Redigerer Fornybar energi (avsnitt)

=== Geotermisk energi ===
[[Fil:NesjavellirPowerPlant_edit2.jpg|mini|Damp stiger opp fra geotermisk [[Nesjavellir kraftverk]] på Island. {{byline|Gretar Ívarsson}}]]

Geotermisk energi er utnyttelse av [[termisk energi]] som både skapes og lagres i [[Jordens kjerne|jordens indre]]. Jordens geotermiske energi stammer fra den tiden planeten ble dannet og fra [[Radioaktivitet|radioaktiv nedbryting]] av mineraler (fordelingen er usikker,<ref name="Dye">{{Cite journal | last1=Dye | first1=S. T. | year=2012 | title=Geoneutrinos and the radioactive power of the Earth | journal=Reviews of Geophysics | volume=50 | issue=3 | page=3 | doi=10.1029/2012rg000400 | bibcode=2012RvGeo..50.3007D | arxiv=1111.6099}}</ref> men muligens er andelen omtrent lik fra de to delene.<ref name="Gando">{{Cite journal|last1=Gando|first1=A.|year=2011|title=Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements|journal=Nature Geoscience|volume=4|issue=9|doi=10.1038/ngeo1205|bibcode=2011NatGe...4..647K}}</ref>) Temperaturforskjellen mellom jordens indre og overflaten fører til at det går en kontinuerlig varmestrøm opp til jordens overflate. Denne naturlige energiavgivelsen er anslått til 31 TW for hele jorden.{{sfn|Fossdal|2007|p=128–129}} Imidlertid er denne energistrømmen for liten til å kunne utnyttes kommersielt de fleste steder i verden.{{sfn|Goswami og Kreith|2016|p=1617–1618}}

Gjennomsnittlig øker temperaturen med {{nowrap|25–30 °C}} per km innover fra jordoverflaten, dog kan temperaturstigningen i noen området være ti ganger større. For geotermiske kilder som avgir damp med temperatur over {{nowrap|175 °C}} kan energistrømmen benyttes direkte i en turbin for elektrisk kraftproduksjon. Om temperaturen er lavere kan det benyttes [[varmeveksler]]e med et arbeidsmedium med lavt kokepunkt for å drive en turbin. I slike tilfeller kan en utnytte kilder med temperatur ned til {{nowrap|100 °C}}. For temperaturer i området {{nowrap|40–100 °C}} kan kilden benyttes direkte til oppvarmingsformål.{{sfn|Fossdal|2007|p=128–129}} For enda lavere temperaturer kan det benyttes [[varmepumpe]]r.{{sfn|Fossdal|2007|p=129–131}}

Ved utgangen av 2020 var den totale ytelsen for geotermiske anlegg i verden {{nowrap|14 GW}}. USA med sine {{nowrap|2,6 GW}} var enkeltlandet med størst kapasitet, dernest følger Indonesia med {{nowrap|2,1 GW}} og Filippinene med {{nowrap|1,9 GW}}.<ref name="Renewable Capacity Statistics 2021" />

==== Metoder for utnyttelse av geotermisk energi ====
[[Fil:EGS diagram.svg|mini|Skisse av et geotermisk kraftverk. 1: Reservoar, 2: Pumpehus, 3: [[Varmeveksler]], 4: Turbinhall, 5: Produksjonsbrønn, 6: Injeksjonsbrønn, 7: Varmtvann for fjernvarme, 8: Porøst fjell, 9: Brønn og 10: Fast berggrunn. {{byline|Siemens Pressebild}}]]
De mest [[Høyverdig energiform|høyverdige]] geotermiske ressursene er de som kan produsere tørr damp, som kan drive en dampturbin for kraftproduksjon. Det er to hovedtyper av slike kraftverk, der den ene typen kan utnytte naturlige varme kilder og den andre typen går ut på å lage kunstige vannstrømmer i undergrunnen. I en injeksjonsbrønn (borehull) pumpes vann ned mot det geotermiske reservoaret, damp stiger opp i en produksjonsbrønn i nærheten og denne utnyttes videre i en dampturbin. Produksjonsmønsteret for denne typen kraftproduksjon vil være stabilt, slik at den kan levere en jevn energimengde. Virkningsgraden er lav, men om spillvarmen kan benyttes til fjernvarme kan den termiske virkningsgraden bli høy, opptil 97 %.{{sfn|Fossdal|2007|p=132–133}}{{sfn|Arvizu|2012|p=73–75}}

For å utnytte den geotermiske energien i et område, er [[Permeabilitet (geologi)|permeabiliteten]], altså hvor porøs berggrunnen er, viktig. Mange steder er ikke berggrunnen særlig porøs, men en har forsøkt å skape små åpninger i berggrunnen. En metode går ut på å lage en borebrønn, for deretter å pumpe ned vann med svært høyt [[trykk]]. Hensikten er å få fjellet til å sprekke opp slik at vann og damp kan trenge gjennom. Testene som har vært gjort har ikke vært lovende, men der berggrunnen var mer porøs fra før har utfallet vært mer heldig.{{sfn|Goswami og Kreith|2016|p=1620}} Avhengig av lokale forhold kan det være nødvendig å bore ned til 3000–{{nowrap|5000 m}}.{{sfn|Fossdal|2007|p=135}}

[[Fil:Thermia Sole-Wasser-Wärmepumpe.jpg|mini|En geotermisk varmepumpe i et bolighus i Tyskland. Varmepumpen henter varme fra berggrunnen under huset og energien kan brukes til radiatorer og varmtvannsbereder. {{byline|Volkerschmidt}}]]

''Grunnvarme'' er et begrep for utnyttelse av termisk energi i grunnen med lav temperatur. Denne energien hentes ut fra fjell, grunnvann, løsmasser eller jordsmonn, der kilden kan være både solenergi og geotermisk energi lagret i grunnen. En benytter varmepumper for dette formålet.{{sfn|Fossdal|2007|p=129–131}} Slike anlegg for oppvarmingsformål i bygninger kan bestå av en såkalt energibrønn 80–{{nowrap|150 m}} ned i bakken (borehull). En rørsløyfe med væske som sirkulerer, overfører energi i en lukket krets mellom energibrønnen og varmepumpen. Anleggene kan skaleres opp til å forsyne store bygninger og industri, og desto større anlegg, desto bedre lønnsomhet.{{sfn|Fossdal|2007|p=133–135}}

==== Muligheter og begrensninger for geotermisk energi ====
Det globale potensialet for geotermisk energi er enormt, og et estimat er at {{nowrap|42 PWh}} per år er tilgjenngelig for fremtidig utvikling.{{sfn|Fossdal|2007|p=129–131}} Dog er mer detaljerte studier for å få sikrere estimater nødvendig (2010).<ref>{{Kilde artikkel | forfattere = Mongillo, M. A., Bromley C. J. og Rybach, L. | tittel = The IEA Geothermal Implementing Agreement - International Efforts to Promote Global Sustainable Geothermal Development and Help Mitigate Climate Change| publikasjon = Proceedings World Geothermal Congress 2010 | år = 2010 | bind = | hefte = | sider = | doi = | url = | format= | ISSN = }}</ref>

Selv om geotermiske prosjekter har store investeringskostnader, er en motivasjon at driftskostnadene vil være små. En annen fordel er jevn energiproduksjon.{{sfn|Arvizu|2012|p=77–78}} For geotermisk kraftproduksjon (høytemperatur geotermisk energi) har en store forhåpninger om å lykkes med billig og meget stor energitilgang. Ved å bore så langt ned at vannet vil være i form av ''[[superkritisk væske]]'' kan kostnadene reduseres, samt at en kan forvente å produsere fem til ti ganger så mye energi som i konvensjonelle geotermiske brønner. Det foregår forskning der en forsøker å bore ned på dyp med temperatur på 500–{{nowrap|600 °C}} og med svært høyt trykk. Under disse forholdene vil vannet være svært korroderende. Korrosjon skaper store vansker med å lage brønnvegger, vanligvis bestående av en foring (rør) av stål og betong. Brønnveggen skal beskytte brønnen og holde den stabil i mange år, samt at den skal beskytte utstyr (sensorer og boreutstyr).<ref>{{Kilde www | forfatter= Benjaminsen, Christina | url= https://gemini.no/2021/10/vi-er-et-steg-naermere-verdensrekord-i-jordvarme/?utm_source=RSS+Nyhetsbrev&utm_campaign=3e6719c0c3-RSS_CAMPAIGN_ALT&utm_medium=email&utm_term=0_de4d883975-3e6719c0c3-73525869 | tittel= Vi er et steg nærmere verdensrekord i jordvarme | besøksdato= 15. oktober 2021 | utgiver= gemini.no (Sintef og NTNU )| arkiv_url= | dato = 14. oktober 2021}}</ref>

Geotermisk energi er generelt en miljøvennlig energikilde, med håndterbare utfordringer relatert til mulige farlige gasser og mineraler.{{sfn|Fossdal|2007|p=135}}{{sfn|Arvizu|2012|p=74–76}} Andre fordeler er jevn produksjon gjennom døgnet. På Island produseres rundt 17 % av all elektrisk kraft fra geotermiske kraftstasjoner, og hele 54 % av den totale produksjonen av primærenergi.{{sfn|Goswami og Kreith|2016|p=1616–1617}} Verdens totale installerte effekt av geotermisk energi var i 2020 på {{nowrap|14 GW}}. USA med {{nowrap|2,6 GW}} var enkeltlandet med størst installert ytelse.<ref name="Renewable Capacity Statistics 2021" /> Et problem med geotermisk energi er at varmestrømmen reduseres over lang tid. En diskuterer derfor om energikilden virkelig er en fornybar og bærekraftig kilde. Dog kan energiutbytte være konstant i flere hundre år.{{sfn|Goswami og Kreith|2016|p=1621}}