Bild på fjärrvärmeanläggning

Bild: ArtAnna/SGU

Geoenergi, geotermi och energilagring i marken

Det går att använda jordlager, berggrund och grundvatten för flera olika typer av energisystem. Antingen överför man den värme som finns naturligt lagrad på djupet, eller så man använder marken för lagring av antingen värme eller kyla.

Idag finns begrepp och benämningar på dessa användningsområden och system som kan vara svåra att överblicka. De system som hittills har använts i energisystem kan huvudsakligen delas in i två kategorier:

  • Geoenergi - nyttjande av energi som finns lagrad i jord, berg och grundvatten på relativt grunda djup, mindre än 400 meter. Hit räknas exempelvis bergvärme, grundvattenvärme och olika typer av borrhålslager och akviferlager, från ett till flera hundra borrhål, och för uppvärmning/kylning av allt från enfamiljshus till bostadsområden, kontor och industrier.
  • Geotermi - nyttjar värme från jordens inre och avser anläggningar på större djup än 400 meter. Geotermi avser mer storskaliga system där värmen kan överföras till befintliga fjärrvärmenät. I Sverige har geotermi tidigare bedömts ha bäst förutsättningar i sedimentär berggrund där varmt vatten förekommer i djupt liggande porösa och genomsläppliga sandstenslager. På senare år har möjligheten till flera kilometer djupa borrhål också i kristallin berggrund utvärderats.

Det kan vara bra att känna till att även gas, olja, torv och kol ibland ingår i begreppet geoenergi i internationella sammanhang. För att förtydliga begreppets avgränsning använder Energimyndigheten termen ”förnybar geoenergi ”för alla typer av energi som härrör från jord, berg och grundvatten.

Geoenergi

Geoenergi bidrar inte till elproduktionen i Sverige, eftersom systemen består av så kallade lågtemperatursystem. Men även om det inte produceras någon el i geoenergianläggningar, så ersätter geoenergin användningen av direktverkande el, uppvärmning med fossila bränslen och kyla och värme från företrädelsevis fjärrvärme/fjärrkyla. I Sverige utgör uppvärmning en stor del av energianvändningen, vilket gör geoenergi (lågtemperatursystem) attraktivt. Dessutom har geoenergi fördelen att den inte är geografiskt eller geologiskt begränsad eftersom förutsättningar finns överallt i landet. Möjligheten till ett utnyttjande bestäms till stor del av de lokala geologiska förutsättningarna som bebyggelse, infrastruktur, skyddade områden (vattenskydd, miljöskydd, naturvård), med mera.

Det finns flera olika typer av geoenergianläggningar:

Idag finns drygt en halv miljon geoenergianläggningar i Sverige. Det exakta antalet anläggningar är osäkert men det görs årligen cirka 20 000 nya borrningar för energibruk. För att uppnå klimatmålen krävs ett ökat användande av förnybara energislag, och SGU bedömer att geoenergi och geotermi kan utgöra en viktig del av detta. Men en fortsatt utbyggnad måste ske på ett hållbart sätt, framför allt i samspelet med andra samhällsintressen som till exempel undermarksbyggande och grundvattenanvändning. SGU ser också ett ökat intresse och potential för energilagring i marken för att säsongsvis kunna lagra överskottsenergi från andra energislag.

En förutsättning för hållbar utbyggnad av geoenergianläggningar är bland annat kunskap om de geologiska förhållandena, som jordlager, berggrunds, jorddjup och grundvatten. Ett bra underlag kan bidra till att en anläggning kan utformas på bästa sätt utifrån de geologiska förutsättningarna.

Geotermi

Geotermisk energi från ytliga förekomster av hett vatten i berggrunden har utnyttjats länge. Sedan årtionden utnyttjas även geotermisk energi i vattenförande sandstenslager på flera kilometers djup. I dessa system pumpas varmt vatten från en produktionsbrunn, via värmeväxlare, och återförs till samma nivå via en injektionsbrunn. Vanligtvis har det producerade vattnet en temperatur mellan 40 och 80 grader i dessa system, där borrdjupen ofta är en till tre kilometer djupa.

Djupgeotermi_malmo_eon-225x427.jpg

EON:s djupborrhål i Malmö. Foto: Mikael Erlström/SGU

Under senare år har man intresserat sig för att borra fem till sju kilometer djupa borrhål i den kristallina berggrunden. Detta för att nå temperaturer över hundra grader och för att kunna direktväxla värmen mot befintliga fjärrvärmenät. I dagsläget finns inga djupgeotermiska anläggningar i den kristallina berggrunden i drift, men testanläggningar har prövats bland annat i Malmö till 3,1 kilometers djup och i Esboo, Finland, till sex kilometers dup. Om det går att skapa en djup geotermisk reservoar med tillräckligt höga temperaturer så öppnas möjligheter på flera platser i Norden. Men då måste först tekniken med hammarborrning och hydraulisk stimulering utvecklas.

Läs mer om geotermi här

Energilagring

För att bygga ett hållbart och stabilt energisystem behövs energilagring, framför allt för att balansera den ojämna elproduktionen från vind- och solkraft, men även för att kunna omhänderta överskottsvärme som skapas under sommarperioden och utnyttja den under vinterperioden. I Sverige används traditionellt lagring i grundvattenbaserade system, i akviferlager eller i borrhålslager i berggrunden.

Läs mer om energilagring här

 

Läs mer om SGU:s olika data för geoenergi och geotermi

Läs mer i Geologisk information för geoenergianläggningar – en översikt, SGU-rapport 2016:16 (pdf, nytt fönster)