Geavanceerde geothermische systemen: De nieuwe pijler voor een wereldwijde schone energietoekomst

Recent wetenschappelijk onderzoek door Stanford University werpt een nieuw licht op de potentie van geavanceerde geothermische systemen (EGS) om de wereldwijde transitie naar schone energie te versnellen. Onder leiding van professor Mark Jacobson, verbonden aan de Doerr School of Sustainability en de Stanford School of Engineering, zijn complexe energiemodellen geanalyseerd voor 150 verschillende landen. De centrale bevinding van dit onderzoek is dat de integratie van EGS in nationale energieportfolio's de afhankelijkheid van wind- en zonne-energie, evenals de noodzaak voor grootschalige batterijopslag, aanzienlijk kan verminderen. Dit alles kan worden gerealiseerd terwijl de totale energiekosten vergelijkbaar blijven met scenario's waarin deze geothermische component ontbreekt.

De vergelijkende analyse brengt de specifieke voordelen van EGS als betrouwbare bron van basislastenergie in kaart. Wanneer deze systemen slechts 10% van de totale wereldwijde elektriciteitsproductie voor hun rekening nemen, heeft dit een direct effect op de benodigde infrastructuur: de vereiste capaciteit voor windparken op land daalt met 15% en voor zonneparken met 12%. Nog opvallender is de afname van maar liefst 28% in de behoefte aan batterijopslagsystemen, aangezien geothermie een constante stroomtoevoer garandeert die niet afhankelijk is van weersomstandigheden. Bovendien wordt het totale ruimtebeslag voor energie-opwekking gereduceerd van 0,57% naar 0,48% van het totale landoppervlak in de gemodelleerde landen, wat een cruciaal voordeel is voor dichtbevolkte regio's. Hoewel beide scenario's — met en zonder EGS — ongeveer 60% aan directe kosten besparen vergeleken met fossiele brandstoffen, zorgt de geothermische toevoeging voor een stabieler elektriciteitsnet en een reductie van de totale maatschappelijke kosten met circa 90%.

In tegenstelling tot de traditionele winning van geothermische energie, die geografisch beperkt is tot vulkanische of tektonisch actieve zones, maken geavanceerde systemen gebruik van de hitte in diepe gesteentelagen op een diepte van 3 tot 8 kilometer. De technologie werkt door vloeistof in de bodem te injecteren, waardoor kunstmatige reservoirs ontstaan die stoom genereren voor elektriciteitsopwekking. Innovatieve boortechnieken spelen hierbij een sleutelrol; zo worden er tegenwoordig synthetische diamantboren ingezet die oorspronkelijk zijn ontwikkeld voor de olie- en gassector. Deze technologische kruisbestuiving versnelt het proces van putboring aanzienlijk. Een concreet voorbeeld hiervan is het bedrijf Fervo Energy, dat in 2024 rapporteerde dat zij de boortijd voor een van hun projecten met maar liefst 70% hadden weten te verkorten, wat de weg vrijmaakt voor een snellere commerciële uitrol.

De praktische belangstelling voor de grootschalige inzet van EGS neemt in een razendsnel tempo toe. In oktober 2024 gaf het Amerikaanse Bureau of Land Management (BLM) groen licht voor het ambitieuze Cape Station-project van Fervo Energy in Beaver County, Utah, met een geplande capaciteit van 2 GW. De eerste aansluiting op het elektriciteitsnet wordt al in 2026 verwacht, waarna het project in 2028 op volledige kracht moet draaien. Dankzij deze technologische vooruitgang en de versnelde boormethoden wordt voorspeld dat EGS al tegen 2027 volledig kan concurreren met de gemiddelde elektriciteitsprijzen in de Verenigde Staten, wat een belangrijke mijlpaal markeert voor de economische haalbaarheid van de technologie.

Volgens de bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports Sustainability kunnen geavanceerde geothermische systemen uitgroeien tot de ruggengraat van toekomstige energiesystemen door constante en betaalbare stroom te leveren die variabele bronnen zoals wind en zon perfect in balans houdt. Professor Jacobson benadrukt dat de combinatie van EGS met andere hernieuwbare bronnen de energiezekerheid versterkt met een minimale impact op het milieu en nagenoeg geen vervuiling. Een essentieel aandachtspunt voor de toekomst blijft echter het nauwgezet beheersen van seismische risico's, een factor die prioriteit moet krijgen voordat deze technologie op massale schaal wereldwijd wordt geïmplementeerd.