Energi
Geotermisk kraft: Grønn energi som er rødglødende
Legg til Securities.io blant dine foretrukne kilder på Google
Jakten på fornybar grunnlastkraft
As solar and wind energy grow, we are still highly dependent on fossil fuels for our global energy mix, when including transportation, manufacturing, shipping, fertilizer production, etc.
Dels skyldes dette menneskehetens enorme energihunger, med et stadig økende forbruk siden 1900‑tallet.
Kilde: OurWorldInData
Noen andre faktorer spiller også en rolle. Den første er at sol‑ og vindkraft først nylig har blitt kostnadskonkurransedyktige med fossile brensler. Så det er mye etterslep når det gjelder investeringer og energiinfrastruktur, noe som vil ta år og tiår å oppnå.
En annen, mer problematisk faktor, er at vind‑ og solkraft er iboende intermittente energikilder.
Ettersom de blir en stadig større del av strømnettet, må de i økende grad kobles sammen med dyre energilagringssystemer, fra batterier til pumpehydro eller komprimerte systemer, noe vi dekket mer detaljert i “The Future Of Energy Storage – Utility-Scale Batteries Tech” og “Non-Chemical Alternatives To Batteries For The Energy Transition”.
Alternativer for grunnlastkraft
Hydrokraft er kanskje den eneste fornybare energikilden som kan leveres på etterspørsel som grunnlast, men den er begrenset av naturressurser og geografi, med mesteparten av potensialet allerede i bruk.
Et annet karbonnøytralt alternativ som gjør comeback, er kjernekraft. Den er også god til å levere grunnlast uavhengig av vær (selv om tørke kan redusere produksjonen).
Dette drives i stor grad av teknologisk innovasjon, fra SMRs (Small Modular Reactors) til 4th generation reactor designs (følg lenkene for fullstendige rapporter om disse temaene). I tillegg inngår AI‑selskaper som Microsoft (MSFT ) i avtaler om kjernekraft for å sikre strøm til sine AI‑datasentre de neste to tiårene.
Men kjernekraft er fortsatt kontroversiell, potensielt farlig, og usannsynlig å dominere energimiksen i mange land som er skeptiske til teknologien.
Det finnes en fjerde form for fornybar energi, ved siden av sol, vind og vannkraft, som hittil er knapt utnyttet: geotermisk energi.
Geotermisk energi
Alle andre former for fornybar energi er i bunn og grunn solenergi, inkludert vind og vannkraft (regn) som skapes av værmønstre drevet av solen.
Men geotermisk energi er annerledes, den drives av radioaktive reaksjoner i jordens kjerne. Når denne varmen sakte stiger opp fra jordens dyp, er den bemerkelsesverdig stabil og forutsigbar.
Avhengig av hvilken teknologi som brukes, er det til og med mulig å utsette konverteringen av geotermisk varme → elektrisitet med noen timer. Dette gjør den til et perfekt supplement til vind og sol, da geotermisk kan ta opp slakken når de underpresterer.
Som alle andre former for fornybar energi, er potensialet for geotermisk energi svært lokasjonsavhengig. Interessant nok kan dette finnes i regioner som ellers er fattige på energiresurser, både fornybare og fossile, som for eksempel Sentral‑Europa og Japan.
Vurdering av geotermisk potensial
Geotermisk energi avhenger av temperaturen i de underjordiske lagene av stein. Denne kan variere kraftig, med vulkanske eller fjellrike områder som er mye varmere, samt alle områder med seismisk aktivitet.
En annen faktor, minst for dyp boring, er tilstedeværelsen av underjordisk vann og steinens permeabilitet. Jo mer, jo bedre, da det gjør at varmen kan ledes raskere og over større avstand rundt borestedet.
I en studie fra 2020 utført av CNR i Italia, med tittelen “Predicting geographical suitability of geothermal power plants“, ble et globalt kart over geotermisk potensial laget (se ovenfor).
Når vi zoomer inn på USA, ser vi at mesteparten av det geotermiske potensialet ligger i landets vestlige del, med noen segmenter i Texas og Louisiana som også er interessante.
Kilde: EIA
I Europa er det geotermiske potensialet også sterkt og fordelt over hele kontinentet. Interessant nok er det spesielt sterkt i industrisentrene i Rhindalen og Sentral‑Europa. Sentrum av Italia har også et potensial nesten like høyt som Island, som er notorisk avansert innen geotermisk energi, med andre bemerkelsesverdige punkter som Korsika, Portugal og Hellas.
Kilde: International Journal of Terrestrial Heat Flow and Applied Geothermics
I Asia har nasjoner i “Ring of Fire” (Japan, Indonesia osv.) rundt Stillehavet det største potensialet.
Omfanget av geotermisk energi
Når vi snakker om geotermisk energi, må vi skille mellom tre dybdenivåer og dermed teknisk kompleksitet og energimengde.
Grunnvarmepumpe
Geotermiske varmepumper er nå et noe vanlig system i mange land. Ideen er ikke så mye å tappe geotermisk energi som å bruke jordens evne til å holde en konstant temperatur og ha stor termisk treghet.
Hvis bakken er dyp nok, blir dens temperatur årets gjennomsnitt. Dette betyr at du kan hente varme fra den om vinteren og kulde om sommeren.
Kilde: NPR
Det finnes mange varianter av denne teknikken, avhengig av hvordan løkken for å hente varme fra bakken er bygget.
Kilde: GSI
Mens de fleste systemer bruker en varmepumpe for å maksimere energioverføringen og spare energi, er det også mulig å bruke et passivt geotermisk system, spesielt for å varme opp drivhus som vi diskuterte i “Geothermal And Passive Greenhouses – Reducing Farming Carbon Emissions“.
Dyp geotermisk energi
Dette er vanligvis når varme hentes fra dybder på 500 m eller dypere (1 640 ft). På disse dybdene øker temperaturen jevnt for hver kilometer ekstra dybde, avhengig av de lokale geotermiske ressursene.
I England er gjennomsnittlige undergrunnstemperaturer på 1000 m, 3000 m og 5000 m rundt 40 °C, 90 °C og 140 °C.
Vanligvis er medium‑dybde, som i “kun” 1 000‑2 500 meter (0,6‑1,5 miles), vanligvis boret kun for varmeproduksjon, for eksempel for direkte oppvarming av bygninger eller industrielle anlegg, spesielt gjennom fjernvarme (sentralisert oppvarming for en hel blokk).
For eksempel henter Paris Orly‑flyplass i Frankrike 300 kubikkmeter vann ved 74 °C. Dette gir en termisk effekt på 10 megawatt, og reduserer forbruket av fossilt brensel med anslagsvis 4 000 metrisk tonn oljeekvivalenter per år.
Ultra-dyp geotermisk energi
Dette kan også kalles høytemperatur‑geotermisk energi.
Under 3 000 meter kan boring bli mer kompleks, da steinen vanligvis begynner å overstige kokepunktet for vann, trykket øker, og mer avansert boreutstyr kreves for å overleve de ekstreme forholdene.
Dette er også hvor varmen er mest intens, noe som tillater maksimal energiproduksjon, inkludert elektrisitetsgenerering.
Kilde: BGS
Produksjon av kraft med geotermisk energi
Selv om den fortsatt er nisje i de fleste deler av verden, har noen få land demonstrert potensialet til geotermisk energi i kraftproduksjon. Spesielt Kenya (50 % av nasjonal kraftproduksjon), Island (30 %) og Filippinene (17 %).
I noen av disse tilfellene, som Island, kan man argumentere for at mer kunne utvinnes dersom det fantes en måte å eksportere den på. Mange nasjoner som USA, Japan, Frankrike og Italia har svært store uutnyttede geotermiske potensialer.
I de fleste tilfeller kan det ultra‑hete vannet (>150 °C) brukes både til elektrisitetsgenerering og til kogenerering av varme.
Tradisjonell, forbedret og avansert geotermi
Tradisjonell geotermisk
Tradisjonell geotermisk energiproduksjon baserer seg på å finne den perfekte kombinasjonen av tilstrekkelig varme steiner, eksisterende vann og høy steinpermeabilitet.
Dette er virkelig den ideelle situasjonen, men den har også hindret utviklingen av geotermisk energi. Risikoen for å bore uten å finne riktig stein eller tilstrekkelig permeabilitet kan drepe et prosjekt og medføre massive økonomiske tap.
Dermed er tradisjonell geotermisk boring ikke så ulik oljeboring, hvor den ofte dårlig forståtte underjordiske geologien bestemmer den økonomiske levedyktigheten.
Forbedret geotermisk
I kontrast bruker forbedrede geotermiske teknikker “hydraulisk stimulering”.
Ideen er å injisere vann inn i steinlagets eksisterende sprekker for å øke permeabiliteten. Det som skiller dette fra fracking i olje‑ og gassutvinning, er at det ikke krever opprettelse av ekstra sprekker (fracking), eller bruk av frack‑sand for å holde sprekkene åpne.
Teoretisk kan forbedret geotermisk kraft brukes overalt i verden. I praksis er de ideelle forholdene dyp granitt dekket av et 3–5 kilometer (1,9–3,1 mi) lag av isolerende sedimenter som reduserer varmetap, og lokalisert i høytemperatur‑regioner.
Likevel kan forbedret geotermisk radikalt øke antall potensielle steder for geotermisk aktivitet, og kanskje viktigere, generere en langt mer forutsigbar produksjon.
Kilde: Think GoeEnergy
Avansert geotermisk
Lukkede sløyfer
Noen forskere og selskaper ser etter å gå et steg videre enn forbedret geotermisk. I stedet for å injisere vann og samle det tilbake, ønsker de å utvikle et fullstendig lukket sløyfesystem.
Kilde: Think GoeEnergy
Teoretisk kan et lukket sløyfesystem installeres hvor som helst, med kun lokal steintemperatur og dybde som påvirker den endelige energiproduksjonen.
Superkritisk geotermisk
Ideen her er å tappe supervarme steiner ved 400 °C. Ved disse temperaturene forventes reservoarlikviden å være superkritisk, en materietilstand hvor gass‑ og væsketilstander smelter sammen.
Superkritiske væsker kan inneholde 4‑10 ganger mer energi enn normale væsker. Så et 200 °C EGS‑prosjekt kan ha en kapasitet på 5 MW, mens et 400 °C superkritisk prosjekt ville ha ti ganger den kapasiteten på 50 MW. Tre 400 °C brønner ville ha større kapasitet enn 42 200 °C brønner.
Det Iceland Deep Drilling Project (IDDP) er det mest fremtredende prosjektet på dette feltet, selv om det ikke har vært mange oppdateringer siden 2022.
Et annet selskap som arbeider med dette prosjektet er Quaise. De utvikler en mikrobølge‑drevet “gyrotron‑drevet boreplattform” som fordamper borehull gjennom stein. De planlegger å bruke teknologien til å nå en dybde på 20 km og få tilgang til 500 °C varme, eller “terawatt‑skala kraft”, med mål om å erstatte all grunnlastkraft med superkritisk geotermisk energi.
Utvinnings av mineraler
I noen tilfeller er det underjordiske vannet som hentes for sin varme også rikt på oppløst brine. Disse brinene kan inneholde mange nyttige mineraler, og siden utvinningsprosessen allerede er i gang, gir det en komplementær inntektsstrøm til den geotermiske energiprodusenten.
For eksempel ser selskapet Vulcan Energy (VUL.AX) på å generere varme og kraft, samt litium fra underjordisk brine i Rhindalen (se mer om Vulcan nedenfor).
Kobegenerering
Varme som produseres med geotermisk energi brukes vanligvis enten til oppvarming av boliger eller til å produsere elektrisitet.
Imidlertid kan andre anvendelser utvikles for å maksimere bruken av energi på stedet, spesielt i avsidesliggende områder. For eksempel kan den brukes til å avsalte sjøvann eller produsere hydrogen og/eller ammoniakk, som deretter kan eksporteres dit de trengs.
Geotermisk økonomi
Geotermisk energi er generelt en relativt billig energikilde. Markedet forventes å vokse med kun 3,14 % CAGR i perioden 2023‑2033.
En fordel med denne teknologien er at den utnytter tiår med erfaring fra boring i olje‑ og gassindustrien. I praksis kan den også være en god måte å opprettholde sysselsetting og de tekniske ferdighetene til oljearbeidere under den grønne overgangen.
Når den sammenlignes med andre energikilder, holder geotermisk stand mot sol + energilagring i stor skala.
Kilde: Lazard
Og dette uten å ta i betraktning at geotermisk kan være bedre egnet for regioner med dårlig solpotensial, eller med massive varme‑ og energibehov i kalde vintre når solproduksjonen er på sitt laveste (som i Tyskland, Norge og deler av Nord‑America).
Dermed kan geotermisk energiproduksjon være lønnsom. Den lider imidlertid av behovet for massive oppstartsinvesteringer, med avkastning på den innledende kapitalen som sannsynligvis tar et tiår eller to.
Dette er også en type grønn energi som historisk har blitt dårlig dekket av subsidier, skatteinsentiver og generelle grønne politiker, som har favorisert sol og vind (se grafen ovenfor for å se effekten av subsidier som gjør geotermisk dyrere enn sol).
Med behovet for lagring og problemene knyttet til sol‑ og vind‑intermitterende kraft som nå er i fokus hos beslutningstakere, kan dette endre seg.
Geotermisk: fordeler og ulemper
Den beste grønne energien?
Geotermisk energi er virkelig fornybar, samtidig som den er lett å produsere på etterspørsel og stabil gjennom dagen og året, noe som gjør den til et godt alternativ til vannkraft, mer enn sol eller vind.
En annen fordel over alle andre fornybare (inkludert vannkraft) er et svært begrenset arealavtrykk, med de fleste anleggene usynlige under bakken. Dette fører til minimal økologisk og miljømessig forstyrrelse, hvor samme kapasitet ville ha dekket hektarer med solpaneler eller vindmøller eller under vannet i en demning.
Kilde: Wikipedia
Til slutt bruker geotermisk energi i hovedsak boreteknologi fra olje‑ og gassindustrien. Hvis noe, er dette en teknologi som er mest avansert i vestlige land, og reduserer drastisk risikoen for avhengighet av forsyningskjeder i Kina, som i tilfelle av solpaneler, vind (sjeldne jordmagneter) og batterier.
Geotermisk problem
Ressursutarming
Underjordisk varme fornyes over tid. Imidlertid kan utvinning av geotermisk varme fjerne varmen raskere enn den akkumuleres.
Derfor bør den reelle produksjonsraten beregnes for enten å unngå uttømming helt, eller for å innlemme at ressursene trenger en produksjonspause på noen år / tiår etter 30‑50 år med utvinning.
Jordskjelvrisiko
Alle boringer, spesielt de som påvirker dype underjordiske vannlag, kan teoretisk forårsake jordskjelv. For eksempel et geotermisk energiprosjekt utløste et skadelig 5,5‑styrke jordskjelv i 2017 i Pohang, Sør‑Korea.
Dette skyldes hovedsakelig det samme fenomenet som knytter fracking til jordskjelv. Ved å tilsette væsker under bakken, smører prosessen steinlagene, noe som gjør det lettere for dem å bevege seg.
Generelt er ikke disse jordskjelvene enorme, men de kan forårsake lokal skade.
Så i noen tilfeller, spesielt i svært seismisk aktive regioner, kan det være best å produsere kraft med geotermi i relativt avsidesliggende eller ubebodde områder.
Alternativt kan seismisk, men geotermisk rike regioner ha mest nytte av lukkede‑sløyfe‑design, som ikke forstyrrer steinene etter den innledende boring, eller injiserer vann i de underjordiske steinlagene.
Investering i geotermisk energi
Sektoren er fortsatt relativt liten sammenlignet med andre fornybare, og utvikler seg raskt teknologisk.
Dette betyr at mange av de mest avanserte oppstartsbedriftene i sektoren fortsatt er private. For eksempel, lukket‑sløyfe‑geotermisk energi Eavor, superkritisk geotermi Quaise, eller fond kun tilgjengelige for akkrediterte investorer som Baseload Capital.
Dette betyr også at noen avanserte geotermiske selskaper, som Iceland Drilling, kanskje bare er en liten del av et mye større olje‑ og gassboringsselskap (Archer Wells – ARCH.OL i dette tilfellet).
Likevel er noen selskaper børsnotert og tilgjengelig for detaljinvestorer. Du kan investere i geotermirelaterte selskaper gjennom mange meglere, og du kan finne våre anbefalinger for de beste meglerne på dette nettstedet i USA, Canada, Australia, UK, og mange andre land.
Hvis du ikke er interessert i å plukke spesifikke romrelaterte selskaper, kan du også se 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 å kapitalisere på veksten i geotermisk energisektor.
Geotermiske selskaper
1. Ormat Technologies, Inc.
Ormat is the world’s 2nd largest geothermal owner and operator and the largest publicly traded. The company has assets in the US, Kenya, Indonesia, and Central America + the Caribbean, with a capacity of 1.23 GW and 125 MW in development.
ORA Prisdiagram
Ormat is also entering the energy storage market, with 190 MW online. The company aims to reach a capacity of 1 GW by 2028.
Kilde: Ormat
The company is targeting a strong growth of power production capacity, notably with projects in New Zealand and Indonesia.
It is also a provider of geothermal technology, with 3.4GW of geothermal installed over the years, making it the 3rd largest provider of geothermal plants, behind Fuji Electric and Toshiba.
The Inflation Reduction Act supports Ormat’s aggressive growth targets, which should provide up to $125M in cash proceeds annually from tax benefits.
Kilde: Ormat
Geothermal energy is currently a quickly growing sector, but also one that is still very conservative due to the lack of familiarity with the technology for most utilities and industrial companies.
In that respect, this makes Ormat well positioned to capitalize on the growing demand, while also being one of the most established players in the industry.
2. Vulcan Energy (VUL.AX)
Vulcan is a German company targeting geothermal energy production in the Rhine Valley while also extracting lithium from the geothermal brine.
The project targets the production of renewable heat for 1 million people, enough lithium for 1 million EVs per year, and 1 million tons of CO2 emission avoided per year.
The heat production matches well the local market, with Germany rich in district heating systems currently relying on coal or gas.
Phase one of the project should result in 275 GWh of power and up to 560 GWh of heat per year.
Kilde: Vulcan Energy
The company has yet to produce lithium but has already secured off-take agreements with Stellantis, Volkswagen, LG, Umicore, and Renault. This is also reflected in the ownership, with Stellantis owning 6% of the company through a $50M investment.
The lithium resource is expected to decline very slowly, with less than 50% dilution even by 2055. Production should start at the end of 2025. It should also have one of the lowest lithium production costs in the world, beating all the mined lithium and almost all the brine-sourced lithium.
Vulcan is a more speculative project, with no significant cash flow expected before 2026. Still, the first lithium production in 2024 demonstrates the project’s viability, and the prospect of low extraction costs going hand-in-hand with geothermal power generation is interesting.
This could also reduce the carbon footprint for EU-made EVs, as currently, most lithium is extracted using fossil-fuel-powered engines and facilities running at least partially on fossil fuels, making Vulcan the only CO2-neutral, zero-fossil fuel lithium project in the world. It is also the largest lithium resource in Europe.
