MEF-notat nr. 4-2011 September 2011 Geotermisk energi og MEF-bedriftenes rolle Geotermisk energi er fornybar energi Potensialer og fremtidsutsikter MEF engasjerer seg for grunnvarmeutbygging
Det er behov for mer fornybar energi i verden Utslipp av klimagasser kan føre til global temperaturøkning. Norge har forpliktet seg politisk til å redusere sine utslipp av klimagasser med 40 prosent innen 2020; 30 prosent skal gjøres innenlands. Dette er et ambisiøst mål, som vil kreve store investeringer i mange sektorer, blant annet i bygningsmassen, transportsektoren og energisektoren. På verdensbasis kommer 85 prosent av verdens energi fra fossile kilder: Olje, kull og naturgass. På grunn av vannkraften er Norge i en særstilling med en fornybarandel innenlands på rundt 60 prosent. På årsbasis eksporterer Norge ca. to prosent av den elektriske kraften, men i kuldeperioder om vinteren importeres elektrisitet fra Europa. og i Norge Dersom forbruket av elektrisitet til oppvarming kan reduseres ved å erstatte det med andre energikilder og ved energieffektivisering i bygg, vil Norge kunne få et større kraftoverskudd enn i dag. Dette vil kunne eksporteres direkte eller brukes til miljøvennlig industriell produksjon. Fossil energi bør erstattes med fornybar energi, blant annet til oppvarming og transport. Det er ca. 100.000 oljefyringsbrennere i Norge i drift i dag. Et alternativ til elektrisk og oljebasert oppvarming er geotermisk energi, også kalt geovarme eller grunnvarme. Grunn geotermisk energi leverer 60 TWh per år på verdensbasis, og Grunn 2
Geotermisk energi (grunnvarme, geovarme) Geotermisk energi (grunnvarme) er varmeenergi som kan tas ut fra berggrunnen. Det finnes to hovedtyper geotermisk energi, høytemperatur (dyp) og lavtemperatur (grunn). Lavtemperatur grunnvarme er en blanding av oppmagasinert solvarme som er lagret fra sommerhalvåret og varme fra naturlig nedbrytning av radioaktive grunnstoffer i jordskorpen. Varmen tas ut fra borehull noen hundre meter ned i grunnen. Høytemperatur grunnvarme stammer dels fra jordens indre og dels fra nedbrytning av radioaktive isotoper i jordskorpen. For å ta ut varmen må det bores til flere tusen meters dyp. Lavtemperatur grunnvarme kan ikke brukes bare til oppvarming, men også til kjøling om sommeren. Berggrunnen virker som et lager som lagrer sommerens solvarme til bruk om vinteren, og kan også ta imot ekstra overskuddvarme ved kjøling av bygg. Det kan i tillegg produseres ekstra varme fra solfangere. Denne varmen kan føres ned i grunnen i sommerhalvåret og hentes ut igjen i vinterhalvåret. I dype geotermiske anlegg er temperaturnivået så høyt at energien kan utnyttes til oppvarmingsformål direkte, uten bruk av varmepumper. Den kan distribueres til abonnentene gjennom fjernvarmeanlegg eller lokale varmesentraler, og man kan også benytte varmen til å produsere elektrisk strøm. Boringen er svært kostbar og også teknisk utfordrende. for infrastruktur blir redusert og har stor forsyningssikkerhet. Dersom man kunne utnytte all grunnvarme på jorda, ville det gi 1500 milliarder TWh, mens verdens totale energiforbruk i dag er omtrent 100 000 TWh. Det teoretiske potensialet er altså 15 millioner ganger så stort som forbruket. Teoretisk kan det produseres 300 000 TWH med elektrisk kraft fra grunnvarme på verdensbasis, og i tillegg kommer varmeproduksjonen. Energiproduksjonen fra grunnvarmeanlegg i Norge er ca 3,5 TWh, mens Sverige produserer 12 TWh. Sverige har satset målbevisst på forskning, utvikling og innføring av grunnvarme de siste 20 årene som del av sin energipolitikk for mindre avhengighet av importert olje. En ny rapport laget på oppdrag fra Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) anslår at potensialet for grunnvarme i Norge er minst like stort som i Sverige. (Kilder: Rapport fra Energi 21, Innsatsgruppe fornybar termisk energi, 2011, Asplan Viak/NVE: Grunnvarme i Norge 2011) Grunnvarme har mange miljøfordeler. Det gir jevn energiproduksjon uavhengig av vær og vind. Det gir få eller ingen utslipp av C0 2. Anleggene trenger lite areal på bakkenivå og medfører små naturinngrep. Det gir lokal energiforsyning slik at behovet 3
Grunn geovarme Grunn geotermisk energi leverer 60 TWh per år på verdensbasis, og varmepumper er et raskt voksende marked internasjonalt og i Norge. Lukkede systemer er de mest vanlige. Varmeoverføringen skjer gjennom et lukket rørsystem (kollektor). En varmebærende væske sirkulerer ned i grunnen og tilbake, og den opphentede varmen utveksles til en varmebærende væske som går i sirkulasjon i bygget som skal varmes opp, evt. kjøles ned, ved hjelp av en varmepumpe (figur 1). Vannet i grunnen har en temperatur på 4-8 0 C. Varmepumpen gir en effekt på 3-4 ganger den elektriske energien som kreves for å drive den. Varmepumpeteknologien er under utvikling, så effekten kan ventes å øke i framtiden. Noen steder ligger forholdene til rette for åpne systemer. Her sirkulerer ikke en væske, i stedet tas nytt grunnvann inn i systemet, kjøres gjennom en varmeveksler og slippes ut igjen med lavere temperatur. Dette systemet er det mest energieffektive, men det krever god gjennomstrømning av grunnvann i grunnen. Figur 1. Energibrønn i fjell med lukket kollektor (rørsystem. Kilde: Norges vassdrags- og energidirektorat - NVE) 4
Borkrone Grunnboring utføres som regel med trykkluftdrevet boreutstyr med senkeborhammere ned til ca. 300 meter. Ved bruk av boosterkompressorer kan man gå ned til 800-1000 meters dyp, men det krever tyngre utstyr og er mer kostbart. Nødvendig borelengde er avhengig av berggrunnens varmeledningsevne, grunnens temperatur og grunnvannsbevegelsene. Høy grunnvannsgjennomstrømning gir høyere energiuttak, men lavere varmelagringskapasitet. De fleste steder i Norge, hvor det overveiende er krystallinske (vulkanske) bergarter, har gode forhold for grunnvarme. Unntak er Troms og Finnmark, hvor det er for lave temperaturer gjennom året. De fleste bygninger er ikke bygget med vannbaserte oppvarmingsløsninger, men det kan da benyttes konvektorer, det vil si saktegåene vifter som sprer varmen utover i boligen. Grunnvarme kan derfor tilpasses også slike boliger. Berggrunnens egnethet for grunnvarmeuttak deles inn i fire såkalte geoklasser, avhengig av om det kan brukes åpent eller lukket system og hvor tykt løsmassedekket er over fast fjell (Kilde: Norges geologiske undersøkelse - NGU). Tabell 1. Løsmassedybde, brønndybde og anleggstype i geoklasser 1-4 (Kilde: Norges geologiske undersøkelse - NGU). Geoklasse Løsmassedybde til fjell Brønndybde Type anlegg 1 5-30 meter < 5 meter Åpent 2 >30 meter >30 meter Åpent 3 Tynt, ubetydelig løsmassedekke 5-30 meter Lukket 4 >30 meter >30 meter Lukket Et grunnvarmeanlegg har omtrent 100 års levetid, mens selve varmepumpen må skiftes ut etter 25 30 år. 5
MEFs brønnborer-bedrifter er aktive innen lavtemperatur grunnvarme MEFs avdeling for brønnborere har (2011) 22 medlemsbedrifter spredt over hele landet (figur 2). Brønnborerne borer brønner for grunnvannsforsyning og varmeenergibrønner. I 2009 ble det boret over 1800 energibrønner, mot 210 i 2000. Markedet har vokst sterkt de siste årene (tabell 2, kilde: NGUs Brønndatabase). Tabell 2. Det har vært sterk vekst i antall energibrønner i det siste tiåret (Kilde: NGUs Brønndatabase) År 2000 2001 2002 2003 Antall energibrønner 210 265 469 956 Energibrønner i % av totalt antall brønner 27,5 33 40 2004 2005 2006 2007 2008 2009 977 1092 1470 1816 1998 1811 41 Figur 2. De 22 medlemsbedriftene i MEFs brønnboreravdeling er spredt utover Sør-Norge. I 2011 er det 14 MEF-firmaer innen brønnboring på Østlandet, tre på Sørlandet, tre på Vestlandet og ett i Trøndelag. 6 32 41 40,5 43,5 45,5 47
Framtidsutsikter for grunnvarme Hvordan er framtidsutsiktene for grunnvarme i Norge? Det avhenger av en rekke forhold både innenlands og utenlands. En viktig faktor er prisen på konkurrerende energikilder: Olje, bioenergi og elektrisitet. Dersom oljeprisen stiger, noe den kan komme til å gjøre i løpet av de neste tiårene pga. redusert produksjon og økt etterspørsel (Kilde: IEA), kan det gjøre grunnvarme mer konkurransedyktig på pris. Markedet for lavtemperatur grunnvarme er allerede godt i Norge, men det er stort potensial for større utnyttelse (Kilde: NVE/ Asplan VIAK: Grunnvarme i Norge, 2011). Bruk av grunnvarme vil komme til å avhenge av energipolitikken samlet sett. En annen faktor er miljø- og klimapolitikken. Det er et erklært politisk mål i EU, og også i Norge, å redusere de innenlandske utslippene av klimagasser med 30 prosent innen 2020. Dersom dette blir tatt til følge i praktiske tiltak, for eksempel gjennom kvoter og avgifter, kan det bidra til å gjøre grunnvarme mer interessant og konkurransedyktig. En tredje faktor er rett og slett å gjøre offentlige myndigheter på flere nivåer oppmerksomme på hvilke muligheter som ligger i både små og store grunnvarmeanlegg. Offentlige støtteordninger og incitamenter betyr en god del for tempoet i etablering av grunnvarmeanlegg. ENOVA yter 20 prosent investeringsstøtte og gir dessuten energilån, og det er registrert økende politisk interesse for å innføre skattefradrag for energiøkonomiske investeringer i boliger (ROT-fradrag) etter svensk modell, en ordning som har bidratt sterkt til den store etableringen av grunnvarmeanlegg for boliger i Sverige. En langsiktig og helhetlig energipolitikk med forutgående utredning av de forskjellige energibærernes rolle i energiforsyningen er etter MEFs mening nødvendig for å få tatt nødvendige beslutninger om investeringer både i grunnvarme og annen fornybar energi. MEF engasjerer seg for mer bruk av grunnvarme i Norge MEF deltok i Energi21 Energi 21 er en nasjonal strategi for energisektoren og omfatter forskning, utvikling og demonstrasjon av ny teknologi for det 21. århundret. Den ble etablert vinteren 2007 av Olje- og energidepartementet. Energi21 har vært sammensatt av seks innsatsgrupper, hvor MEF har vært representert i en av dem: Innsatsgruppe for fornybar termisk energi Les mer om Energi21 på www.energi21.no Grunnvarme har mange fordeler Geotermisk energi er en forholdsvis ny og liten bransje i norsk sammenheng. MEF mener at grunnvarme i for liten grad blir tatt i betraktning som alternativ i klima- og energidebatten. Dette kan skyldes både at teknologien er lite kjent og etablert og at grunnvarmeanlegg har forholdsvis høye investeringskostnader. MEF mener at myndighetene må bidra til å fjerne disse barrierene, fordi grunnvarme har så mange praktiske, økonomiske og miljømessige fordeler. 7
MEF mener: Grunnvarme har store potensialer til oppvarming og kjøling av bygningsmassen i store deler av Norge. Grunnvarme er for lite kjent og for lite framme i energi- og klimadebatten. Installasjon av grunnvarmeanlegg som erstatning for oppvarming med fossile energikilder bør støttes politisk og økonomisk. Grunnvarme kan delvis erstatte elektrisk oppvarming og dermed frigjøre elektrisk energi til andre formål. Grunnvarme bør i utgangspunktet alltid vurderes som varme- og kjøleløsning for nye bygg og boliger. Dette bør tas inn i lovverket. Praktiske og markedsmessige barrierer som hindrer bruk av grunnvarme bør fjernes. Utnytting av grunnvann til energiformål bør få hjemmel i plan- og bygningsloven og danne grunnlag for kommunal styring med eget ressursgrunnlag. Eksisterende offentlige støtteordninger for energieffektivisering og overgang til fornybar energi må vurderes og revideres. Kilder Energi 21, rapport fra innsatsgruppe fornybar termisk energi, 2011 www.energi21.no/servlet/satellite?c=page&cid=1253955410657&p agename=energi21%2fhovedsidemal Asplan Viak/NVE. rapport: Grunnvarme i Norge, 2011 www.asplanviak.no/index.asp?id=36320 Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) www.nve.no Norges geologiske undersøkelse (NGU) www.ngu.no www.ngu.no\kart\granada) Energi21. Hovedrapport og delrapporten 2011 www.energi21.no Maskinentreprenørenes Forbund Postboks 505, Sentrum, 0105 Oslo - Tlf: 22 40 29 00 - www.mef.no 8