Energi

Geotermisk energi: Grøn energi, der er rødglødende

mm
Udgivet den
Opdateret den
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Oplysning: Securities.io kan modtage betaling, når du bruger links til produkter, vi anmelder. Det påvirker ikke vores redaktionelle vurderinger. Vi er ikke registreret investeringsrådgiver; dette er ikke investeringsrådgivning. Læs vores affiliateoplysning.

Jagten på vedvarende baseload-strøm

Som sol- og vindenergi vokser, er vi stadig stærkt afhængige af fossile brændstoffer i vores globale energimiks, når transport, fremstilling, skibsfart, gødningsproduktion osv. medregnes.

Delvist skyldes dette menneskehedens enorme sult efter energi, med et konstant voksende forbrug siden 1900-tallet.

Et par andre faktorer spiller også en rolle. Den første er, at sol og vind kun for nylig er blevet omkostningskonkurrencedygtige med fossile brændstoffer. Så der er meget at indhente med hensyn til investeringer og energiinfrastruktur, hvilket vil tage år og årtier at opnå.

En anden, mere problematisk faktor, er at vind og sol er iboende intermitterende energikilder.

Så, efterhånden som de udgør en større og større del af elnettet, skal de i stigende grad kobles sammen med dyre energilagringssystemer, fra batterier til pumpet vandkraft eller komprimeret, noget vi dækkede mere detaljeret i “The Future Of Energy Storage – Utility-Scale Batteries Tech” og “Non-Chemical Alternatives To Batteries For The Energy Transition.”

Muligheder for baseload-strøm

Vandkraft er måske den eneste baseload/leverbare på-forespørgsel vedvarende energi, men den er begrænset af naturressourcer og geografi, hvor størstedelen af potentialet allerede er i brug.

En anden CO2-neutral mulighed, der gør comeback, er atomkraft. Den er også god til at levere baseload-strøm uanset vejret (selvom tørke kan reducere output).

Dette drives i høj grad af teknologisk innovation, fra SMR’er (Små modulære reaktorer) til 4th generations reaktordesigns (følg linkene for fulde rapporter om disse emner). Derudover indgår AI‑virksomheder som Microsoft i at lukke atomkraftaftaler (MSFT ) for at sikre elektricitet til deres AI‑datacentre de næste to årtier.

Men atomenergi er stadig kontroversiel, potentielt farlig og usandsynlig at dominere energimikset i mange lande, der er skeptiske over for denne teknologi.

Der findes en 4.th form for vedvarende energi, udover sol, vind og vandkraft, som hidtil er knap udnyttet:  geotermisk energi.

Geotermisk energi

Alle andre former for vedvarende energi er i sidste ende solenergi, inklusive vind og vand (regn) skabt af vejrforhold drevet af Solen.

Men geotermisk energi er anderledes, da den drives af radioaktive reaktioner i planetens kerne. Når denne varme langsomt trænger op fra Jordens dybde, er den bemærkelsesværdigt stabil og forudsigelig.

Afhængigt af den anvendte teknologi er det endda muligt at udsætte konverteringen af geotermisk varme → elektricitet med et par timer. Dette gør den til et perfekt supplement til vind og sol, da geotermi kan tage over, når de underpræsterer.

Ligesom alle andre former for vedvarende energi er potentialet for geotermisk energi meget lokationsafhængigt. Interessant nok kan dette findes i regioner, der ellers er fattige på energiresurser, både vedvarende og fossile, som for eksempel Centraleuropa og Japan.

Vurdering af geotermisk potentiale

Geotermisk energi afhænger af temperaturen i de underjordiske lag af sten. Denne kan variere kraftigt, med vulkanske eller bjergområder som meget varmere, samt ethvert område med seismisk aktivitet.

En anden faktor, mindst for dyb boring, er tilstedeværelsen af underjordisk vand og stenens permeabilitet. Jo mere, jo bedre, da det tillader hurtigere varmeledning over større afstand omkring borestedet.

I en undersøgelse fra 2020 udført af CNR i Italien, med titlen “Predicting geographical suitability of geothermal power plants“, blev der udarbejdet et globalt kort over geotermisk potentiale (se ovenfor).

Ved at zoome ind på USA ser vi, at størstedelen af det geotermiske potentiale ligger i landets vestlige del, mens visse segmenter af Texas og Louisiana også er interessante.

Kilde: EIA

I Europa er det geotermiske potentiale også stærkt og fordelt over hele kontinentet. Interessant nok er det særligt stærkt i de industrielle centre i Rhindalen og Centraleuropa. Midten af Italien har også et potentiale næsten så højt som Island, som er notorisk avanceret inden for geotermisk energi, med andre bemærkelsesværdige punkter som Korsika, Portugal og Grækenland.

Kilde: International Journal of Terrestrial Heat Flow and Applied Geothermics

I Asien har nationer i “Ring of Fire” (Japan, Indonesien osv.) omkring Stillehavet det største potentiale.

Omfang af geotermisk energi

Når vi taler om geotermisk energi, skal vi skelne mellem 3 dybdeniveauer og dermed teknisk kompleksitet og energimængde.

Lavdybde-varmepumpe

Geotermiske varmepumper er nu et forholdsvis almindeligt system i mange lande. Ideen er ikke så meget at udnytte geotermisk energi som at udnytte jordens evne til at holde en konstant temperatur og have stor termisk inertitet.

Hvis jorden er dyb nok, bliver dens temperatur årets gennemsnit. Det betyder, at du kan udtrække varme fra den om vinteren og kulde om sommeren.

Kilde: NPR

 

Der findes mange varianter af denne teknik, afhængigt af hvordan sløjfen til at udtrække varme fra jorden er bygget.

Kilde: GSI

Mens de fleste systemer bruger en varmepumpe for at maksimere energioverførslen og spare energi, er det også muligt at anvende et passivt geotermisk system, især til opvarmning af drivhuse, som vi diskuterede i “Geothermal And Passive Greenhouses – Reducing Farming Carbon Emissions”.

Dybt geotermisk energi

Dette er typisk, når varme udvindes fra dybder på 500 m eller dybere (1.640 fod). På disse dybder stiger temperaturen jævnt for hver kilometer ekstra dybde, afhængigt af de lokale geotermiske ressourcer.

I England er de gennemsnitlige underjordiske temperaturer på 1000 m, 3000 m og 5000 m omkring 40 °C, 90 °C og 140 °C.

Normalt bores der i medium‑dybde, “kun” 1.000‑2.500 meter (0,6‑1,5 mile), primært for varmeproduktion, som direkte opvarmning af bygninger eller industrielle anlæg, især gennem fjernvarme (centraliseret opvarmning for en hel blok, for eksempel).

For eksempel udvinder Paris Orly Lufthavn i Frankrig 300 kubikmeter vand ved 74 °C. Dette genererer en termisk output på 10 megawatt, hvilket reducerer forbruget af fossile brændstoffer med anslået 4.000 metrisk ton olieækvivalent pr. år.

Ultra-dybt geotermisk energi

Dette kan også kaldes højtemperatur‑geotermisk energi.

Under 3.000 meter kan boring blive mere kompleks, da stenen ofte begynder at overstige kogepunktet for vand, trykket stiger, og mere avanceret boreudstyr er nødvendigt for at overleve de ekstreme forhold.

Dette er også hvor varmen er mest intens, hvilket muliggør maksimal energiproduktion, inklusive el‑generering.

Kilde: BGS

Produktion af strøm med geotermisk energi

Selvom det stadig er en niche i de fleste dele af verden, har nogle få lande demonstreret potentialet for geotermisk energi i el‑produktion. Især Kenya (50 % af den nationale el‑produktion), Island (30 %) og Filippinerne (17 %).

I nogle af disse tilfælde, som Island, kan man endda argumentere for, at mere kunne udvindes, hvis der var en måde at eksportere den på. Mange nationer som USA, Japan, Frankrig og Italien har et meget stort uudnyttet geotermisk potentiale.

I de fleste tilfælde kan det ultra‑hete vand (>150 °C) bruges både til el‑generering og kogenerering af varme.

Traditionel, forbedret og avanceret geotermi

Traditionel geotermi

Traditionel geotermisk energiproduktion bygger på at finde den perfekte kombination af tilstrækkeligt varme sten, eksisterende vand og høj stenpermeabilitet.

Dette er naturligvis den ideelle situation, men det er også det, der har hæmmet udviklingen af geotermisk energi. Risikoen ved at bore uden at finde den rette sten eller permeabilitet kan dræbe et projekt og medføre massive økonomiske tab.

Så er traditionel geotermisk boring ikke meget anderledes end olieboring, hvor den ofte dårligt forståede underjordiske geologi bestemmer den økonomiske levedygtighed.

Forbedret geotermi

I modsætning hertil bruger forbedrede geotermiske teknikker “hydraulisk stimulering”.

Ideen er at injicere vand i de eksisterende revner i stenlaget for at øge permeabiliteten. Det, der adskiller sig fra fracking i olie‑ og gasudvinding, er, at det ikke kræver oprettelse af ekstra revner (fracking), ej heller brug af frack‑sand for at holde revnerne åbne.

Teoretisk kan forbedret geotermisk kraft anvendes overalt i verden. I praksis er de ideelle betingelser dyb granit dækket af et 3–5 kilometer (1,9–3,1 mi) lag af isolerende sedimenter, som bremser varmetab, og placeret i højtemperatur‑regioner.

Alligevel kan forbedret geotermi radikalt øge antallet af mulige steder for geotermisk aktivitet og måske vigtigere, generere en langt mere forudsigelig produktion.

Avanceret geotermi

Lukkede kredsløb

Nogle forskere og virksomheder ser på at gå et skridt videre end forbedret geotermi. I stedet for at injicere vand og indsamle det igen, ønsker de at udvikle et fuldstændigt lukket kredsløb.

Teoretisk kunne et lukket kredsløb installeres hvor som helst, med kun den lokale sten‑temperatur og dybde som påvirker den endelige energiproduktion.

Superkritisk geotermi

Ideen her er at udnytte super‑hete sten ved 400 °C. Ved disse temperaturer forventes reservoarløsningen at være superkritisk, en tilstandsform hvor gas‑ og væskefaser smelter sammen.

Superkritiske væsker kan indeholde 4‑10 gange mere energi end normale væsker. Så hvor et 200 °C EGS‑projekt måske har en kapacitet på 5 MW, vil et 400 °C superkritisk projekt have ti gange den kapacitet på 50 MW. Tre 400 °C brønde ville have en større kapacitet end 42 200 °C brønde.

Det Iceland Deep Drilling Project (IDDP) er det mest fremtrædende projekt inden for dette felt, selvom der ikke har været mange opdateringer siden 2022.

Et andet firma, der arbejder på dette projekt, er Quaise. De udvikler en mikrobølge‑‘gyrotron‑drevet boreplatform’, som fordamper borehuller gennem sten. De planlægger at bruge teknologien til at nå en dybde på 20 km og få adgang til 500 °C varme, eller “terawatt‑skala kraft”, med det åbne mål at erstatte al baseload‑kraft med superkritisk geotermisk energi.

Mineraludvinding

I nogle tilfælde er det underjordiske vand, der udvindes for sin varme, også rig på opløst brine. Disse briner kan indeholde mange nyttige mineraler, og da udvindingsprocessen allerede foregår, giver det en supplerende indtægtsstrøm til den geotermiske energiproducent.

For eksempel ser firmaet Vulcan Energy (VUL.AX) på at generere varme og strøm samt lithium fra underjordisk brine i Rhindalen (se mere om Vulcan nedenfor).

Kogenerering

Den varme, der produceres med geotermisk energi, bruges normalt enten som varme til boliger eller til el‑produktion.

Dog kan andre anvendelser udvikles for at maksimere brugen af energi på stedet, især i fjerntliggende områder. For eksempel kan den bruges til at afsalte havvand eller producere brint og/eller ammoniak, som derefter kan eksporteres, hvor de er nødvendige.

Geotermisk økonomi

Geotermisk energi er overordnet set en relativt billig energikilde. Markedet forventes kun at vokse med 3,14 % CAGR i perioden 2023‑2033.

En fordel ved denne teknologi er, at den udnytter årtiers erfaring med boring i olie‑ og gasindustrien. I praksis kan den også være en god måde at bevare beskæftigelsen og de tekniske færdigheder hos oliearbejdere under den grønne omstilling.

Når den sammenlignes med andre energikilder, holder geotermi sit eget mod sol + energilagring i stor skala.

Kilde: Lazard

Og det er uden at tage højde for, at geotermi måske er bedre egnet til regioner med dårligt solpotentiale, eller med massive varme‑ og energibehov i kolde vintre, hvor sol producerer mindst (som Tyskland, Norge og dele af Nordamerika).

Så geotermisk energiproduktion kan være rentabel. Den lider dog under behovet for massive forudgående investeringer, hvor afkastet på den oprindeligt investerede kapital sandsynligvis vil tage et årti eller to.

Dette er også en type grøn energi, der er dårligt dækket af subsidier, skatteincitamenter og overordnede grønne politikker, som historisk har favoriseret sol og vind (se grafen ovenfor for at se effekten af subsidier, der gør geotermi dyrere end sol).

Med behovet for lagring og de problemer, der er forbundet med sol‑ og vind‑intermitterende, i forgrunden af politikeres bevidsthed, kan dette ændre sig.

Geotermisk’s fordele og ulemper

Den bedste grønne energi?

Geotermisk energi er virkelig vedvarende, samtidig med at den er let at producere på efterspørgsel og stabil gennem dagen og året, hvilket gør den til et godt alternativ til vandkraft frem for sol eller vind.

En anden fordel i forhold til alle andre vedvarende energikilder (inklusive vandkraft) er et meget begrænset arealaftryk, da de fleste anlæg er usynlige under jorden. Dette medfører minimal økologisk og miljømæssig forstyrrelse, hvor den samme kapacitet ville have dækket hektar af solpaneler eller vindmøller eller under vandet i en dæmning.

Kilde: Wikipedia

Endelig bruger geotermisk energi fortrinsvis boreteknologi fra olie‑ og gasindustrien. Hvis noget, er dette en teknologi, der er mest avanceret i vestlige lande, hvilket drastisk reducerer afhængigheden af forsyningskæder i Kina, som i tilfældet med solpaneler, vind (sjældne jordmagneter) og batterier.

Geotermisk problem

Ressourceudtømning

Underjordisk varme genopfyldes over tid. Dog kan udvinding af geotermisk varme fjerne varmen hurtigere, end den akkumuleres.

Så den reelle produktionsrate bør beregnes for enten at undgå udtømning fuldstændigt eller for at indregne, at ressourcerne har brug for en produktionspause på nogle år / årtier efter 30‑50 år med udvinding.

Jordskælvrisici

Enhver boring, især en der påvirker dybe underjordiske vandlag, kan teoretisk forårsage jordskælv. For eksempel udløste et geotermisk energiprojekt et skadeligt 5,5‑grad jordskælv i 2017 i Pohang, Sydkorea.

Dette skyldes primært det samme fænomen, der gør fracking forbundet med jordskælv. Ved at tilføre væsker under jorden smører processen stenlagene, så de lettere kan bevæge sig.

Generelt er disse jordskælv ikke enorme, men kan forårsage lokal skade.

Så i nogle tilfælde, især i meget seismisk aktive regioner, kan det være bedst at producere strøm med geotermi i relativt fjerntliggende eller ubeboede områder.

Alternativt kan seismisk men geotermisk rige regioner have størst fordel af lukkede‑kredsløb‑designs, som ikke forstyrrer stenene ud over den indledende boring, og som ikke injicerer vand i de underjordiske stenlag.

Investering i geotermisk energi

Sektoren er stadig relativt lille sammenlignet med andre vedvarende energikilder og udvikler sig hurtigt teknologisk.

Det betyder, at mange af de mest avancerede startups i sektoren stadig er private. For eksempel er lukket‑kredsløb geotermisk energi Eavor, superkritisk geotermi Quaise, eller fonde kun tilgængelige for akkrediterede investorer som Baseload Capital.

Det betyder også, at nogle avancerede geotermiske virksomheder, som Iceland Drilling, måske kun er en lille del af et meget større olie‑ og gasboringsfirma (Archer Wells – ARCH.OL i dette tilfælde).

Alligevel er nogle virksomheder børsnoterede og tilgængelige for detailinvestorer. Du kan investere i geotermi‑relaterede virksomheder gennem mange børsmæglere, og du kan finde vores anbefalinger for de bedste mæglere på dette websted i USA, Canada, Australien, Storbritannien, og mange andre lande.

Hvis du ikke er interesseret i at vælge specifikke rumrelaterede virksomheder, kan du også kigge på ETF’er som Shares Global Clean Energy ETF (ICLN), First Trust NASDAQ Clean Edge Green Energy Index Fund (QCLN), eller ALPS Clean Energy ETF (ACES) for at drage fordel af væksten i den geotermiske energisektor.

Geotermiske virksomheder

1. Ormat Technologies, Inc.

Ormat er verdens 2. største ejer og operatør af geotermisk energi og den største børsnoterede. Virksomheden har aktiver i USA, Kenya, Indonesien og Centralamerika + Caribien, med en kapacitet på 1,23 GW og 125 MW under udvikling.

ORA Prisdiagram

Ormat går også ind på energilagringsmarkedet med 190 MW online. Virksomheden sigter mod at nå en kapacitet på 1 GW inden 2028.

Kilde: Ormat

Virksomheden sigter mod en stærk vækst i produktionskapacitet, især med projekter i New Zealand og Indonesien.

Den er også leverandør af geotermisk teknologi, med 3,4 GW geotermisk installeret gennem årene, hvilket gør den til den 3.rd største leverandør af geotermiske anlæg, efter Fuji Electric og Toshiba.

Inflationsreduktionloven støtter Ormats aggressive vækstmål, som bør give op til $125 M i kontant indtægt årligt fra skattefordele.

Kilde: Ormat

Geotermisk energi er i øjeblikket en hurtigt voksende sektor, men også en, der stadig er meget konservativ på grund af manglende kendskab til teknologien hos de fleste forsyningsselskaber og industrielle virksomheder.

I den henseende gør dette Ormat godt positioneret til at udnytte den stigende efterspørgsel, samtidig med at den er en af de mest etablerede aktører i branchen.

2. Vulcan Energy (VUL.AX)

Vulcan er et tysk firma, der sigter mod geotermisk energiproduktion i Rhindalen, samtidig med at de udvinder lithium fra den geotermiske brine.

Projektet har som mål at producere vedvarende varme til 1 million mennesker, nok lithium til 1 million el‑biler om året, og undgå 1 million ton CO₂‑emissioner om året.

Varmeproduktionen passer godt til det lokale marked, da Tyskland har mange fjernvarmesystemer, der i dag er afhængige af kul eller gas.

Fase én af projektet bør resultere i 275 GWh strøm og op til 560 GWh varme om året.

Virksomheden har endnu ikke produceret lithium, men har allerede sikret afsætningsaftaler med Stellantis, Volkswagen, LG, Umicore og Renault. Dette afspejles også i ejerskabet, hvor Stellantis ejer 6 % af virksomheden gennem en investering på $50 M.

Lithium‑ressourcen forventes at falde meget langsomt, med mindre end 50 % udvanding selv i 2055. Produktion bør starte i slutningen af 2025. Den bør også have en af de laveste produktionsomkostninger for lithium i verden, og overgå al mined lithium samt næsten al brine‑baseret lithium.

Vulcan er et mere spekulativt projekt, uden væsentlig cash‑flow før 2026. Alligevel viser den første lithium‑produktion i 2024 projektets levedygtighed, og udsigten til lave udvindingsomkostninger i kombination med geotermisk el‑produktion er interessant.

Dette kunne også reducere CO₂‑aftrykket for EU‑producerede el‑biler, da størstedelen af lithium i dag udvindes med fossile‑brændstof‑drevne motorer og faciliteter, der i mindst en del kører på fossile brændstoffer, hvilket gør Vulcan til det eneste CO₂‑neutrale, nul‑fossilt lithium‑projekt i verden. Det er også den største lithium‑ressource i Europa.

mm

Jonathan er en tidligere biokemisk forsker, der arbejdede med genetisk analyse og kliniske forsøg. Han er nu aktieanalytiker og finansskribent med fokus på innovation, markedscyklusser og geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.