Historiske spor. Bildet viser et gammelt brønnhode ved Sarstangen, Svalbard. Foto: Kim Senger
I 100 år har Svalbard hentet energi fra fjellet i form av rike og store forekomster av kull. For de neste 100 år er kull tatt ut av ligningen og jakten er i gang på alternative og utslippsfrie energikilder. Solenergi har et enormt potensial den tida av året øygruppa bader i lys. Vinden er en kraftfull og trofast følgesvenn på Svalbard, men kan også være lunefull. Kanskje bør vi ikke gi opp fjellet som energikilde helt ennå, men vende blikket og drillen nedover, mot berggrunnen?
Svalbard er annerledes enn det norske fastlandet på mange måter, og geologisk er forskjellen slående. Der fastlandet for det meste består av grunnfjell har man på Svalbard kilometervis av lagdelte sedimentære bergarter. Her og der finner man svarte, opptil metertykke, lag av kull. Kulldriften dannet grunnlaget for bosetningene Longyearbyen, Barentsburg, Pyramiden og Ny-Ålesund.
Der man finner kull er det også naturlig å lete etter olje og gass. Fra 1961 til 1994 ble det boret til sammen 18 letebrønner etter petroleum på Svalbard. Den dypeste brønnen stakk 3304 meter dypt og ble boret av det amerikanske selskapet Caltex ved van Mijenfjorden. Dette skjedde ett år før den første brønnen ble boret i den norske delen av Nordsjøen.
Men hva har denne gamle petroleumsvirksomheten med Svalbards fornybare energiomstilling å gjøre? Jo, de gamle borehullene gir oss god kunnskap om varmen i undergrunnen på Svalbard. Vi vet at jorden har en glødende varm kjerne. For desto dypere man borer i grunnen, desto varmere blir det. Dette fenomenet kalles for den geotermale gradient. Normalt sett blir det 30 °C varmere per kilometer dypere man kommer, men geologiske forskjeller kan gi svært store forskjeller i hvor raskt det blir varmere.
På det norske fastlandet, hvor berggrunnen er langt unna varmen fra høy vulkansk aktivitet, er varmegradienten lav. Her øker temperaturen med 25 °C per kilometer i gjennomsnitt, men igjen er det lokale variasjoner. Svalbard derimot har en helt annen og langt høyere gradient. For ikke lenge siden, hvis vi tenker geologisk tid, ble en del av den atlantiske midthavsryggen nesten klistret til kysten av Spitsbergen. Varmen fra denne hendelsen kjenner vi fremdeles, litt som en avskrudd kokeplate som fortsatt er varm. Varme kilder i nordvest på Spitsbergen er siste rest av vulkansk aktivitet fra denne tida.
Basert på målinger fra gamle borehull vet vi at varmen i grunnen på øygruppa varierer kraftig. Fra 24 °C per kilometer på Sarstangen vest på Svalbard til 55 °C per kilometer sørøst på Svalbard ved Tromsøbreen (Fig. 1). I gjennomsnitt ligger grunnvarmen på Svalbard på 33 °C per kilometer. Under Longyearbyen er det målt temperaturer rundt 43 °C per kilometer. Dette betyr at geotermisk energi kan bli en viktig del av energimiksen for Svalbards største bosetning i framtiden, og potensialet i bergvarmen er allerede utgangspunktet for en rekke pilotprosjekter.
Det er mange måter å utnytte varmen i berggrunnen på. Man kan pumpe opp varmt vann fra grunnen og utnytte det direkte, man kan pumpe ned kaldt vann og varme det opp. Operasjonen er heller ikke alltid risikofritt. Ulike forhold kan gjøre at boringen mislykkes. Man kan finne saltholdig og korrosivt vann som forhindrer energiutnyttelse og man kan løse opp fjellet. Enkelte framgangsmåter kan til og med, ved sjeldne anledninger, utløse jordskjelv.
Forskningen har vist seg å være en uunnværlig del for å utvikle konsepter og lage budsjetter for konkrete løsninger. CO2-prosjektet på Svalbard er ett eksempel på dette. Startet av UNIS i 2007, ønsket man å se på mulighetene for trygg CO2-lagring under Longyearbyen. Prøvehullene man da boret tilbyr utfyllende informasjon i form av prøvekjerner. Kjerner som ikke finnes etter de gamle letebrønnene fra petroleumsindustrien. CO2-prosjektet har gitt oss enestående kunnskap om hvor godt egnet lagene av sandstein og skifer er til å lede og holde på varme under Longyearbyen.
Forskningen UNIS og partnere har gjort konkluderer med at det er et betydelig potensial i geotermisk energi på Svalbard. Det er en stabil energikilde, som i stor grad vil være trygg, driftssikker og innebærer relativt små naturinngrep, helt uavhengig av årstid, solskinn og værforholdene. Energien kan brukes i årevis og driftskostnadene er lave. Det gjenstår likevel et godt stykke arbeid før denne energien kan utnyttes og forsyne Longyearbyen med energi. Vi mener at det er verdt arbeidet!
KIM SENGER
Associate Professor, The University Centre in Svalbard
MALTE JOCHMANN
PhD student, The University Centre in Svalbard og Seniorgeolog, Store Norske Energi AS
SNORRE OLAUSSEN
Professor Emeritus, The University Centre in Svalbard
(tekst oversatt fra engelsk til norsk av Martin Lerberg Fossum, The University Centre in Svalbard)
Teksten er et bidrag til formidlingskonkurransen 2023.
PS: Er du interessert i å lære mer om muligheter for geotermisk energi på Svalbard? Mer detaljer finnes i vår artikkel:
Senger, K., Nuus, M., Balling, N., Betlem, P., Birchall, T., Christiansen, H.H., Elvebakk, H., Fuchs, S., Jochmann, M., Klitzke, P., Midttømme, K., Olaussen, S., Pascal, C., Rodes, N., Shestov, A., Smyrak-Sikora, A. and Thomas, P.J., 2023. The subsurface thermal state of Svalbard and implications for geothermal potential. Geothermics, 111: 102702, https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2023.102702.
