hydraulisk stimulation, hvor man tryksætter boringen, så sandstenen sprækker. Det kan medføre, at reservoirvandet, der typisk er beskidt og meget saltholdigt, siver op til grundvandet tættere på overfladen. Hydraulisk stimulation er dog næppe nødvendigt i Danmark, fordi sandstenslagene i forvejen er porøse og lette at transportere vand igennem, mener Søren Erbs Poulsen.

Her kan forskernes kortlægning være med til at øge chancen betydeligt for at ramme de rigtige jordlag med boret.

»Vores kort kan hjælpe med at finde ud af, hvor det er mest optimalt at lede efter geotermisk energi. For at afgøre det helt præcist, kræver det dog yderligere undersøgelser,« siger Lars Ole Boldreel.

Produktion af elektricitet med geotermisk energi?

For at producere elektricitet, skal man bruge vand fra undergrunden, som er over 150 grader varmt, og i Danmark ville vi skulle bore meget dybt ned i jorden for at finde vand med de temperaturer.

Til gengæld kan vi finde vand på 70-75 grader, når vi borer 2-3 kilometer ned, og det er varmt nok til at bruge til fjernvarme. Temperaturen falder ikke, når vandet bevæger sig op mod overfladen, fordi vandet er indeni et lukket rørsystem.

I områder med vulkansk aktivitet er temperaturerne højere oppe ved jordens overflade. For eksempel bliver ni ud af ti huse i Island opvarmet-, og en fjerdedel af landets elektricitet produceret, af geotermisk energi.

Kilde: Fremtidensenergi.dk

Ikke hele Danmark kan få gavn af geotermi

Lars Ole Boldreel er enig i, at ikke hele Danmark kan få gavn af geotermi, skønt store dele af jorden under vores fødder er fyldt med varmt vand.

»Ulig olie, som kan pumpes op i et tankskib og sejles fra det ene sted til det andet, kan geotermisk varme ikke flyttes, fordi energien skal trækkes ud af det varme vand og sendes direkte ud i fjernvarmenettet,« forklarer han.

Derfor giver det kun mening at etablere geotermisk anlæg tæt på store byer, så man får noget værdi for pengene.

Dommen: Skal vi satse på geotermi, på trods af risici?

Man kan spørge sig selv, om det overhovedet er værd at satse på geotermi, når der er så mange risici forbundet med energiformen? 

Søren Erbs Poulsen er dog ikke i tvivl om, at geotermi har en fremtid i Danmark.

Hvis folkene bag boringerne har den rigtige ekspertise, er risikoen for at løbe ind i problemer med boringer meget lav, vurderer han.

Indenfor de seneste år har selskabet A.P. Møller Holding investeret stort i energikilden. De er i fuld gang med at undersøge muligheden for at etablere ti geotermianlæg i Aarhus kommune, og at få sådanne store virksomheder involveret giver den ekspertise, der er brug for for at undgå flere Viborg-sager, mener Søren Erbs Poulsen.  

»Det, vi ser nu, er, at nogle virkelig store spillere med masser af ekspertise og økonomisk kapital går ind i geotermi. Det er svært at forestille sig, at Mærsk vil gå ind og investere et tocifret milliardbeløb, hvis ikke de tror, at projektet har gang på jord,« siger han.

Samtidig bruger Mærsk en model, hvor de hæfter for eventuelle tab, så på den måde slipper kunderne for regningen, hvis boringen mislykkes, siger Søren Erbs Poulsen.

I spørgsmålet om, hvorvidt det er værd at satse på geotermi, trods udfordringerne, er Lars Ole Boldreel helt på linje:

»Selvom det kræver indgående viden om undergrunden at bore så dybt, er der også et stort potentiale for at hente vedvarende energi,« siger han.

Red Verden

I en konstruktiv serie ser Videnskab.dk nærmere på, hvordan mennesket kan redde verden, og hvordan man laver en god, grøn omstilling.

Vi tager fat på en lang række emner – fra atomkraft og indsatser for at redde dyrene til, om det giver mening at spise mindre kød, og hvordan man skaber CO2-neutrale byer i Danmark.

Hvad siger videnskaben? Hvad kan man selv gøre hjemme fra sofaen for at gøre en forskel?

Du kan få mange gode tips og råd i vores Facebook-gruppe, hvor du også kan være med i overvejelser om artikler eller debattere måder at redde verden på.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.