Värmen i berggrunden ökar med djupet och i Sverige ökar temperaturen med mellan 15–30 grader per kilometer (den geotermiska gradienten). Vid en medeltemperatur i markytan på 10 °C är temperaturen på 2 km djup ca 40–70 °C.

I andra länder med tunnare jordskorpa eller i områden med vulkanisk eller annan geologisk aktivitet kan temperaturen vara avsevärt högre. I vissa områden, t.ex. på Island, kan el produceras i geotermisystem med höga temperaturer i relativt grunda borrhål där också tillräckligt stora mängder vattenånga påträffas. I Sverige behövs borrdjup på motsvarande 5–7 km för att temperaturen i berggrunden ska vara tillräckligt hög för detta. Geotermisk energi passar utmärkt till framför allt storskaliga system knutna till fjärrvärmesystem. Man kan använda geotermi för både uppvärmning och elproduktion, beroende på den temperatur som grundvattnet har på det aktuella djupet i berggrunden.

Geologiska förutsättningar för geotermisk energi

Förutom hög temperatur på djupet, behövs förutsättningar för att få upp energin i tillräckligt stor mängd till ytan. De bästa möjligheterna för geotermi finns inom områden med sedimentär berggrund där det förekommer djupt liggande akviferer som utgörs av porösa och genomsläppliga sandstenslager. Inom områden med kristallin berggrund krävs antingen naturligt uppsprucken, vattenförande berggrund eller att man lyckas spräcka berggrunden hydrauliskt.

Uppsprucken berggrund finns till exempel i förkastningszoner, som till exempel Vättersänkan. Även områden där meteoriter orsakat uppsprucket urberg på djupet anses intressanta, till exempel Siljansringen, Dellensjöarna och Björkö i Mälaren.

En annan möjlighet är att man anlägger ett multihålsystem, men även detta kräver cirkulation av grundvatten i tillräckligt stor mängd.

Utvinning av geotermisk energi

Utvinning av geotermisk energi görs genom att pumpa upp grundvatten från djupa borrhål. Värmen avges i en värmeväxlare och det avkylda grundvattnet återförs till samma djup i berggrunden som det kom ifrån. Kretsloppet är ett slutet system under tryck vilket hindrar kemiska utfällningar och utsläpp av gaser som är lösta i vattnet. Borrhålen för produktion och återinjektion placeras på sådant avstånd, oftast någon kilometer från varandra, att den kalla sidan inte kan påverka temperaturen kring produktionsbrunnen under systemets livslängd, normalt 25–30 år. I ett multihålsystem i den kristallina berggrunden cirkulerar däremot vattnet i ett kretslopp, där det kalla återinjekterade vattnet successivt värms upp mot produktionssidan.

Geotermisk energi utvinns i Lund

I Sverige har geotermi hittills utnyttjats i begränsad omfattning. I Skåne har Lunds kommun haft ett system i gång sedan mitten av 1980-talet och idag försörjs fjärrvärmenätet till en fjärdedel med geotermisk energi. Här utnyttjas ca 22-gradigt grundvatten från sandstenslager på 400–800 m djup. Anläggningen har en effekt på 45 MW och har sedan starten producerat 7 210 GWh värme, motsvarande energiinnehållet i 800 000 m3 olja och ett minskade koldioxidutsläpp med ca 1,3 miljoner ton. Andra, liknande projekt har varit på gång i Skåne men har ännu inte realiserats. I Köpenhamn finns sedan 2004 ett system där drygt 60-gradigt vatten från 2 400 m djup utnyttjas.

Läs mer i Geologisk information för geoenergianläggningar – en översikt, SGU-rapport 2016:16 (pdf, nytt fönster)

Bild på geotermianläggning.Exempel på geotermianläggning där ett permeabelt lager i en sedimentär bergartssekvens utnyttjas för värmeutbyte. Illustration: Anna Jonson, ArtAnna.