Kronik: Biomasseforbruget bliver ikke bæredygtigt uden geotermi

 

Susanne Poulsen er teknisk direktør, A.P. Møller Holding Geotermi Illustration: APM

Lige før sommerferien blev en bred kreds af Folketingets partier enige om en klimaftale, der indeholder en lang liste af emner, som skal forhandles i detaljer dette efterår. Et af de store spørgsmål er, hvordan vores varmeforsyning kan blive endnu grønnere: ud med kul, olie og naturgas – og væk med den importerede, miljø- og klimabelastende biomasse.

Fast biomasse fylder i dag ca. to tredjedele af den vedvarende energi, der løber i det danske energisystem. Og ja, afbrænding af biomasse tæller som nul i det danske klimaregnskab, helt efter de gældende FN- og EU-regler. Men ifølge tænketanken Concito udleder Danmark reelt 14 mio. ton CO2 om året via direkte afbrænding af biomasse og trækker dermed meget hårde veksler på verdens biodiversitet.

Concito vurderer, at den bæredygtige biomasseressource er stærkt begrænset, og »at den bæredygtige biomasseressource per person globalt er på ca. 1/3 af det, vi forbruger per dansker i dag«. Vi skal med andre ord reducere vores biomasseforbrug med to tredjedele, for at det reelt er bæredygtigt. Men hvor skal varmen så komme fra?

Der er to gode løsninger: Én for de individuelle husstande uden for de større byer, og én for byer, hvor der allerede er et kollektivt varmesystem, eller hvor der med fordel kan oprettes et. For de enkeltstående bebyggelser er løsningen individuelle varmepumper. Det er imidlertid hverken æstetisk eller praktisk gangbart at plastre de store byer til med støjende varmepumper, og her er den kollektive fjernvarme løsningen.

I dag benytter fjernvarmeselskaberne sig i høj grad af affald, varmeoverskud fra de centrale kraftværker og biomasse til produktion af varme. Kort sagt: Fjernvarmeselskaberne har indtil i dag primært produceret varme ved at sætte ild til noget – kul, affald, halm, træ, olie eller gas. Alt sammen kilder der, når de afbrændes, udleder CO2 og partikler, og kilder som i fremtiden skal ud af vores varmeforsyning eller mindskes mest muligt.

Et bredt folketingsflertal har allerede med affaldsaftalen fra forsommeren sikret, at affaldet på sigt skal genanvendes i langt højere grad, og med energiaftalerne bliver det nu også langt mere attraktivt at benytte overskudsvarme og store varmepumper – og det er rigtigt godt.

Effektkurve for fremtidigt varmesystem med huller i grund- og mellemlast. Det hvide og skraverede område under den stiplede effektbehovskurve er den energi, vi ikke kan udfylde uden importeret biomasse. Illustration: A. P. Møller Holding

Udfordringen er blot, at der er begrænsninger på, hvor meget varme vi kan få fra varmepumper, der udvinder energi fra havvand og luft. Havvandsvarmepumperne afkøler jo havvand, der fryser på et tidspunkt, hvis man køler for meget på det. I perioder med meget koldt vejr vil varmepumperne ikke kunne levere de varmemængder, der skal bruges, fordi havvandet og luften ikke er varm nok, eller fordi der ikke er egnet havvand i de mængder, der kræves.

Derfor vil valget af store varmepumper, der bruger lokale energikilder i form af luft og vand, indebære en forsyningssikkerhedsrisiko. Den største havvandsvarmepumpe, som er i drift i dagens Danmark, leverer da også kun ca. 1 procent af den varme, som en storby som Aarhus skal bruge.

Ud over de teknologiske udfordringer med at opskalere de store varmepumper må man stille miljømæssige spørgsmålstegn ved at lave punktafkølinger af havmiljøet i stor skala. Det samme gælder i princippet også for luft-til-vand-varmepunkter, der ud over at optage plads i byerne også støjer. Store varmepumper på luft og havvand bliver med andre ord ikke hele løsningen.

Spidslasten – dvs. de energikilder, der dækker fjernvarmebehovet, når det er er allerstørst – kan som i dag dækkes med (bio)gas eller el-patroner, der er billige at bygge, men dyre at drive, og som derfor er optimale til spidslast. Derudover kan lokal biomasse som halm og flis, der kan lagres, udgøre den øverste del af mellemlasten i systemet. Men for resten af mellemlasten og dele af grundlasten i fjernvarmesystemet, har vi i dag ikke andre kilder end importeret biomasse, der kan udfylde energibehovet.

Det er her, geotermien kan blive en central del af løsningen. Sammen med store varmelagre, som benytter sommerens overskudsvarme fra havvand, sol og luft (og geotermi), kan geotermien selv være den energikilde, der leverer en stor del af den manglende energi i systemet. Faktisk er geotermi den eneste energikilde ud over biomasse, der i dag kan levere den nødvendige energi til systemet, og derfor spiller geotermi en central rolle i varmeforsyningen i de områder, hvor varmt vand er til stede i undergrunden.

Effektkurve for fremtidigt varmesystem, hvor hullerne i grund- og mellemlast udfyldes af varme fra geotermi og store varmelagre. Effektbehovet i fjernvarmesystemet ses som området under den stiplede kurve. Varmen, der opfanges om sommeren, bruges om vinteren og til at udfylde de perioder, hvor de store varmepumper ikke kan køre pga. udendørstemperaturen. Geotermien udnyttes tillige også forår og efterår, hvor den er billigere at drifte end de store varmepumper. Illustration: A. P. Møller Holding

Geotermien har den fordel, at temperaturen på den energikilde, der afkøles, er konstant (modsat havvand og luft). Jorden er mellem 40 og 80°C i 1-3 kilometers dybde, hvorfra det geotermiske vand hentes op. Energimængderne, der er til rådighed i jorden, er store, og de vil let kunne udfylde op til 30 pct. af et fjernvarmenets totale effektbehov og helt op til 50 pct. af energibehovet. Samtidig har geotermien, når investeringen er foretaget, lave operationelle omkostninger, der gør den konkurrencedygtig med varmepumperne på luft og havvand.

Den overskydende geotermiske varme, der ikke benyttes i sommermånederne, når energien primært kommer fra sol og havvand, kan lagres i store damvarmelagre. Den kan så benyttes om vinteren og som backup for havvands- og luft-til-vand-varmepumperne, der dermed opnår større forsyningssikkerhed og får mulighed for at levere – også i de kolde vinterperioder

Når vi skuer frem mod 2030, er visionen klar. Vi skal af med kullet, og biomassen skal begrænses til et niveau, hvor der primært benyttes lokal biomasse i form af halm eller flis. Vi skal elektrificere fjernvarmen og udnytte en bred palet af energikilder, som tilsammen kan give os den energi, pris og forsyningssikkerhed, som kullet har givet os de sidste mange år.

På den anden side af 2040 kommer flere energikilder til. Her påtænkes det at indfase storskala Power-to-X-anlæg (PtX) i kombination med Carbon Capture-teknologier. Sådanne anlæg vil generere overskudsvarme fra den vindmøllestrøm, de forbruger under produktionen af grønne brændstoffer. Varmeproduktion er dog i princippet et uønsket biprodukt fra PtX-processer – for jo mere ineffektive PtX-processerne er, des mere overskudsvarme genererer de.

I takt med at vi forhåbentlig i de kommende år forbedrer PtX-teknologien, vil overskudsvarmen fra PtX dale. Omfanget og timingen af fremtidig overskudsvarme fra PtX-processer er i skrivende stund usikker, så indtil videre er geotermi og store varmelagre det eneste nøgleklare alternativ, vi har til importeret biomasse-varme.

Vi har alle muligheder i Danmark for at lave et integreret, effektivt og grønt fjernvarmesystem – nu skal politikerne skabe rammerne, så vi kan komme i gang.

Læs også: Kronik: Geotermien er klar – er Danmark?

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Lidt biased - måske en kende. Her er et par eksempler:

Der bliver gået hårdt efter havvandsvarmepumper. Hvis det er så galt fat som skitseret, så er de i gang med at lave en katastrofal fejlinvestering i Esbjerg, hvor en meget stor del af fremtidens varmeproduktion forventes leveret fra en 50 MW havvandsvarmepumpe – også om vinteren. Og luft til vand varmepumper kan tilsyneladende ikke designes så de ikke støjer….

Elkedler kan kun bruges som spidslast og er dyre at drive. Men man overser behændigt at elkedler leverer fleksibilitet på forbrugssiden – en efterspurgt egenskab, der gør at strøm til elkedlerne ofte kan købes ind til negative priser. Derfor kan elkedlerne selv i sommerhalvåret i perioder konkurrere med billige grundlast enheder.

Overskudsvarme tegnes ind som en næsten usynlig tynd streg i figurerne med varmeeffekt – lige som solen åbenbart kun skinner fra slutningen af maj til starten af september. Kraftvarmeværkerne er der heller ikke så meget ved, mon ikke der bare kan importeres strøm når solen er gået ned og det er vindstille.

PtX kommer tilsyneladende først i spil engang efter 2040, og der bliver det med så høj virkningsgrad at der næsten ikke er nogen spildvarme tilbage! Her skulle man mene at Mærsk taler mod bedre vidende da de selv er med i et højt profileret partnerskab, der har som målsætning at opstille 1300 MW elektrolysekapacitet i 2030. Og medmindre naturlovene omskrives, så vil der stadig være signifikante mængder spildvarme fra elektrolysen og de videre reaktioner til ammoniak, metanol og andre kemikalier.

Så ja efter denne knivskarpe analyse af konkurrenterne til geotermi er konklusionen klar, vi skal bare lige bygge et gigantisk damlager og så skal politikkerne til lommerne og give store tilskud og garantier til geotermi.

Geotermi - teknologien der kom for sent til at udkonkurrere biokonverterede kraftvarmeværker og som allerede nu bliver overhalet indenom af varmepumper, elkedler og spildvarme fra datacentre, supermarkeder, PtX og industri.

  • 10
  • 1

Så ja efter denne knivskarpe analyse af konkurrenterne til geotermi er konklusionen klar, vi skal bare lige bygge et gigantisk damlager og så skal politikkerne til lommerne

og de hidtidige danske erfaringer på området giver vel ikke just anledning til superoptimisme?:

Geotermi i Viborg var et ambitiøst projekt i Viborg om grøn energi, der startede i 2009 og sluttede i 2012, da projektet viste sig at blive meget dyrere end forventet

https://da.wikipedia.org/wiki/Geotermi_i_V...

Sønderborg Varmes kun fem år gamle geotermi-anlæg har ikke hentet varmt vand op til forbrugerne siden december 2018. Det skriver JydskeVestkysten. Årsagen er, at en injektionspumpe ikke længere kan sende det brugte vand retur til undergrunden. Det har i den grad givet hovedbrud, og det er endnu ikke lykkedes at finde årsagen...

https://www.energy-supply.dk/article/view/...

  • 6
  • 0

Ja et dyrt varmelager er den hellige gral for geotermi, som er teknologien der henter varme fra det mest stabile varmelager vi allerede har.

Og tænkt sig et underligt kontrolsystem der finder det fornuftigt at bruge kemisk bunden energi konstant som grundlast. Mon man kunne undgå afbrænding og elpatron engang imellem, så grafen kunne udlignes en smule..

  • 2
  • 1

Når de første 4 - 5 effektive og velfungerende geotermianlæg er etableret og fungeret, så man er overbevist om deres egnethed, kan vi tage geotermi alvorligt. Lige nu virker det ikke. Af de tre etablerede anlæg er det kun det ene, som reelt har en acceptabel funktion. Godt nok er de dygtige til at finde olie og gas, men det er jo ingen selvfølge, at de også kan lave geotermi, som fungerer og giver det udbytte, som teoretisk er muligt. Politisk at satse så ensidigt er yderst risikabelt, så det bliver nok ikke lige med det samme.

  • 7
  • 0

Danmark egner sig ganske enkelt ikke geotermi, idet varmeopsivningen er på kun 70 mWth/m2, det svarer til 70 kWth/km2. En enkelt boring kan næppe samle varmeenergi fra så stort et areal og så koster den 20-30 mio kr pr boring, uden garanti for at at den kan bruges. Hvis der mangler grundvand eller man ikke opnår de ønskede varmegrader, så er pengene spildt. Og så har borerørene en kedlig tendens til at blive forstoppede pga belægninger og i praksis må de så opgives. Dermod bør man satse langt mere på jordvarme, her kommer man ikke ud for den slags kedelige overraskelser.

  • 7
  • 1

Måske er jeg djævlens advokat, men medvirker geothermi ikke til den globale opvarmning? Det synes Jeg :)

Og den med at farvandene fryser til. Jamen er fejlen i dag ikke at, at de både er blevet for varme og fylder for meget:)

Jeg er derfor meget mere ti flere windmøller og solceller og gradvist bedre lagring og herunder man i perioder kan lave og lagre en masse brint til når der ikke er vind og sol nok.

Som en biting har Jeg som en anden her også ment at vide, at der slet ikke er nok varme i jorden til virkeligt at gøre en forskel, hvor der også skal bores mange tomme hiller for at finde gode lokale lommer.

Jeg er ikke fanatiker og lidt ligeglad med, hvordan Vi kommer mere fra det fossile. Det kan sådan set ikke gå stærkt nok. Jeg stoler hverken på Russere eller de fleste i Mellemøsten. Det er fx også meget mærkeligt vi importerer brændbart langvejs fra.

Grundlæggende er min holdning Vi skal satse på det, der betaler sig idag incl. røg, støj og møg. Faktisk virker det alt for planløst med alle disse forsøg.

Mit håb var da vindmøllerne kom, så ville de gradvist erstatte de små varmeværker, og når møllerne gradvist ydede mere, så ville de erstatte større varmeværker og sådan er det slet ikke, da markedspriserne helt er afhængige af manglende gode beslutninger og en jungle af tilskud og fradrag i alle led.

Man kan ikke engang finde ud af, at når forbrugerne sparer penge ved billigere strøm og varme, så må staten da også gøre det og fx behøve mindre afgifter fra os.

Så Jeg er idag yderst skuffet over, vi idag hænger på Putins gas.

  • 2
  • 5

Hej Jan,

Tak for din kommentar.

Figurerne og betragtningerne i kronikken omkring hvor meget varme kan leveres fra forskellige kilder er verificeret af flere af de største fjernvarmeselskaber i Danmark. De repræsenterer således et retvisende billede af hvordan det generelt forholder sig for nogle af de største net hvor geotermi kan spille en rolle.

Jeg er ked af at du synes at jeg går hårdt efter havvands- og luft-til-vand varmepumper. Jeg opfatter havvands- og luft-til-vand varmepumper som søster-teknologier til geotermi. Geotermi er jo også bare store varmepumper, som i stedet for at trække varmen ud af luft eller havvand, trækker varmen ud af geotermivand. Og der er brug for alle tre typer varmepumper, hvis vi skal fortrænge bare en del af den importerede biomasse.

De bedste hilsner, Susanne

  • 1
  • 0

Hej Finn,

Tak for din kommentar.

Geotermi er en moden teknologi. I Europa alene er der installeret mere end 2 Millioner geotermiske varmepumper. I Paris leverer de for eksempel geotermisk varme til en kvart million husholdninger, og efterforsker nu potentialet i Triassiske bjergarter. Det synes jeg er spændende. For netop de Triassiske sandsten under Aarhus, Aalborg og København rummer potentiale for at levere mere grøn fjernvarme i Danmark.

Her kan man læse om geotermi i Paris:

https://www.thinkgeoenergy.com/geothermal-...

De bedste hilsner Susanne

  • 1
  • 1

Hej Jesper,

Tak for din kommentar.

Undergrunden egner sig heldigvis rigtig godt til geotermi mange steder i Danmark. Her er et link til den geotermiske kortlægningsdatabase som statgeologerne hos GEUS har lavet:

https://data.geus.dk/geoterm/

Vi har suppleret GEUS’s kortlægning med mere detaljerede analyser af undergrunden på nogle af de steder hvor det er relevant at bygge geotermiske storskalanlæg.

Det kommer ikke til at koste varmekunden noget hvis vores boringer ikke finder det ønskede geotermiske potentiale. Vi har nemlig skruet vores forretningsmodel sådan sammen, at efterforskningsrisikoen ligger ubetinget hos os.

Det kommer heller ikke til at koste varmekunden noget hvis driften af anlægget rammes af de problemer som du skitserer, nemlig korrosion, belægninger, tilstopning med mere. Sådanne problemer har vi bokset med i de 50 år vi har produceret vand og olie (og re-injiceret vand) i kulbrintefelterne i Nordsøen og mange andre steder i verden. Så, det er problemer som vi har erfaring med at håndtere, og det er også derfor at den økonomiske risiko som er forbundet med netop disse problemer vil være kontraktuelt parkeret hos os.

De bedste hilsner, Susanne

  • 1
  • 1

Susanne Poulsen: "Det er imidlertid hverken æstetisk eller praktisk gangbart at plastre de store byer til med støjende varmepumper, og her er den kollektive fjernvarme løsningen."

Jaså - hvis disse anlæg ikke er æstetisk kønne nok til byerne, så placerer vi dem bare ude på landet. Støjen bryder man sig heller ikke om i byen.

Tænk - jeg troede at byboerne nærmest satte pris på en vis støj, og at stilhed signalerer for lidt "gang i den". Folk flytter modsat på landet for at finde ro. Er denne støj fra varmepumper sammenlignelig med støj fra vindmøller? Man burde kunne finde løsninger som kan støjdæmpe varmepumper.

Med hensyn til æstetikken kan man jo hævde at mange større byer forlængst har overskredet mætningspunktet for grimt byggeri. Ud af alt byggeri på over 2-3- etager vil jeg påstå at blot et etcifret procenttal af disse ser godt ud! Varmeværker kan dog godt bygges, så de ikke er grimme. Tænk blot på varmeværket i Viborg: https://da.wikipedia.org/wiki/Fil:Viborg_K...

  • 2
  • 1

Det kommer ikke til at koste varmekunden noget hvis vores boringer ikke finder det ønskede geotermiske potentiale. Vi har nemlig skruet vores forretningsmodel sådan sammen, at efterforskningsrisikoen ligger ubetinget hos os

det lyder selvsagt herligt! :) Modsætnngvis hævder briterne (hårdnakket), at 'there is no such thing as a free lunch'! Så mon ikke modellen de facto indebærer en merpris for 'risikodækning'??

  • 3
  • 0

Det kommer ikke til at koste varmekunden noget hvis vores boringer ikke finder det ønskede geotermiske potentiale. Vi har nemlig skruet vores forretningsmodel sådan sammen, at efterforskningsrisikoen ligger ubetinget hos os.

Ovenstående betyder så at varmekunden kommer til at betale for efterforskningsrisikoen hvis projektet bliver til noget i den sidste ende.

Og så kan vi begynde at gætte på hvad det risikotillæg mon skal være.

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten