Så fungerar Kinas 2 500 meter djupa CO₂-loop – och det som återstår att bevisa

Kinas första driftsatta geotermiska projekt med sluten cirkulation av superkritisk koldioxid är framför allt en värmeanläggning – inte ett geotermiskt kraftverk. China Huanengs system i Zhengzhou togs i drift den 19 maj 2026. Där cirkulerar koldioxid genom en förseglad brunn omkring 2 500 meter under marken, hämtar värme ur det omgivande berget och överför den vid ytan till en separat vattenkrets för uppvärmning av bostäder. 613

Projektet är intressant eftersom det prövar ett sätt att utvinna geotermisk värme utan att pumpa upp grundvatten. Resultaten bör däremot ses som en tidig milstolpe i driften – inte som ett bevis på att sluten geotermi redan kan leverera billig el dygnet runt.

Så fungerar systemet i Zhengzhou

Brunnen har en koaxiell, sluten konstruktion. Relativt kall, trycksatt CO₂ leds ned genom den ena flödesvägen, medan den uppvärmda gasen återvänder till ytan genom den andra. På djupet överförs värme från berggrunden genom brunnens konstruktion till den cirkulerande koldioxiden. Vid markytan lämnar den återvändande CO₂:n över värmen till vatten som används i fjärrvärmesystemet. Koldioxiden stannar i den slutna kretsen och blandas inte med berggrundens vätskor. 6713

Det skiljer sig från traditionella hydrotermiska geotermiska anläggningar, där naturligt varmt vatten pumpas upp ur en genomsläpplig underjordisk reservoar och därefter vanligtvis återförs genom återinjektering. En sluten loop kan i stället utnyttja värme som lagras i berg även på platser där grundvattenflödet är för svagt för ett öppet geotermiskt system.

Varför använda CO₂ i stället för vatten?

Projektet använder superkritisk CO₂ som värmebärare. Under lämpliga tryck- och temperaturförhållanden kombinerar koldioxiden gaslik rörlighet med vätskelik densitet. Den tekniska tanken är att mediet ska kunna cirkulera med relativt lågt flödesmotstånd och samtidigt överföra värme effektivt i en djup brunn. 613

När CO₂ värms upp på vägen tillbaka blir den mindre tät än den kallare koldioxid som går nedåt. Skillnaden i densitet kan bidra till en så kallad termosifoneffekt, där cirkulationen delvis drivs av naturlig flytkraft. Det kan minska pumparbetet, men eliminerar inte behovet av utrustning vid ytan och garanterar inte låga driftskostnader.

En sluten CO₂-krets kan i teorin ge flera fördelar:

• inget grundvatten behöver tas upp eller återinjiceras,
• arbetsmediet hålls avskilt från den omgivande berggrunden,
• vissa problem med mineralutfällningar och hantering av varm saltlake kan undvikas,
• geotermisk uppvärmning kan bli möjlig i områden med varmt berg men dålig naturlig genomsläpplighet. 613

Det här är potentiella systemfördelar, inte garantier för kommersiell lönsamhet. Värmen måste fortfarande kunna ledas genom berget och brunnsväggarna tillräckligt snabbt för att ge den effekt som behövs.

Vad Zhengzhou hittills har uppnått

Enligt offentliga rapporter går CO₂:n in i systemet vid omkring 8 °C och kommer tillbaka vid cirka 22 °C. Jämfört med en vattenbaserad metod uppges värmeutvinningskapaciteten ha ökat med ungefär 20 procent, medan energianvändningen per uppvärmd enhet ska ha minskat med omkring 10 procent. Anläggningen är utformad för vinteruppvärmning av mer än 18 000 kvadratmeter bostäder. 3613

Det är en användbar värmetillämpning, men siffrorna visar inte att projektet producerar el. Den rapporterade returtemperaturen ligger på en nivå som passar uppvärmning, och det tillgängliga underlaget visar inte att någon elgenerering ingår.

Det finns också en viktig begreppsmässig reservation. ”Superkritisk CO₂” beskriver arbetsmediet och det tryck- och temperaturtillstånd som tekniken bygger på. De offentliga sammanfattningarna visar inte hela tryck- och temperaturprofilen under marken. En sekundär rapport anger dessutom andra in- och utgående temperaturer. Därför bör uppgiften om 8–22 °C läsas som ett rapporterat driftvärde, inte som en fullständig termodynamisk beskrivning av hela systemet. 34

Kan tekniken ge el dygnet runt?

Geotermisk värme finns kontinuerligt, till skillnad från vind- och solenergi som varierar med väder, årstid och dagsljus. I princip skulle en sluten loop som når tillräckligt varmt berg och kan cirkulera tillräckligt mycket vätska kunna leverera stabil värme och, vid högre temperaturer, el.

Zhengzhou visar ännu inte detta. Elproduktion kräver betydligt större användbart värmeflöde och temperaturer som lämpar sig för en kraftcykel. Projektets nuvarande uppgift är att värma bostäder. Att hävda att det redan har etablerat geotermisk baskraft skulle därför gå längre än vad underlaget stöder.

Ekonomin är en ännu större osäkerhetsfaktor. Modellering visar att slutna system kan nå konkurrenskraftiga kostnader för värme, medan konkurrenskraftig el normalt kräver kraftigt sänkta borrkostnader. En annan studie fann att simulerade system med en reservoartemperatur på 180 °C kunde misslyckas med att täcka kostnaderna under hela livslängden – även med 30 sidoborrningar och en produktionshastighet på 75 kilogram per sekund.

Därför undersöks djupare U-formade brunnar

En koaxiell brunn har en relativt begränsad yta för värmeväxling. En djupare U-formad brunn, eller U-loop, försöker öka denna yta genom att använda två vertikala borrhål som binds samman av en lång horisontell sektion genom varmt berg. Den längre vägen under marken ger mer kontakt med berggrunden och kan öka mängden värme som överförs till det cirkulerande mediet.

Konstruktionen angriper en central begränsning hos system med en enda brunn: för att utvinna användbar effekt krävs tillräckligt stor kontaktyta mot berget, tillräcklig temperatur och stabilt flöde under lång tid. Samtidigt blir riktningsborrning, färdigställande, brunnsintegritet och kapitalkostnad mer komplicerade.

Det tillgängliga underlaget fastställer inte exakt djup, prestanda, byggstatus eller kostnad för något specifikt djupare kinesiskt U-format projekt. Det bör därför beskrivas som en utvecklingsinriktning, inte som en bevisad kommersiell lösning.

De tekniska och ekonomiska hindren

Utmaningen är inte bara att hitta varmt berg. Det svåra är att skapa en hållbar, högpresterande underjordisk värmeväxlare till en kostnad som värmen eller elen faktiskt kan betala tillbaka.

De viktigaste hindren är bland annat:

• kostnaden för djupborrning samt riktade och förgrenade borrhål,
• att skapa tillräckligt stor värmeöverförande yta under mark,
• att bevara brunnarnas integritet och täthet vid höga temperaturer och tryck,
• korrosion, värmeförluster och koldioxidens beteende i systemet,
• att förhindra termisk kortslutning mellan det nedåtgående och uppåtgående flödet,
• att utveckla borriggar, borrkronor, instrument i borrhålet och material som klarar djupa och krävande bergmiljöer.

En översikt i Nature uppskattar kostnaden för ett enskilt förgrenat borrhålssystem till omkring 50–100 miljoner dollar i vissa miljöer. Lönsamheten beror samtidigt på både produktionen och den lokala efterfrågan. Översikten pekar också på en grundläggande prestandabegränsning: slutna system är i hög grad beroende av värmeledning från det omgivande berget, vilket går långsammare än konvektion i en naturligt flödande geotermisk reservoar.

Det är en viktig förklaring till varför fjärrvärme kan bli en tidigare kommersiell möjlighet än elproduktion. Måttligt varm energi kan säljas direkt till närliggande byggnader, medan ett kraftverk behöver högre temperaturer, större flöden och dyr utrustning för att omvandla värmen till el.

Vad Eavors projekt i Tyskland visar

Eavors projekt i Geretsried i Bayern är en viktig jämförelse. Den 4 december 2025 började anläggningen leverera el till det tyska elnätet från ett förseglat, förgrenat geotermiskt system med sluten cirkulation. Det var den första rapporterade kommersiella anläggningen av sitt slag som gjorde det.

Projektet har en uppgiven full designkapacitet på omkring 8,2 megawatt el och 64 megawatt värme. Looparna använder långa borrhål under mark i stället för att vara beroende av en naturligt produktiv varmvattenreservoar. I mars 2026 var dock den första av fyra planerade loopar i drift. Geretsried är därmed en viktig demonstration av teknisk genomförbarhet, samtidigt som den fullständiga utbyggnaden och ekonomin fortfarande är öppna frågor. 17

Tillsammans visar Zhengzhou och Geretsried två steg i samma större utveckling. Zhengzhou demonstrerar sluten CO₂-cirkulation för användbar geotermisk värme. Geretsried visar att en förgrenad sluten loop kan leverera el till elnätet. Inget av projekten bevisar däremot att djup sluten geotermi är billig, möjlig överallt eller redo att ersätta konventionell elproduktion.

Slutsatsen

Kinas projekt i Zhengzhou kan bäst förstås som ett praktiskt test av principen ”ta värmen, inte vattnet”. Den 2 500 meter djupa koaxiella brunnen, den förseglade CO₂-kretsen, den rapporterade ökningen av värmeutvinningskapaciteten på 20 procent och uppvärmningen av 18 000 kvadratmeter bostäder visar varför tekniken väcker uppmärksamhet. 613

På sikt kan metoden göra geotermisk energi tillgänglig på fler platser genom att skilja värmeutvinningen från naturligt cirkulerande grundvatten. Vägen till el dygnet runt kräver dock att betydligt svårare problem löses: djupare och större underjordiska värmeväxlare, tillförlitlig borrning vid hög temperatur, stabil värmeprestanda över lång tid och kraftigt lägre kapitalkostnader.

Underlaget stöder försiktig optimism – men ännu inte bilden av ett kommersiellt genombrott som redan är bevisat i stor skala.