Indsendt af
Klima-, Energi og Bygningsministeriet
Resumé
Overfladenær geotermi og varmelagring har potentiale til at bidrage til omstilling af varmeforsyningen, så den fremadrettet i højere grad kan baseres på CO2 neutrale energikilder. Dette kan ske gennem målrettet forskning i de naturgivne muligheder, og innovativ udvikling af de involverede teknologier under hensyntagen til deres påvirkning af miljøet.
Udfordring og muligheder
Danmark har en vision om et samfund uafhængig af fossile brændsler. Det er bl.a. regeringens målsætning at el- og varmeforsyningen i Danmark skal være fri for fossile brændsler inden 2035, og at anvendelsen af kul og mineralsk olie skal være udfaset inden 2030. En omkostningseffektiv omstilling af varme-forsyningen de kommende årtier består dels i effektiviseringer og dermed reducering af varmebehovet, og dels i anvendelse af vedvarende energikilder i produktionen.
I takt med en stigende andel af vindmølleproduceret strøm kan el med fordel anvendes til varmefremstilling i fleksible systemer. Forventede ændringer i afgiftssystemet og den teknologiske udvikling inden for varmepumper og varmevekslere betyder formentlig at udnyttelsen af overfladenære geotermiske ressourcer ved lavere temperaturer bliver mere attraktive som supplement til/erstatning for andre energikilder. I situationer med overskudsvarme fra affaldsforbrænding, kraftvarme og industri m.m. kan sæsonlagring af varme endvidere være et interessant element i varmeforsyningen.
Målsætning
Målet med dette satsningsområde er gennem tværdisciplinær forskning at kortlægge og optimere mulighederne for anvendelse af overfladnær geotermi til CO2 venlig varmeproduktion samt tilsvarende at undersøge og optimere mulighederne for sæsonlagring af overskudsvarme i let tilgængelige geologiske formationer på en miljømæssig forsvarlig måde.
Innovationsbehov
Der knytter sig en række tværdisciplinære forsknings- og innovationsbehov til målet om at anvende den overfladenære undergrund til indvinding og sæson-lagring af varme som bidrag til omstillingen til en CO2 neutral varme-produktion.
I forhold til en effektiv og bæredygtig udnyttelse af den nære undergrund og den overfladenære geotermiske ressource er der behov for at udbygge viden om:
- Grundvandsbeskyttelse i forbindelse med udnyttelsen af overfladenær geotermi og varmelagring. Hvilke aktiviteter kan miljømæssigt forsvarligt foregå inden for områder med særlige drikkevandsinteresser og hvordan. Hvilke aktiviteter må henlægges til andre arealer.
- Hvad er de miljømæssige konsekvenser af opvarmning/afkøling af undergrunden/grundvandet.
- Hvor meget varme kan på en omkostningseffektiv måde lagres i den nære undergrund. Hvad betyder geologien og hvordan optimeres konstruktionen af sådanne lagre.
- Tilpasning af overfladenære geotermiske anlæg og varmelagre til fjernvarmeforsyning i stor skala.
- Mulighederne for at udnytte den geotermiske ressource til fjernkøling.
- Reservation og administration af arealer til energi mål, herunder relationer og prioriteringer i forhold til andre arealinteresser.
De danske forudsætninger
Danmark har, som noget enestående, en udbredt fleksibel fjernvarmeforsyning, hvor der er stor erfaring med at kombinere forskellige energikilder. Dette know-how vil givet vis og være en forudsætning for den ønskede omstilling til fossil-frie brændsler, inklusive geotermi. Endvidere vil design og opbygning af sådanne kombinerede bæredygtige fjernvarmeanlæg formodentligt også have et eksport-potentiale. Siden den anden oliekrise i slutningen af 70’erne har man i Danmark udviklet og benyttet forskellige typer af overfladenære geotermiske anlæg. Det har bl. a. resulteret i udbredt brug af horisontale jordslanger til lokal varmeforsyning, og i mindre omfang af boringer hvorfra grundvandet benyttes til køle og varmeformål. I slutningen af 70’erne påbegyndte man ved Aarhus Universitet endvidere en nærmere udforskning af forskellige geologiske formationers termiske egenskaber. I løbet af de seneste 4-5 år er danske boreentreprenører i stigende omfang begyndt at benytte udenlandske erfaringer og teknikker til at etablere nye typer af jordvarme-boringer. Endelig har flere udviklings- og demonstrationsprojekter for Energistyrelsens EUDP-program kortlagt muligheder og erfaringer med den nuværende teknologi i Danmark.
Effekter og potentialer
Overfladenær geotermi og varmelagring har potentiale til at bidrage til omstilling af varmeforsyningen, så den frem mod 2035 i stadig stigende grad baseres på CO2 neutrale energikilder. Effekten af denne omstilling vil i høj grad afhænge af resultaterne af den forskning og innovation, der igangsættes på området kombineret, med den teknologiske udvikling indenfor anvendelsen af andre vedvarende energikilder. Der vurderes endvidere at være et stort eksportpotentiale for optimeret innovativ anvendelse af overfladenær geotermi og varmelagring bl.a. i kombination med fjernvarmeforsyning.