Geothermische overal: Geavanceerde boortechnologie voor CO2-vrije energie zou wijdverspreid kunnen zijn

Geothermische energie wil doen wat zonnepanelen en windturbines niet kunnen: dag en nacht hernieuwbare energie leveren. Tot nu toe werd CO2-vrije elektriciteit opgewekt door gebruik te maken van de warmte die opgeslagen ligt in toegankelijke delen van de aardkorst. Het probleem met conventionele methoden is dat geothermische centrales alleen gebouwd kunnen worden op bepaalde locaties met doorlatend gesteente en waterbronnen. Dit beperkt de lokale beschikbaarheid van schone energie.

Nieuwe en verbeterde methoden voor het winnen van geothermische energie zouden het echter mogelijk kunnen maken om deze energiebron op grote schaal te gebruiken - maar niet zonder potentieel grote risico's. Het gebruik van geothermische energie is geen nieuwe uitvinding en wordt al tientallen jaren gebruikt om klimaatvriendelijke elektriciteit te produceren in landen met gunstige geothermische omstandigheden, zoals IJsland en Italië, en al meer dan 100 jaar in Toscane.

In totaal gebruiken ongeveer 88 landen wereldwijd deze hernieuwbare energiebron, hoewel de wereldwijde capaciteit voor hernieuwbare energie tot nu toe slechts één procent bedraagt. Recente vooruitgang door individuele bedrijven laat echter zien dat het potentieel veel groter is, zoals Fervo Energy vorig jaar aantoonde met haar fabriek in Nevada en nu van plan is om door te gaan met de bouw van nog een fabriek in Utah.

Hydraulische fracturering en ondergrondse opslag

Een van de nieuwe technieken - hydraulic fracturing, kortweg fracking - wordt in de olie- en gasindustrie gebruikt om de permeabiliteit van rotsformaties te vergroten. Met behulp van geavanceerde boortechnieken is het nu mogelijk om veel verder in het vaste ondergrondse gesteente door te dringen. Water wordt dan diep in de grond geïnjecteerd om stoom te creëren, die veel lichter is dan vloeibaar water en door de poriën opstijgt om turbines aan te drijven voor het opwekken van energie.

Fervo Energy is ook van plan om enorme ondergrondse batterijen te bouwen, aangezien het onder druk gezette hete water of de stoom in wezen fungeert als een opslagmedium voor de thermische energie in de bodem. Wanneer er bijvoorbeeld weinig vraag is naar elektriciteit, kan er meer water in de gebroken rotsformaties worden gepompt, waardoor de druk in het systeem toeneemt.

Omgekeerd, wanneer de vraag naar elektriciteit hoog is, kan de hoeveelheid gepompt water worden verminderd of kan zelfs een deel van het bestaande warme water worden onttrokken. Dit verlaagt de druk, waardoor het resterende water met een hoge temperatuur gemakkelijker kan stromen en meer stoom kan leveren voor de elektriciteitsopwekking.

Niet-mechanisch boren

Het wordt steeds duidelijker dat geothermische energie een onderwerp is met een groot potentieel voor het versnellen van de energietransitie, en wereldwijd nemen onderzoek en proefprojecten op het gebied van geothermische energie toe. AltaRock Energy, bijvoorbeeld, heeft onder het motto "Geothermal everywhere" speciale niet-mechanische boortechnieken ontwikkeld, zoals plasma- of millimetergolfmethoden om zeer heet gesteente tot op een diepte van 15-20 km te penetreren.

Utah Forge is een ondergronds veldlaboratorium gesponsord door het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) dat momenteel een gat boort dat kan dienen als testbed voor verbeterde geothermische technologieën door een gedetailleerd beeld te geven van wat er diep onder de grond gebeurt.

Gevaar voor aardbevingen?

Wetenschappers zijn echter verdeeld over de veiligheid van hydraulisch breken, en er bestaat bezorgdheid dat het proces de seismische activiteit kan verhogen en aardbevingen kan veroorzaken, wat in verband is gebracht met een incident in Zuid-Korea in 2017. Het valt dus nog te bezien hoe veilig de nieuwe methoden echt zijn.