Сёренсен играл за Данию на юношеских и молодежных Чемпионатах мира. В 2016 году он впервые оказался в качестве третьего вратаря заявке основной сборной на первенстве планеты в России. Через год он сыграл дебютный матч на мировом турнире в матче против россиян. Несмотря на поражение со счетом 0:3, Сёренсен отразил в ней 30 бросков и по итогам матче был признан лучшим игроком встречи в своей сборной.