Zaawansowane Systemy Geotermalne: Nowy Filar Globalnej Transformacji Energetycznej

Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Stanforda rzucają nowe światło na przyszłość odnawialnych źródeł energii. Zespół pod kierownictwem profesora Marka Jacobsona, reprezentującego Doerr School of Sustainability oraz Stanford School of Engineering, przeprowadził kompleksowe modelowanie scenariuszy energetycznych dla 150 krajów. Wyniki analizy jednoznacznie wskazują, że wdrożenie zaawansowanych systemów geotermalnych (EGS) może stać się kluczowym czynnikiem przyspieszającym globalne przejście na czystą energię. Integracja tej technologii z krajowymi miksami energetycznymi pozwala na znaczące zoptymalizowanie infrastruktury, zmniejszając presję na rozbudowę farm wiatrowych i słonecznych przy zachowaniu konkurencyjnych kosztów produkcji prądu.

Analiza porównawcza wykazała, że zaawansowana geotermia, działająca jako stabilne źródło energii podstawowej, przynosi wymierne korzyści logistyczne i ekonomiczne. Jeśli systemy EGS pokryją zaledwie 10% całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną, zapotrzebowanie na lądowe farmy wiatrowe spadnie o 15%, na instalacje fotowoltaiczne o 12%, a na systemy magazynowania energii w akumulatorach aż o 28%. Co więcej, taka strategia pozwala na oszczędność cennych zasobów gruntowych, redukując zajmowaną powierzchnię z 0,57% do 0,48% całkowitego obszaru badanych państw. Choć oba rozważane scenariusze – z udziałem EGS i bez niego – generują około 60% oszczędności w porównaniu z paliwami kopalnymi, to właśnie komponent geotermalny drastycznie zwiększa stabilność sieci. Uwzględniając koszty społeczne, oba warianty czystej energii pozwalają zredukować straty ogólnospołeczne o blisko 90%.

Technologia EGS różni się zasadniczo od tradycyjnej energetyki geotermalnej, która jest ograniczona do specyficznych stref wulkanicznych i tektonicznych. Zaawansowane systemy czerpią ciepło z głębokich warstw skał znajdujących się na głębokości od 3 do 8 kilometrów pod powierzchnią ziemi. Proces ten polega na wpompowywaniu cieczy, która tworzy sztuczne zbiorniki, co z kolei umożliwia generowanie pary napędzającej turbiny elektryczne. Przełom w tej dziedzinie jest możliwy dzięki nowoczesnym metodom wiercenia, takim jak wykorzystanie syntetycznych świdrów diamentowych zapożyczonych z sektora naftowo-gazowego. Przykładem sukcesu jest firma Fervo Energy, która w 2024 roku ogłosiła skrócenie czasu wiercenia o 70% w jednym ze swoich kluczowych projektów, co znacząco obniża bariery wejścia dla tej technologii.

Praktyczne zastosowanie systemów EGS nabiera tempa, co potwierdzają ostatnie decyzje administracyjne w Stanach Zjednoczonych. W październiku 2024 roku Biuro Zarządzania Gruntami (BLM) wydało zgodę na realizację projektu Cape Station firmy Fervo Energy o imponującej mocy 2 GW, zlokalizowanego w hrabstwie Beaver w stanie Utah. Harmonogram prac przewiduje pierwsze podłączenie do sieci elektroenergetycznej już w 2026 roku, natomiast osiągnięcie pełnej wydajności operacyjnej planowane jest na rok 2028. Eksperci przewidują, że dzięki postępowi technologicznemu i szybszym procesom wiertniczym, energia z systemów EGS będzie mogła konkurować ze średnimi cenami energii elektrycznej w USA już w 2027 roku.

Według danych opublikowanych w prestiżowym czasopiśmie Cell Reports Sustainability, zaawansowane systemy geotermalne mają potencjał, by stać się fundamentem przyszłych systemów energetycznych. Zapewniają one stałe i relatywnie tanie dostawy energii, które są niezbędne do bilansowania zmiennej produkcji z wiatru i słońca. Profesor Jacobson podkreśla, że połączenie EGS z innymi odnawialnymi źródłami gwarantuje bezpieczeństwo energetyczne przy minimalnym wpływie na środowisko naturalne. Jednocześnie naukowcy zaznaczają, że kluczowym wyzwaniem pozostaje precyzyjna kontrola ryzyka sejsmicznego, co musi być priorytetem przed rozpoczęciem wdrażania tej technologii na masową skalę.