Die Energie aus superheißem Gestein wächst, braucht aber mehr Unterstützung, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen

Superhot Rock Energy ist eine visionäre geothermische Technologie, die Wärme aus den Tiefen der Erde gewinnt, um kohlenstoffarme Elektrizität und sauberen Wasserstoff zu erzeugen. Sie kann als erschwingliche, stets verfügbare saubere Energiequelle dienen und hat das Potenzial, Wissen, Know-how und Technologien aus der Öl- und Gasindustrie in Arbeitsplätze im Bereich der sauberen Energie zu überführen. Darüber hinaus hat superheißes Gestein einen geringen Flächenbedarf und kann die Energiesicherheit erhöhen, indem es eine lokale Quelle für reichlich saubere, feste Energie bietet. 

Kartierung der Energie von superheißem Gestein 

Die Energie aus superheißem Gestein wird als am effizientesten angesehen, wenn in Gestein gebohrt wird, das unter hohem Druck (22 MPa) steht und heißer als 374 °C ist (im Idealfall sogar 400 °C oder mehr). Sobald das heiße Gestein erreicht ist, wird Wasser durch Risse oder Rohre zirkuliert, um die Wärme zu sammeln, und dann sicher an die Oberfläche zurückgebracht. Obwohl es sich hierbei um eine neue Technologie handelt, haben einige Projekte bereits superheiße Bedingungen erreicht, und weitere sind für die Zukunft geplant. 

Die Tiefe, die erforderlich ist, um überhitztes Gestein zu erreichen, ist unterschiedlich - in einigen Teilen der Erdkruste ist die Hitze nur oberflächlich, in anderen Teilen liegt sie tiefer. Forschungslabors auf der ganzen Welt arbeiten derzeit daran, unser Verständnis der Tiefe, in der Temperaturen von 400 °C erreicht werden, zu verbessern, indem sie die Genauigkeit von Simulationsmodellen erhöhen und Messungen vor Ort miteinander abgleichen. Darüber hinaus treibt die Privatwirtschaft die Grenzen der Bohrtechnologie aktiv voran und bietet innovative Lösungen an, damit superheißes Gestein fast überall auf der Welt zugänglich ist, egal wie tief es ist. Derzeit kann superheißes Gestein dort erschlossen werden, wo die Wärme gering ist (d. h. in weniger als 10 km Tiefe). 

Um das Bewusstsein für das unvergleichliche Potenzial der superheißen Gesteinsenergie zu schärfen, hat CATF eine Karte der superheißen Gesteinsprojekte erstellt, auf der superheiße Gesteinsprojekte in verschiedenen Reifestadien dargestellt sind. Die Karte zeigt die geschätzte Tiefe bis zum Erreichen von 450°C in der ganzen Welt sowie bestehende und geplante Superhot-Rock-Projekte und -Bohrungen. Die Bohrungen und Projekte sind nach Regionen gruppiert. Factsheets für jede Region enthalten weitere Informationen über die Tiefe der Bohrungen nach superheißem Gestein, den erreichten Druck und die Temperatur, die tektonischen Gegebenheiten der Region sowie die lokale Geologie und die Art der Lagerstätte. Diese Datenblätter können durch Anklicken der auf der Karte angegebenen Regionen aufgerufen werden. Diese Factsheets werden 2023 um Daten zu Bohrlochausfällen (falls zutreffend) und einzigartigen Innovationen, die sich aus den einzelnen Projekten oder Bohrungen ergeben, ergänzt werden. 

Die Superhot Rock Energy Map veranschaulicht einige wichtige Merkmale der Erschließung von Superhot Rock Energy: 

Energie aus superheißem Gestein hat enormes Potenzial 

In vielen Gebieten der Welt befindet sich superheißes Gestein in einer Tiefe von weniger als 10 km unter der Erdoberfläche. Diese Gebiete haben ein extrem hohes Potenzial für superheißes Gestein, da die derzeitigen Technologien bereits in der Lage sind, bis in diese Tiefe zu bohren. Obwohl noch technologische Innovationen erforderlich sind, um das Bohren, die Fertigstellung von Bohrlöchern und die Schaffung von Reservoiren unter diesen sehr heißen und hohen Druckbedingungen zu unterstützen, sind diese Regionen reif für die Erschließung und Erprobung von superheißem Gestein. 

Energie aus superheißem Gestein kann weltweit produziert werden 

Sobald die technologischen Innovationen so weit fortgeschritten sind, dass ultratiefe Bohrungen in überhitztem Gestein möglich sind, wird die Energie aus überhitztem Gestein praktisch überall auf der Welt verfügbar sein. Auch wenn die Erforschung, Entwicklung und Demonstration ultratiefer Bohrungen 5-10 Jahre dauern kann, bis sie ausgereift sind, hat superheißes Gestein kurzfristig immer noch globales Potenzial. Die Karte zeigt große Gebiete auf allen Kontinenten mit Zugang zu superheißem Gestein in derzeit zugänglichen Tiefen (weniger als 10 km). Dies wird auch durch die Tatsache verdeutlicht, dass auf allen Kontinenten außer Südamerika und der Antarktis Superheißgesteinsprojekte gebohrt werden oder geplant sind. 

Das meiste Potenzial für superheiße Gesteine ist ungenutzt 

Bisher wurden weniger als 50 Bohrungen in überhitztem oder fast überhitztem Gestein niedergebracht, und zwar in nur etwa 20 Projektgebieten in acht Ländern (USA, Mexiko, Island, Italien, Griechenland, Kenia, Japan und Neuseeland). Die überwiegende Mehrheit der Gebiete, in denen superheiße Gesteinsvorkommen in geringer Tiefe vorhanden sind, verfügen nicht über ein entsprechendes Superhot-Rock-Projekt. 

Die bisher begrenzte Anzahl von Superhot-Projekten ist vor allem auf einen erheblichen Mangel an Finanzmitteln zurückzuführen. Frühe Demonstrationsprojekte fördern die Innovation und das "Learning by doing" in Bezug auf superheißes Gestein und sind entscheidend für die Entwicklung der Technologien, die zur Nutzung des Potenzials erforderlich sind. Neue Technologien sind jedoch risikoreich, und viele private Investoren zögern, Finanzmittel bereitzustellen. Zur Unterstützung von Demonstrationen in der Frühphase und der technologischen Entwicklung von superheißem Gestein sind beträchtliche öffentliche Investitionen erforderlich. Sobald diese Demonstrationen die Kapazität von superheißem Gestein bewiesen haben, wird erwartet, dass private Investitionen schnell ansteigen und den Kommerzialisierungsprozess unterstützen. 

Die Entwicklung von superheißem Gestein steckt noch in den Kinderschuhen - aber sie wächst 

Die Superhot Rock Project Map teilt die Projekte in drei Stufen ein. Stufe 1 bezieht sich auf Projekte, die die Erschließung von superheißem Gestein planen, Stufe 2 auf Projekte, die in superheißes Gestein gebohrt haben, und Stufe 3 auf Projekte, die superheiße Gesteinsenergie zur Errichtung eines Kraftwerks und zur Stromerzeugung genutzt haben. Von den vierzehn abgeschlossenen Projekten zur Erschließung von superheißem Gestein, die auf der Karte aufgeführt sind, sind alle der Stufe 2 zuzuordnen. Bei einigen Projekten handelt es sich um Fälle, in denen konventionelle geothermische Bohrungen unerwartet auf superheißes Gestein in geringerer Tiefe als erwartet gestoßen sind. Bis zum Jahr 2022 gab es mehrere Projekte, bei denen Strom aus überhitzten Flüssigkeiten erzeugt wurde, aber keines davon war in der Lage, Flüssigkeiten mit höherem Druck (superkritisch) für die Stromerzeugung zu nutzen. Die Erkenntnisse aus diesen früheren Projekten werden den geplanten Projekten für überhitztes Gestein (Stufe 1) zugute kommen, und wir gehen davon aus, dass viele davon erfolgreich sein werden. 

Die geplanten Projekte (Stufe 1) auf der Karte zeigen ein wachsendes Interesse an superheißem Gestein und eine zunehmende Anzahl von Projekten. Von den 23 aufgelisteten Projekten ist fast die Hälfte (9 Projekte) der Stufe 1 zuzuordnen. Die vierzehn Projekte der Stufe 2 verteilen sich auf fast sechzig Jahre, wobei die früheste Bohrung auf superheißem Gestein in den Jahren 1964-1965 (am Salton Sea) niedergebracht wurde und die meisten Bohrungen in den 1980er Jahren durchgeführt wurden. Es ist ermutigend, dass die Anzahl der in den nächsten Jahren geplanten Superheißgesteinsprojekte fast der Gesamtzahl aller bisherigen Erschließungen von Superheißgestein über mehr als 60 Jahre hinweg entspricht. Selbst wenn man nur die Bohrungen betrachtet (und nicht die Projekte, die mehrere Bohrungen umfassen), ist die Zahl der derzeit geplanten Superheißgesteinsprojekte beträchtlich - und es werden noch mehr Projekte bekannt werden, wenn die Unternehmen sich Land sichern und mit der Prospektion beginnen. 

Politischer Bedarf 

Es gibt zwei wichtige politische Hebel, die Regierungen auf der ganzen Welt nutzen können, um das Potenzial der superheißen Gesteinsenergie auszuschöpfen: Investitionen und die Entwicklung von Rechtsvorschriften. 

Um Superhot Rock zum Erfolg zu verhelfen, müssen die Regierungen in Demonstrationen und technologische Innovationen investieren. Die Regierungen können eine einzigartige Rolle spielen, indem sie Entwicklungs- und Forschungsarbeiten im Frühstadium finanzieren, um das Risiko für die Technologie der superheißen Gesteine zu verringern und Investitionen des Privatsektors zu erleichtern. Zu den wichtigsten Frühinvestitionen gehören: 

• Finanzierung der Forschung im Bereich der Hochtemperatur- und Hochdruck-Bohrtechnik (auf der Grundlage der Erforschung der Gesteinseigenschaften), von Anlagen zur Stromerzeugung an der Oberfläche und der Schaffung von Reservoiren, in denen Flüssigkeiten zirkulieren und Wärme entzogen werden kann. 

• Finanzierung von Pilotversuchen zur Energiegewinnung aus superheißem Gestein. 

Ein weiteres wichtiges politisches Erfordernis für die Energiegewinnung aus superheißen Gesteinen ist die Entwicklung eines angemessenen Regulierungssystems, um sicherzustellen, dass die Erschließung superheißer Gesteine sowohl sicher als auch effizient ist. Dies trägt dazu bei, den dringenden Handlungsbedarf zur Reduzierung der CO2-Emissionen zu erfüllen und letztlich die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu vermeiden. Auch wenn die Einzelheiten von Land zu Land unterschiedlich sind, ist dies ein wichtiger globaler Bedarf. 

Die Energie aus superheißem Gestein hat das Potenzial, den Strom- und Elektrizitätssektor der Welt zu revolutionieren und einen erschwinglichen Übergang zu sauberer, lokal erzeugter Energie auf der ganzen Welt zu ermöglichen. Mit einer relativ geringen Investition können Regierungen dazu beitragen, diese transformative Energiequelle zu entwickeln und die Zukunft ihrer Volkswirtschaften und unseres Planeten zu gestalten. 

Eine gemeinschaftliche Anstrengung  

Clean Air Task Force hat diese Karte auf der Grundlage unserer frei zugänglichen Tabellenkalkulation erstellt, um das Wachstum bei der Entwicklung der Energiegewinnung aus superheißem Gestein zu verfolgen und zu visualisieren. CATF sieht diese Karte als ein lebendiges Dokument mit regelmäßigen Aktualisierungen vor. Wenn Sie aufgenommen werden möchten oder Informationen sehen, die aktualisiert werden müssen, wenden Sie sich bitte an Philip Ball unter[email protected].