Geotermisk energi â en vitbok fÃ¶r Sverige - Kungliga Tekniska ...

Geotermisk energi – en vitbok för Sverige 

Herbert Henkel 

Stockholm 2006 

TRITA-LWR.REPORT 3014 

ISSN 1650-8610 

ISRN KTH/LWR/REPORT 3014-SE 

ISBN 91-7178-409-8

Innehåll 

Förord………………………………………………………………….……………3 

Sammanfattning och slutsatser……………………………..…………………5 

1. Bakgrund………………………………………………………………………...7 

1.1. Miljö och energisituationen 

1.2. Vad är geotermisk energi 

2. Geologiska och geotekniska förutsättningar…………………………...16 

2.1. Geologiska förutsättningar 

2.2. Borrning 

2.3. Hydraulisk spräckning 

2.4. Prospektering 

3. Energitekniska förutsättningar och energisystem…………...………33 

3.1. Energibärare 

3.2. Värmeväxling 

3.3. Energisystem 

3.4. Ett vidgat perspektiv för system för utnyttjande av värme 

4. Miljöeffekter och Produktionskostnader………………….……………49 

4.1. Miljöeffekter 

4.2. Produktionskostnader 

5. Möjligheter i Sverige………………………………………………...………53 

5.1. Geotermisk energiproduktion i Sverige 

5.2. Sveriges nuvarande energipolitik 

6. Geotermi i Tyskland och globalt…………………….……………………65 

Ordförklaringar………………………………………….………………………69 

Litteratur………………………………………………………………..…………73 

Sveriges nuvarande energipolitik, rapporter och debattartiklar 

1

Förord 

Sedan 1970-talet har Sverige varit beroende av olja och kärnkraft för 

energiförsörjningen. Politisk enighet råder sedan årtionden tillbaka om att större 

hänsyn måste tas till påverkan på miljön och klimatet när det gäller energikällors 

utnyttjande och dessutom att energikällorna skall vara långsiktigt hållbara. 

Statens satsning på forskning och utveckling av alternativa energikällor har till stor 

del inriktats på alternativ för el-produktion. Det gäller sol-el där forskning har pågått i 

mer än trettio år utan att konkurrenskraftiga lösningar ännu finns, vindkraften har 

utvecklats kraftigt de senaste åren men kan knappast betraktas som en storskalig 

ersättning för olja och kärnkraft. Inom området biobränsle återstår mycket att förbättra 

när det gäller miljöpåverkan vid förbränning, lagring och transporter. Vissa större 

energiföretag, inklusive det statliga Vattenfall satsar på ökad användning av kol och 

fossilgas som medför ytterligare koldioxidutsläpp och har begränsad uthållighet 

Sveriges klimat innebär att uppvärmning av bostäder och lokaler erfordras nio 

månader på året och det finns behov av varmvatten året runt. Till sådan uppvärmning 

åtgår stora energimängder, drygt en fjärdedel av landets totala energianvändning. Det 

förefaller ganska naturligt att söka en lokal energikälla för uppvärmning av bostäder. 

Under kärnkraftsverkens utbyggnad uppmuntrades utbyggnad av direktverkande el för 

uppvärmning och därför värms fortfarande en fjärdedel av Sveriges bostäder med 

direktverkande el. Denna omväg över el är ett storskaligt exempel på ineffektiv 

energianvändning - särskilt som man betänker att 2/3 av kärnenergin dessutom 

dumpas som spillvärme i havet. Samtidigt kräver den elintensiva industrin ytterligare 

utbyggnad av elproduktion. 

Värmen som finns naturligt överallt i jordskorpan kan tillvaratas för uppvärmning av 

bostäder och lokaler. Värmen överförs till vatten som värmebärare och temperaturen 

höjs med värmepumpar till lämplig nivå. Förutsättning finns att utvinna geotermisk 

energi i Sverige. Utvinningsmöjligheterna varierar beroende på de geologiska 

förhållandena, vilken temperatur som föreligger och hur värmeväxlingen sker mellan 

marken och uppvärmningssystemet. Geotermisk energi kan användas för 

uppvärmning av enskilda hus eller lokaler, grupper av hus eller i större skala i 

områden med värmekulvertsystem. 

Uttag av geotermisk energi medför små koldioxidutsläpp eller andra miljöstörningar, 

ej heller fordras stora transporter av råvaror. Tre fjärdedelar av energin fås gratis från 

Jordens inre och energikällan finns i landet. Energisystemen kan utformas så att lång 

uthållighet kan åstadkommas. Många fastighetsägare i Sverige har insett att det är 

gynnsamt att utnyttja geotermisk energi. Antalet värmepumpar som utnyttjar denna 

typ av energi uppgår idag till flera hundratusen. Utnyttjandet av geotermisk energi i 

större anläggningar är emellertid av begränsad omfattning i Sverige. I betraktande av 

de energipolitiska beslut som har fattats i Sverige under de senaste åren förefaller 

geotermisk energi uppfylla många av de krav som ställs på alternativa energislag. 

Tanken att skriva en vitbok om geotermisk energi kom som en reaktion på att 

geotermisk energi tycks vara en blind fläck i dagens svenska energipolitik. Det var 

också lätt att hämta inspiration från två liknade redovisningar inom geotermiområdet: 

3

- EU kommissionens Blue Book on Geothermal Resources (Blåbok om geotermiska 

tillgångar), European Commission 1999 och 

- den tyska förbundsregeringens Umweltpolitik: Geothermie – Energie für die 

Zukunft (Miljöpolitik – Geotermi – energi för framtiden), Bruchmann et al. från 

2004. 

Att geotermisk energi är ett vetenskaps- och teknikområde på stark frammarsch och 

med kraft och bredd i utvecklingen blev tydligt på World Geothermal Congress i 

Antalya 2005. 

Med vitboken avser vi att fästa planerares, politikers och energiaktörers 

uppmärksamhet på naturresursen geotermisk energi. Beskrivningen av geotermisk 

energi berör tre övergripande aspekter, nämligen den geotekniska, den energitekniska 

och den ekonomisk-politiska aspekten. 

Utvecklingen i Sverige på det geotermiska energiområdet karakteriseras av en 

kombination av stark frammarsch – nämligen bergvärme i små anläggningar, och 

nästan total stagnation – ty mycket ringa forskning och utveckling bedrivs för 

närvarande för att ta till vara våra geotermiska energiresurser i större skala. Här utgör 

den negativa inställningen till forskning och utveckling av geotermisk energi i Sverige 

som företräds av Energimyndigheten (STEM) tyvärr en formidabel bromskloss. 

Bidrag till vitboken om geotermisk energi har bland andra lämnats av: 

Börje Bergman SWEC, Jan-Erik Nowacki KTH, Per Lundquist KTH, och Leif Bjelm 

LTH, André Gerard Soultz projektet, samt flera borrföretag. 

4

Sammanfattning och slutsatser 

I vitboken om geotermisk energi beskrivs en inhemsk energi-naturresurs som i princip 

förekommer överallt i form av den i berggrunden lagrade värmen. Utnyttjandet av 

geoenergi medför inga utsläpp av skadliga ämnen, varken till mark, vatten eller till 

atmosfären. Förekomsten av geoenergi lokalt gör att systemen för geotermisk energianvändning 

kan anpassas till de lokala behoven både i tid och rum. Utveckling av 

teknik för användande av geotermisk energi ger oss kunskap om hur vi kan utnyttja 

berggrunden för olika slags energiändamål som uppvärmning, säsongslagring och 

kylning. Värmen i den djupare berggrunden, som har högre temperatur, kan med 

utveckling av nya energicykler väsentligt bidra till elproduktion. Utvecklingsnivån i 

Sverige inom värmepumpteknik, värmeväxling och geoteknik gör att det finns 

utmärkta förutsättningar för vidareutveckling av geotermisk energianvändning. Om 

uppvärmning i hus och lokaler utformas som lågtemperatursystem skulle i många fall 

geotermisk energi kunna användas utan temperaturhöjning med värmepumpar. Det 

skulle avsevärt påverka värmekostnaderna och öka antalet möjliga geotermiska 

värmekällor. 

Hittills har denna energiresurs utnyttjats i flera hundratusen småskaliga 

uppvärmnings-system (typisk effekt ca 10 kW). I landet finns endast en större 

geotermisk anläggning som levererar 300 GWh värme per år. Utnyttjandet av 

geotermisk energi i större skala hindras framförallt av kortsiktigt energipolitiskt 

agerande och energibolagens ovilja att utveckla alternativa energislag. 

Energimyndigheten har satsat ca 140 Mkr på forskning och utveckling av geotermisk 

energi och för närvarande pågår inga nya projekt. Med tanke på energipotentialen är 

detta en oerhört liten summa. En motsatt utveckling noteras för Förbundsrepubliken 

Tyskland där ett omfattande program startats för främjande av geotermisk 

energianvändning. 

I vitboken berörs också de svåröverskådliga negativa miljökonsekvenserna som är 

förknippade med fortsatt användning av importerade fossila bränslen (kol, gas, olja, 

torv och uran) och de internationella åtaganden som Sverige har anslutit sig till. Med 

den bakgrunden förstår man att det är nödvändigt att utveckla alternativa energiformer 

som belastar miljön mindre och gör oss mindre beroende av internationella 

förvecklingar. 

Geotermisk energi är miljövänlig, passar i många skalområden, förekommer lokalt 

och har många tillämpningar. En geotermisk energianläggning tar ytterst lite plats 

eftersom energiuttaget sker under marken. Om geotermisk energisystem drivs med 

värmepumpar, kan energitillförseln för at driva dessa baseras på flera olika lokala 

energiresurser. 

Behov av forskning och utveckling 

Genom att geotermisk energi har så många tillämpningar över ett brett skalområde, så 

finns också många aspekter att vidareutveckla. Detta gäller främst fem 

teknikområden: 

geonergiprospektering för att finna optimala geologiska förutsättningar, 

effektivare borrteknik som passar för svensk berggrund, 

5

effektivare energicykler för elframställning som passar till de temperaturer (dvs. 

djupet i berggrunden) som kan uppnås med den effektivare borrtekniken, 

uthållig skötsel av värmeväxlingsvolymerna i berggrunden som ingår i 

energisystemen och 

effektivare energianvändning genom övergång till lågtemperatursystem. 

Behovet av forskning och utveckling inom dessa områden kan sedan brytas ner i en 

mångfald speciella uppgifter som också inkluderar tillstånd, lagar och 

miljöbedömningar, realtids sensorteknik, specialstålkomponenter, ledningsmaterial 

med lämpliga termiska egenskaper, mätteknik för studier av djup berggrund, 

systemstyrning av värmelager i berggrunden, design av geotermiska anläggningar, 

och lokala energiförsörjningsmetoder. 

Ett kompetenscentrum för geotermisk energi som ger möjligheter för fullskaliga 

försök i alla led av geotermisk energianvändning kan vara ett sätt att driva på 

utvecklingen. 

Framtid och utveckling på lång sikt 

För närvarande ges stöd för övergång från fossila bränslen och el för uppvärmning av 

småhus till värmepumpsbaserade ersättningsanläggningar. Omfattningen av 

geotermisk energianvändning i form av bergvärme kan därför öka ytterligare. Dessa 

småskaliga system kan förbättras med avseende på verkningsgrad, utnyttjande av 

berggrunden för säsongslagring av värme, drivenergin till värmepumpar mm. 

Geotermiska energisystem i mellanskalan för större byggnader eller kvarter håller på 

att utvecklas och kan ganska snart få en större betydelse. Detta gäller särskilt om 

energipolitiska åtgärder inriktas på en starkare styrning bort från fossilbaserade 

system. Teknikutveckling som främjar mellanskaliga system kan påskynda en större 

övergång till uthålliga värmeenergisystem. 

För utnyttjande av geotermisk energi i större skala för uppvärmning och kylning 

krävs befintliga kulvertsystem eller en parallell utbyggnad av energiinfrastruktur 

såsom värmeledningar och helst lokal tillgänglig ej fossilbaserad drivenergi. Optimal 

lokalisering med hjälp av energiprospekteringsmetoder är en annan aspekt som 

behöver tillgodoses vid mera storskalig användning. Tekniskt är det dock redan nu 

möjligt att inrikta utvecklingen mot mera storskaliga geovärmesystem. 

Sett på lång sikt är det nödvändigt att ta lokalt tillgängliga och miljövänliga 

energiresurser av alla slag i anspråk. Dels för att minska miljöbelastningen och dels 

för att minimera beroendet av importerade energiresurser, av energioligopol och av 

extremt riskabla energianläggningar som baseras på fission. Elframställning kommer 

att vara avgörande för att upprätthålla ett tekniskt komplicerat samhälle. Ekonomiska 

styrmedel behöver utformas så att en hållbar energianvändning snabbare kan 

åstadkommas. Koldioxidbeskattning och krav på försäkringar för kärnkraftshaverier 

är exempel på sådana ekonomiska styrmedel. Ett ökat kostnadstryck på 

energianvändningen gör att energi används effektivare och att utveckling av 

energisnål teknik främjas. Det stora skatteuttag som idag tas ut på energi bör användas 

för att utveckla nya alternativa energislag. 

Det finns därför goda skäl att prioritera forskning och utveckling av geotermisk energi 

– ett energislag som uppfyller de flesta av de krav som kan ställas på alternativa och 

uthålliga energislag. 

6

1. Bakgrund 

1.1. Miljö och energisituationen 

I rapporten / vitboken redovisas förutsättningar för utvinning av geotermisk energi i 

Sverige. Det görs mot bakgrund av den miljö- och energisituation som landet befinner 

sig i: 

- Avveckling av kärnkraften vars elproduktion till stor del används för 

uppvärmning medan 2/3 av energin spolas ut i havet, 

- Avsevärd minskning av utsläppen av koldioxid från fossilbränslen och inom 

kort bli oberoende av olja för energiändamål. 

- Dessutom har riksdagen antagit miljömål där det stipuleras en reduktion av 

kväveoxidutsläppen som uppstår vid all förbränning där luft är syrebärare. 

Figur 1. Jordens klimatbälten 

visar var uppvärmning behövs 

över större delen av året (blå 

områden), uppvärmning en del 

av året och kylning en del av året 

(gröna områden) och där kylning 

behövs större delen av året 

(röda områden). 

Sverige, som ligger i den norra delen av det norra tempererade klimatbältet, har vi en 

fasförskjutning mellan tillförd solenergi och behovet av värmeenergi. Detta glapp kan 

fyllas av lokal geotermisk energi i olika former. 

Figur 2. I Sverige behövs värmeenergi 

när solen står lågt över 

horisonten. 

Med vårt trots den globala temperaturökningen ännu relativt kalla klimat så är 

behovet av uppvärmning fortsatt stort. Ca 150 TWh eller ca 25 % av den energi vi 

omsätter går till uppvärmning. Av dessa är 25 TWh (17 %) direktverkande elvärme 

som främjades för att få avsättning för kärnkraft. 

7

Tabell 1. Sveriges totala energianvändning 2003 (STEM, energiläget 2004). 

sektor 

energianvändning andel, % 

2003, TWh 

utrikes sjöfart mm 41 

förluster i kärnkraften 124 20 

omvandlings- och 45 

distributionsförluster 

bostäder, service, mm 155 25 

inrikes transporter 93 

industri 152 

Tabell 2. Utsläpp i Sverige 2002 av svaveldioxid, kväveoxider och koldioxid på grund av 

förbränning (STEM, energiläget 2004). 

sektor utsläpp av SO 2 utsläpp av NO 2 utsläpp av CO 2 

totalt, 10 3 ton 59 240 55 000 

bostäder, % 5 15 12 

Forskning och utveckling av hållbara energislag har hittills inriktats på vindkraft, 

solceller, fusionsenergi och biobränslen. 

Samtidigt har geotermisk energi i form av bergvärme som baserats på insikten att små 

naturliga temperaturskillnader kan användas för att ge en begränsad mängd material 

en högre temperatur genom värmepumpning, resulterat i en betydande omläggning av 

uppvärmningssystemen i småhus. Detta i en omfattning som har uppmärksammats 

globalt. 

Hundratusentals sådana anläggningar minskar redan vårt olje- och elberoende. En 

vidareutveckling av geotermisk energianvändning till mellanskaliga och storskaliga 

system har bara givits marginellt direkt forskningsstöd. (185 Mkr åren 1975-76 och 

2002-3) och åtnjuter inga subventioner som t.ex. vindkraftsutbyggnaden. 

Figur 3. Anslag för forskning 

och utveckling inom energiområdet. 

(STEM, energiläget 

2004). 

Fortfarande används en stor del av elproduktionen till uppvärmning – ett energislöseri 

av stort format som hade sitt ursprung i den enorma utbyggnaden av kärnkraften som 

har resulterat i att Sverige har världens största andel kärnkraft per invånare. 

8

Figur 4. Användning av 

Elenergi inom sektorn 

bostäder och service 

(STEM, energiläget 

2004). 

Den nyttigjorda elenergin hos användaren är mindre än 1/3 av den energi som frigörs 

vid kärnklyvningen och 2/3 av energin spolas således ut i havet. Det motsvarar minst 

ca 25 TWh enbart i Sverige år 2002. 

De avgörande ben som utvecklingen av geotermisk energi står på är: 

1 - energiprospektering för att finna föredelaktiga geologiska förhållanden för 

geotermisk energiutvinning, och geoteknik för skapande och underhåll av 

värmeväxlingen med berggrunden, 

2 – smart energiteknik – metoder för effektiv hantering av värme för olika 

energiändamål, användningen av lokal drivenergi vid värmepumpning, samt 

husbyggnad – metoder för effektiv husuppvärmning och -kylning med system som 

arbetar med små temperaturskillnader och vid låga temperaturer. 

Den geotermianläggning som finns i Sverige har som baslast under mer än 20 år 

producerat 35 % av Lunds värmebehov – en utomordentlig prestation. Alla de 

nämnda omständigheterna talar starkt för att fortsätta utveckla geotermisk energi. Vi 

vill härmed fästa uppmärksamheten på denna energiresurs. 

Figur 5. Produktionen hittills av olja och gas och en prognos för den framtida produktionen 

(ASPO 2005). 

9

”Peak oil” syndromet – Det är benämningen för den prognos över olje- och 

gasproduktionen som gjorts av Association for the Study of Peak Oil and Gas 

(ASPO). Prognosen tar hänsyn till kända och förväntade reserver och förutser 

produktionsmaximum mellan år 2005 och 2015. Effekten av oljekriserna på 1970- 

talet ses som en tydlig produktionsminskning och trenden efter krisen visar en mindre 

drastisk ökning av produktionen (= förbrukningen). Produktionsmaximum uppnåddes 

för USA redan på 1930-talet (den nedersta mängden i figur 5). Eftersom olja och gas 

faktiskt är en ändlig resurs kommer den prognostiserade produktionsminskningen att 

leda till prishöjning och minskad förbrukning. De optimistiska ekonomerna tror att 

detta leder till en omfördelning av energianvändningen till andra resurser. Men vilka 

Efter oljekrisen på 1973-74 undersöktes möjligheterna för geotermisk energi i Sverige 

och Ingenjörsvetenskapsakademin (IVA) gav ut rapporten Geotermisk energi i 

Sverige (Hambraeus 1975). Där konstaterades att ”det är en angelägen uppgift att 

undersöka förutsättningarna för ett lokalt nyttjande av geotermisk energi även i 

Sverige” som dock i jämförelse med omvärlden bedömdes ha små tillgångar som då 

inte kunde utvinnas på ett lönsamt sätt. De områden som nämns, där geotermisk 

energi som är lämplig för uppvärmning kan förekomma, är Gotland och 

sedimentområdena i Skåne. 

Koldioxidutsläppen på grund av förbränning av olja, kol och fossilgas har ökat 

atmosfärens koldioxidhalt högst avsevärt. I figur 6 visas att det finns en koppling 

mellan temperaturen (klimatet) och koldioxidhalten i atmosfären under de senaste 600 

000 åren. En hög koldioxidhalt medför att atmosfären absorberar mera värmestrålning 

och att jordens klimat blir varmare (växthuseffekten, temperaturökningen på grund av 

koldioxidutsläppen maskeras dock till en del av den avkylning som orsakas genom 

utsläpp av stoft, aerosoler och kondensstrimmor från flygtrafik). Därför har 

internationella överenskommelser inriktats på att begränsa koldioxidutsläppen vilket 

medför att andra energislag än kol, olja och fossilgas måste tas i anspråk i avsevärt 

större omfattning. Vilka 

Figur 6. Variationen av koldioxidhalten i atmosfären (i ppm) de senaste 600 000 åren och 

korrelationen med jordens medeltemperatur. Den nuvarande mängden koldioxid överstiger 

alla tidigare kända högstanivåer under tidsperioden. Temperaturen har bestämts med ledning 

av deuterium ( 2 H) halten i iskärnor från Grönland och Antarktis. (IPCC 2005). 

10

ICCP (International Panel on Climate Change) följer utvecklingen av 

forskningsresultat kring klimatfrågor. Dessa publiceras i sammanfattningar (Summary 

for Policymakers), där man betonar att det nu finns nya och tydligare indikationer på 

att det mesta av jordens uppvärmning under senaste 50 åren orsakats av människans 

verksamheter. 

Figur 7. En jämförelse av 

koldioxid utsläpp (kg per MWh) 

från elproduktion baserad på 

olika energislag. Kärnkraftens 

koldioxidutsläpp beror huvudsakligen 

på energianvändningen 

för uranmalmbrytningen. 

(European Commission 1999 

och vanLewen and Smith 2005). 

Termodynamiskt sett är det ineffektivt att förbränna kol, olja eller gas eller att klyva 

uran för att koka vatten som sedan driver en turbin för elframställning. 

Verkningsgraden (förhållandet mellan tillförd och erhållen energi) är högst ca 30 %. 

Detta kan motiveras när elenergin används som kraftkälla. För uppvärmning och 

kylning är det termodynamiskt mera effektivt att använda värmepumpteknik som 

flyttar värmeenergi mellan olika medier. Värmefaktorer på upp till 7 kan erhållas med 

modern värmepumpteknik. 

Det finns ett antal aktörer på energiområdet med olika intressen: 

- konsumenter i form av industrier, 

- konsumenter och producenter i form av industrier, 

- energiproducenter med vattenkraft, kärnkraft, vindkraft och fjärrvärme som produkt, 

- konsumenter i form av småhusägare och bostadsbolag, 

- staten och regeringen som aktör för internationella konventioner, 

styrmedel för arbetsmarknad och energipolitik, 

och som ägare av energiproduktionsanläggningar; 

- kommunala energiproducenter, 

- forskningsstiftelser och energiforskare med en mångfald inriktningar. 

11

1.2. Vad är geotermisk energi 

Geotermisk energi är den värme som finns lagrad i berggrunden på grund av 

geologiska processer i jordens mantel. Den finns således överallt och den är 

konstant tillgänglig oberoende av variationer i väder och vind. Anläggningarna tar 

liten plats, kan installeras överallt samt ger säker och miljövänlig 

energiförsörjning. Geotermisk energianvändning minskar behovet av transporter 

och effekter av internationella konflikter om energiresurser. 

Geotermisk energi är den temperatur som uppkommer i berggrunden på grund av 

värmeproduktionen i jordens mantel och skorpa i samspel med berggrundens 

värmeledningsförmåga. 

Värmeproduktionen orsakas av radioaktivt sönderfall av naturligt förekommande 

radioaktiva isotoper (huvudsakligen 238uran 238, uran 235, thorium 232 och kalium 

40). Dessa isotoper har så lång halveringstid att de fortfarande förekommer i 

berggrunden. Värmeproduktionen sker huvudsakligen i den enorma volym som 

jordens mantel utgör och i mindre utsträckning i jordens kristallina, i jämförelse med 

manteln mycket tunna skorpa (även om mängden av de radioaktiva isotoperna är 

större i jordskorpan – dess massa är dock liten jämfört med mantelns). 

Figur 8. Generellt sett finns tre typer av jordskorpa med olika värmeegenskaper. Hos oss före 

kommer mest kristallint urberg och skorpans mäktighet är stor. 

Värmeledningsförmågan är högre i mantelns bergarter, lägre i den kristallina 

jordskorpans nedre delar och allra lägst i jordskorpans sedimentlager. I dessa 

sedimentlager är den starkt kopplad till vatteninnehållet. Därmed fungerar 

jordskorpan som en i vissa delar värmeproducerande isolering. Detta förhållande har 

lett till att jordens kärna till stor del är smält och temperaturen är närmare 6000 °C. 

Värmen från jordens inre sprids utåt genom strålning, värmeledning och konvektion. 

Av dessa är konvektion den ojämförligt mest effektiva processen för att flytta värme 

från jordens inre till jordens yta. 

12

Figur 9. Jordens yttemperatur orsakas av den kombinerade effekten från solens värmestrålning 

(1.4 kWm -2 ) och värmeledning från jordens inre (60 mWm -2 ). Utan solinstrålningen 

skulle jordens temperatur vara minst 50 °C lägre. 

Temperaturen i stora delar av den översta jordskorpan representerar ett jämviktsläge 

som uppkommit genom värmeledning under miljontals år. Det manifesterar sig som 

en gradient för temperaturen från gränsskiktet mot den varma manteln (där 

temperaturen är ca 1200 °C) till gränsytan mot den nedre atmosfären. I de översta få 

hundra metrarna av jordskorpan påverkas temperaturen av långsiktiga 

klimatförändringar och i de översta få tiotal metrarna även av årstidernas temperaturvariation. 

Dygnets temperaturvariation återspeglas de allra översta decimetrarna i 

jordlagren (vid markytan kan temperaturen variera från -50 till +50 °C). 

Figur 10. Värme flyttas från jordens inre till ytan genom plattektoniska processer vid 

plattgränserna och vid hot spots genom vulkanism (områden markerade med V). Sverige 

befinner sig långt från aktiva plattgränser och har en tjock kontinental skorpa. 

13

I vissa områden transporteras värme genom konvektion från manteln till jordytan. De 

karakteriseras av vulkanisk aktivitet där uppvärmd (och därmed lättare) berggrund på 

grund av gravitationen förflyttas uppåt i manteln och sedan smälter när den når 

jordskorpan och det litostatiska trycket har minskat. I vulkaniska områden är 

värmeflödet så stort att det kontinuerligt kan utnyttjas för energiutvinning. På Island 

är vulkanisk geotermisk energi en sedan lång tid utnyttjad resurs. I andra områden, 

där enbart värmeledning transporterar energi från jordens inre till ytan, är 

värmeflödet avsevärt mindre. Det betyder att geotermisk energiutvinning måste 

baseras på den i berggrunden lagrade värmen. Den för energiutvinning tillgängliga 

volymen i den översta jordskorpan (ned till ca 5 km djup) är dock så stor att 

energitillgången kan betraktas som outtömlig även över långa tidsperspektiv (100-tals 

år). Energin i 1 km 3 kristallin berggrund är ca 2⋅10 12 J K -1 . Ju högre temperaturen är i 

bergvolymen desto mera energi kan utvinnas med processer som sänker temperaturen. 

Ett mått för detta är hur temperaturen ökar med ökad djup i berggrunden, dvs. den 

lokala geotermiska gradienten. För en effektiv utvinning av den lagrade värmen måste 

bergrunden fungera som en värmeväxlare där temperaturen i berggrunden överförs till 

ett värmebärande medium som har hög värmelagringsförmåga. Det sker genom att 

vatten cirkuleras genom berggrunden med ett flöde som beror på bergets 

vattengenomsläpplighet. Värmen som tas upp i det genom berggrunden flödande 

vattnet kan sedan växlas över till nya värmebärare vid markytan (t.ex. drivmedel för 

turbiner eller vatten i fjärrvärmesystem). Därvid sänks temperaturen i det vatten som 

återförs till berggrunden. 

Den värmeenergi per tidsenhet (effekten E) som kan tas ut från berggrunden är således 

proportionell mot temperatursänkningen (dT), vattenflödet (F) som kan cirkuleras 

genom berggrunden och vattnets värmelagringsförmåga (k): 

E = dT ⋅ F ⋅ k [W] 

Ett vattenflöde på 25 l s -1 och en temperatursänkning på 10 K motsvarar en effekt på 

ca 1 MW. 

Den geotermiska temperaturgradienten (dvs ökningen av temperaturen med ökat 

djup under markytan) på en viss plats bestäms av jordskorpans mäktighet på den 

platsen, (dvs. avståndet till jordens mantal), förekomsten av isolerande bergarter och 

pågående eller historisk vulkanisk aktivitet i närheten. Om detta redogörs i de följande 

kapitlen. 

Vattengenomsläppligheten bestäms av de specifika bergarternas hydrauliska 

egenskaper. Den är mycket låg i kristallin berggrund och kan vara mycket hög i 

okonsoliderade sediment med stor porositet. 

Uthålligheten i ett geotermiskt energisystem beror på volymen av berggrund som är 

vattengenomsläpplig och effektuttaget över tiden. 

Energibäraren med vilken den djupa berggrundens värme flyttas till jordytan är det 

vatten som normalt finns i berggrunden på det djupavsnitt där vattencirkulationen 

sker. Detta vatten återförs till berggrunden efter att värmen växlats till en annan 

energibärare och slussas därmed runt i ett eget slutet system. På stora djup i 

berggrunden är grundvattnet fossilt och salthaltigt. 

Den geotermiska (värme-) energin kan med varierande verkningsgrad omvandlas till 

andra energiformer, t.ex. el eller drivmedel, t.ex. vätgas. 

14

Geotermisk energi förekommer således överallt på jorden. Dess kvalitet och 

åtkomstmöjligheterna beror på de lokala geologiska förutsättningarna. Eftersom 

Sverige saknar pågående eller recent (de senaste 1 miljon åren) vulkanisk aktivitet så 

är de geotermiska gradienterna relativt låga. Därmed blir omvandling av geotermisk 

energi till elektrisk energi eller bränslen ineffektiv med nu känd teknik. På grund av 

vårt klimat är emellertid behovet av uppvärmning en dominerande faktor i vår 

energianvändning. För detta ändamål passar geotermisk energi på ett utmärkt sätt, 

något som bevisas av den stora omfattning som småskalig bergvärme har fått i 

Sverige (mest per invånare globalt sett). 

Geotermisk energi är en inhemsk och lokal energiresurs. Dess produktion orsakar 

ytterst liten miljöpåverkan genom att ett slutet vattenkretslopp används för 

energitransporten från berggrunden till markytan. Om värmepumpteknik används för 

att höja den naturliga temperaturen så beror miljöeffekterna av den drivenergi som 

värmepumpen behöver. Detta diskuteras ytterligare i ett av de följande kapitlen. 

Genom att energiproduktionen sker i berggrunden krävs inga stora anläggningar på 

markytan. Tillgängligheten är konstant, oberoende av väder och vind. Därför är 

geotermisk energi särskilt lämplig som baslast för uppvärmning tillsammans med 

andra förnybara energislag. 

Uttag av geotermisk energi förutsätter tekniska lösningar för värmeväxling mellan 

jordlager eller berggrund. Till dessa lösningar hör borrhål från marken och ner till de 

djup där man tar ut geotermisk energin. Geotermisk energiproduktionens största 

kostnad är borrning till de för energiutvinningen lämpliga volymerna i berggrunden, 

särskild om borrningen skall ske till stora djup. På grund av denna aspekt kan 

geotermisk värmeutvinning delas in i tre typiska skalområden: grunda borrhål för 

småhus, djupa borrhål för större byggnadsvolymer (i båda fallen med värmeväxling i 

borrhålet) och två eller flera djupa borrhål med värmeväxling i berggrunden. För de 

första två skalområdena finns också de nära besläktade alternativen jordvärme och 

sjövärme. På grund av de geologiska formationernas termiska tröghet (låg 

värmeledningsförmåga) kan berggrunden också användas för säsongslagring av både 

värme och kyla. 

15

2. Geologiska och geotekniska förutsättningar 

2.1. Geologiska förutsättningar 

Figur 11. Typiska geotermiska gradienter och 

uppmätta temperaturer ( o C) i botten på borrhål. 

I platform opch riftområdena ser man effekten av 

ett isolerande sedimentlager som förekommer 

överst i jordskorpan. 

Sett i ett globalt perspektiv förekommer höga temperaturgradienter i vulkaniska 

områden, där jordskorpan är relativt tunnare och där isolerande sedimentskikt 

förekommer. De högsta gradienterna är associerade med vulkanområden som i sin tur 

hänger samman med konvektionströmmar i jordens mantel. Dessa strömmar yttrar sig 

i litosfäten (den allra översta manteln och jordskorpan) som spridningszoner och 

varma plymer (där material flyter upp från manteln), respektive subduktionszoner (där 

material sjunker ner i manteln). Mellan spridningszonerna och subduktionszonerna 

förskjuts litosfären i form av stora sfäriska sjok eller plattor med relativa hastigheter 

upp till 10 cm per år. Genom att plattornas rörelse sker på ytan av ett en sfär med 

konstant radie ger den upphov till ytterligare två typer av plattgränser: kollisionszoner 

och skjuvzoner som också har geotermisk betydelse. I områden med pågående 

vulkanisk aktivitet inriktas geotermisk energiutvinning framförallt på produktion av 

elektrisk energi och bränsle i form av vätgas som kan erhållas genom elektrisk 

dissociation av vatten. 

I ett Europa perspektiv befinner sig våra närmaste plattgränser i den norra 

Mittatlantiska ryggen (en spridningszon) som går genom Island och dess fortsättning 

genom den Arktiska oceanen och nordöstra Sibirien, vulkanöbågarna Kurilerna och 

de Japanska öarna (subduktionszoner) samt Alperna (kollisionszon) och delar av 

Medelhavet (subduktionszoner). Aktiva vulkaniska områden på land finns på Island, i 

Italien och Grekland. 

Förutom dessa sedan årmiljoner etablerade plattgränser pågår uppkomsten av en ny 

spridningszon som går från den Mittatlantiska ryggen under Nordsjön via Rhengraben 

och Rhonegraben till västra Medelhavet. I Rhengraben har jordskorpan redan tunnats 

ut avsevärt i förhållande till omgivningen, vilket gör detta område till ett av 

Mellaneuropas viktigaste för geotermisk energiutvinning. 

16

En stor del av Europas jordskorpa söder om Fennoskandien (Norge, Sverige, Finland) 

karakteriseras av flera kilometer mäktiga sedimentlager och en relativt tunn, ca 30 km 

tjock jordskorpa. I sedimentlagren kan det finnas horisonter som är mera 

vattengenomsläppliga och som därmed är mer intressanta ur geotermisk 

energisynpunkt. Den typen av jordskorpa når mot norr fram till den diagonalt genom 

Skåne gående Tornquistzonen. I stora delar av den europeiska sedimentplattformen 

finns bra förutsättningar för att finna relativt höga geotermiska gradienter, typiskt ca 

30 K km -1 . Genom värmeväxling till energibärare med lägre kokpunkt än vatten kan 

geotermisk värme därför användas för elproduktion redan vid måttliga borrdjup i stora 

delar av Europa. 

Figur 12. Värmekapacitet och värmeledning 

är två viktiga egenskaper. Metaller, vatten 

och is skiljer sig avsevärt från mineral och 

bergarter som varierar i ett snävt intervall. 

Figur 13. Värmeledningsförmågan 

för olika mineral och bergarter styr 

tillsammans med mäktigheten hos 

olika bergarter och avståndet till 

jordens värmeproducerande mantel 

hur stor den lokala temperaturgradienten 

blir.(Data från Schön 

1983). 

Figur 14. Värmeflödet(mW m -2 ) från jordens 

mantel från Nordnorge till Skåne till söder. 

Låga (L) värden varierar mellan 40 och 60 

och höga (H) mellan 70 och 90 mW m -2 . 

För vissa bestämningar har korrektion gjorts 

för istidseffekten (C) som kan uppgå till 5 – 20 

mW m -2 . (Blundell 1992, Balling 1995). 

17

I Sverige förekommer tunn jordskorpa med mäktiga sedimentlager i sydvästra Skåne. 

Geotermianläggningen i Lund utnyttjar ett vattengenomsläppligt sedimentlager på 400 

- 2100 m djup. Liknande skikt förekommer även på större djup i Skåne. I dessa har 

undersökningsborrningar för geotermisk energiändamål gjorts i Lund och i Malmö. 

Norr om Tornquistzonen är jordskorpan avsevärd tjockare, upp till 50 km, och den 

består huvudsakligen av kristallin berggrund som bildats tidigt i jordens utveckling. 

Figur 15. Principskiss för geotermisk energiutvinning 

i sedimentär berggrund. Vattencirkulation 

skeri permeabla skikt där temperaturen 

är tillräckligt hög. 

Figur 16. Förekomsten av kristallin 

berggrund, tunna sedimentlager 

respektive sedimentär plattform i 

Sverige. De största kända meteoritnedslagskratrarna 

är markerade. Större 

sprickzoner förekommer på många 

platser och har inte markerats särskilt. 

Det stora avståndet till manteln ger upphov till ett lägre värmeflöde och därför är 

också den geotermiska gradienten avsevärd lägre, 15 - 20 K km -1 , vilket medför att 

man måste söka sig till avsevärt större djup i berggrunden för att få hög temperatur. 

18

På några ställen är den kristallina berggrunden överlagrad av ett tunt, mindre än 1 km 

mäktigt, sedimenttäcke (se kartorna figur 16, 57 och 58). Beroende på sedimentens 

mindre värmeledning kan det medföra en högre temperaturgradient i området. I större 

delen av Sverige är geotermisk energiutvinning mest lämpad för värmeproduktion. 

Från djupborrningen i Siljanstrukturen känner man temperaturen ned till 6 km djup, se 

figur 11 (Balling et al. 1990). Andra exempel på djupa borrningar och 

temperaturmätningar finns vid Laksemar (Laaksoharju et al. 1995) och vid 

Höllviksnäs (Gustafsson 1978). 

Den kristallina berggrunden har låg porositet och den är naturligt vattengenomsläpplig 

bara i sprickrika områden, förutsatt att sprickorna mellan bergartsfragmenten inte är 

fyllda med mineral. Sprickfrekvensen är ett mått på mängden sprickor i berggrunden. 

En hög sprickfrekvens förekommer typiskt i rörelsezoner och i området kring 

meteoritnedslagsplatser. 

Figur 17. Sprickzoner och 

nedslagskratrar är sprickrika 

områden i berggrunden 

med en skivformig respektive 

en halvsfärisk utbredning 

under marken. I sådana 

sprickrika områden kan det 

finnas förutsättningar att 

skapa värmeväxlingsvolymer 

för geotermisk energiutvinning. 

Sprickzoner har ofta en avsevärd förhöjd sprickfrekvens, kanske 10 – 20 gånger 

större än normal kristallin berggrund. De är av varierande bredd från få meter upp till 

hundratals meter och de kan ha olika orientering. Flacka sprickzoner breder 

huvudsakligen ut sig horisontellt medan branta sprickzoner kan sträcka sig flera km 

ned i berggrunden. De har typiskt en mycket stor längdutsträckning på tiotals 

kilometer och den potentiellt vattengenomsläppliga volymen kan därför bli betydande. 

Hur dessa sprickzoner är orienterade och beskaffade i varje enskilt fall måste 

undersökas genom mätningar och provborrningar. Sprickzonerna kan vara öppna för 

vattenströmning både uppåt, neråt och i längdriktningen – förhållanden som också 

måste beaktas i samband med geotermisk energiutvinning. I alla bergborrade brunnar 

tillförs vattnet genom de flacka sprickzoner som står i förbindelse med borrhålet. 

Figur 18. Exempel på sprickrik kristallin berggrund (till vänster, area 1 m 2 ) och normal 

berggrund (till höger, area 9 m 2 ). Från undersökningarna vid Björkö (Henkel et al. 2004). 

19

Nedslagskratrar innehåller sprickrik berggrund som uppkom i samband med den 

explosion som en gång skapade kratern. Denna sprickighet förekommer i en 

halvsfärisk volym omkring nedslagsplatsen. Den liknar därmed en sprickzon, men 

volymen kan bli avsevärd mycket större och den är framförallt koncentrerad till ett 

avgränsat område omgivet av normal mindre sprickrik berggrund. Även här kan 

sprickfrekvensen öka till över 40 gånger den som finns i opåverkad kristallin 

berggrund. En krater med 10 km diameter har en sprickpåverkad volym på ca 750 

km 3 i en halvsfär med radien 5 km. Den sprickrika bergvolymens utsträckning och 

egenskaper kan fastställas med geofysiska undersökningar och provborrningar. En 

nedslagskrater kan tväras av sprickzoner som fanns vid nedslaget eller som bildats 

efter nedslaget. I Sverige finns flera stora nedslagskratrar med dimensioner som gör 

dem intressanta att undersöka för geotermisk energi – se karta figur 16. 

I både sprickzoner och nedslagskratrar kan mineral fällas ut i spricksystemen och 

därmed göra dem mindre vattengenomsläppliga. Teknik har dock utvecklats varmed 

man på konstgjord väg kan återskapa cirkulation genom hydraulisk spräckning. Detta 

beskrivs närmare i ett följande avsnitt. Kartläggning av utbredningen av sprickrik 

berggrund på ytan och på djupet och beskrivning av dess hydrauliska egenskaper och 

lämplighet för geotermisk energiutvinning görs med (geotermisk) energiprospektering. 

Soldriven geotermisk energi 

Även värme från solenergi som lagrats i jordlager och ytvatten kan tas till vara. 

Värmeväxlingen sker då med energibärarens hölje, t.ex. vattenledningen som lagts ner 

i jorden eller vattendraget. En sådan värmeväxlare kallas ytvärmesond. Samma 

princip används i grunda borrhål för bergvärme från en bergvärmesond (se figur 38). 

De översta jordlagren antar med en liten fördröjning den omgivande atmosfärens 

temperatur. I vattendrag sker den processen med en större fördröjning. 

Temperaturnivåerna som kan utnyttjas är således årstidberoende. I grunda borrhål 

(mindre än 250 m djupa) är temperaturen något högre och varierar endast obetydligt 

med årstiderna. I djupa borrhål (upp till ca 2 km) uppnås i botten temperaturer på 40 – 

60 °C som också kan tas till vara genom värmeväxling mot borrhålsväggen. I alla 

grunda geotermiska energisystem ökas temperaturen med värmepumpar. 

Ytjordvärme är energi från solstrålning och nederbörd som lagrats som värme i 

markens ytskikt (de översta 2 m) under sommarhalvåret. Energin kan tas tillvara med 

värmepump och med vatten (+frostskydd) som cirkuleras i slingor i marken på 0.8 – 2 

m djup. Beroende på markens vattenhalt kan en effekt på 10 – 30 W tas ut per meter 

slinga. Ytterligare energi kan erhållas genom frysning av marken omkring slingan, 

vilket dock förlänger tjälningsperioden något. Extra värmeenergi från solfångare kan 

lagras i marken. 

Ytvattenvärme fungerar på motsvarande sätt genom att den i bottenvattnet lagrade 

värmeenergin tas till vara. I sjöar och havsvikar är bottenvattnets vintertemperatur 

stabil och nära +4 o C medan den i rinnande vattendrag närmar sig 0 o C. Från 

bottensedimenten tillförs 2 – 3 W m -2 genom biologiska processer. Vatten från 

vattendraget kan pumpas genom en värmeväxlare i stället för att energin tas upp via 

vattenslingor. 

20

Grundvattenvärme har en högre och mera konstant temperatur än ytvatten. Efter 

avkylning kan det återföras till närbelägna yt- eller grundvattensystem. Effekten som 

kan tas ut beror på vattenflöde och temperatursänkning. Ett flöde på 50 l s -1 och en 

temperatursänkning på 5 K ger en effekt på 1 MW – (se formeln i kapitlet: Bakgrund - 

vad är geotermisk energi) Vattengenomsläppliga jordarter (sand och grusförekomster) 

och vattengenomsläppliga bergarter (sandstenar, kalkstenar) mfl. kan vara lämpliga 

värmeväxlingsvolymer liksom sprickrik berggrund med stor vattengenomsläpplighet. 

System med grundvattenvärme kan användas för kylning under sommaren. 

Bergvärme utnyttjar ett eller flera borrhål ned 100 -150 m djup i berggrunden som 

värmeväxlare. En energibärarvätska pumpas i ett slutet system genom borrhålet och 

tar upp värmen från berggrunden. Inget vattenutbyte sker med grundvattnet och 

värmeväxlingen mellan vätskan i borrhålet och berggrunden sker via det grundvatten 

som finns i borrhålet. Temperaturen sänks i början men stabiliseras efter ca 1 år. Ett 

effektuttag av 20 – 30 W per meter borrdjup är möjligt. Borrhålets längd, 

grundvattnets rörlighet och berggrundens värmeledningsförmåga är de faktorer som 

bestämmer det möjliga energiuttaget i varje anläggning. 

Under vissa förutsättningar kan värmeenergi från solpaneler lagras i berggrunden 

under sommarperioden. I berggrunden strömmande grundvatten tillför i regel 

värmeenergi speciellt om det har förbindelse med djupare delar av berggrunden. Vid 

värmelagring i berggrunden kan strömmande grundvatten i stället föra bort energi. 

Bergvärmeanläggningar kan utföras i ett stort skalområde från småhus till mindre 

tätbebyggelse. 

I figur 19 ges en översikt av de temperaturförhållanden som är vanliga i svensk 

geologisk miljö som är utnyttjbara för olika typer av värmeutvinning. 

Figur 19. Temperaturvariationen i ytvatten (till vänster) och i berggrunden (till höger). Man 

ser att säsongsvariationen i solenergitillförsel avgör temperatur-förhållanden i ytnära markeller 

vattenskikt men att temperaturen är oberoende av säsongsvariationer i berggrunden där 

den i stället styrs av den rådande geotermiska gradienten. 

Utredningar av energipotentialen i olika typer av ytnära geomaterial och i den ytliga 

berggrunden gjordes i början av 1980-talet. En sammanställning finns i Svedinger 

(1981) och i Befo (1984). 

Värmelagring i berggrunden utformas som borrhålslager med ett stort antal borrhål 

med upp till 20 cm diameter och 100-150 m djup. Avståndet mellan borrhålen kan 

vara upp till 4 m. Slutna system (som vid bergvärme) gör att grundvattnet inte 

21

påverkas av energibäraren. Avståndet mellan borrhålen och berggrundens 

värmeledningsförmåga avgör hur trögt systemet arbetar. Systemen för värmelagring 

konstrueras så att värmeuttaget under vinterperioden återställs under sommarperioden 

med värme från solpaneler / solfångare eller överskottsvärme från kylning. 

Värmelagret måste vara isolerat från strömmande grundvatten. I stora byggnader kan 

behovet av kylning överstiga behovet av värme. Då kan kyla från utomhusluften 

lagras i berggrunden under vinter i en separat lagringsvolym. Ett exempel på en 

avancerad integrerad värme-kyla lagringsanläggning ges i figur 47. Värmeutbytet 

mellan berggrund och borrhål behandlas teoretiskt-tekniskt i Eriksson 1985. 

Figur 20. Temperaturmätningar i ett 100 m 

djupt borrhål för värmesond till småhus. 

Den röda kurvan visar temperaturen under 

december före värmeuttaget. I de översta 

10 m kan man se temperaturvariationen som 

orsakas av klimatets årstidväxlingar. 

Temperaturen i borrhålet förändrades bara 

obetydligt under de 11 år som mätningar 

har utförts. (Brown and Garnish 2002). 

Geotermisk värme är bergvärme som hos oss utvinns på stora djup i berggrunden och 

som passar till baslast vid större energibehov i fjärrvärmesystem. Systemen utformas 

så att djupt grundvatten, som normalt är salthaltigt, cirkuleras i ett slutet system 

mellan värmeväxlingen i på djupet i berggrunden och en värmeväxlare vid ytan. 

Denna energitillgång är beroende av den rådande geotermiska gradienten och den 

djupa berggrundens vattengenomsläpplighet och behandlas mera utförligt i det 

följande. 

22

2.2. Borrning 

Direkta undersökningar av berggrunden måste göras med borrningar och mätningar i 

borrhålen. 

Det finns flera borrmetoder för olika typer av undersökningar. För djupa borrningar i 

sedimentberggrund finns mycket kunskap genom alla borrningar efter olja och gas 

som har utförts (även i Sverige). Borrhål till flera kilometers djup startar med grova 

dimensioner som sedan minskas i flera steg ned till det djup där man vill undersöka 

berggrunden. All borrning går ut på att krossa eller mala ner berget helt eller delvis 

med roterande verktyg i ett cylindriskt område i berggrunden. Fragmenten spolas till 

markytan med luft- eller vattenströmmar. Ett cylindriskt mittparti kan bevaras och tas 

upp ur borrhålet som en borrkärna på vilken man kan mäta fysikaliska egenskaper, 

hållfasthet mm. i laboratoriet. De olika avsnitten i borrhålet fodras med stålrör när 

mätningar har utförts i respektive sektion. Borrhålets läge på djupet i berggrunden 

mäts in och med ledning av dessa data kan borrningen också styras i önskad riktning. 

Figur 21. Borrkrona och borrtorn för 

djupborrning. Borrtornet är ca 30 m 

högt. Från Huenges (2004). 

För borrning av grova dimensioner till större djup krävs omfattande och tung 

utrustning i form av borrtorn för att kunna lyfta och koppla ihop respektive ta isär 

borrsträngen. Svaga områden i berggrunden kan kräva förstärkningsåtgärder genom 

cementering, något som fördyrar borrningen avsevärt. 

Platsen där djupborrningen utförs väljs med hänsyn dels till målområdets belägenhet 

och möjligheterna för anslutning till infrastruktur såsom vägar och elnät. Borrning kan 

utföras i olika riktningar och från samma borrplats kan flera borrhål utgå. Ett par med 

två borrhål till samma måldjup utgör en geotermisk enhet. Den kan utvidgas med flera 

nya borrhål till angränsande bergvolymer vid sidan om, över eller under den som först 

undersökts. Borrkostnaderna kan förväntas minska med ökad användning för 

geotermisk energiändamål. 

23

Figur 22. Principskiss för djupt borrhål ned till 

berggrund med lämplig temperatur och tillräcklig 

vattengenomsläpplighet. Temperaturen i borrhålet 

visas med den röda kurvan. Färgerna i borrhålet 

anger mäktigheten hos bergarter som bildats vid 

olika tidsperioder i jordens utveckling. det nedersta 

lagret är en sandsten från tidiga Perm (ca. 250 

miljoner år sedan). Borrhålet är inklätt med stålrör 

ned till den nivå där man vill ha hydraulisk kontakt 

med formationen. Från Huenges (2004). 

Figur 23. Injektionsborrhål för returflödet 

med kallt vatten. Borrhålets stålinklädnad 

har perforerats i det avsnitt 

där formationen är permeabel. Nedåt 

spärras borrhålet av med en packning. 

Djupborrningar för geotermi ändamål kan delas upp i kostnadsslagen undersökningar 

och förstudier, markkostnader, borrkostnader, administration och anläggning och 

övriga utlägg. Den relativa andelen av dessa kostnadsslag illustreras i nedanstående 

figur. 

Figur 24. Relativa fältkostnader för geotermiprojekt. Man ser at borrkostnaderna utgör 

avsevärt mer än hälften. Från European Commission (1999). 

24

Kostnaderna för borrningen ökar kraftigt med djupet, vilket framgår av figur 25, där 

borrkostnader och borrdjup för geotermiborrhål i EU har sammanställts. Kostnaderna 

består av etablering av utrustningen och iordningsställande av borrplatsen, hyra av 

utrustningen och av själva borrningen som görs i skift av erfaren borrpersonal. Ett 

djupt borrhål ned till 5 km djup i kristallin berggrund med dimensioner som passar 

geotermisk användning kostar mellan 50 och 100 miljoner kr. 

Figur 25. Borrkostnader, angivna som kEUR m -1 , ökar inte linjärt med borrdjupet. 

Spridningen i kostnad är också stor, beroende på stora skillnader i de geologiska 

förutsättningarna. För geotermiprojektet i Soultz har borrning skett till 5 km djup. För 

undersökningsborrning i kristallin berggrund ned till 4 km djup uppges en kostnad på 7 

MUSD eller 13 kSEK per meter. Från European Commission (1999). 

För grunda undersökningsborrhål, ned till ca 2 km djup, räcker tämligen lätta 

borrutrustningar och det finns avancerad teknik för att bevara och ta upp en borrkärna 

med minsta möjliga förlust. 

Figur 26. För undersökningsborrningar 

ned till ca 1.5 km djup används lätta 

borriggar som monteras på en 

iordningsställd borrplattform. Med 

Wireline teknik minimeras förluster 

av borrkärna. Borrhålens diameter kan 

vara 46, 56, 66 eller 76 mm. I det senare 

fallet blir den utborrade kärnans 

diameter 55 mm. 

25

För borrhål från ca 700 m djup och ned till ca 2 km djup kan borrtekniken Coil tubing 

användas för borrhålsdiametrar upp till 125 mm. Metoden innebär att borröret matas 

kontinuerligt från en rulle ner i borrhålet allteftersom borren mal sönder berggrunden. 

Rotationen av borrkronan sker i botten på borrhålet och drivs med en vattenström 

genom borröret. Borrsjunkningen är upp till 0.2 m per minut. Metoden har prövats för 

grunda borrhål men bör kunna utvecklas till en effektiv borrmetod även för borrhål 

ned till flera km djup. 

För borrning av grunda borrhål som är mindre än 200 m djupa används små mobila 

borriggar av samma typ som utnyttjas för borrning efter grundvatten. 

Figur 27. Borrning med coiltubing 

teknik. Borröret är 

upprullat vid sidan om borrriggen. 

Figur 28. Borrning av grunda hål 

(< 200 m) för bergvärmesonder. 

Figur 29. Sammanställning av borrkostnader 

i SEK för undersökningsborrningar 

med kärnborrning ned till 1.5 km 

djup med Wire-line teknik och borrhålsdiameter 

46 – 76 mm. En uppskattning av kostnader 

för borrning med Coil-tubing teknik 

med 125 mm diameter, respektive ett exempel 

på kostnader för borrning till grunda 

bergvärmesonder ned till 700 m djup och 

borrhålsdiameter140 mm i kristallin 

berggrund. 

26

2.3. Hydraulisk spräckning 

För att skapa förutsättningar för vattenflöde i kristallin berggrund behöver 

sprickigheten ökas eller att de sprickor som redan förekommer i berggrunden åter 

öppnas. Detta kan göras med hydraulisk spräckning genom att pumpa vatten med 

övertryck in i den del av berggrunden som man avser att aktivera. Förloppet följs från 

markytan med seismiska sensorer som registrerar var och hur berggrunden spricker. 

Spräckningen utformas så att man erhåller en tillräckligt stor volym permeabelt berg 

mellan två borrhål på det djup där temperaturen är lämplig. Denna bergvolym 

fungerar sedan som värmeväxlare för naturligt i formationen förekommande 

grundvatten. Vattencirkulationen genom den spräckta volymen och borrhålen 

undersöks med cirkulationstester. Man undersöker också hur snabbt kemiskt märkt 

vatten passerar mellan borrhålen. För experiment med spräckning och flödestester 

behövs kraftfulla pumpar. Spräckningsteknik för kristallin berggrund i syfte att skapa 

värmeväxlingsvolymer är under utveckling och erfarenhetsbaserad kunskap finns än 

så länge endast i några få fall. Det är därför ett viktigt utvecklingsområde inom 

geotermisk energiteknik. Av de hittills erhållna resultaten framgår att hydraulisk 

spräckningsteknik är en nyckelfaktor för utvinning av geotermisk energi i kristallin 

berggrund. 

Figur 30. Till vänster: Hydraulisk spräckning aktiverar (genom skjuvning) de 

vertikala sprickor som ligger nära parallellt med den horisontella huvudspänningen. 

Till höger: Ökad vattengenomsläpplighet uppstår när skjuvrörelsen orsakar en 

förskjutning av ojämnheterna i sprickytan. 

Som målsättning för spräckningsförsök i kristallin berggrund anges framförallt en stor 

värmeväxlingsyta (flera kvadratkilometer) utspridd över en stor volym på det djup i 

berggrunden där temperaturen bedöms vara lämplig. På det sättet kan en stor 

vattenström (50 – 100 liter per sekund) passera värmeväxlingsvolymen utan att den 

kyls av under överskådlig tid (mer än 20 år). Dessa målsättningar har kunnat 

förverkligas på flera platser, bland annat i Bad Urach i södra Tyskland och i Soultz i 

nordöstra Frankrike. I båda fallen har existerande spricksystem aktiverats och man har 

konstaterat att ökad vattengenomsläpplighet orsakas av att skjuvrörelser längs 

befintliga sprickor har öppnat dessa med 0.l – 10 mm. Öppningarna uppkommer på 

grund av sprickornas oregelbundna form. Det har visat sig att de reaktiverade 

sprickorna hålls öppna genom det rådande hydrostatiska trycket och att man därför 

inte behöver trycka in speciella spärrämnen (propants) i spricksystemen. Normalt är 

27

spricksystem i den djupa kristallina berggrunden cementerade med hydrotermalt 

utfällda mineral. Vanligast är karbonater, sulfater, vattenhaltiga silikater och kvarts. 

De sprickor som framförallt aktiveras ligger parallellt med den största horisontella 

huvudspänningen och de får framförallt en vertikal utsträckning. Därmed kommer 

värmeväxlingsvolymen att få sin längdutsträckning i samma riktning som den 

maximala horisontella huvudspänningen. 

Vid ett cirkulationstest mellan 2 borrhål på ca 3.5 km djup i Soultz erhölls ett flöde på 

25 l s -1 över ett avstånd på 450 m utan vattenförluster och utan kemiska 

utfällningsproblem med en liten energianvändning för pumpningen (Tenzer 2000). 

Spräckningsexperimenten har därefter utförts på djup kring 5 km. (Weidler et al. 

2002), figur 31. 

För att sprida flödet över en så stor volym som möjligt och samtidigt ge vattnet en 

lång uppehållstid i värmeväxlingsvolymen, sprids injekteringen av det nedkylda 

returvattnet via två borrhål. 

För att undvika kemiska reaktioner mellan det avkylda returvattnet och den varma 

berggrunden, hålls trycket på samma nivå som det hydrostatiska trycket på det djup 

där värmeväxlingen sker. (som vid 5 km djup är ca 40 MPa). Förståelsen för hur 

tryck, temperatur och det grundvattnets kemi samverkar i djupt belägna 

värmeväxlingsvolymer i kristallin berggrund är en förutsättning för skötseln av en 

geoernergi anläggning. Omfattande forskning pågår där man försöker beskriva och 

modellera hydrotermala system. 

Figur 31. Resultat från spräckningsförsök i 

Soultzprojektet. Seismiskt lokaliserade sprickbildningar 

i berggrunden (punkter) vid de 

olika spräckningsförsöken som har utförts 

i borrhålen (vit och svart linje) vid Soultz 

(från Weidler et al. 2002). 

28 

Figur 32. Diagram som 

visar berggrundens reaktion 

på hydraulisk övertryck som 

skapas med kraftfulla 

pumpar. Staplarna anger 

antalet seismiska 

registreringar per 6 timmars 

tidsperiod. Berggrunden 

fortsätter att spricka upp 

även när trycket har upphört 

(från Weidler et al. 2002).

Vid hydraulisk spräckning och cirkulationstester behövs förutom, lämpliga pumpar 

och anslutningar, också utrymmen för hantering av stora vattenmängder och i vissa 

fall också kemikalier. Pumptesterna och den seismiska registreringen samt 

utvärderingen är andra typiska kostnadsslag. I diagrammet nedan har en uppskattning 

gjorts av kostnaderna för spräckningstester i mycket djupa borrhål (ned till 5 km), 

uppdelat på investeringskostnader respektive löpande kostnader. En relativt låg 

kostnadsram kan hållas om egna tjänster ingår, medan kostnadsramen ökar avsevärt 

om alla tjänster hyrs in från företag. Skillnaden mellan lägsta och högsta kostnad 

uppgår till en faktor 4.3. 

Figur 33. Uppskattning av kostnader (i kEUR) för spräckningsexperiment i mycket 

djupa borrhål. Kostnadsslagen är grupperade i: vatten och kemikaliehantering, 

spräckningstester samt mätningar och utvärdering. En uppspjälkning har också gjorts 

för investeringskostnader och förbrukning (inkl. löner). 

29

2.4. Prospektering 

Geoetermisk energiprospektering är metoder för att finna bergvolymer på olika djup 

som är lämpliga för geotermisk energiutvinning. 

Kunskap om temperatur och vattengenomsläpplighet är avgörande om en 

berggrundsvolym kan vara lämplig för uttag av geotermisk energi. Dessa 

förutsättningar kan förekomma i olika geologiska miljöer i Sverige dels i sedimentära 

lager och dels som sprickrika områden i den kristallina berggrunden. Avgörande är 

också hur stor volym i berggrunden som har lämpliga termiska och hydrauliska 

egenskaper. 

Temperaturen beror på vattenströmning i berggrunden, den radioaktiva 

värmeproduktionen och värmeflödet från manteln. Ingen av dessa komponenter är 

normalt kända för en given plats och måste därför mätas särskilt, beräknas eller på 

annat sätt uppskattas. 

Temperaturgradienten över större djupavsnitt kan härledas ur mätningar av 

temperaturen i relativt grunda borrhål. Ibland finns temperaturuppgifter redan 

insamlade i samband med borrhålets dokumentation. För en extrapolation av 

observerade temperaturer till större djup behövs dessutom kunskap om bergarternas 

värmeledningsförmåga. Temperaturgradienten avgör hur djupt man måste söka sig för 

att uppnå en användbar temperatur och antingen hitta vattengenomsläpplig berggrund 

eller skapa dessa förhållanden på konstgjord väg. 

Vattengenomsläppligheten beror på berggrundens porositet och hur porsystemet är 

sammanbundet. Den kan inte mätas direkt från marken och måste fastställas med 

flödesmätningar i undersökningsborrhål. 

Volymen berggrund som kan vara lämplig för geotermisk energiutvinning kan 

bestämmas indirekt om den har avvikande fysikaliska egenskaper (såsom elektrisk 

ledningsförmåga, densitet, magnetisk susceptibilitet eller seismisk våghastighet). 

Berggrundens porositet leder till att dess elektriska ledningsförmåga ändras. Då 

porfyllnaden vanligen är grundvatten med mer eller mindre salthalt, resulterar det i en 

ökad elektrisk ledningsförmåga. Variationer i elektrisk ledningsförmåga på djupet i 

berggrunden kan mätas med elektriska och elektromagnetiska metoder från markytan 

och i undersökningsborrhål. En ökad porositet leder också till en minskad densitet och 

därmed kan mätningar av tyngdkraften bidra till kartläggningen av volymen med mera 

porös berggrund. 

I sedimentberggrund kan utbredningen av sammanhängande sedimentskikt med 

avvikande akustiska egenskaper kartläggas med reflektionsseismiska metoder. 

I sprickrik i kristallin berggrund leder den naturliga vattencirkulation till en oxidation 

av det magnetiska mineralet magnetit. Därför kan utbredningen av sprickzoner i 

bergarter som innehåller magnetit kartläggas med magnetiska mätningar från marken 

eller från flygplan. 

De olika geofysiska mätmetoderna har olika upplösning med hänsyn till avståndet till 

den avvikande berggrundvolymen. Responsen från en given volym avtar med 

avståndet (djupet) och små volymer kan därför inte detekteras på stora avstånd. Stora 

volymer och volymer med stor kontrast i de fysikaliska egenskaperna i förhållande till 

omgivningen kan däremot kartläggas betydligt säkrare även på större djup. 

30

Undersökningsborrningar för att samla in uppgifter om berggrundens egenskaper görs 

till mindre djup än det påtänkta målområdet i berggrunden. I dessa borrhål kan man 

mäta temperatur, elektrisk ledningsförmåga, grundvattnets salthalt, förekomsten av 

radioaktiva isotoper och vattenflöde. Genom att ta upp en utborrad kärna av 

berggrunden kan man mäta petrofysiska egenskaper som densitet, porositet, elektrisk 

ledningsförmåga, seismisk våghastighet, hållfasthet mm. Det är dock skillnad mellan 

bergformationens egenskaper i sitt naturliga tillstånd (såsom den kan mätas i borrhålet 

eller från ytan) och borrkärneprovets egenskaper. I det senare fallet får man t.ex. inte 

kunskap om effekten av spricksystemet på egenskaperna eftersom borrkärneprovet 

tenderar att falla sönder utmed just sprickytorna (dvs. kärnproverna representerar 

snarare det intakta berget). Laboratoriemätningar på borrkärneprover sker dessutom 

vid andra temperatur- och tryckförhållanden än de som råder i berggrunden. 

De modeller av berggrunden som man beräknar med hjälp av geofysiska mätningar 

från markytan i borrhål och på borrkärnor måste sedan bekräftas med borrningar ned 

till målområdet. De undersökningar som behövs för geotermisk energiprospektering 

blir därför rätt omfattande och kostsamma. Vissa grunddata finns ofta från andra 

undersökningar och i de databaser som tillhandahålls av Sveriges Geologiska 

Undersökning över tyngdkraften, magnetfältet och elektromagnetiska fält. 

Figur 34. Relativ andel av olika typiska kostnadsslag för energiprospektering. En total 

budget på 3 till 10 miljoner kr behövs, beroende på hur stor berggrundsvolym som skall 

undersökas och hur många undersökningsborrhål som ingår. Björköprojektet (Henkel et al. 

2004). 

I de följande figurerna ges några exempel på geologiska strukturer som har betydelse 

för geotermisk energiutvinning och -prospektering och de geofysiska signaler som de 

kan ge upphov till. Mätningarna görs från markytan eller med flygplan från luften. En 

kombination av metoder används vanligen och det krävs borrningar för att kunna 

kalibrera de mätningar som görs fån markytan. 

31

B 

A 

C 

D 

Figur 35. Exempel på geologiska strukturer som har betydelse för geotermisk energiutvinning 

och de geofysiska signaler som de ger upphov till vid markytan. 

A. Magnetiska mätningar visar var större lågmagnetiska sprickzoner förekommer i 

berggrunden. (Norrbotten). 

B. Reflektionsseismiska data visar utbredning och sammanhang under marken mellan olika 

sedimentskikt. 

C. Tyngdkraftsmätningar visar massunderskott på grund av ökad porositet i berggrunden 

(Dellenkratern i Hälsingland). 

D. Magnetotelluriska mätningar visar elektriskt ledande områden i berggrunden. (Björkö). 

E. Elektrisk resistivitet - sammanställning av bergvolymer med 0.5 km sida som har låg 

elektrisk resistivitet (angiven i ohm m) på grund av ökad sprickighet, baserad på 

magnetotelluriska mätningar (Björköprojektet, Henkel et al. 2004). 

E 

32

3. Energitekniska förutsättningar och energisystem 

3.1. Energibärare 

Den i naturen förekommande energibäraren är vatten som har exeptionella termiska 

egenskaper. Inget annat känt ämne har så stor värmekapacitet. Som grundvatten i 

jordlager och berggrund innehåller vatten lösta ämnen. I den översta delen av 

jordskorpan tillförs vatten genom nederbörd och där är mängden lösta ämnen mycket 

liten. På större djup i berggrunden är grundvattnet stagnant och i kemisk jämvikt med 

omgivande berggrund och det kan ha ackumulerat höga halter med lösta ämnen. Det 

kan också förekomma fossilt grundvatten speciellt i sedimentära bergarter och med 

stora halter lösta ämnen. Därmed blir vattnet tyngre och skillnaden i densitet mot 

färskvatten gör att gränsytan mellan de båda typerna av grundvatten är mycket stabil. 

I kustnära trakter i Sverige ligger gränsytan vid ca 1 km djup. 

Figur 36. Salthalt i fossilt grundvatten 

från olika geologiska formationer 

i Tyskland. Efter Köhler 

(2005). 

I en geotermisk anläggning skiljer man mellan den energibärare som tar upp värme 

från berggrunden (i cirkulationssystemets primärkrets) och som genom värmeväxling 

avger sin energi till den energibärare som nyttiggör den (cirkulationssystemets 

sekundärkrets). 

Grundvatten med dess lösta ämnen kan vara energibäraren i primärkretsen om det 

behålls under tryck så att de lösta ämnena inte fälls ut eller avgår som gaser. I figur 36 

ges en bild över salthalten uttryckt som viktsandel per liter, i fossilt grundvatten i 

olika formationer i Tyskland. Från undersökningar i det djupa borrhålet Höllviken 1 i 

SV Skåne uppges mineralhalter från 170 – 190 g l -1 i olika sandstenslager. De höga 

halterna lösta ämnen kräver att teknisk utrustning görs av material som inte angrips av 

dessa ämnen även under höga temperaturer, t.ex. järn-nickel-legeringar och titan. 

I sekundärkretsen kan andra ämnen än vatten vara fördelaktiga. Speciellt gäller detta 

om man vill utnyttja övergången till en ångfas för att driva turbiner för elproduktion. 

Energibäraren kallas i detta fall arbetsmedium. Det skall fungera i temperaturområdet 

mellan primärkretsens ingångtemperatur och det för kondensationen tillgängliga 

kylmediets temperatur. Molekylvikt, kritisk temperatur och tryck, entropi-temperatur 

funktionen (se figur 37) och kemisk stabilitet är viktiga parametrar för valet av 

arbetsmedium. Till dessa faktorer kan läggas giftighet, antändningsbenägenhet, 

tillgänglighet och kostnader. Arbetsmediet måste också kemiskt passa ihop med andra 

tekniska komponenter som set kommer i kontakt med. Välkända arbetsmedier är klor- 

33

fluor-kolväten som har en vidsträckt användning i kylsystem. Flera av dessa håller på 

att fasas ut från användning på grund av dessa molekylers benägenhet att reagera med 

den övre atmosfärens ozon, vilket leder till en minskad filtereffekt för solens 

ultravioletta strålning. 

Figur 37. Jämförelse mellan olika energibärares fysikaliska egenskapar. Man ser att vatten 

har mycket avvikande egenskaper jämfört med energibärare baserade på organiska 

föreningar. Efter Köhler (2005). KP är kritiska punkten med kritiska trycket angivet i 

parentesen. 

Tabell 3. Exempel på energibärare med egenskaper som lämpar sig för att driva ångturbiner 

för elframställning eller som medier i värmepumpar. 

ämne sammansättning kritisk 

temperatur 

o C 

kritiskt 

tryck 

bar 

vatten H 2 O 374 221 18 

ammoniak NH 3 132 113 17 

propan C 3 H 8 97 43 44 

butan C 4 H 10 152 38 58 

isobutan C 4 H 10 135 36 58 

pentan C 5 H 12 197 34 72 

isopentan C 5 H 12 187 34 72 

tetrafluoretan C 2 H 2 F 4 101 41 102 

oktafluorcyklobutan C 4 F 8 115 28 200 

koldioxid CO 2 31 74 44 

molvikt 

kg mol -1 

I tabell 3 ges en översikt över egenskaperna hos olika energibärare. I figur 37 jämförs 

de med vatten. Som regel väljs energibäraren så att dess kritiska temperatur ligger 

strax över den ingångstemperatur som uppnås i primärkretsen. I anläggningen i 

Neustadt-Glewe där ingångstempareraturen är ca 95 o C, drivs turbinen med 

tetrafluoretan (C 2 H 2 F 4 ). 

34

3.2. Värmeväxling 

Värmeväxling är de tekniska metoder med vilka man kan överföra energi mellan olika 

medier (eller energibärare). Vid geotermisk energiutvinning behövs flera steg med 

värmeväxling och ett transportmedium med vilket man kan flytta energi mellan 

värmeväxlarna, t.ex. från uttagsområdet till platsen där den skall användas. 

Värmeväxling är också nödvändig om man vill ha åtskilda och slutna system för 

energitransporten. Man kan se att värmeväxling behövs i berggrunden mellan 

berggrunden och energibäraren med vilken man flyttar energin till markytan. I de 

tekniska systemen på markytan behövs värmeväxling för att överföra energi från 

transportmediet till nya energibärare som passar den användning för energin som 

avses. Värmeväxlingen kan då vara till ett vattensystem för uppvärmning eller till en 

värmebärare som kan användas som arbetsmedium för att driva turbiner (dvs. som 

tillåter en fasförändring från flytande till gasfas i det aktuella temperaturområdet) eller 

ett medium som passar för en MHD generator. De tekniska systemen på marken kan 

också innehålla kombinationer av olika värmeväxlingssteg. Slutligen kan 

värmeväxling ske utmed ett värmedistributionssystem för att tillföra eller ta bort 

lokalt tillgängliga energimängder. På detta sätt kan man dela in energiflödena i en 

primärkrets och ett antal sekundärkretsar. 

Konstruktionen av värmeväxlaren skall vara sådan att energiöverföringen sker 

effektivt och med material som tål kontakten med energibäraren. Värmeväxlarens 

aktiva yta måste vara anpassad till de flöden som skall passera genom den. Ofta 

används motströmsprincipen där primär och sekundärkretsens flöde passerar 

värmeväxlaren så att primärkretsen varmaste del möter sekundärkretsen kallaste. 

Värmeväxlingen mot berggrunden är startpunkten för energiöverföringen och därmed 

avgörande för hela systemets funktion. För detta finns några olika principer som 

anpassas till de naturliga förutsättningarna, till material som är lämpliga och som 

dimensioneras till de flöden som planeras. 

Används berggrunden som värmeväxlare så behövs en stor aktiv yta över vilken 

energi kan tas upp av transportmediet (som är det i det aktuella berggrundsavsnittet 

förekommande grundvattnet) och dessutom tillräcklig permeabilitet för stora flöden 

av detta medium. Till detta lämpar sig porösa och permeabla sedimentbergarter, 

kristallina bergarter med mycket sprickor som är öppna för vattenflöden och 

berggrund som på konstgjord väg (med hydraulisk spräckning) gjorts permeabel. 

Används borrhål som värmeväxlare så är borrhålets omkrets och längd den yta över 

vilken energiöverföringen sker. Det kalla returflödet hålls åtskilt från det uppvärmda 

framflödet med två parallella ledningar i borrhålet som kopplas ihop i botten. I 

horisontellt utsträckta ledningar sker värmeväxlingen över ledningens mantel i hela 

dess längd. 

Det finns skäl att vidareutveckla valet av material som kan användas som 

energibärare, i värmeväxlare och i transportledningarna. Salthaltiga heta grundvatten 

från stora djup är kemiskt mycket aggressiva och spill från ledningssystemen får inte 

skada omgivningen och skall helst kunna tas till vara. 

I figur 38 ges en översikt över geotermiska värmeväxlingsprinciper i primärkretsen. 

En relativt varm vätskeström betecknas med rött och en relativt kall ström med blått. 

Pilar anger strömningsriktningen. Djupa borrningar kräver ett borrtorn vid utförandet. 

35

De småskaliga systemen betjänar en eller några få byggnader medan de storskaliga 

betjänar t.ex. fjärrvärmenät. 

Figur 38. 

Enkel borrning ned till permeabel berggrund 

varmvattenuttag ur berggrunden och kallvattenutsläpp 

i omgivningen. 

Två eller flera borrhål med värmeväxling 

i en permeabel volym i 

berggrunden. 

Djup respektive grund bergvärmesond 

med värmeväxling i ett borrhål. 

Slinga i marken (eller i vattendrag) med 

värmeväxling i slingan. (Ytjordvärme 

eller horisontell värmesond). 

Värmeväxling på markytan innefattar också kondensering av arbetsmedier eller annan 

kylning / uppvärmning. Tekniskt utformas värmeväxlare som system av plattor med 

genomgångar för rör som leder de båda energibärarna enligt motströmsprincipen. 

Konstruktioner med dubbla rör är lämpliga om värmeväxlingen sker direkt i borrhål, 

36

figur 39. De flesta värmeväxlingssystemen med metallkomponenter har en övre 

temperaturgräns på ca 230 o C och en övre tryckgräns på ca 30 bar, medan 

plastbaserade material kan tåla upp till 130 o C. 

Figur 39. Principskiss för bergvärmesond. 

Borrhålet har en diameter på 14 cm och djup 

ned till ca 200 m. 

37

3.3. Energisystem 

Det finns flera sätt att nyttiggöra geotermisk energi – dvs. värme som finns i 

berggrunden. Avgörande för användningen är den temperatur som kan erhållas – 

vilket i sin tur beror på borrdjup och geotermisk gradient. 

Omvandling av geotermisk energi till el 

Om man vill omvandla geotermisk energi till el (=arbete) låter det sig göras, men med 

en ganska låg verkningsgrad. I figuren nedan visas schematiskt hur värmeenergin kan 

omvandlas till elenergi. 

Figur 40. Den maximalt framställbara elenergin 

beror endast på geovärmens och 

kylvattnets temperatur och flöde. Entropin 

är energiinnehållet per viktsenhet och per 

Kelvin (J kg -1 K -1 ). 

Metoderna att omvandla värmen till elenergi kommer att variera med tillgängliga 

temperaturnivåer och anläggningens storlek. Restvärmen som finns i energibäraren 

efter kondensering återförs till berggrunden. I tabell 4 ges en sammanställning av de 

tre komponenter som måste ingå i tekniska system för elframställning från värme och 

exempel på olika kombinationer av dessa. 

Tabell 4. Exempel på arbetsmedier, maskiner för elframställning och olika typer av 

energicykler. 

Arbetsmedium Arbetsmaskin Arbetscykel 

CO 2 Turbin Rankine 

R134a Skruv (SRM) Överkritisk 

Isobutan mfl. Kolv Trilateral 

Vid temperaturer på 150 °C och högre kan värmen som tas upp i borrhålets 

primärkrets växlas till en sekundärkrets där vatten är energibärare som, efter 

förångning, driver en ångturbin och en generator för elproduktion. Vid temperaturer 

under 150 °C och ned till ca 90 °C växlas den geotermiska värmen till en energibärare 

med lägre kokpunkt än vatten. För detta finns flera tekniska lösningar. 

Om energibäraren är en kol-fluorförening, (t.ex. C 4 F 8 ), som kokar vid ca 70 °C och 

kondenseras vid ca 30 °C, erhålls en verkningsgrad på knappt 10 % vid 

38

elframställning. Processen betecknas med acronymen ORC (Organic Rankin Cykle) 

och drivs för närvarande vid sin teknisk lägsta temperatur i anläggningen i Neustadt- 

Glewe i norra Tyskland i kombination med direktanvändning av den geotermiska 

värmeenergin till hushåll och industrier via fjärrvärmenät. 

Figur 41. Principen för ORC. 

Primärkretsens värme överförs 

till en energibärare i sekundärkretsen 

som förångas för 

att driva en turbin. 

I en annan teknisk lösning används en blandning av vatten och ammoniak som 

energibärare. Processen betecknas med acronymen AKC (Ammonia Kalina Cycle) 

och prövas för första gången i en fullskaleanläggning på Island. Verkningsgraden 

uppges vara nära 15 %. Andra arbetscykler och andra arbetsmedier utlovar – 

åtminstone teoretiskt - bättre verkningsgrader. De följande figurerna visar olika 

arbetscykler med arbetsmediets mättnadskurva (röd) och arbetscykeln (svart). 

Energiförluster (gröna fält i diagrammen) uppstår i olika led i arbetscykeln. De minsta 

förlusterna sker i trilaterala (tresidiga) processer. 

Figur 42. I figurerna visas temperatur-entropi 

sambandet för olika arbetsmedier (röd kurva) 

och energicykeln med svart polygon. Olika 

förluster i processen är markerade med gröna 

fält. 

Överst till vänster: ORC cykel. 

Överst till höger: Överkritiskt system med 

koldioxid som arbetsmedium. 

Till höger: Trilateral cykel med en tvåfas 

expander; förlusterna är mycket små. 

39

Figur 43 visar hur stor andel elenergi man skulle kunna få ut vid olika inkommande 

temperaturer på geovärme och vid olika temperatursänkning på det geotermiska 

vattnet med antagandet att man får ut 70 % av det teoretiskt möjliga arbetet. 

Geovärme kan ersättas av spillvärme som uppkommer från t.ex. industriprocesser. De 

beskrivna metoderna har således ett mycket brett användningsområde. I Sverige finns 

lång erfarenhet av skruvkompressorer som skulle kunna vara ett förstahandsval vad 

gäller arbetsmaskiner. En effekt på ca 300 kW är en intressant storlek på 

skruvmaskiner som täcker för ett brett användningsområde. 

Figur 43. Verkningsgrad (förhållandet mellan producerad el och tillförd värmenergi) vid 

olika geovärmetemperaturer och olika temperatursänkning i processen. 

Framställning av bränsle 

I områden med stort överskott av högtemperatur geotermisk energi och litet elbehov 

kan bränsle framställas. På Island planeras en sådan anläggning där elöverskottet 

används till elektrisk dissociation av vatten till väte och syre. Vätgas är ett mycket 

miljövänligt bränsle som bildar vattenånga (väteoxid) vid förbränning med luft och 

förväntas få ökad framtida betydelse som drivmedel. 

Kombinerad el- värmeproduktion 

I områden med tempererat klimat finns också möjligheten att kombinera el och 

värmeproduktion om temperaturen i primärkretsen överstiger 95 o C. I sådana system 

kopplas elproduktionen parallellt med värmekretsen och resttemperaturen efter 

kondensering i el-kretsen tillförs värmekretsen. På det sättet uppnås en mycket hög 

total verkningsgrad. En kombinerad el-värmeproduktion kan också utformas så att 

systemets eget elbehov för drivning av pumpar genereras parallellt. Anläggningen i 

Neustadt-Glewe i Nordtyskland drivs med mycket låg temperatur i primärkretsen, ca 

95 o C, producerar huvudsakligen el och något värme under sommaren och enbart 

värme under vintern. Mot denna bakgrund framstår planeringen av 

kärnenergiproduktionen termodynamiskt feltänkt. Restvärmen efter elframställningen 

spolas ut i Östersjön, vilket motsvarar ca 66 % av den energi som frigörs vid 

kärnklyvningen. Årligen värms således Östersjön med en effekt på flera tusentals 

MW. 

40

Figur 44. Parallellkoppling av 

värmeproduktion och elproduktion. 

Vid geokraftvärmeverket i Glewe- 

Neustadt i norra Tyskland kan man 

välja serie eller parallellkoppling 

genom en förbindelse mellan A och 

B. Den högsta totala verkningsgraden 

erhålls om systemen seriekopplas 

så att kondensering sker 

mot sekundärkretsen för värme, 

som ersätter kylningskretsen. 

Överföring till varmvatten 

De tekniska möjligheterna för utnyttjande av geotermisk energi till värme för 

uppvärmning beror också på det temperaturområde som den primära energibäraren 

grundvattnet har. Vid höga temperaturer omkring 100 °C växlas energin direkt till 

fjärrvärmenät som arbetar vid temperaturer ned till 70 °C. Vid lägre temperaturer 

finns två vägar att överföra berggrundens värme till fjärrvärme. 

Det ena är direktvärmeväxling till fjärrvärmesystem som arbetar vid låga temperaturer 

och stora värmeavgivande ytor i byggnaderna (t.ex. golvvärme). 

Figur. 45. Direkt värmeväxling 

till fjärrvärmenät. 

Den andra vägen är att via värmepump höja temperaturen i sekundärkretsen. Det är 

den tekniken som används i småskaliga system med en grund värmesond i 

primärkretsen. Med värmepumpning kan man utgå från vilken temperatur som helst i 

primärkretsen, sänka den ett bestämt temperatursteg och erhålla en önskad temperatur 

i sekundärkretsen. Processen kräver tillförsel av energi för att driva värmepumpen och 

verkningsgraden minskar när temperaturen i primärkretsen blir lägre. Förhållandet 

mellan utvunnen energi och tillförd energi varierar mellan 3 för äldre typer av 

värmepumpar till 5 för moderna. (Den omvända principen tillämpas för att flytta 

värme från det inre av ett kylskåp till omgivningen). Värmepumpteknik används i stor 

skala för värmeförsörjning där den primära energin kan vara varmt avloppsvatten eller 

varmt processvatten från industrier. Till drivenergi kan el och i princip alla slags 

bränslen användas. 

41

Figur 46. Principen för värmepumpning för uppvärmning. Genom tillförsel av en mindre del 

(10 – 30 %) kan ett stort flöde med lägre temperatur i primärkretsen överföras till ett mindre 

flöde med högre temperaturenergi i sekundärkretsen. 

I vårt klimat behövs värme mest under vintern och kräver en stor energitillförsel. Om 

geotermisk energi används är man emellertid oberoende av klimatet på tillförselsidan 

eftersom den djupa berggrundens temperatur inte påverkas av de årliga 

temperaturvariationerna. Behovet av korttidsreglering är svårt att tillgodose med 

geotermisk energibaserade system. De passar däremot utmärkt som baslast just på 

grund av primärkretsens stabila temperatur. 

Miljöeffekterna från system med geotermisk energi, spetslast för värme och 

temperaturhöjning med värmepumpning beror helt på vilken drivenergi som används. 

Är det uteslutande lokalt producerade biobränslen och brännbart avfall, fås minimal 

miljöbelastning. Används olja eller fossilgas uppkommer nettokoldioxidutsläpp. De 

blir naturligtvis avsevärt mindre jämfört med om hela värmebehovet produceras med 

fossila bränslen. 

Värmepumpar 

Geotermiska värmepumpar får småhus finns starkt etablerade på marknaden. De har 

efterhand fått allt högre verkningsgrad och drivs generellt med el. Värmefaktorn är 

mycket fördelaktig vid stabila temperaturförhållanden i primärkretsen (till skillnad 

från luftvärmepumpar som har en avtagande värmefaktor vid sjunkande 

lufttemperaturer). I större anläggningar kan värmepumpar drivas med bränslen 

(biogas, flis, avfall etc.) för fjärrvärmeförsörjning. De är effektivast i temperaturområdet 

från ca 20 till ca 65 o C i primärkretsen vid vattenflöden från 50 till 300 m 3 h -1 

och temperaturer mellan 50 och 90 o C i sekundärkretsen. Effekten är typiskt från 0.5 

till ca 30 MW. 

En sådan anläggning har varit i drift i Lund över 20 år, med en effekt på 47 MW (med 

typiskt ca 18 o C i primärkretsen och en temperatursänkning på 10 – 15 K), som har 

tillgodosett upp till 30 % av fjärrvärmebehovet. 

I en luftvärmepump minskar verkningsgraden (värmefaktorn) när lufttemperaturen 

sjunker. Detta är inte fallet i en bergvärmepump eftersom berggrundens temperatur 

endast variera marginellt. När effektbehovet är som störst under vintern är 

luftvärmepumpens verkningsgrad som lägst och därmed behovet av tillförd energi 

som störst. Smarta system har börjat marknadsföras där bergvärme kombineras med 

solfångare och där överskott av solenergi under sommaren förs ned till berggrunden 

för uttag under vintern - ett slags säsongslagring av energi. 

42

Figur 47. Schematisk framställning av tillgänglig solenergi, och uppvärmningsbehov över 

året. Med solpaneler kan man nyttiggöra värme under sommarhalvåret. Den energin plus den 

som frigörs vid eventuell kylning kan säsongslagras i berggrunden. I digrammets nedre del 

jämförs värmefaktorn för luft-luft respektive berg-vatten värmepumpar. När energibehovet är 

som störst så är bergvärmepumparnas värmefaktor endast obetydligt lägre jämfört med 

perioden när energibehovet är som lägst. Luftvärmepumparnas värmefaktor är direkt 

proportionell mot solenergin i form av lufttemperaturen. 

Lagring av kyla och värme i berggrunden 

Berggrunden är väl lämpad för lagring av värme och kyla på grund av bergarternas 

relativt låga värmeledningsförmåga. En ytterligare förutsättning är att 

lagringsvolymen inte deltar i något vattenutbyte med en större omgivning än vad som 

krävs för själva lagringen. I den övre kallare delen av berggrunden kan man lagra kyla 

som erhålls från lufttemperaturen utomhus på vintern. I den djupare berggrunden kan 

värme lagras som erhålls från solpaneler. Sofistikerade flerverkande system kan 

skräddarsys så att vinteruppvärmning och sommarkylning sköts via lagring i 

berggrunden. Ett exempel på ett sådant tänkande praktiseras i det tyska riksdagshuset 

och anslutande regeringsbyggnader i Berlin. Där är även produktionen av elbehovet 

för hela anläggningen en del av värmespridningssystemet. El framställs med bio-olja. 

Ett särskilt lager har inrättats för den värmeenergi som produktionen av 

absorptionskyla ger upphov till på sommaren. Systemet illustreras i figur 48. I Zürich 

planeras en stor hotellanläggning efter liknande principer. Sommarproducerad värme 

från takpaneler kan integreras med bergvärmesystem. I Lonäs (2006) ges en aktuell 

beskrivning över utveckling av kombinerade kyla-värme anläggningar i berggrunden. 

43

Figur 48. Översikt över energisystemet i det tyska riksdagshuset i Berlin. Tre separata 

värmelager har inrättats i berggrunden. Två på 60 och ett på 300 m djup. Alla lagren 

används säsongvis beroende på behovet av värme respektive kyla. 

44

3.4. Ett vidgat perspektiv för teknik och system för utnyttjande av 

värme 

Det finns flera olika möjligheter där värme från djupa borrhål kan användas för 

uppvärmning i omkringliggande kommuner. Det som är avgörande för teknikvalet är 

å ena sidan den tillgängliga temperaturnivån vid olika djup kontra kostnad för 

utvinning av värmen och å andra sidan erforderlig temperaturnivå för nyttiggörande 

av värmen den byggda miljön. Tidigare har detta diskuterats med energibolag och en 

slutsats har varit att det skulle vara svårt att uppnå den temperaturnivå som erfordras 

för fjärrvärme utan att utnyttja eldrivna värmepumpar. 

Det finns betydlig fler frihetsgrader och att skillnaden mellan vad som går att göra 

jämfört med de värmepumpinstallationer som idag finns t.ex. i Stockholms 

fjärrvärmesystem med avloppsvatten som värmekälla är betydande. I denna översikt 

beskrivs fyra olika tekniska lösningar: 

Direkt värmeväxling mot lågtemperaturssystem, 

Värmetransformatorer, 

Kall fjärrvärme (kallas ibland mellantemperatursystem), 

”Polygeneration” baserad på biobränsle eller naturgas. 

Dessa lösningar kan tecknas in i en fyrfältsmatris där de två axlarna motsvarar 

temperaturnivån på värmeutnyttjandet från berggrunden och systemets komplexitet. 

Låg temperatur 

på värmesystem 

Hög temperatur 

på värmesystem 

”Low tech” 

Direkt värmeväxling till 

ny bebyggelse 

Värmtransformator 

”High tech” 

Kall fjärrvärme: 

distribuerade system 

med värmeåtervinning 

Polygeneration: 

Gas eller biobränsle 

Möjlighet till el, 

kyla och värmeproduktion 

Figur 49. Översikt av värmesystem i en 4-fätsmatris. 

Direkt värmeväxling 

Direkt värmeväxling, se figur 49, kan sägas vara den enklaste lösningen med också 

den som ställer störst krav på den nya bebyggelsens energisystem. Att kalla den ”lowtech” 

är kanske inte riktigt men den ger i alla fall enkel teknik på tillförselsidan. Man 

kan idag utföra bostäder med lågtemperaturssystem för uppvärmning där 

distributionssystemets temperatur i golvvärmesystem kan ligga på ca 30°C. Detta 

45

tillämpas dock idag endast i huvudsak på enfamiljshus. Det innebär att direkt 

värmeväxling eller till och med direkt inkoppling till distributionssystemet från 

borrhål kan ske. Eventuellt kan detta system förses med spetsvärme baserad på 

biobränsle för att klara vissa effekttoppar. Valet av energitäckningsgrad är en ren 

optimeringsfråga där ett helhetsperspektiv krävs. 

Värmetransformator 

En värmetransformator fungerar enkelt uttryckt som en omvänd absorptionsvärmepump. 

Genom att tillföra värme på en mellantemperaturnivå kan en delmängd av 

värme omvandlas till en högre temperaturnivå. Hur stor del beror på 

temperaturnivåerna i systemet. En värmetransformator kräver kylning vid en lägre 

temperaturnivå som i detta fall kan ske med kallt sjövatten vintertid. Även här är det 

frågan om en optimering. Om ett djupare borrhål väljs fås en högre verkningsgrad på 

värmetransformatorn på grund av den högre temperaturnivån. Nackdelen är 

naturligtvis den ökande borrkostnaden. Även här gynnas system av lägre 

temperaturnivåer och spetsvärme med t.ex. biobränsle kan vara ett sätt att 

totaloptimera systemet. Det är sällan som 100 % energitäckning är lämpligt då det är 

stora skillnaden i erforderlig toppeffekt mellan 90 och 100 % energitäckning. För 

småhus kan det skilja upp till 50 %! 

100°C Användbar 

värme 

Drivenergi 

60°C 

20°C 

Värme till 

omginvingen 

Figur 50. Principen för värmetransformator. 

Nackdelen med denna lösning är att endast en del av värmen kan utnyttjas. Jämfört 

med den senare varianten med s.k. polygeneration blir det erforderliga borrhålet upp 

till flera gånger mer omfattande. Rent allmän kan man nog säga att 

värmetransformatorn gynnas av låga kostnader på drivvärmen, dvs. spillvärme från 

industriella processer. 

Följande exempel visar hur en värmetransformator skulle kunna hantera 

energiflödena. Om 15 MW värmeenergi kan uttas vid temperaturen +50 o C från ett 

djupt borrhål och om värmetransformatorn kan kylas till +5 o C, så kan en 

värmetransformator (med rimliga antaganden om verkningsgrad) få en värmefaktor 

om ca 0.6 om den nyttiga värmes avges vid +90 o C. Detta innebär att 15 MW 

värmeenergi omvandlas till 9 MW tillgänglig värmeenergi vid +90 o C temperatur. Om 

den önskade temperaturnivån i stället sänks till 80 o C ökar värmefaktorn till 0.75 och 

man får då ut 11 MW värmeenergi vid 80 o C temperatur (en termodynamisk 

verkningsgrad (enligt Carnot) om 70 % är antagen). 

46

Kall fjärrvärme 

Tanken bakom denna lösning är att utnyttja värme vid en betydligt lägre 

temperaturnivå. Genom en cirkulationskrets distribueras vatten som energibärare till 

lokalt utplacerade värmepumpar so arbetar under mycket gynnsamma förhållanden 

med höga värmefaktorer. Vissa system kan sannolikt direktkopplas. Tillgängliga 

spillvärmekällor som industrier, livsmedelsbutiker etc. koppas in och får avge värme 

till kretsen. Om temperaturnivån blir för hög lagras värmen i borrhålet. Man kan säga 

att borrhålet fungerar som en buffert. Tekniken är synnerligen intressant och relativt 

oprövad. En lösning har bl.a. provats vid universitet i Bergen (se nedan). I detta 

system lyfter en stor värmepump värme ur sjövatten till en högre temperaturnivå. 

Detta skulle alltså ej behövas om värmeenergin kan tas ur djupa borrhål. 

Potentiella fördelar för systemtypen: 

• Högre systemverkningsgrad - goda verkningsgrader (hög köld- och 

värmefaktor tack vare låga temperaturlyft och låga kulvertförluster). 

• Lägre investeringskostnader i kulvertnätet då mycket lite isolering 

erfordras. 

• Fördelning av investeringarna i tiden. Stora delar av investeringen kan tas 

när inkoppling av en ny kund sker. 

• Hög flexibilitet - samtidigt kyl och värmebehov t.ex. 

+60° C 

Enkel mellancirkulationskrets 

+50°C 

+ 

+ 

- 

+6-12°C 

Värmekälla/sänka 

Q1 

0° C 

+15/+25°C 

Exempel: Universitetet i Bergen 

Q1 = 1.1 MW 

Bara lokala värmepumpar 

Vid kylbehov värmeväxlas mot 

cirkulationskretsen. Cirkulationskretsen 

värmeväxlas mot sjövatten. 

Figur 51. Principen för kall fjärrvärme med både energiuttag och energibidrag. 

Polygeneration 

Idén med denna lösning är att utnyttja såväl biobränsle (eller naturgas) för att driva 

systemet. Med hjälp av värmedriven värmepumpteknik uppgraderas temperaturnivån. 

En schematisk skiss av ett sådant system återges nedan. De finns många olika sätt att 

realisera processen och nedanstående skall endast ses som ett exempel. Idén är att 

driva en kraftprocess med biobränsle eller naturgas. En integrerad värmepump 

används för att ta vara på värmen i från en gynnsam geologisk struktur, t.ex. en 

nedslagskrater eller ett permeabelt sedimentskikt. 

47

Biobränsle 

Kraftprocess 

Värmepump 

Värme från Krater 

Figur 52. Principen för polygeneration - flera energikällor används och flera energislag 

produceras. 

De två pilarna som lämnar processen ovan representerar nyttig värme till fjärrvärme. 

Eftersom värmepumpen i sig kräver ungefär en del drivenergi för fyra delar avgiven 

energi och kraftprocessen ger ca en del nyttigt arbete för ca tre delar tillförd energi 

kan faktiskt en värmefaktor på två uppnås. Med detta menas att den tillförda energin 

från biobränsle eller naturgas fördubblas som värme i fjärrvärmesystemet! Alltså: Tre 

delar tillförd energi ger sex delar nyttig energi till fjärrvärme. 

48

4. Miljöeffekter och produktionskostnader 

4.1. Miljöeffekter 

Geotermisk energiutvinning har, beroende på hur den bedrivs, vissa negativa 

miljöeffekter. 

De hänför sig till dels anläggningsarbeten på marken och dels driften av ett 

geotermisk energisystem. I driftdelen ingår energianvändningen för vattencirkulationen 

(pumpning) och effekter från utsläpp av grundvatten och däri lösta 

ämnen, samt systemets långsiktiga effekter på berggrunden. 

I äldre anläggningar pumpades varmt grundvatten upp, som efter att det avgivit en del 

av sin värmeenergi, släpptes ut i omgivande vattendrag. En del av de ämnen som finns 

lösta i vattnet kan då komma att fällas då ut i vattendraget. De ämnen som förblir lösta 

i vattnet är ofta ohälsosamma för organismer i vattendraget. När högtemperatur 

geotermalvatten används direkt för att generera ånga, frigörs lösta gasformiga ämnen 

(t.ex. koldioxid, metan, svavelväte) som släpps ut i atmosfären. Det krävs en 

noggrann miljöbedömning under vilka former detta kan ske. Det område i 

berggrunden där grundvattnet tas ifrån minskar i volym om uttaget överskrider det 

naturliga tillflödet. Det leder till att marknivån efterhand sjunker och systemet upphör 

att fungera. 

Mot bakgrund av dessa miljöproblem är det klokare att konstruera värmeväxlingen 

med berggrunden som ett slutet system där grundvattnet återförs till formationen. Om 

det slutna systemet dessutom hålls under tryck, så kan man förhindra att de lösta 

ämnena frigörs i gasfas eller som utfällning. Vattenåterföringen stabiliserar dessutom 

värmeväxlingsvolymen och leder till att den kan utnyttjas under betydligt längre tid. 

Ett slutet system för vattencirkulation i berggrunden kräver värmeväxling vid 

markytan av värmeenergin från grundvattnet till en annan energibärare. Systemet kan 

konstrueras så att risk för läckage från den primära kretsen så gott som elimineras. 

Det finns omfattande forskning och kunskap om problemen med lösta ämnen och 

deras utfällning i energisystemets olika delar. Ovanpå markytan kan de ofta lösas 

tekniskt men djupt nere i berggrunden kan man bara genom modellering av 

värmeväxlingsvolymen beräkna hur man skall undvika att cirkulationsvägarna 

påverkas av temperaturminskningen som returvattnet medför. Avkylningen medför en 

volymminskning som kan leda till förändringar i spricksystemens 

vattengenomsläpplighet. Utfällningar i spricksystemen kan också minska 

genomsläppligheten. 

Som drivenergi för vattencirkulationen används el som antingen produceras av 

anläggningen eller tas utifrån varvid miljöaspekterna flyttas till den externa 

elproduktionsanläggningen. Används värmepumar, så kan drivenergin till dessa bestå 

av el eller bränslen (biobränslen eller fossilbränslen) med tillhörande miljöproblem. 

Bränsleanvändning leder till utsläpp av koldioxid och kväveoxider och restprodukter i 

form av aska. Även dessa aspekter kräver en noggrann miljöanalys. Energiprojektets 

skala är ofta avgörande för hur bra man kan lösa miljöproblemen som är relaterade till 

driften av en anläggning. Småskaliga system kan göras helt självförsörjande med 

energi och lokalt producerade biobränslen kan användas för olika behov av 

drivenergi. 

49

Genom värmeuttaget kyls berggrunden ned. Detta sker i proportion till vattenflödet, 

till avståndet mellan upptags- och återföringspunkt och till temperatursänkningen. 

Dessa faktorer bestämmer utformningen av värmeväxlaren i berggrunden och hur 

stort energiuttaget kan göras för att uppnå en minsta livstid för systemet. Avkylningen 

av berggrunden sker mycket långsamt, men så småningom börjar temperaturen avta i 

det cirkulerande vattnet. I det läget kan nya borrhål i angränsande bergvolymer 

förlänga tiden för energiuttaget, förutsatt att det finns en tillräckligt stor potential (i 

form av likartade berggrundsförhållanden) i omgivningen. En bedömning av det 

påtänkta energisystemets hållbarhet görs som underlag för ett investeringsbeslut. 

Genom trögheten hos värmediffusionen i berggrunden kommer en avkylning av en 

bergvolym på stort djup att utjämnas och inte märkas i högre belägna områden. 

Figur 53. Beräkning av kallfronten 

som returvattenflödet orsakar. Efter 

en tid når den produktionshålet och 

därmed minskar effektuttaget. Innan 

detta inträffar behöver en ny 

injektionsborrning göras. 

Från Bjelm (1977). 

I jämförelse med andra energislag kan man konstatera at geotermisk energi orsakar 

minst utsläpp av koldioxid. Detta gäller speciellt om grundvattnet återförs under tryck 

och att drivenergin inte tas från fossila bränslen. Geotermisk elproduktion har också 

avsevärd mindre koldioxidutsläpp per elenergienhet jämfört med kärnkraft. 

Figur 54. Koldioxidutsläpp 

(kg MW -1 h -1 ) för olika 

bränslen vid elframställning. 

Kärnkraftens koldioxidutsläpp 

orsakas vid den energikrävande 

utvinningen av uran. European 

Commission (1999), van 

Lewen and Smith (2005) , 

Diesendorf (2006). 

50

4.2. Produktionskostnader 

En relativ fördelning på kostnadsslagen turboalternator, kondenser, gasutvinningssystem, 

kylsystem, kringutrustning, instrumentering och kontrollsystem, 

undermarkssystem, konstruktion, transporter, anläggning och övriga arbeten för en 

geotermisk elproduktionsanläggning på 55 MW visas i nedanstående figur. 

Figur 55. Relativa kostnader för en geotermisk anläggning för elframställning på 55 MW. 

Från European Commission (1999). 

Produktionskostnader för konventionella och förnybara energislag redovisas i tabell 5. 

Framställningskostnaden för geotermisk el uppges till intervallet 3 – 5.5 cent per 

kWh. Från European Commission (1999). 

Tabell 5. Sammanställning av kostnader (EU cent per kWh) för olika konventionella 

respektive förnybara energislag. 

51

Man bör observera att kostnaderna för kärnkraft är subventionerad genom att det inte 

krävs försäkringar mot stora haverier, något som inget försäkringsbolag så vitt känt är 

beredd att erbjuda. Kostnaderna för ett stort haveri belastar därmed skattebetalarna 

och inte elkonsumenterna. Det rimliga vore att man belastar kärnkraftsel med en 

avgift till en riskfond för haverier. 

52

5. Möjligheter i Sverige 

Förutsättningarna för geotermisk energiutvinning varierar i Sverige beroende på 

berggrundens beskaffenhet. I sedimenttäckta områden kan man förvänta sig en högre 

geotermisk gradient på grund av sedimentlagrens värmeisolerande egenskaper. På 

Gotland har man temperaturer på 35 o C på 500 m djup under kalkstenslager. I 

Sydvästligaste Skåne förekommer flera vattengenomsläppliga sandstenslager och 

temperaturer i dessa är på 1.5 km djup ca 45 o C och på 2 km djup 63 o C. 

Tabell 6. Förekomst av sedimentär berggrund i vilken den geotermiska gradienten kan vara 

högre än i områden med kristallin berggrund. 

område berggrund areal 

km 2 

sedimentmäktighet 

km 

temperaturgradient 

K km -1 

SV Skåne krita, sandsten 1 250 2.5 28 

NO Skåne krita, sandsten 800 1 

Västergötland sandsten+kalksten 625 0.5 

Östergötland sandsten+kalksten 500 0.5 

Närke sandsten+kalksten 2 000 0.2 

Gävle sandsten 200 1 

Dalarna sandsten 4 800 1 

Dalarna sandsten+kalksten 500 0.5 30-50 

Jämtland Kalksten 5 500 0.5 

Öland Kalksten+sandsten 600 0.3 

Gotland Kalksten+sandsten 1 800 0.8 - 1 30 

I den kristallina berggrunden kan förekomsten av ökad sprickighet i större sprickzoner 

eller i nedslagskratrar vara den faktor som är relativt mera gynnsam för geotermisk 

energiutvinning. Det finns för närvarande ingen kunskap om var större sprickzoner 

förekommer och hur de är beskaffade på djupet. Vid enstaka djupa borrningar och i 

samband med tunnelbyggande har man påträffat sprickrik berggrund. Då är den en 

negativ faktor som ofta kräver dyra förstärkningsåtgärder. Tunneln genom 

Hallandsåsen i Skåne är ett exempel på svårigheterna att bygga i sprickrik berggrund, 

men också ett exempel på förekomsten av vattengenomsläppligt berg. I de 

undersökningar av berggrunden som görs för framtida förvar av avfall från 

kärnkraftproduktion undviker man sprickzoner och koncentrerar undersökningarna på 

så sprickfattigt berg som möjligt. 

Det finns flera större nedslagskratrar i Sverige där man kan förvänta sig förekomst av 

stora volymer sprickrik kristallin berggrund. Genom den energi som utlöses vid 

nedslaget sönderdelas berggrunden i ett stort område, men energitillförseln leder 

också till att hydrotermala processer lakar ut, transporterar och åter fäller ut olika 

mineralbeståndsdelar i de spricksystem som bildats. I det följande karakteriseras de 

kända stora nedslagskratrarna i Sverige som ligger nära befolkade områden helt kort 

ur geotermisk energiaspekt. 

53

Tabell 7. Större nedslagskratrar i Sverige i vilka berggrunden kan vara avsevärt mera 

sprickrik ned till stora än i normal kristallin berggrund. 

nedslagskrater 

ligger i närheten 

av 

Duobblon 

Gallejaure 

Lockne Östersund 18 

Åvikebukten Sundsvall 10 

Dellen Hudiksvall 20 

diameter 

km 

Siljan 

Orsa-Mora- >75 14.4 

Rättvik 

Björkö Stockholm ca 10 18 

Mien 7 

Geotermisk 

gradient, K km -1 

Figur 56. Exempel på temperaturgradienter i Sverige. Till vänster från borrningen vid 

Ljunghusen i SV Skåne (Bjelm 1977). Till höger från borrningen vid Björkö i Mälaren 

(Henkel et al 2004) där temperaturen är mätt i ett 960 m djup borrhål och beräknad ned till 5 

km djup. (Temperaturgradienten för djupborrningen i Siljanstrukturen ses i figur 11). 

För Skåne har Bjelm (1977) och arbetsgruppen för geotermisk energi vid Lunds 

Universitet gjort en detaljerad studie av den geotermiska energiresurser i de olika 

vattengenomsläppliga sedimentskikten. Studien baserar sig på 21 borrhål som är från 

169 till 2613 m djupa, reflektionsseismiska profiler och en bedömning av möjliga 

vattenflöden (15 – 30 l s -1 ), temperatur (20 - 70 o C), mäktigheten (25 – 150 m) och 

utbredningen av de permeabla sedimentskikten. 

54

Figur 57.Geotermiska energiresurser i 

Skåne. Siffrorna i de olika områdena avser 

energimängd i TW h. Efter en sammanställning 

av Bjelm et al. (1977). 

Figur 58. Kalkstenslagren på Gotland 

underlagras av en permeabel sandsten 

(Närsandstenen). På kartan visas 

temperaturen på den nivå där Närsandsten 

förekommer. 

Kartorna i figurerna 57 och 58 är exempel på översiktliga redovisningar av potentiella 

geotermiska energiresurser. Kunskaper om dessa förhållanden har funnits ganska 

länge men exploateringen av dessa energiresurser har inte utvecklats utöver den 

anläggning som förser Lund med en stor del av värmeenergin och en mindre 

anläggning på Gotland där värme för en badanläggnings utvinns. 

55

5.1. Geotermisk energiproduktion i Sverige 

Flera hundratusen småhusägare har under den senaste tiden gått över från fossil eller 

eluppvärmning till bland annat bergvärme. Övergången stöds med statliga medel, 1.95 

miljarder kr för en femårsperiod från 2006 till 2010. 

Figur 59. Antalet bergborrade 

brunnar för energiutvinning 

enligt SGU:s sammanställning 

(Larsson 2005). 

Producerande anläggningar finns framförallt som bergvärme för småhus med grunda 

borrhål (< 200 m) för värmesonder och värmepump. Värmesonder i berggrunden är 

oberoende av årtidsväxlingen i utomhustemperaturen. Vanligen används ett 

temperatursteg på 5 o C och den genomsnittliga effekten är ca 8 kW. Investeringar i 

sådana anläggningar subventioneras som ett led i minskningen av 

fossilbränsleberoendet. och för att minska användningen av el för uppvärmning, som 

tidigare uppmuntrades för att ta hand om överproduktionen från kärnkraften. 

Geotermiprojekt i Sverige 

Tidigare experiment har utnyttjat grunda borrhål (< 1 km djupa) och har inriktat sig 

framförallt på 3 aspekter: 

Varma graniter – dvs graniter med hög andel radioaktiva isotoper och därmed en 

relativt större värmeproduktion jämfört med vanlig kristallin berggrund. Den ökade 

värmeproduktionen är dock liten i jämförelse med den i berggrunden lagrade värmen. 

Borrning i sprickzoner – dvs områden i berggrunden med relativt högre 

vattengenomsläpplighet. Det visade sig vara svårt att kartlägga sprickzonerna 

tillräckligt bra för att styra borrningen på ett optimalt sätt. Det är svårt att kontrollera 

vattenflöden och därmed temperaturen i sprickzoner eftersom inflöde kan ske 

uppifrån, från sidorna och nerifrån. 

Konstgjord spräckning av berggrunden för att skapa flödesförbindelse mellan två 

borrhål har gjorts med framgång i granit. Det är svårt att skapa ett tillräckligt 

finmaskigt spricksystem så att uppehållstiden för vattnet i berggrunden blir stor. 

I Sverige finns 13 större geotermiska energianläggningar, där man utnyttjar de översta 

200 m i berggrunden som värme och kylalager, och nya planeras. Gemensamt är en 

kraftig minskning av mängden köpt energi i form av el eller olja och stora besparingar 

i driftkostnaderna. 

56

Geotermianläggningen i Lund, som har varit i drift sedan 1985, utnyttjar en 

permeabel sandsten via 4 borrhål ned till 700 m djup där temperaturen är ca 21 o C. 

Man har ett vattenflöde på 1 500 m 3 per timme och en medeltemperatur på 18.5 o C. 

Den förser stadens fjärrvärmesystem med 30 % av värmebehovet. Anläggningen 

levererar ca 300 GWh värme per år och har därmed sparat motsvarande 40 000 m 3 

olja p årligen. 

En påbörjad utvidgning till ett djupare område i urberget på 3.5 km djup med en 

temperatur på 120 o C, har avbrutits för att vattengenomsläppligheten var lägre än 

förväntad. 

Också ett liknande projekt i Malmö med borrningar 2.1 km ned till sandsten med 

temperaturen 55 o C har lagts i malpåse. Den planerade värmeutvinningen skulle 

motsvara ca 5 % av fjärrvärmebehovet i Malmö. 

I båda fallen anser man kortsiktigt att kraftvärmeproduktion för närvarande är mest 

lönsam jämfört med utvinning av geotermisk energi. 

Gotland 

I Klintehamn fanns en geotermisk fjärrvärmeanläggning 1984 - 1996 där vatten med 

temperaturen 17 o C försåg en värmepump med ca 1 MW effekt. Numera produceras 

fjärrvärmen med biobränslen istället. 

Björköprojektet 

Syftar till undersökning av förutsättningarna för utvinning av geotermisk energi i 

kraftigt breccierad berggrund i Björköstrukturen i östra Mälaren. Strukturen ligger 

rekativt nära de stora värmeproduktionsanläggningarna som förser Stockholmstrakten 

med fjärrvärme. Den geotermiska gradienten är ca 20 o C km -1 , se figur 11. 

Vattengenomsläppligheten är låg och det krävs konstgjord spräckning för att öka den. 

Volymen med breccierad berggrund på djup mellan 3 och 5 km uppskattas till ca 15 

km 3 på grundval av geofysiska undersökningar. Resultaten av undersökningarna 

redovisas i Henkel et al. (2004). Ett spräckningsförsök har planerats i samarbete med 

Geoforschungs Zentrum i Potsdam Tyskland. 

Om höga vattenflöden kan uppnås i denna volym kan mycket stora energiuttag vara 

möjliga. Projektet har finansierats av Energimyndigheten, men man har avslagit 

ansökan om finansiering för fortsatta undersökningar t.ex. hydrauliska 

spräckningsexperiment. 

IGRENE 

Acronym för ett geotermiskt energiprojekt i Siljanstrukturen som berör kommunerna 

Rättvik, Mora och Orsa som drivs av IGRENE AB. Förstudier har inletts där den 

lokala geologin och tidigare geologiska och geofysiska undersökningar utförda av 

Dala Djupgas AB och OPAB sammanställts för att bedöma förutsättningarna för 

värmeutvinning från berggrunden. I den sedimentära berggrunden i Siljanringen 

förekommer geotermiska gradienter mellan 30 och 50 K km -1 . I den kristallina 

centrala upphöjningen är gradienten 16 K km -1 . Vattengenomsläppligheten är låg i 

den kristallina berggrunden (utom i vissa sprickzoner) men relativt hög i delar av den 

sedimentära berggrunden. Företaget äger de djupa borrhålen som gjort för 

djupgasprojektet och man har gjort kostnadsbedömningar av olika alternativa 

utnyttjanden av dessa samt nya borrhål med olika djup i olika bergarter. Man beräknar 

att en bergvärmebrunn ned till 1.5 km djup kan göras för ca 15 Mkr. Brunnar till 400 

57

m djup beräknas kosta 0.5 Mkr. Geotermisk energi är tänkt att användas som baslast i 

fjärrvärmesystemen och behöver värmepumpas (t.ex. med biobränsledrivna 

värmepumpar). Till spetslast under vinterperioden behövs ytterligare bränsle. För 

utnyttjande av de båda djupa borrhålen (över 6 km) behövs 17 - 20 km långa 

överföringsledningar. I projektet funderar man också på lösningar där el genereras 

från geovärme. 

Geotermisk testbädd 

Ett testområde i full skala för utvinning och användning av geotermisk energi föreslås 

i en ansökan för näringslivsutveckling bli lokaliserat till Dellenstruktutren och till 

Hudiksvall. Vid anläggningen kan intresserade företag testa sina utrustningar och 

processer för energiprospektering, energiutvinning, och energianvändning. 

58

5.2. Sveriges nuvarande energipolitik 

Den 16 februari 2005 trädde Kyotoprotokollet i kraft. 141 länder inklusive Sverige 

ingår i avtalet som har till syfte att hejda den ökande globala uppvärmningen. 

Industriländerna förbinder sig ( protokollet är juridiskt bindande ) att minska sina 

koldioxidutsläpp med 5,2 % till år 2012. 

I Sverige råder idag politisk enighet om att större hänsyn måste tas till miljö och 

klimat när olika energikällor utnyttjas. 

Oljeberoende och kärnkraft 

När det gäller kärnkraften är regeringen tillsammans med vänstern, miljöpartiet och 

centern överens om att denna skall avvecklas. Första steget är taget när stängningen 

av Barsebäck skedde, reaktor 1 stängdes år 1999 och reaktor 2 stängdes år 2005. 

Regeringen har inrättat en oljekommission som leds av statsminister Göran Persson. 

Oljekommissionen startade sitt arbete hösten 2005 och avsikten är att samordna 

insatser och driva pilotprojekt för att så långt det är möjligt avveckla Sveriges 

oljeberoende fram till år 2020. 

Samhällsbyggnadsminister Mona Sahlin anser att frågan inte är om vi skall avveckla 

oljan utan hur. Hon anser att avvecklingen av fossilbränsle till bostäder och industrin 

kommer att bli ganska lätt. Regeringen har infört ett konverteringsbidrag för att 

villaägare skall kunna byta ut sina oljepannor. Ekonomiska styrmedel är nödvändiga 

om det skall bli ett lyckat resultat. Därför är biobränslen skattebefriade och kommer 

att vara det så länge det går att överblicka. Genom en kombination av biobränslen, 

solenergi, våg- och vindkraft skall oljan på sikt kunna ersättas framhåller 

samhällsbyggnadsministern. 

Avvecklingen av landets kärnkraft och av oljeberoendet möter protester från industrin 

och är ej heller förankrat hos huvuddelen av allmänheten. Det framhålls att det ännu 

ej finns alternativa energikällor som till rimliga kostnader kan ersätta dessa 

energikällor. Konsekvenserna blir ännu högre energipriser och att Sverige tvingas 

importera dyr el som i många fall är producerad av kärnkraft, gas eller olja. På andra 

håll i världen byggs kärnkraften ut, bland annat i vårt grannland Finland. 

Oljekonsumtionen i Sverige idag är hälften av vad den var år 1970. Det gäller i första 

hand tjockolja och eldningsolja medan flytande bränslen för bilar och flyg ökar 

ständigt Flera utredningar har på sista tiden visat att oljeepoken har nått sin höjdpunkt 

och att nuvarande oljereserver blir allt dyrare att utvinna. Globalt kan det uppstå brist 

på olja av framför allt av politiska och ekonomiska skäl. Invändningar kan göras mot 

att elda upp den unika oljan som kan användas till många andra mer betydelsefulla 

områden exempelvis för tillverkning av plaster. 

Även om Sverige skulle kunna avveckla oljeberoendet helt så påverkar det knappast 

inställningen i de länder som är de stora oljeförbrukarna såsom USA, Kina, Ryssland 

m.fl. Varken biobränsle, solenergi, våg- eller vindkraft kan ta över efter kärnkraft och 

olja på kort eller medellång sikt. I många länder som USA, Kina, Ryssland, Tyskland 

och Indien kommer dessa energikällor att ersättas med gas eller kol. Risken är då stor 

att utsläppen av växthusgaser ökar. För dessa länder utom Tyskland gäller ej 

Kyotoavtalets regler på minskningar av koldioxidutsläppen. Regeringens uttalade 

avsikter att avveckla kärnkraften och olja medför att de stora energiproducenterna i 

59

Sverige, det statliga Vattenfall, Eon och Fortum planerar att öka insatserna för 

användning av gas och kol. 

Fossilgas 

Naturgasmarknaden avreglerades den 1. juni 2005 för företag och år 2007 skall även 

hushållsmarknaden avregleras. Idag svarar naturgasen för ca 2 % ( 10 TWh ) av den 

totala energiförsörjningen i landet. Det finns utbyggda huvudledningar från Danmark 

via Skåne längs västkusten upp till Stenungssund med en avstickare in till Småland. 

En sammanbindning med gasnätet i Norge till gasledningen i Stenungssund 

diskuteras. Likaså en grenledning från den planerade gasledningen på Östersjöns 

botten från Ryssland till Tyskland. Även en gasledning från den befintliga på 

västkusten till Stockholmsregionen finns på önskelistan. Svenska Gasföreningen 

bedömer att energigasen skall öka sin andel från 2 % till 15 % av den totala 

energiförsörjningen fram till år 2020. 

Kol 

Världens största energireserv finns i kol. Kända fyndigheter beräknas räcka i många 

hundra år. Dessutom är priset på kol relativt stabilt. Vid förbränning av kol avges en 

stor mängd koldioxid. Jämfört med olja och naturgas är den avgivna 

koldioxidmängden ca 25 % större på grund av att olja och gas till stor del består av 

väte. Det statliga företaget Vattenfall äger stora brunkolstillgångar i Tyskland och 

avser att fortsätta att utöka produktionen av kolenergi. Företaget satsar miljardbelopp 

på forskning och utvecklig av metoder för att avskilja och lagra den koldioxid som 

uppstår vid kolförbränningen. Ännu har det inte visat sig om detta är en framkomlig 

väg , varken tekniskt, ekonomiskt eller ur säkerhetsmässig synpunkt. 

Biomassa 

En energikälla som ökar i betydelse är biomassa. Farhågor finns dock om biomassa 

skall ersätta olja och kärnkraft i världen. Då befaras att stora arealer som idag används 

till matproduktion i stället krävs för bioenergiplantager. Detta skulle hota världens 

matproduktion och negativt påverka den biologiska mångfalden. År 1997 redovisade 

Regionplane & Trafikkontoret i Stockholm en utredning om möjligheter att utnyttja 

förnybar energi i Stockholmsregionen. Det totala energibehovet för regionen uppgick 

till drygt 50 TWh/år, motsvarande 30000 kWh per person. Med mycket starka 

åtgärder för anpassning till ett energisnålt levnadssätt bedömdes att man i en framtid 

kanske kunde sänka energibehovet till 46 TWh/år, motsvarande 23000 kWh per 

person. Då förutsatte man att många typer av förnybar energi utnyttjades såsom 

biprodukter från skogsmark, energigrödor på 10 % av åkermarken, halm från 

åkermarken, avfall efter stor materialåtervinning, rötgas från avloppsreningsverk, 

vindkraft, solceller och solfångare. Det konstaterades i utredningen att det alltid 

kommer att finnas en stor lucka mellan behov och egenproduktion av förnybar energi 

i Stockholmsregionen. 

Kraftvärme 

Utbyggnaden av kraftvärmeverk som förutom el även producerar värme för 

distribution via fjärrvärmenät har ökat kraftigt under de senaste tio åren. 

60

Kombinationen medför att ca 85 % av bränslets energiinnehåll kan utnyttjas även vid 

elproduktion. För varje nyttig kWh fjärrvärme som levereras förloras endast en 

sjundedels kWh el - jämfört med om man dumpat värnen i havet. Förutsättningen är 

att det finns ett fjärrvärmenät med tillräcklig kapacitet för att ta emot det varma 

vattnet som produceras. Det har visat sig att det, även om det inte finns möjlighet att 

använda det varma vattnet, ofta är tillräckligt lönsamt idag att enbart producera el på 

grund av de höga elpriserna. Då släpps varmvattnet ut i närmaste recipient i stället. De 

flesta anläggningarna baseras på biomassa. Anläggningar som drivs med biomassa är 

skattebefriade. En berättigad fråga är om detta är rätt energipolitik. 

Värmepumpar 

En värmepump som tillförs en kWh elenergi förmår i dag typiskt ta upp tre kWh 

solenergi från omgivningen. Summan av elenergin och omgivningsenergin läggs ihop 

till fyra kWh som kan avges till radiatorer eller varmvattenproduktion. I dag tas 

storleksordningen 13 TWh upp ur omgivningen av alla Sveriges värmepumpar, vilket 

motsvarar ca 1500 kWh per person och år. Andelen värmepumpar växer snabbt i 

uppvärmningssektorn. 

Både värmepumpar och kraftvärme utnyttjar termodynamikens andra huvudsats i 

reversibla processer där en entropimängd överförs från en högre till en lägre 

temperatur varvid skillnaden mellan värmemängderna kan omvandlas till mekaniskt 

arbete. Överförs entropimängden från en lägre till en högre temperatur så måste i 

stället mekaniskt arbete tillföras i processen. 

Det finns många tillämpningar där den huvudsatsen kan användas för att ge betydande 

vinster - både ekonomiskt och energimässigt. 

Elproduktion 

Elproduktionen sker till 90 % av vattenkraft och kärnkraft medan oljekondenskraftverken 

och gasturbinerna främst utgör reservkapacitet. Vattenkraften 

varierar på grund av torrår och år med rikliga flöden och fyllda magasin. I medeltal 

torde under senare år vattenkraftproduktionen legat på 40 % till 50 % av den totala 

elproduktionen. Kärnkraften kommer att öka sin kapacitet på grund av effektivisering 

av befintliga reaktorer i samtliga kvarvarande reaktorer och torde svara för mer än 45 

% av elproduktionen trots nedläggningen av Barsebäck. Nästan politisk enighet råder 

om att spara återstående outbyggda älvar. Sannolikt är befintliga 

vattenkraftsanläggningar, som till allra största delen ägs av statliga Vattenfall, 

ekonomiskt avskrivna och ger därför en mycket stor täckningsgrad med de höga 

elpriser som tas ut av konsumenterna och vid export. Den förbränningsbaserade 

elproduktionen står för ca 10 % av den totala elproduktionen. 

Vindkraft 

Regeringen lämnar i dagarna en speciell vindkraftsproposition där målsättningen är att 

vindkraften skall byggas ut från nuvarande knappt 1 TWh till 10 TWh under en 

tioårsperiod. Antalet vindkraftverk bedöms öka från 775 anläggningar till 1200. 

Många av de befintliga anläggningarna har en kapacitet på mindre än 80 kW. Ungefär 

hälften av de planerade vindkraftverken med betydligt högre effekt, upp till 5 MW 

61

kommer att placeras i havet bland annat på Södra Midsjöbanken sydost om Öland, 

utanför Skåne och runt Gotland. Produktionskostnaderna är fortfarande höga 40-50 

öre per kWh och kostnaderna för att ansluta vindelen till befintliga elnät varierar 

starkt beroende på lokala förutsättningar och på hur stor effekt som skall anslutas. Vid 

en stor vindkraftsutbyggnad i en region innebär det att det krävs tillräcklig 

överföringskapacitet i stamnätet för att klara de variationer som uppstår när 

vindhastigheten förändras. Av säkerhetsskäl kopplas aggregaten ur då det blåser mer 

än 20-25 m/s. Då går produktionen från maximal effekt till noll på kort tid. För att 

klara sådana effektfall behövs dels alternativ produktionskapacitet dels tillräcklig 

kapacitet i stamnätet. Vindkraftverken påverkar landskapsbilden och medför 

ljudstörningar. Alla frågor av dessa slag måste prövas i samband med behandling av 

tillståndsärenden för vindkraftsanläggningar. 

Solvärme 

Solvärmens ekonomi hänger till stor del samman med investeringskostnaden i 

förhållande till energiutbytet eftersom drift- och underhållskostnaden är låg i ett rätt 

utfört system. En solfångare kan ge ca 400 kWh solvärme per år och kvadratmeter. I 

ett solvärmesystem som ger både värme och tappvarmvatten kan utbytet bli ca 4000 

kWh per år. Investeringskostnaden varierar mellan 5-10 kronor per kWh och 

driftskostnaden blir 5-10 öre per kWh. Solvärmesystemet kan med fördel kombineras 

med exempelvis geotermianläggningar. 

Geotermisk energi 

Geotermisk energi finns överallt på Jorden och kan även i Sverige utnyttjas för såväl 

värme som kyla för bostäder och serviceanläggningar. I de flesta fall används 

värmepumpar för att höja temperaturen till lämplig nivå. Värmepumpar används 

också för att utvinna värme från uteluft och frånluftsaggregat. Enligt uppgifter från 

Värmepumpsföreningen fanns vid årsskiftet 2005/2006 300 000 anläggningar som 

utnyttjade geotermisk energi och 250 000 som använde luft som värmekälla. Ca 225 

000 värmepumpar utnyttjade värmen i berggrunden i borrade hål till ett djup av 150- 

200 m. Genom en plastslang i borrhålet cirkuleras ett köldbärarmedium i ett slutet 

system som via värmepumpen för över den utvunna energin till bostadens 

värmesystem med radiatorer. På många håll i världen finns storskaliga geotermiska 

anläggningar även utanför vulkaniska områden. I Sverige finns en anläggning i Lund 

som har varit i drift sedan 1985 där man från 700 m djup tar upp vatten som är 21 

grader varmt och avger 300 miljoner kWh värmeenergi per år. Ett antal större 

geotermiska anläggningar har under senare år byggts ut eller är under utbyggnad i 

landet för centrumanläggningar, hotell och större serviceanläggningar. Hur stor del av 

värmeförsörjningen i Sverige som idag sker via geotermisk energi är ej klarlagd. Vid 

antagandet att 225 000 småhus förbrukar 20 000 kWh/år och att bergvärmepumpar 

skulle klara hälften av denna förbrukning så skulle det betyda en värmeproduktion av 

2.25 TWh per år. Detta är mer än dubbelt så stor energiproduktion som vindkraften 

bidrar med idag. Det som är förvånande är att staten ej längre subventionerar 

utbyggnad av geotermisk energi eller forskning och utveckling på detta område. 

62

Styrmedel för att uppnå uppsatta energimål 

Regering och riksdag har beslutat om styrmedel och åtgärder för att nå de mål som är 

uppsatta inom energi- och klimatpolitiken skall uppnås. Målen är att minska utsläppen 

av koldioxid, öka andelen förnybar energi, öka energieffektiviteten och minska 

energianvändningen. Det mest omfattande styrmedlet är energibeskattningen 

innefattande energiskatt, koldioxidskatt och svavelskatt. Andra viktiga styrmedel är 

elcertifikatsystemet, programmet för energieffektivisering, handel med utsläppsrätter 

och klimatinvesteringsprogrammet. Forskning och utveckling är ett viktigt medel för 

den långsiktiga utvecklingen. 

Statens intäkter av energi- och skatteuttag uppgår till över 10 % av statens totala 

skatteintäkter. Högsta skatten räknat i öre per kWh drabbar kol med svavelhalt 0.5 % 

där skatten är 36 öre per kWh, för eldningsolja 1 är skatten 33.4 öre per kWh och för 

el i Sverige exklusive norra delen 24.1 öre per kWh. Dessutom har införts 

energipunktskatter på industrier, jordbruk, värmeproduktion i kraftvärmeverk, 

skogsbruk och vattenbruk från 1. januari 2004 som uppgår till ytterligare 1.8 – 8.3 öre 

per kWh beroende på energislag. Den 1. maj 2003 infördes ett nytt stödsystem för 

förnybar energi baserat på elcertifikat för förnybar el. Elcertifikatsystemet 

kompletteras under en övergångstid med ett riktat stöd till vindkraft med en 

miljöbonus på 12 öre per kWh som succesivt fasas ut t.o.m. år 2009. Från år 2002 till 

år 2010 skall mängden förnybar el öka med 10 TWh. Alla som använder el med 

undantag av elintensiv industri måste köpa elcertifikat motsvarande viss del av 

elkonsumtionen. Systemet skall sänka produktionskostnaderna och skapa konkurrens 

mellan olika typer av förnybar elproduktion. De förnybara energislagen som kan få 

elcertifikat är vindkraft, solenergi, geotermisk energi, biobränslen, vågenergi, 

småskalig vattenkraft och torvenergi men omfattar endast el som produceras i 

Sverige. Konsumenterna betalde år 2003 2.4 öre per kWh för elcertifikaten. Den 1 

januari 2005 infördes handel med utsläppsrätter med syfte att minska utsläppen av 

växthusgaser enligt åtagande i Kyotoprotokollet. Under åren 2005-2007 omfattar 

utsläppsrätterna endast koldioxid. Detta har medfört att konsumenterna får höjda 

energikostnader på el som motsvarar ca 10 öre per kWh medan de större 

energiföretagen i Sverige kan sälja utsläppsrätter och ytterligare öka sina oerhörda 

vinster. 

Elpriser 

Elpriserna varierar mellan olika kundkategorier. Orsaken till detta är varierande 

kostnader för överföring på de regionala och lokala näten, skillnader i beskattning, 

subventioner, statliga regleringar samt elmarknadens struktur. Priset på börsen, 

spotmarknaden, är inte detsamma som det slutliga priset som privatkunder får betala. 

Energimarknaden domineras av tre stora aktörer, det statliga Vattenfall, det finskägda 

Fortum och det tyskägda Eon. Det råder alltså ett oligopol som motverkar fri 

konkurrens. Detta märks på elpriset som endast varierar med något öre/kWh upp eller 

ner mellan dessa bolag. En villaägare med rörligt elpris betalade i februari år 2003 ett 

pris på 98.1 öre per kWh varav elpriset var 25 öre/kWh och nätavgiften var 38,6 

öre/kWh. Elskatten jämte moms, som även tas ut på elskatten utgjorde 42.97 öre per 

kWh. 

I februari 2006 betalade samma villaägare 132.12 öre per kWh varav elpriset har stigit 

till 44.48 öre per kWh och nätavgiften har stigit till 40,4 öre/kWh. Energiskatten har 

63

från 20060101 höjts med 0.88 öre per kWh och elcertifikatavgiften med 0.25 öre per 

kWh. Den totala skatten utgör 56.05 öre per kWh. Generalsekreteraren i 

oljekommisionen uttalade i pressen ”att vi måste se sanningen i vitögat och acceptera 

att epoken med billig energi är en parantes och därefter måste vi rätta oss”. 

64

6. Geotermi i Tyskland och globalt 

Förbundsrepubliken har i ministeriet för Miljö, naturskydd och reaktorsäkerhet givit 

ut en vitbok om Geotermisk energi – energi för framtiden i samband med en översyn 

av lagstiftningen om förnybar energi. Den framtida energiförsörjningen avses ske utan 

negativa klimat- och miljöeffekter, utan att förorena haven, utan krig om återstående 

naturresurser och utan de oförutsägbara riskerna med radioaktivitet. Geotermisk 

energi togs med i lagstiftningen om förnybar energi år 2000 och grundar sig på 

insikten om att geotermisk energi förekommer överallt, kan nyttjas lokalt och är 

outtömlig sett över ett mycket långt tidsperspektiv. Geotermisk energi bedöms som en 

tillförlitlig energiresurs som minskar förbundsrepublikens beroende av importerade 

energiråvaror. De för klimatet skadliga utsläppen av koldioxid bedöms kunna minskas 

avsevärt. Vidare är geotermiska anläggningar småskaliga, tar lite plats och kan 

installeras så gott som överallt. Redan idag är geotermisk energiproduktion 

konkurrenskraftig med andra förnybara energislag och man förutser avsevärda 

kostnadsminskningar när lärdomar dragits från pilotanläggningar. 

Stödformerna för geotermisk energi utvidgades 2004 efter det att elproduktion startats 

vid det geotermiska kraftvärmeverket i Neustadt Glewe (som arbetar med en unikt låg 

temperatur på 95 o C). Lagstiftningen om förnybar energi innehåller också flera 

stödformer för konvertering från fossilbaserad energianvändning till förnybara 

energiformer samt stöd för forskning och utveckling av bland annat geotermisk 

energiutvinning. Produktionen av geotermisk el ersätts med ett garanterat pris på 7.16 

…15 EU cent per kWh beroende på anläggningens effekt (20 … 5 MW). 

Geotermisk energi planeras komma till större användning både för värme- och 

elproduktion. Stora områden i Tyskland har fördelaktiga geologiska förutsättningar. I 

övre Rhendalen är jordskorpan tunnare och den geotermiska gradienten därmed 

högre. I andra områden förekommer isolerande sedimentlager som också leder till 

högre geotermiska gradienter och samtidigt innehåller permeabla skikt som kan 

nyttjas för värmeväxlingen i berggrunden. Man uppskattar den maximalt utvinnbara 

energin till 360 MJ m -2 a -1 för hela förbundsrepublikens yta. Den teoretiska potentialen 

för värme i hela landet uppskattas till 42 000 EJ, den tekniskt utnyttjbara potentialen 

till 198 000 PJ och den tekniska efterfrågan i lågtemperaturområdet till 1 077 PJa -1 . 

Den geotermiska potentialen för elproduktionen uppskattas till 1 200 EJ. 

Potentialen för 1000 års utnyttjande av geotermisk energi för elproduktion uppskattas 

till 321 TWha -1 . 

Som målsättning anges att man de kommande 10 till 15 åren installerar 1 000 MW 

geotermisk el, ytterligare 1 000 MW geotermisk värme och kyla. För elförsörjningen 

beräknas investeringar på ca 10 miljarder Euro som beräknas leda till ca 10 000 nya 

arbetstillfällen. Motsvarande siffror torde gälla för värmesektorn. Vidare avser man 

kunna exportera geotermisk ”know how” och teknologi, bland annat vidareutvecklade 

anlägningar med ORC eller Kalina teknik. 

Som utvinningsmetoder för geotermisk energi uppges: Utnyttjande av berggrunden 

som värmeväxlare med stora vattenflöden i permeabla skikt på stora djup eller i 

berggrund som på konstgjord väg gjorts permeabel. Djupa bergvärmesonder (ned till 

3 km) och grunda bergvärmesonder i kombination med värmepumpar i flera 

skalområden, från småhus till kvarterskala. Djupt belägna konstruktionsdelar till hus 

65

för kylning. Dessutom uppmärksammas den geologiska miljön för lagring av värme 

och kyla. 

I Tyskland finns i dag 27 större anläggningar för geotermisk energiutvinning med 

installerade effekter från 0.2 till 16 MW värme. Den geotermiska energin tas från 

borrhål med djup upp till 3.3 km och de temperaturer som utnyttjas ligger i intervallet 

30 till 120 o C. 

I Neustadt-Glewe finns det enda geotermiska kraftvärmeverket idag och startades 

1994. Den geotermiska värmeeffekten är 10.4 MW. Man hämtar geovärme från 

borrhål ner till 2.2 km djup som ger en produktionstemperatur på 97 o C med en 

cirkulation på 10 till 30 ls -1 . 98 % av energin används för uppvärmning som 

prioriteras och som försörjer 1 325 bostäder med fjärrvärme en industri med 

processvärme. El produceras under sommarsäsongen med en effekt på 230 kW i en 

ORC cykel (nära dess lägsta effektivitetsgräns). Elproduktionen är 1 400 - 1 600 

MWh per år och försörjer 500 hushåll. Man får ett garanterat pris på 14 Eu cent per 

levererad kWh. Vid anläggningen bedrivs forskning kring salt och värmebeständighet 

för olika material till bla. Ledningar. Forskningen stöds av förbundsministeriet för 

forskning och teknologi, landet Mecklenburg-Vorpommern och Hamburgs elverk. 

Anläggningen ägs indirekt av vattenfall. 

Figur 60. Vitboken om 

geotermisk energi i Tyskland 

kan fås via www.bmu.de i en 

tysk eller engelsk version. 

I juni 2006 kommer borrningen att starta för det andra djupborrhålet vid Gross 

Schönebeck norr om Berlin. Det första borrhålet är ett för sitt nya ändamål 

iordningställt tidigare oljeborrhål som går ned till en sandstensformation på 4.3 km 

djup. Det nya djupa borrhålet skall nå samma formation. Det finansieras av 

66

förbundsregeringen och landregeringen i Brandenburg med 11 miljoner Euro. 

Vattenfall bidrar med en mindre skärv. De båda borrhålen skall bli förbindelsen 

mellan den geotermiska värmeväxlaren på djupet i berggrunden och ett 

kraftvärmeverk. 

I Berlin planeras utbyggnaden av det nya riksdagshuset och anslutande 

parlamentsbyggnader så att ett minimum av yttre energi behöver tillföras. Värme från 

solpaneler och från kylning av byggnaderna under sommaren lagras säsongvis i 

berggrunden under anläggningen. Ett lager för kyla som tas från omgivningen under 

vintern finns liksom ett djupt värmelager där geotermisk energi utnyttjas. (Principen 

är återgiven i figur 47). 

Den Europeiska testanläggningen för djupgeotermi 

I Rhengraben vid Soultz i nordöstra Frankrike pågår sedan 1987 undersökningar för 

att utvinna geotermisk energi ur 5 km djupa borrhål där en temperatur på 200 o C kan 

uppnås. Metoder för spräckning av kristallin berggrund på stora djup har testats 

framgångsrikt. Berggrunden görs permeabel genom hydraulisk spräckning på ca 5 km 

djup över ett avstånd på 600 m mellan två borrhål. (Se figur 30 och 31). 

Det är ett EU projekt som kostnadsberäknats till 400 miljoner kr. Finansieringen sker 

via EU kommissionen och tyska och franska staten. Kraftbolag från Tyskland, 

Frankrike och Italien är industriella partners. Man planerar för en anläggning med en 

effekt på 6 MW el. 

Rhengraben bedöms ha en mycket stor geotermisk energipotential genom att 

jordskorpan är tunnare än i omgivande områden och dessutom överst består av 

isolerande sedimentskikt. Området får därigenom en hög geotermisk gradient. 

Geotermisk energi globalt 

Som land har USA i dag den största andelen installerad geotermisk energi, 2.8 GW, 

framförallt för elproduktion. Det finns förslag om att i framtiden fördubbla andelen 

geotermisk el. för att minska oljeberoendet. Man ger från 2005 samma skatteförmåner 

för geotermisk el som för vindel och man har föreslagit kongressen att anslå 32 

miljoner USD för geotermisk forskning från statsmedel (Refocus 2006). Räknat per 

invånare så är dock USAs geotermiska energiutvinning blygsam, ca 10 W / inv. (Man 

kan jämföra det med Sveriges bergvärmeproduktion som är ca 190 W / inv., vilket är 

världsledande). Stora satsningar på ny geotermisk energiproduktion görs för 

närvarande framförallt i Indonesien, Filipinerna och Mexico (Hutter 2001). 

67

Ordförklaringar 

AKC – Ammonia Kalina Cycle – arbetscykel vid elframställning där arbetsmediet är 

ammoniak och vatten. 

ASPO – Association for the Study of Peak Oil and Gas, Uppsala universitet. 

arbete = elenergi. 

arbetscykel – det termodynamiska system genom vilket el tas fram. 

arbetsmaskin – den tekniska konstruktionen som omvandlar energi till el. 

arbetsmedium – det material som används för energiöverföring i en arbetscykel. 

baslast – den energiproduktion som utgör den över tiden kontinuerliga försörjningen. 

bergvärme – värmeenergi som finns lagrad i berggrunden. 

bergvärmebrunn, bergvärmesond – den tekniska anläggningen med vilken man 

kan ta ut värmeenergi ur berggrunden och inkluderar borrhål, mätningar och 

värmeväxlingssystem i borrhålet. 

brecciering – berggrund som brutits sönder genom geologiska händelser, t.ex. 

förkastningsrörelser eller meteoritnedslag. 

borrkrona – det verktyg som används för att sönderdela berggrunden i ett borrhål. 

borrkärna – den bevarade cylindriska inre delen i ett borrhål som borrats med en 

rörformad borrkrona. 

borrör – förbindelsen mellan drivenheten och borrkronan där borrningen drivs med 

vattenflöde genom röret som därför inte behöver roteras. 

borrsträng – förbindelsen mellan borrtorn och borrkrona som roteras för att driva 

borrkronan. 

o C – temperaturangivelse enligt Celsiusskalan. 

densitet – massa per volymsenhet, vatten 1, jordarter ca 2, sedimentberggrund ca 2.2, 

kristallin berggrund 2.6 – 3.3 Mgm -3 . 

Coil tubing – borrteknik där borröret kontinuerligt matas ner i borrhålet och borren 

drivs med en vattenström i botten på borrhålet. 

elektromagnetiska fält – strålningsenergi som utsänds från bla. konstgjorda källor 

(radiosändare) och som kan utnyttjas för bedömning av den elektriska 

ledningsförmågan i berggrunden. 

69

elektrisk ledningsförmåga, eller dess invers elektrisk resitivitet i Ωm – är ett mått 

på förmågan att ledas elektrisk ström genom ett material. Sedimentbergarter 10 2 - 10 3 , 

kristallin berggrund >10 4 Ωm. 

energibärare (köldbärare, värmebärare, arbetsmedium) – är ett material (t.ex. 

vatten) som används för att transportera energi i en energiteknisk process. När 

processen innefattar fasomvandlingar (från flytande till gasformigt tillstånd) som 

lämpar sig för t.ex. turbindrift används begreppet arbetsmedium. 

entropi – energiinnehåll per kg och per K i ett material, J kg -1 K -1 . 

foderrör – inklädnad med stålrör i ett borrhål. 

geovärme – den värmeenergi som tas från den geologiska miljön (berggrunden, 

jordtäcket eller ytvatten). 

geoenergi – energibärare och energiformer som förekommer i den geologiska miljön 

(uran, olja, kol, fossilgas, värme). 

geotermisk energi – den värmeenergi som förekommer i berggrunden. 

heta plymer – område i manteln under litosfären där extrem värmeproduktion 

orsakar en uppåtgående materialström som resulterar i vulkanism i jordskorpan. 

Genom att litosfären förskjuts i förhållande till den heta punkten uppkommer kedjor 

med vulkaner. 

hållfasthet – ett materials motstånd mot deformation. 

IVA – Ingenjörsvetenskapsakademin. 

J, Joule – energi eller arbete (Nm). 

jordvärme, ytjordvärme – energiuttag i jordtäcket eller i vattendrag. 

K, Kelvin – temperatur angiven enligt den absoluta temperaturskalan, används för at 

ange temperaturskillnader. 

kollisionszoner – område där litosfärplattor möts i en motgående ström och där en av 

plattorna skjuts in under den andra. 

kontinentkollisionszon – kontinentala litosfärplattor skjuts ihop över varandra. 

kyltorn – teknisk konstruktion för att sänka temperaturen på ett arbetsmedium. 

litosfärplattor – de delar av jordskorpan + allra översta manteln som utgör enheter i 

plattektoniken som är omgivna av plattgränser. Oceanisk litosfär – består överst av 

vatten (oceaner), och har en tunn mafisk jordsdskorpa. Kontinental litosfär – består 

överst av tjock jordskorpa. Platform – kontinental jordskorpa med tjockt 

sedimenttäcke över kristallin felsisk jordskorpa. Sköld – mycket tjock felsisk 

kristallin jordskorpa. 

70

magnetfält – styrkan och riktningen av den vid jordytan observerbara effekten från 

jordens inre magnetiska system som kan utnyttjas för att få kunskap om geologiska 

strukturer i berggrunden. 

magnetiserbarhet , magnetisk susceptibilitet – ett materials förmåga att bli 

magnetiskt. 

nedslagskrater – område i översta jordskorpan där ett större meteoritnedslag har 

inträffat. 

ORC – Organic Rankine Cycle – arbetscykel vid elframställning där arbetsmediet 

är en organisk förening. 

plattgränser – områden i jordskorpan och den allra översta manteln där de 

plattektoniska processerna manifestar sig som typiska storskaliga strukturer. 

plattektonik – de processer som driver värmeutbytet mellan jordens mantel och 

jordens skorpa och de strukturer i form av plattgränser som dessa ger upphov till i 

jordskorpan 

polygeneration – tekniska system som kombinerar flera olika former tillförd energi 

till flera olika former avgiven energi. 

porositet – volymsandelen i en bergart som inte består av mineral (porerna kan tex. 

innehålla vatten, olja eller luft), anges i volym %. 

propants – material som trycks in i berggrunden för att vidmakthålla gynnsamma 

flödesförhållanden. 

reflektionsseismik – teknik som använder konstgjorda ljudvågor för att undersöka 

strukturer i berggrunden. De reflekterade vågorna registreras. 

refraktionsseismik – teknik som använder konstgjorda eller naturliga ljudvågor (t.ex. 

från jordskalv) för att undersöka strukturer i berggrunden. Ljudvågor som bryts mot 

skikt med olika egenskaper registreras. 

remanent magnetisering, remanens – magnetisering som bildas när ett 

magnetiserbart material kyls under sin Curie temperatur och som bevaras oberoende 

av magnetfältet. 

skjuvzoner – område där litosfärplattor förskjuts horisontellt i förhållande till 

varandra. 

skruvmaskin – teknisk konstruktion där arbetsmediets expansion i spiralformade 

utrymmen omvandlas till el. 

spetslast – det tillägg i energiproduktionen (till baslasten) som används för att klara 

kortvariga toppar i energibehovet. För uppvärmning ar den oftast ca 10 % av 

baslasten. 

71

sprickfrekvens – mängden sprickor i berggrunden räknat per längd-, yt-, eller 

volymsenhet, anges i m -1 . 

sprickzon – område i översta jordskorpan där berggrunden har separerats med en 

spricka. (Om relativ rörelse av delarna uppkommer talar man om en 

förkastningszon). 

spridningszon (riftzon) – område där varmt material från manteln strömmar upp och 

driver isär litosfärplattor. Vulkanism uppkommer i jordskorpan genom att 

mantelmaterial smälter. Riftzoner förekommer både i kontinental och oceanisk 

litosfär. 

spräckning – hydraulisk teknik med vilken man kan öppna befintliga sprickor i 

berggrunden och skapa nya för att öka vattengenomsläppligheten. 

STEM – Statens energimyndighet, i Eskilstuna. 

subduktionzon – oceanisk litosfär skjuts in under och sjunker sedan ner i manteln 

(subduktion). Vulkanism uppkommer i området mellan den nedgående plattan och 

den överliggande och en vulkanisk öbåge eller vulkanisk bergskedja uppkommer i 

den överliggande plattan. 

temperatur – ett materials värmetillstånd i en positiv skala från 0 K (absoluta 

nollpunkten för temperatur) med en indelning som är densamma som celsiusskalan 

(med 0 o C vid vattnets fryspunkt och 100 o C vid dess kokpunkt). 

temperaturgradient – skillnad i temperatur per längdenhet , i geotermiska 

sammanhang avses den geotermiska gradienten, ökningen av temperaturen med 

djupet, Km -1 . 

Trilateral (tresidig) arbetscykel – energiteknisk process där arbetsmediets entropi 

och temperatur förändras i endast tre punkter. 

turbin – teknisk konstruktion för att överföra flödesenergi till rörelseenergi som t.ex. 

kan driva en generator för elframställning. 

tyngdkraft – den vertikala komponenten i jordens massacceleration, ca 10 ms -2 vid 

jordytan. 

vattengenomsläpplighet – hydraulisk konduktivitet (permeabilitet) – mängden 

vatten som kan passera genom berggrunden, anges i m s -1 . 

verkningsgrad – förhållandet mellan tillförd och nyttiggjord energi. 

värmefaktor - det tal som anger hur mycket värmeenergi en värmepump avger i 

förhållande till den drivenergi som måste tillföras. 

Wireline – borrteknik där borrkärnan matas in i ett inre borrör och kan tas upp utan att 

hela borrsträngen behöver tas upp. 

72

värmeledningsförmåga – ett mått på förmågan att leda värmeenergi genom ett 

material, vatten 0.5, kristallina bergarter 2 – 5, sedimentära bergarter 1 – 3 Wm -1 K -1 . 

värmekapacitet – energin (entropi) som krävs för att ändra temperaturen 1 K hos en 

massenhet av ett material, vatten 4200, metaller 150 – 4000, bergarter 700 – 1200 J 

kg -1 K -1 . 

värmepump – teknisk konstruktion för att flytta värmeenergi från en stor volym med 

låg temperatur till en mindre volym med högre temperatur. 

värmeväxling – överföring av energi från ett medium till ett annat mellan två 

oberoende system. 

värmesond – borrhål med en teknisk konstruktion (t.ex. en u-formig slang) för att ta 

ut energi ur berggrunden. 

värmelager – utrymme i jordtäcket eller berggrunden där värme (eller kyla) kan 

lagras säsongvis. 

W, Watt – effekt, energi per tidsenhet ( J s -1 ). Multiplerna k, M, G, T, P, och E 

används som prefix. Kilowattimme, kWh är en vanlig konsumtionsenhet för energi. 

(Som tidsenhet förekommer också år, a). 

ångmaskin – teknisk konstruktion som utnyttjar expansionen som en energibärare 

genomgår vid fasomvandlingen från flytande till gasformigt tillstånd (ånga). 

värmetransformator – teknisk konstruktion med vilken man kan separera värme från 

en värmekälla till en delmängd med högre och en med lägre temperatur. 

73

Litteratur 

ASPO 2005. Association for the Study of Peak Oil and Gas. Uppsala. 

Balling, N., 1995. Heat flow and thermal structure of the lithosphere across the Baltic 

shield and northern Tornquist zone. Tectonophysics 244:13-50. 

Balling, N., Lind, G., Landström O., Eriksson, K.G., and Malmqvist, D., 1990. 

Thermal measurements from the deep Gravberg-1 well. Vattenfall Report U(G) 1990 / 

57, 13 pp. 

Befo, Byggforskningsrådets Markvärmegrupp 1984. Markvärme, utvinning och 

lagring. BFR G4:1984, 99 pp. 

Bjelm, L., 1977. Geotermisk energiutvinning i Skåne. Nämnden för 

energiproduktionsforskning. 

Blundell, D.R., Freeman, R., and Mueller, S., (eds) 1992: A continent revealed. The 

European Geotraverse. European Science Foundation. Cambridge Univ Press ISBN 0 

5212 42948 X. 275 pp. 

Brown, H., and Garnish, J., 2002. Geothermal Energy. 

Bruchmann, U., Kaltschmitt, M., and Schröder, G., (eds) 2004. Present state and 

perspectives of geothermal power generation in Germany. Federal Ministry of the 

Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety of Germany. 69 pp. 

Diesendorf, M., 2006. Nuclear energy & greenhouse. Evatt Foundation Publication. 

European Commission 1999. Blue Book on Geothermal Resources. ISBN 92-828- 

5803-0. 527 pp. 

Energimyndigheten 2005. Energiläget 2004. 

Ericsson, L.O., 1985. Värmeutbyte mellan berggrund och borrhål med 

bergvärmesystyem. Geologiska Institutionen, Chalmers tekniska Högskola, 

Avhandling A 52, 181 pp. 

Gustafsson, G., 1978. Preliminära resultat från borrningsarbetena vid Höllviksnäs. 

VIAK AB. 88.1373.15. 

Hambraeus, G., 1975. Geotermisk energi i Sverige. IVA meddelande 193, 55 pp. 

Henkel, H., Bergman, B., Stephansson, O., och Lindström, M., 2004. Björkö 

Energiprojekt – Slutrapport avseende geovetenskapliga undersökningar. Kungliga 

Tekniska Högskolan, TRITA-LWR.REPORT 3010, 61pp. 

Huenges, E., 2004. Geothermische Stromerzeugung – Energie aus der Tiefe. Physik 

Unserer Zeit 35-6:282-288. 

74

Hutter, G.W., 2001. The status of geothermal power generation 1995-2000. 

Geothermics 30:1-27. 

IPCC 2005. International Panel on Climate Change. Summary for policymakers. 

Köhler, S., 2005. Geothermisch angetriebene Dampfkraftprozesse – Analyse und 

Prozessvergleich binärer Kraftwerke. Dissertation, Fakultät III – 

Prozesswissenschaften, Technische Universität Berlin. D 83. 184 pp. 

Laaksoharju A., Smellie, M.J., Nilsson, A.C., and Skårman, C., 1995. Groundwater 

sampling and chemical characterization of the Laxemar deep borehole, KLX02. SKB 

TR 95-05. 

Larsson, J-E., 2005. Energiborrning på frammarsch. SGU Grundvatten 1-2/05:8. 

Lonäs, U., 2006. Värme och kyla ur jord och berg. Svensk Bergs- och Brukstidning 

1:2006. 

Refocus 2006. Geothermal energy in US could double, industry predict. 

Schön, J., 1983. Petrophysik Physikalische Eigenschaften von Gesteinen und 

Mineralen. Akademie Verlag, Berlin. 405 pp. 

STEM - Energimyndigheten 2005. Energiläget 2004. 

Svedinger, B., (red) 1981. Värme i jord, berg och vatten – utvinning och lagring. 

Byggforskningsrådet. T1:1981, ISBN 91-540-3403-5, 91 pp. 

vanLewen, J.W., and Smith, P., 2005. Nuclear power and the energy balance. 

(www.oprit.rug.nl/deenen/) 

Weidler, R., Gerard, A., Baria, R., Baumgärtner, J., and Jung, R., 2002. Hydraulic and 

micro-seismis results of a massive stimulation test at 5 km depth at the European hotdry-rock 

test site Soultz, France. Proceedings of the 27 th workshop on geothermal 

reservoir engineering. SGP-TR-171, 6 pp. 

Sveriges nuvarande energipolitik, rapporter och debattartiklar 

2006 

Energivärlden nr 1/ 2006, Energimyndigheten. 

Iskalla fakta om klimatet, artikel av Sofia Widfors i Svenska Dagbladet 23 mars 2006. 

Kasam, Kärnavfall – kostnader och finansiering, SOU 2005:83. 

2005 

Energivärlden nr 5/ 2005, Energimyndigheten. 

Tar oljan slut 2005, Energimyndigheten. 

75

Kostnader för Kärnavfallet , Kommentarer vid Kasams seminarium Kärnavfall, Gimo 

16 februari 2005. 

Vattenfall, årsredovisning 2005. 

Vattenfall, Bridging to the future nr 1 januari 2005. 

Fortum, årsredovisning 2005. 

Sorgligt spel om kärnkraft, artikel av Nils Bromner, civilingenjör och tidigare 

projektledare inom Vattenfalls kärnkraftsverksamhet, Svenska Dagbladet 1 februari 

2005. 

Europas beroende av kärnkraften, artikel av Fredrik Braconier i Svenska Dagbladet 

23 augusti 2005. 

Effekthöjning i reaktorer i kärnkraftverken, Forsmarks tidning sommaren 2005 

Kyotoavtalet träder i kraft, artikel av Peter Grensund i Svenska Dagbladet 16 februari 

2005. 

Förnybar elkraft släpar efter, meddelande från TT, Nils Odén, 11 september 2005. 

Framtidens energi, annonsbilaga från NextMedia 10 november 2005 

Trafik och miljö nr 2, 2005, årgång 12. 

Biobränslen ska minska oljetrycket, artikel av Fredrik Braconier i Svenska Dagbladet 

14 december 2005. 

Svensk vindkraft, annonsbilaga i Svenska Dagbladet från vindkraftens 

branschföreningar 2005. 

2004 

Energiläget 2004, Energimyndigheten. 

Kasam, Särtryck ur Kunskapsläget på kärnavfallsområdet 2004, SOU 2004:67. 

Energivalet, Svenska Värmepumpsföreningen 15 december 2004. 

Naturgasen på väg mot Mälardalen, artikel av Susanna Baltscheffsky i Svenska 

Dagbladet 5 juni 2004. 

Fånga in koldioxiden, artikel av Dick Hedberg, Sven Kollander, Göran H. Persson 

och Henning Rodhe i Svenska Dagbladet 14 september 2004. 

Stockholm har den dyraste fjärrvärmen, artikel av Jonas Fredin i Svenaka Dagbladet 8 

november 2004. 

2003 

Energiforskningen i verkligheten, några fallstudier, ER 6:2003, Energimyndigheten. 

76

Europaparlamentets och Europarådets direktiv 2003/87 EG om handel med 

utsläppsrätter. 

Europaparlamentets och Europarådets direktiv 2003/ 96 EG om en omstrukturering av 

gemenskaspsramen för beskattning av energiprodukter. 

Gasförordningen Kom (2003) 741 slutlig. 

2002 

Proposition 2002/ 03:40, Elcertifikat för att främja förnybara energi källor. 

2001 

Förnybar energi idag och om tio år – forskning för ett framtida energisystem, år 2001, 

Energimyndigheten. 

2000 

Kraftvärmeverk, Nationalencyklopedin 2000. 

1999 

Förnyelsebara energikällor, ER 18: 1999, Energimyndigheten. 

1997 

Regional bärkraft för energi i Stockholms län, Stoseb rapport, februari 1997. 

Bärkraftig energiförsörjning i Stockholmsregionen, Promemoria nr 8, april 1997, 

Regionplane - & Trafikkontoret i Stockholm. 

77

Geotermisk energi â en vitbok fÃ¶r Sverige - Kungliga Tekniska ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

Geotermisk energi â en vitbok fÃ¶r Sverige - Kungliga Tekniska ...