Mikael Erlström: Han går på djupet om geotermisk energi och koldioxidlagring

Mikael Erlström, statsgeolog på SGU i Lund och adjungerad professor vid Lunds universitet, med fokus på geotermi och koldioxidlagring. Foto: Kennet Ruona.

Hur ser det ut riktigt djupt ner i den sydsvenska berggrunden? Mikael Erlström vet mer än någon annan. Han har ägnat ett helt yrkesliv åt att ta reda på de geofysiska egenskaperna på djupet. Med det ökande intresset för geotermisk energi och lagring av koldioxid är hans kunskaper nu hett eftertraktade.

Mikael Erlström är statsgeolog på SGU i Lund och adjungerad professor på geologiska institutionen vid Lunds universitet, med fokus på geotermi och koldioxidlagring, även kallad CCS (carbon capture and storage). Han bedömer att det finns goda förutsättningar att lagra koldioxid 800 meter under havsbotten i södra Östersjöns sandstensberggrund. Men att göra undersökningar till havs är svårt och dyrt. Därför är det lyckosamt att samma geologiska förutsättningar råder på 600 meters djup på södra Gotland.

– Där kan många tester göras för att se hur sandstenen kan ta emot vätska och gas. Utifrån dessa kan man optimera borrningar och undersökningar till havs. Men det finns fortfarande frågor som behöver utredas på plats ute i södra Östersjön. Vi måste till exempel veta var det finns förkastningar och sprickzoner.

Även i sydvästra Skåne finns bra förutsättningar att lagra koldioxid i berggrunden. Men det är än så länge bara en hypotetisk möjlighet.

– Lagring av koldioxid kommer bara att ske till havs, då Sverige förbjuder att det görs på land. Det beror på riskerna. Havet kan exempelvis buffra visst läckage om det skulle ske. Däremot kan mindre försöksanläggningar för forskning läggas på land.

Kostnaden hindrar utvecklingen

När det gäller själva tekniken att lagra koldioxid, menar Mikael Erlström att det måste bli mer ekonomiskt fördelaktigt att lagra koldioxiden jämfört med att köpa utsläppsrätter för koldioxid.

– Norge har testat lagring av koldioxid sedan 1996 ute i Nordsjön och visat att tekniken fungerar. Nu handlar det om att få distributionen att fungera och att utveckla ekonomiska, tekniska och juridiska styrsystem som gör att utvecklingen sätter fart. EU använder utsläppsrätter, men de har hittills varit för billiga i förhållande till kostnaden för att lagra.

– Problemet med CCS är att det måste finnas en entreprenör som vill bygga lagret, ta den kostnaden och sätta ett pris på att ta emot koldioxiden.

Mikael Erlström, som så många andra, anser att CCS är en tillfällig lösning medan samhället utvecklar helt fossilfria energisystem.

– I berggrunden i norska Nordsjön finns potential att lagra en stor del av Västeuropas utsläpp av koldioxid medan vi ställer om till fossilfri energi.

Borrning har alltid stått i fokus

Vägen till att bli Sveriges främste geologiska expert på koldioxidlagring och geotermi har gått via en doktorshatt i geologi kombinerat med ett stort ingenjörsintresse. Borrning och borrhålsundersökningar har alltid stått i fokus i Mikael Erlströms yrkesgärning som geolog. Efter examen i geovetenskap från Lunds universitet började karriären 1982 på SGAB, en avknoppning från SGU. Här var han borrplatsgeolog i ett projekt för att skapa ett buffertlager för naturgas i Kyrkheddinge utanför Lund. Här undersökte Mikael om det var lämplig att lagra naturgas i den så kallade Lundasandstenen.

– Samtidigt pågick undersökningarna för Lunds blivande geotermianläggning i Värpinge. Jag var då med på borrningarna och gjorde geologiska beskrivningar av berggrunden ner till cirka 800 meters djup.

Parallellt fortsatte Mikael sitt akademiska arbete genom att doktorera på Lundasandstenens egenskaper utifrån undersökningarna i Kyrkheddinge och Lund.

– Jag använde resultaten från de båda projekten för att bland annat beskriva sandstenen som geotermisk akvifer. Jag hade hittat min nisch.

Karteringsansvarig på SGU

Föga anade han då att detta skulle bli hett eftertraktade kunskaper 30 år senare. Trots det lyckade geotermiprojektet i Lund på 1980-talet var intresset för liknande anläggningar svalt under lång tid därefter. Koldioxidlagring var det ännu ingen som pratade om. Det var förvisso en intressant teknik för oljeindustrin som en del i processen att rena naturgas. Men det var i Norge.

I Sverige lades SGAB ned och Mikael började som statsgeolog på SGU 1991. Här blev han karteringsansvarig för större delen av Skånes och Gotlands geologi.

– I Brunnsarkivet har vi cirka 20 000 prov med borrkax från borrningar i Skåne. Det har varit ett enormt hjälpmedel, utan dessa hade vi inte kunnat göra den kartläggning av berggrunden som gjorts, speciellt i områden där berggrunden är täckt av tjocka jordlager.

Kolkraft gav huvudvärk

Men det var det där intresset för, och kunskapen om de riktiga djupen som lockade. Kunskap som även lockade andra. På 1990-talet kontaktade Vattenfall Mikael. Deras kolkraftverk i Tyskland gav dem viss huvudvärk. Hur skulle de hantera utsläppen av koldioxid? Samtidigt hade Statoil i Norge gått från forskning till att verkligen lagra koldioxid i Nordsjön med en metod som började bli känd som CCS, carbon capture and storage, för att rena sin naturgas. Kunde det vara en lösning även för Vattenfall?

– Vi gjorde inledande studier av förutsättningarna att lagra koldioxid i Sverige på uppdrag av Vattenfall och Elforsk. Sedan ökade intresset successivt för CCS, men det var först 2009-2011 som vi gjorde en mer genomgripande undersökning och skrev en rapport.

Det ena ledde till det andra. Mikael och hans kollegor på SGU blev en del av ett EU-projekt som hette Mustang där ett 20-tal länder och organisationer deltog. Projektet undersökte förutsättningarna på sex olika platser i Europa, där Mikael var ansvarig för att karaktärisera berggrunden. Hans roll som geolog i CCS-projekt är att beskriva de geologiska förutsättningarna för lagring och hur koldioxiden kommer att uppträda i lagret och bedöma risken att den läcker ut.

– Vi använde bland annat ett gammalt oljefält i Israel nära Gazaremsan och geotermibrunnar i Malmö som Sydkraft, nuvarande Eon, hade borrat som testplatser. Vi lärde oss väldigt mycket i det projektet.

Senare har SGU även medverkat i Nordiccs, ett projekt som bland annat har kartlagt var det finns möjliga lagringsplatser i Norden.

Förtätning av städerna driver mot djupet

Tekniken är storskalig och bygger på borrning ned till stora djup. Någon direkt affärsmöjlighet för Sveriges vanliga borrentreprenörer ser han inte. Däremot tror han att det kan vara en intressant nisch för entreprenörerna att utveckla hammarborrtekniken för att på så sätt kunna nå djupare.

– Vi ser i dag att det i stadsmiljö blir allt svårare att få plats med borrhålslager med ett borrdjup på 200–300 meter. Städerna förtätas och därför är det intressant att istället gå ned mot 1 000 meters djup för att klara sig med färre borrhål. Det kanske blir den möjlighet som kommer att finnas kvar för geoenergi i städerna. Och djupgeotermi, så kallad EGS (Enhanced Geothermal Stimulation), där man på riktigt stora djup, stimulerar berggrunden och ökar genomsläppligheten, kommer kanske med tiden även i Sverige. Jag märker ett ökat intresse för det.

Tror på djupgeotermi

Mikael Erlström tror att det finns bra geologiska förutsättningar för djupgeotermi i Sverige,

– Men vi behöver mer geologisk information och kunskap om berggrundens uppbyggnad på stora djup. Det finns i dag bara ett femtiotal borrhål i Sverige som når djupare än en kilometer.

– Vi håller på att bygga upp ny kunskap och samlar all information vi har från djupa borrhål i Sverige. Vi behöver mer kunskap om termiska och hydrauliska egenskaper i berggrunden.

Det är inte bara de geologiska förutsättningarna som ser lovande ut. Mikael tror även på djupgeotermi som en viktig resurs i framtidens energisystem.

– Vi har säkert 400–500 fjärrvärmenät i Sverige. De skulle kunna vara mottagliga för direktväxling från djupgeotermi. Samtidigt utvecklas lågtemperaturnät som också passar in i bilden. De stora energibolagen sneglar på den här möjligheten. Det öppnar upp för att utnyttja hela Sveriges geologi i energisystemet, säger Mikael och utvecklar:

– Fördelen med djupgeotermi är att du har större möjlighet att placera borrningarna där fjärrvärmen finns. Du blir inte lika beroende av de geologiska förhållandena på platsen som vid traditionell geotermi.

Hoppas på tekniksprång

Det som hämmar utvecklingen av djupgeotermi just nu är främst den höga kostnaden, vilket är kopplat till borrtekniken och att man behöver borra djupa hål med stor bottendiameter, över 8,5 tum. Mikael Erlström hoppas på ett tekniksprång som gör det möjligt att borra riktigt djupt med hammarborrning hela vägen med större borrhål. Det skulle minska utvecklings- och investeringskostnaden.

– Vi är i början av en positiv utveckling. Samtidigt är det en utmaning för borrbranschen och oss geologer att bygga upp modeller och prognostisera hur det här ska fungera. Vi måste jobba åt samma håll tillsammans. Skulle det lyckas har vi en fantastisk möjlighet att hitta en fossilfri energiresurs som räcker lång tid framöver.

I Sverige kan geotermisk energi framför allt frigöra biobränslen till andra behov.

– Men vi ska komma ihåg att utanför Sverige skulle det framför allt ersätta mycket fossila bränslen.

Foto: Kennet Ruona.