Energi
Geotermisk energi: Grön energi som är röd het
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Jakten på förnybar baslastkraft
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.
Delvis beror detta på mänsklighetens enorma energihunger, med en ständigt växande konsumtion sedan 1900-talet.
Källa: OurWorldInData
Få andra faktorer spelar också in. Den första är att sol och vind först nyligen har blivit kostnadskonkurrenskraftiga med fossila bränslen. Så det finns mycket att ta igen när det gäller investeringar och energiinfrastruktur, vilket kommer att ta år och årtionden att uppnå.
En annan, mer problematisk faktor, är att vind och sol är inneboende intermittenta energikällor.
Så, när de blir en allt större del av elnätet, krävs de i ökande grad att paras ihop med dyra energilagringssystem, från batterier till pumpkraft eller komprimering, något vi täckte mer i detalj i “The Future Of Energy Storage – Utility-Scale Batteries Tech” och “Non-Chemical Alternatives To Batteries For The Energy Transition”.
Alternativ för baslastkraft
Hydrokraft är kanske den enda förnybara energin som kan levereras på begäran som baslast, men den är begränsad i omfattning av naturliga resurser och geografi, med största delen av potentialen redan i bruk.
En annan koldioxidneutral möjlighet som gör comeback är kärnkraft. Den är också bra på att leverera baslast oavsett väder (även om torka kan minska produktionen)
Detta drivs i stor utsträckning av teknisk innovation, från SMRs (Small Modular Reactors) till 4:e generationens reaktordesigner (följ länkarna för fullständiga rapporter om dessa ämnen). Dessutom sluter AI‑företag som Microsoft nuclearavtal (MSFT ) för att säkra el till sina AI‑datacenter de kommande två decennierna.
Men kärnenergi är fortfarande kontroversiell, potentiellt farlig, och osannolik att dominera energimixen i många länder som är skeptiska till tekniken.
Det finns en 4:e form av förnybar energi, förutom sol, vind och vattenkraft, som hittills knappt har utnyttjats: geotermisk energi.
Geotermisk energi
Alla andra former av förnybar energi är i slutändan solenergi, inklusive vind och hydro (regn) som skapas av vädermönster drivna av solen.
Men geotermisk energi är annorlunda, den drivs av radioaktiva reaktioner i planetens kärna. När denna värme långsamt stiger upp från jordens djup är den anmärkningsvärt stabil och förutsägbar.
Beroende på den använda tekniken är det till och med möjligt att fördröja omvandlingen av geotermisk värme → el med några timmar. Detta gör den till ett perfekt komplement till vind och sol, där geotermisk energi kan fylla i när de underpresterar.
Precis som alla andra förnybara energiformer är potentialen för geotermisk energi starkt beroende av plats. Intressant nog kan den finnas i regioner som annars är fattiga på energiresurser, både förnybara och fossila, som exempelvis Centraleuropa och Japan.
Bedöma geotermisk potential
Geotermisk energi beror på temperaturen i de underjordiska berglagren. Detta kan variera kraftigt, med vulkaniska eller bergiga områden som är mycket varmare, liksom områden med seismisk aktivitet.
En annan faktor, åtminstone för djup borrning, är förekomsten av underjordiskt vatten och bergartens permeabilitet. Ju mer, desto bättre, eftersom det möjliggör snabbare värmeledning över större avstånd runt borrplatsen.
I en studie från 2020 av CNR i Italien, med titeln “Förutsäga geografisk lämplighet för geotermiska kraftverk“, ritades en global karta över geotermisk potential (se ovan).
När vi zoomar in på USA ser vi att den största delen av den geotermiska potentialen ligger i landets västra del, med vissa segment i Texas och Louisiana som också är intressanta.
Källa: EIA
I Europa är den geotermiska potentialen också stark och fördelad över hela kontinenten. Intressant nog är den särskilt stark i industriella centra i Rhen-dalen och Centraleuropa. Italiens centrum har också en potential nästan lika hög som Island, som är känt för avancerad geotermisk energi, med andra anmärkningsvärda punkter i Korsika, Portugal och Grekland.
Källa: International Journal of Terrestrial Heat Flow and Applied Geothermics
I Asien har nationer i “Ring of Fire” (Japan, Indonesien osv.) runt Stilla havet den största potentialen.
Skala för geotermisk energi
När vi talar om geotermisk energi måste vi skilja mellan tre djupnivåer och därmed teknisk komplexitet och energimängd.
Ytlig värmepump
Geotermiska värmepumpar är nu ett ganska vanligt system i många länder. Idén är inte så mycket att utnyttja geotermisk energi som att använda jordens förmåga att hålla en konstant temperatur och ha stor termisk tröghet.
Om marken är tillräckligt djup blir dess temperatur årsnittet. Detta betyder att du kan ta värme från den på vintern och kyla på sommaren.
Källa: NPR
Det finns många varianter av denna teknik, beroende på hur slingan för att ta värme från marken är byggd.
Källa: GSI
Medan de flesta system använder en värmepump för att maximera energitransfer och spara energi, är det också möjligt att använda ett passivt geotermiskt system, särskilt för att värma växthus som vi diskuterade i “Geothermal And Passive Greenhouses – Reducing Farming Carbon Emissions”.
Djup geotermisk energi
Detta är vanligtvis när värme tas från djup på 500 m eller djupare (1 640 fot). På dessa djup ökar temperaturen stadigt för varje kilometer extra djup, beroende på de lokala geotermiska resurserna.
I England är de genomsnittliga underjordiska temperaturerna på 1000 m, 3000 m och 5000 m omkring 40 °C, 90 °C och 140 °C.
Vanligtvis borras medel-djupa hål, “endast” 1 000‑2 500 meter (0,6‑1,5 miles), främst för värmeproduktion, exempelvis för direkt uppvärmning av byggnader eller industriella anläggningar, särskilt via fjärrvärme (centraliserad värme för ett helt kvarter till exempel).
Till exempel tar Paris Orly Airport i Frankrike 300 kubikmeter vatten vid 74 °C. Detta genererar en termisk effekt på 10 megawatt, vilket minskar fossila bränslen med uppskattningsvis 4 000 metrikt ton oljeekvivalenter per år.
Ultra djup geotermisk energi
Detta kan också kallas högtemperatur‑geotermisk energi.
Under 3 000 meter kan borrning bli mer komplex, då berget vanligtvis når temperaturer över kokpunkten för vatten, trycket ökar och mer avancerad borrutrustning krävs för att klara de extrema förhållandena.
Det är också här värmen är mest intensiv, vilket möjliggör maximal energiproduktion, inklusive elproduktion.
Källa: BGS
Att producera kraft med geotermisk energi
Även om den fortfarande är nischad i de flesta delar av världen, har några länder demonstrerat potentialen för geotermisk energi i kraftproduktion. Framträdande exempel är Kenya (50 % av nationell elproduktion), Island (30 %) och Filippinerna (17 %).
I vissa av dessa fall, som Island, kan man till och med argumentera för att mer skulle kunna utvinnas om det fanns ett sätt att exportera den utomlands. Många nationer som USA, Japan, Frankrike och Italien har mycket stor outnyttjad geotermisk potential.
I de flesta fall kan det ultra‑heta vattnet (>150 °C) användas både för elproduktion och för kombinerad värmeproduktion.
Traditionell, förbättrad & avancerad geotermi
Traditionell geotermi
Traditionell geotermisk energiproduktion förlitar sig på att hitta den perfekta situationen med tillräckligt varma bergarter, befintligt vatten och hög bergpermeabilitet.
Detta är verkligen den ideala situationen, men det är också vad som hindrat utvecklingen av geotermisk energi. Risken att borra och inte hitta rätt bergart eller tillräcklig permeabilitet kan döda ett projekt och generera enorma finansiella förluster.
Så traditionell geotermisk borrning är inte så annorlunda från oljeborrning, där den ofta dåligt förstådda underjordiska geologin avgör den ekonomiska lönsamheten.
Förbättrad geotermi
I motsats till detta använder förbättrade geotermiska tekniker “hydraulisk stimulering”.
Idén är att injicera vatten i berglagrets befintliga sprickor för att öka permeabiliteten. Vad som skiljer detta från fracking i olje‑ och gasutvinning är att det inte kräver skapandet av ytterligare sprickor (fracking), eller att använda frack‑sand för att hålla sprickorna öppna.
Teoretiskt kan förbättrad geotermisk kraft användas överallt i världen. I praktiken är de ideala förhållandena djup granit täckt av ett 3–5 kilometer (1,9–3,1 mi) lager av isolerande sediment som bromsar värmeförlust och ligger i högtemperaturregioner.
Ändå kan förbättrad geotermi radikalt öka antalet möjliga platser för geotermisk aktivitet, och kanske viktigare, generera en mycket mer förutsägbar produktion.
Källa: Think GoeEnergy
Avancerad geotermi
Stängda kretsar
Vissa forskare och företag tittar på att gå ett steg längre än förbättrad geotermi. Istället för att injicera vatten och samla tillbaka det, vill de utveckla ett helt slutet kretslopp.
Källa: Think GoeEnergy
I teorin skulle ett slutet kretslopp kunna installeras var som helst, med endast den lokala bergtemperaturen och djupet som påverkar den slutliga energiproduktionen.
Superkritisk geotermi
Idén här är att utnyttja superheta berg vid 400 °C. Vid dessa temperaturer förväntas reservoarlösningen vara superkritisk, ett materietillstånd där gas‑ och vätskefaser smälter samman.
Superkritiska vätskor kan innehålla 4‑10 × mer energi än normala. Så där ett 200 °C EGS‑projekt kan ha en kapacitet på 5 MW, skulle ett 400 °C superkritiskt projekt ha tio gånger den kapaciteten, 50 MW. Tre 400 °C brunnar skulle ha en större kapacitet än 42 200 °C brunnar.
Iceland Deep Drilling Project (IDDP) är det mest framstående projektet inom detta område, även om det inte har funnits många uppdateringar sedan 2022.
Ett annat företag som arbetar med detta projekt är Quaise. De utvecklar en mikrovågs‑‘gyrotron‑driven’ borrplattform som förångar borrhålen genom berget. De planerar att använda tekniken för att nå ett djup på 20 km och få tillgång till 500 °C värme, eller ”terawatt‑skala kraft”, med det öppna målet att ersätta all baslastkraft med superkritisk geotermisk energi.
Mineralutvinning
I vissa fall är det underjordiska vatten som tas upp för sin värme också rikt på löst salt. Dessa saltlösningar kan vara rika på användbara mineraler, och eftersom utvinningsprocessen redan sker, ger det en kompletterande intäktsström till den geotermiska energiproducenten.
Till exempel ser företaget Vulcan Energy (VUL.AX) på att generera värme och el, samt litium från underjordisk saltlösning i Rhen-dalen (se mer om Vulcan nedan).
Kombinerad produktion
Den värme som produceras med geotermisk energi används vanligtvis antingen för uppvärmning av byggnader eller för elproduktion.
Dock kan andra tillämpningar utvecklas för att maximera användningen av energi på plats, särskilt i avlägsna områden. Till exempel kan den användas för att avsalta havsvatten eller producera vätgas och/eller ammoniak, som sedan kan exporteras där de behövs.
Geotermisk ekonomi
Geotermisk energi är överlag en relativt billig energikälla. Marknaden förväntas växa med endast 3,14 % CAGR under perioden 2023‑2033.
En fördel med denna teknik är att den utnyttjar årtionden av borrningserfarenhet från olje‑ och gasindustrin. I praktiken kan den också vara ett bra sätt att behålla sysselsättningen och de tekniska färdigheterna hos oljearbetare under den gröna omställningen.
När den jämförs med andra energikällor håller geotermisk energi sin egen mot sol + energilagring i storskalig nytta.
Källa: Lazard
Och det utan att ta hänsyn till att geotermisk energi kan vara bättre lämpad för regioner med dålig solpotential, eller med enorm värme‑ och energiefterfrågan under kalla vintrar när solproduktionen är som lägst (som i Tyskland, Norge och vissa delar av Nordamerika).
Så geotermisk energiproduktion kan vara lönsam. Den lider dock av behovet av massiva förhandsinvesteringar, där avkastningen på det initialt spenderade kapitalet sannolikt tar ett decennium eller två.
Detta är också en typ av grön energi som är dåligt täckt av subventioner, skatteincitament och övergripande gröna policys, som historiskt har gynnat sol och vind (se grafen ovan för att se effekten av subventioner som gör geotermisk energi dyrare än sol).
Med behovet av lagring och de frågor som rör sol‑ och vindintermittens som nu står i fokus för beslutsfattare, kan detta förändras.
Geotermisk för- och nackdelar
Den bästa gröna energin?
Geotermisk energi är verkligen förnybar, samtidigt som den är lätt att producera på begäran och stabil hela dagen och året, vilket gör den till ett bra motsvarande alternativ till vattenkraft snarare än sol eller vind.
En annan fördel jämfört med alla andra förnybara energier (inklusive vattenkraft) är ett mycket begränsat markavtryck, där de flesta anläggningarna är osynliga under jord. Detta leder till minimal ekologisk och miljömässig störning, där samma kapacitet skulle ha täckt hektar med solpaneler eller vindkraftverk eller under vatten i en dam.
Källa: Wikipedia
Slutligen använder geotermisk energi mest borrteknik som används av olje‑ och gasindustrin. Om något är detta en teknik som är mest avancerad i västvärlden, vilket kraftigt minskar risken för beroende av leveranskedjor i Kina, som i fallet med solpaneler, vind (sällsynta jordartsmetaller) och batterier.
Geotermiskt problem
Resursutarmning
Underjordisk värme återfylls över tid. Dock kan geotermisk värmeutvinning ta bort värme snabbare än den ackumuleras.
Så den faktiska produktionshastigheten bör beräknas för att antingen undvika total uttömning eller för att inkludera att resurserna behöver en produktionspaus på några år/decennier efter 30‑50 år av utvinning.
Jordbävningsrisker
Alla borrningar, särskilt de som påverkar djupa underjordiska vattenlager, kan teoretiskt orsaka jordbävningar. Till exempel ett geotermiskt energiprojekt utlöst en skadlig 5,5‑magnitud jordbävning 2017 i Pohang, Sydkorea.
Detta beror mest på samma fenomen som kopplar fracking till jordbävningar. Genom att tillsätta vätskor under jord smörjer processen berglagren, vilket gör det lättare för dem att röra sig.
Generellt är dessa jordbävningar inte enorma men kan vara skadliga lokalt.
Så i vissa fall, särskilt i mycket seismiskt aktiva regioner, kan det vara bäst att producera kraft med geotermi i relativt avlägsna eller obebodda områden.
Alternativt kan seismiska men geotermiskt rika regioner ha störst nytta av stängda‑krets‑designer, som inte stör berget bortom den initiala borrningen, eller injicerar vatten i de underjordiska berglagren.
Investera i geotermisk energi
Sektorn är fortfarande relativt liten jämfört med andra förnybara energier, och utvecklas snabbt teknologiskt.
Det betyder att många av de mest avancerade startup‑företagen i sektorn fortfarande är privat listade. Till exempel, sluten‑loop geotermisk energi Eavor, superkritisk geotermi Quaise, eller fonder som endast är tillgängliga för ackrediterade investerare som Baseload Capital.
Det betyder också att vissa avancerade geotermiska företag, som Iceland Drilling, kan bara vara en liten del av ett mycket större olje‑ och gasborrningsföretag (Archer Wells – ARCH.OL i detta fall).
Ändå finns vissa företag som är börsnoterade och tillgängliga för detaljhandelsinvesterare. Du kan investera i geotermirelaterade företag via många mäklare, och du kan hitta våra rekommendationer för de bästa mäklarna på denna webbplats i USA, Kanada, Australien, Storbritannien, och många andra länder.
Om du inte är intresserad av att plocka specifika rymdrelaterade företag, kan du också titta 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) för att kapitalisera på tillväxten i den geotermiska energisektorn.
Geotermiska företag
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.
Källa: 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.
Källa: 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.
Källa: 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.
Källa: Source: Vulcan Energy
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.
