Geotermi sådan !

Geoop – geotermi sådan !

Indhold 3 Produktion 10
4 Geoop ? 11
Hvad er geotermi ? 5 Risiko 12
Geotermi til fjernvarme 6 Opstart 13
Komplementær teknologi 7 Sådan 14
Eksisterende anlæg 8 GTC 15
Projektforløb 9
Projektering og udvikling 2
Boring og konstruktion

Hvad er Geotermi?

Varme fra jordens indre strømmer hele tiden ud mod jordoverfladen, i Vandledende egenskaber
Danmark med en effekt på beskedne 0,067 W/m2. Derved opvarmes De vandledende egenskaber - eller permeabiliteten - bliver ringere
blandt andet vandførende lag i undergrunden, hvorfra geotermisk med dybden, fordi sandstenene bliver tættere og tættere som følge af
energi kan udvindes i form af damp eller varmt vand. Den kemiske omdannelsesprocesser og sammenpresning fra vægten af de
varmemængde, der løbende strømmer ud fra undergrunden under overliggende lag.
Danmark, svarer teoretisk set til ca. 2/3 af Danmarks samlede
nuværende fjernvarmebehov. En velegnet undergrund er dog
ikke nok. For at der kan
Mulighederne for at udnytte den geotermiske energi er afhængig af, etableres en rentabel
at der findes varme, vandførende sandstenslag i undergrunden, geotermisk varmeproduktion er
hvorfra der kan pumpes vand op. det også nødvendigt, at der på
overfladen er mulighed for at
Temperatur afsætte den producerede
Temperaturerne øges med dybden. De fleste områder i verden har, varme, for eksempel til et
ligesom i Danmark, en temperatur, der stiger mere moderat med nærliggende fjernvarmenet.
dybden - typisk med 25 - 30 °C pr. kilometer. I sådanne områder kan (kilde; geotermi.dk)
den geotermiske energi udnyttes til opvarmning i form af fjernvarme.
Primær reservoirerne i den
danske undergrund er Gassum
og dybereliggende Bunter (kilde;
GEUS)

3

Geotermi til Fjernvarme

Et geotermisk system består af en (eller flere) produktionsbrønde og Under planlægningen af brøndene skabes en geofysisk model for
en (eller flere) injektionsbrønde. reservoirets undervikling over tid. Denne model er med til at danne
grundlaget for forretningsmodellen for det aktuelle geotermiske
Vandet produceres op, gennem en varmeveksler, og returneres projekt.
tilbage til reservoiret. Der er derfor ikke noget tab af vand i processen,
og vandet vedligeholder trykket i reservoiret, som derfor ikke oplever Ingen kontakt
et nettotab. Der er ingen kontakt
mellem vandet fra
Stabil reservoiret og vandet i
Vandet kan ikke produceres uden hjælp fra pumper. Der sidder en fjernvarmesystemet. Der
produktionsdykpumpe (ESP) i produktionsbrønden, samt en sker en varmeoverførsel
injektionspumpe i overfladeanlægget. Processen er som følge deraf mellem de to systemer
stabil og kan ikke løbe løbsk under produktion. via varmeveksleren. Der
sidder endvidere en
Vandet, som injiceres, skaber en form for bølge i reservoiret, som er række filtre og andre
med til at skubbe varmt vand mod produktionsboringen. tiltag, som modvirker, at
Produktionsboringen skaber en suge-effekt ved hjælp af det geotermiske kredsløb
produktionsdykpumpe, som også er med til at skabe stopper ved f.eks.
kredsløbseffekten, som kendetegner geotermisk produktion, og ikke udfældninger.
mindst produktionsprofilen for brøndene over deres produktive
cyklus. 4

Komplementær teknologi

Geotermi er en komplementær teknologi til de andre grønne Solar
varmekilder.
Affald Geot erm i
Geotermi fungerer som kilde til varmeforsyning, da temperaturerne i
Danmark ligger under ~120oC, som er det niveau, hvorfra det er Andre
økonomisk at producere elektricitet.

Varme Andre

WTG

Elect ric it et

PV Gas Bioethanol
Bølge Biom asse Biogas

5

Elektrificering

Geotermi understøtter den øgede elektrificering af det danske
forsyningssystem gennem brug af varmepumper.

Geotermi kan blive opformeret til lokale
fjernvarmetemperaturfremløb gennem brug af
absorptionsvarmepumper, hvor der eksisterer en sekundær kilde
(f.eks. affald og biomasse) eller ved brug af elvarmepumper.

Varmepumper skal, driftsøkonomisk, have mange drifttimer og
fungerer derfor optimalt som grundlast i forsyningssystemet.
Varmepumper er en fleksibel systemkomponent, som bl.a.
umiddelbart kan udkobles ved f.eks. situationer, hvor el-spotprisen er
høj og dermed ufordelagtigt for den samlede varmepris der er en
kombination af el-delen + geotermi-delen.

6

Eksisterende anlæg

Thisted Amager Sønderborg
Det geotermiske anlæg blev igangsat i Det geotermiske anlæg, beliggende ved Det geotermiske anlæg i Sønderborg blev
Thisted i 1984. Anlægget producerer 7MW Amagerværket, blev igangsat i 2003. igangsat i 2013. Anlægget producerer
fra geotermi og yderligere 10 MW med Anlægget producerer 14MW fra geotermi og 12,5MW fra geotermi og yderligere 16,5
drivvarme over absorptionsvarmepumper. yderligere 13 MW med drivvarme over MW med drivvarme over
Anlægget udnytter Gassum formationen og absorptionsvarmepumper. Anlægget absorptionsvarmepumper. Anlægget
pumper nominelt 200m3/h ved 44oC, samt udnytter Bunter formationen og pumper udnytter Gassum formationen og pumper
returnerer vandet ved 12oC. nominelt 235m3/h ved 74oC, samt nominelt 350m3/h ved 48oC, samt
returnerer vandet ved 17oC. returnerer vandet ved 15oC.

(kilde; geotermi.dk)

7

Projektforløb for geotermi

Et geotermiprojekt passerer gennem tre hovedfaser på vej mod Boringerne udføres, og procesanlægget opføres for at kunne udnytte
realisering. Projektering og udvikling er fase 1, boring og konstruktion den geotermiske energi, og anlægget gennemgår en række
er fase 2, og produktion er fase 3. produktionstests for at kunne opsætte de endelige parametre for
anlæggets fremtidige drift.
Projektering og udvikling
Ideen om geotermi skal forankres hos en lang række aktører som Produktion
samstemmende skal godkende projektet, dets økonomiske Det røde bånd klippes, og anlægget begynder dets leverance af energi
fundament, dets indpasning i den eksisterende ind i fjernvarmesystemet. Anlæggets løbende drift overvåges gennem
fjernvarmeinfrastruktur, dets tekniske fundament og ikke mindst skal en række parametre, som omfatter tryk, temperatur og ydelse.
være den bedste løsning samfundsøkonomisk, blandt de andre Desuden overvåges en række sekundære parametre såsom strømtræk
muligheder, for at bane vejen for den grønne transition. for kunne sammensætte en løbende analyse af systemets
overordnede drift. Produktionen baseres på at kunne levere den
Boring og konstruktion ønskede ydelse ind i fjernvarmesystemet, samtidig med at udgifterne
Når beslutningen om at etablere et geotermisk anlæg er taget, til vedligeholdelse bruges proaktivt for at sikre en jævn produktion
overgår projektet til en række tekniske faser, som rækker frem mod uden utilsigtede stop.
boringen. Anlæggets planer detaljeres bl.a. vedrørende den ønskede
ydelse og derved antallet af brønde - disse designes til at kunne
udnytte reservoirpotentialet optimalt gennem hele anlæggets levetid .

8

Projektering og udvikling

Et geotermiprojekt er underlagt varmeforsyningsloven og projektet. Der er en række vilkår tilknyttet licensen, og de udstikker en
undergrundsloven. Et geotermiskprojekt gennemgår en række stadier rød tråd for processen, men parallelt er der en række projektopgaver,
i forbindelse med projekteringen. For at gennemføre et geotermisk som raffinerer og uddyber information vedrørende projektet bl.a.
projekt skal man ansøge om og få en licens til efterforskning og vedrørende organisation, risikovurdering, budgetter samt dybden af
indvinding af geotermisk energi fra Energistyrelsen, men før man kan datagrundlaget.
ansøge, skal man gennemgå et en pre-licens proces.
Indvindingsplan
Pre-licens Med data i hånden sammensætter man en indvindingsplan, som
Man udvikler en ramme for projektet, som omfatter forventningerne detaljeret, beskriver, hvordan projektet vil tage sig ud. Planen
til reservoiret og kendskabet til fjernvarmeinfrastrukturen – denne indeholder en række afsnit, som beskriver geologien og specielt,
information danner baggrund for en projektforslag og danner hvordan geofysikken, geomekanikken og geokemien ser ud. Når
beslutningsgrundlaget for at gå videre med projektet. geologien er beskrevet, beskrives estimatet til reservoirets
produktivitet som en række sandsynlighedsværdier. På den baggrund
Licensansøgning beskrives hele procesanlægget. Efterfølgende beskrives tidsplan,
Licensansøgningen sammensættes på baggrund af de faktuelle krav til budget og organisation for projektet, og planen afsluttes med
licenspartnerne fra Energistyrelsen, samt de forventninger, som vurdering af de detaljerede risici, som projektet kan imødese og ikke
projektpartnerne har til ydelse, drift og aftag. mindst, hvordan beredskabet og afværgemekanismerne er sat op.

Licens Indvindingsplanen indsendes til Energistyrelsen, og med deres
Med licensen i hånden overgår projektet til en operationel fase, hvor godkendelse kan projektet overgå til boring og konstruktion.
man yderligere definerer de forskellige parametre som former
9

Boring og konstruktion

Før der sættes en borerig op, skal boringen igennem en designproces,
som progressivt modner brøndenes design. Efterfølgende udarbejdes
en boreplan, som detaljeret fastlægger, hvordan boreprocessen skal
forløbe. Planen fastsætter tidsplanen for boreprocessen samt
opsætter en række retningslinjer for hvad-hvis scenarier, hvis
boreprocessen møder uforudsete problemer f.eks. gaslommer eller
swelling clays . Under boreprocessen udtages en række prøver, og
der optages data, som efterfølgende bruges for at verificere
geomekaniske og -fysiske modeller for lokalområdet.

Når hele boreprocessen er afsluttet, opføres et procesanlæg, som
tager varmen ud af den geotermiske brine. Geotermiske brønde er
hydrodynamisk stabile, og en dykpumpe løfter vandet op af brønden
og gennem et filter, som tager partikler ud af vandstrømmen. Varmen
tages ud via en varmeveksler og returneres til reservoiret via
injektionsbrønden.

I et separat flow ledes fjernvarmevandet gennem en varmepumpe for
efterfølgende at blive ført ud på fjernvarmenettet.

10

Produktion

Produktion af geotermisk energi er baseret på produktion, udtag af
varme og injektion af vandet. Processen er en cyklus, hvor det kolde
vand skubber på det varme over mod produktionsboringen, mens
der sker en gradvis opvarming/opblanding nede i reservoiret.

Et geotermisk energianlæg har en lav OPEX og ved at se på og vurdere
data fra SRO systemet, kan man planlægge vedligehold til at have en
minimal indvirkning på den løbende produktion. Ved at planlægge
anlægget til at have flere brønde kan man drosle produktionen ned
uden at stoppe og tage enkelt brønde ud af kredsløbet til vedligehold.

Et geotermisk anlæg har en lang levetid og kan med kendte
investeringer holde hele licensens levetid og en del mere.

 Procesanlægget i København
11

Geoop?

Geoop er en professionel operatør, der har de fornødne tekniske Geoop finansieres af investorer, som har en interesse i og viden om
kompetencer til at indgå aftaler med professionelle industripartnere. energiproduktion.
Sammen gennemføres geotermiprojekter, i stor skala på en
industrialiseret og professional måde, og som håndterer den lange Mellem projektets partnere indgås en Geothermal Joint Operating
etableringsfase – præcis som i olie- og gasindustrien. Agreement (GJOA - samarbejdsaftale), formålet er at fastsætte roller
Geoop er et olieselskab , der efterforsker og producerer geotermi. og rettigheder mellem partnerne, f.eks. beslutningsprocesser og
budgetallokeringer.
Geoop søger sammen med projektpartnerne om de geotermiske
licenser. Geoop deler licensskabet med de andre partnere inklusiv et Geoop arbejder med fire kerneværdier, som er bærende for de
fjernvarmeselskab. Fordelingen er afhængig af partnernes finansielle
kapacitet og kan f.eks. være distribueret som 30 / 70. Partnerne deler beslutninger og de handlemønstre som Geoop arbejder med;
projektets indtægter og omkostninger efter fordelingsnøglen.
Forretningsmodellen er som følger; Geoop er rettighedshaver over for Professionalisering, der skal være en professional tilgang til
Energistyrelsen og har det tekniske ansvar for brøndenes drift, heraf
følger at Geoop påtager sig risikoen for boring og efterfølgende beslutninger, de skal være baseret med fakta, viden og
produktion. Geoop udsteder en ydelsesgaranti til fjernvarmeselskabet
til på f.eks. 10MW, og fjernvarmeselskabet udsteder modsvarende en risikovurderinger. Organisering, der skal være en beslutningsdygtig
aftagsbekræftelse samt har samtidig pligt til at betale for de 10MW
over licensperioden på 25 år, uanset om de bruger energien. organisation med en distribueret, klar ansvarsmatrice.

Industrialisering, projekterne bygges på best-practices samt en

inddragelse af industrielle aktører, som bistår projekterne med ikke

kun leverancer, men også drift for derved at sænke OPEX i

produktionsfasen. Sidst, men ikke mindst Economy-of-scale, projekter

skal samtænkes, og de skal udvikles i successiv rækkefølge, hvorved

der kan opnås skalaeffekter ved indkøb i bulk etc. Gennemførelsen af

geotermiprojekter kræver samarbejde med en professionel operatør

for at blive en succes. 12

Risiko

Vi har i dag en række grønne vedvarende teknologier, bl.a. geotermi, Derved vil der organisk opstå følgeindustrier og jobskabelse,
som står i brechen for at bryde igennem. Vindmøller har vist deres kompetence vil blive tillært, og geotermi vil for alvor vise dens styrke
værdi og er blevet en hovedkomponent i den danske el-produktion, og som en billig, omkostningseffektiv energiform. Kritisk masse er altså
vi oplever også, hvordan solfelter har vundet indpas – altså også skalaeffekter.
teknologier, som er modne og blive betragtet som risikofri.
Der er udarbejdet en række beregninger omkring
Geotermi har muligheden for at slå igennem som en grundlæggende forretningsøkonomien bag standard geotermianlæg bestående af 2
varmeenergikomponent. Teknologien har en række fordele; grøn, CO2 brønde – det viser sig hurtigt, at økonomien ikke hænger sammen, når
fri og kan indgå som grundlast i fjernvarmesystemet, da den fungerer projekterne skal gennemføres som 1 + 1 + 1 + ... Geoop har som
uafhængigt af vind og vejr. udviklingsselskab kompetencerne til at udnytte skalaeffekter og
sænke enhedsomkostningerne per boring gennem optimerede
Men geotermi har en anderledes risikoprofil end anden grøn energi. boringer i enkeltprojekter.
Ved geotermi ligger risikoen i anlægsfasen, og der er blevet skabt et
utilsigtet højt risikobillede af investeringen i geotermi. Der er en Overordnet set skal der etableres anlæg i områder, som oppebærer
række forklaringer, men grundlæggende er der skabt en frygt for en fjernvarmeinfrastruktur med et behov på 100+ MW. Dette opfyldes
rentabiliteten af investeringen i teknologien, og dens gearing på f.eks. af hovedstaden, Århus og Ålborg.
risikoskalaen. Der er risici! men, for at teknologisk modenhed kan
opnås, skal der investeres i at opnå kritisk masse i form af installeret
kapacitet (MW).

13

Sådan

Geoop har udarbejdet en model for distribuerede geotermianlæg, 2) pilotbrønden skifter så 'ham' når projekterings- og anlægsfasen er
som ligger ved vekselerstationer i snittet mellem transmission- og overstået og kommer til produktion.
distributionsfjernvarmenettet. Ved opstart af geotermisk produktion har man mellem 3 - 5
brøndvolumener, som man ikke ønsker at sende ned i
Et anlæg består af 5 brønde. En pilotbrønd giver adgang til en række injektionsbrøndene under opstart pga snavs og partikelindhold - de
data, som der ikke er mulighed for at opsamle på anden måde f.eks. skal behandles separat og derefter injiceres, og her vil pilotbrønden
med seismik. Geoop kikker på – konceptuelt set - en anlægstype, som overgå til relief well.
vi kalder 2p + 2i + 1rw - og det skal forstås på den måde, at der er sat
et mål, som hedder 10 MW (før varmepumpe) per anlæg, og energien Endvidere vil brønden Konceptuel model for geotermianlæg
skal komme fra 2 producerende brønde og returneres med 2 fungere som a) ekstra
injektorbrønde. mulighed for at man
kan trække en af
Tilbage er rw brønden (rw betyder relief well) som skal fungere i injektionsbrøndene ud
systemet med flere funktioner; 1) det er en pilotbrønd, hvorfra vi kan af produktion til
trække data vedrørende den faktuelle lagserie på borelokationen, vedligeholdelse etc og
faktisk temperaturinformation og så de to måske vigtigste funktioner b) man kan ved
a) vi kan tage kerneprøver til laboratorieanalyse og b) vi kan få vand faldende
op fra reservoiret til analyse. Vores pilotbrønd skal derved danne injektionspotentiale
grundlaget - data og forståelse heraf - for hele det efterfølgende bruge brønden til at
boreprogram og ikke mindst design af produktionsanlægget. Baseret opretholde nominel
på data kan man endvidere udvikle en geokemisk, -teknisk og - energiproduktion.
mekanisk model for brøndkomplekset.

14

Opstart af projekt

Geoop faciliterer et geotermisk projekt ved at drive
projektprocessen gennem dets forskellige faser.
Geotermisk Operatørselskab udpeges som operatør i henhold til
undergrundsloven, og der indgås en Geothermal Joint Operating
Agreement (samarbejdsaftale) mellem Geoop og de øvrige
partnere (typisk fjernvarmeselskabet) på licensen

Det er en række af
beslutninger, som skal
tages i et geotermisk
projekt. Geoop tager
ansvaret for processen i
tæt samarbejde med
fjernvarmeselskaber

15

GTC Geologisk partner
16
Geoop understøttes af et samarbejde mellem en række industrielle
partnere, som er organiseret gennem Geotermisk Teknologi Center
(GTC).
GTC er et samarbejde mellem partnere, som har ekspertise og teknisk
kapacitet til at løse de tekniske udfordringer forbundet med geotermi
og til at gennemføre projekterne.

Lokesvej 2, Torkildstrup, 4060 Kirke Såby, Danmark
www.geoop.dk | [email protected] | +45 3810 0919