Wie Europa von einer vielversprechenden sauberen Energiequelle profitieren kann, von der Sie noch nie gehört haben
Die Energie aus superheißem Gestein ist eine ungenutzte Ressource, die Europa dabei helfen kann, sein doppeltes Ziel der Energiesicherheit und Klimaneutralität zu erreichen.
Die Energiekrise in Europa hat gezeigt, dass eine übermäßige Abhängigkeit von einem einzigen Energielieferanten und einer begrenzten Anzahl von Technologieoptionen kein gangbarer Weg für die Region ist. Dieser neue geopolitische Kontext, der Europas Position als Klimavorreiter bedroht, hat die Notwendigkeit einer beschleunigten Energiewende unterstrichen - weg von der Abhängigkeit von externen fossilen Brennstoffen hin zu einer unabhängigeren, energiesicheren Zukunft, die die Dekarbonisierung in den Mittelpunkt stellt. Dies kann nur durch eine auf Optionen basierende Klimastrategie erreicht werden, die eine Vielzahl von sauberen, festen Energiequellen umfasst, einschließlich geothermischer Technologien der nächsten Generation, die superheiße Gesteinsenergie (SHR) nutzbar machen können. Mit der richtigen Unterstützung hat SHR das Potenzial, das europäische Energiesystem zu stärken und sauberen, erneuerbaren und stets verfügbaren Strom und Wärme aus lokaler Produktion auf dem Kontinent zu gewährleisten.
Was ist superheiße Felsenergie?
Superhot Rock Energy ist eine geothermische Energiequelle der nächsten Generation, die darauf abzielt, Strom aus tieferen und heißeren Bedingungen zu erzeugen als die derzeitigen geothermischen Projekte der nächsten Generation und die heutigen herkömmlichen geothermischen Systeme. Die Technologie der superheißen Gesteinsenergie macht sich den "überkritischen" Zustand von Wasser (über 400°C) zunutze, das gleichzeitig die Eigenschaften einer Flüssigkeit und eines Dampfes hat.
In superheißen Gesteinssystemen wird Wasser in Tiefen gepresst, in denen die Gesteinstemperatur 400°C übersteigt, und dann zur Energieerzeugung an die Oberfläche zurückgeführt. Dieser Prozess nutzt geothermische Technologien der nächsten Generation, wie z. B. Enhanced Geothermal Systems (EGS) oder Closed Loop Geothermal Systems (CLGS), um die Flüssigkeit in Regionen ohne natürliche hydrothermale Flüssigkeitsquelle oder Durchlässigkeit zirkulieren zu lassen. In der Forschung werden geothermische Systeme mit einer Temperatur von über 400˚C und 220 bar oft als "überkritische geothermische Systeme" bezeichnet. Man geht davon aus, dass die Förderung von Wasser über 400˚C die 5-10-fache Energiemenge einer herkömmlichen geothermischen Bohrung liefert.
Die Tiefe, die erforderlich ist, um 400 °C heißes Gestein zu erreichen, ist unterschiedlich - in einigen Teilen der Erdkruste ist die Hitze gering (2-5 km), in anderen tiefer (10-20 km). Überhitzte Gesteinssysteme können mit der heutigen Technologie dort nachgewiesen werden, wo die Hitze relativ gering ist (4-7 km).Mehrere von der EU finanzierte Projekte haben bereits überkritische Bedingungen erreicht. Um die für "Geothermie überall" erforderliche Tiefe zu erreichen, sind technologische Fortschritte erforderlich. Die Entwicklung von Werkzeugen und Methoden, die unter extremen Hitze- und Druckbedingungen arbeiten können, würde bedeuten, dass wir praktisch überall auf Wärmeressourcen zugreifen könnten.
Warum braucht Europa Energie aus superheißem Gestein?
Mit einer entsprechenden Strategie und einer soliden Finanzierung könnte die Energie aus superheißem Gestein innerhalb weniger Jahrzehnte ein Terawatt an lokalem kohlenstofffreiem Grundlaststrom liefern und damit einen wichtigen Beitrag zu Europas Klima- und Energiesicherheitszielen leisten.
Die Nutzung dieser sauberen, sicheren und buchstäblich unerschöpflichen Energiequelle würde Europa helfen, sich von der Abhängigkeit von ausländischen fossilen Brennstoffen zu lösen. Die Energiedichte und die Energie pro Bohrung dieses Energieerzeugungsweges bedeuten, dass er mit anderen Energiequellen kostenmäßig konkurrieren könnte, sobald er den kommerziellen Maßstab erreicht. Die Energie aus superheißem Gestein, die sowohl Strom als auch Wärme erzeugt, könnte auch dazu beitragen, erhebliche Mengen an sauberem Wasserstoff zu produzieren, den mehrere Sektoren zur Dekarbonisierung benötigen.
Darüber hinaus benötigen superheiße Gesteinssysteme nur wenig Land und oberirdische Strukturen, was vor dem Hintergrund der begrenzten Verfügbarkeit von Land in Europa besonders wichtig ist.Der Betrieb von Supergesteins-Energiesystemen könnte auch eine beträchtliche Anzahl von Arbeitsplätzen schaffen, einschließlich der Nutzung der Fähigkeiten der vorhandenen Arbeitskräfte im Energiesektor.
Wie steht es um die Energie aus superheißem Gestein in Europa?
Erstmalige Modellierung von Clean Air Task Force und der Universität Twente schätzt das Energiepotenzial von superheißem Gestein auf der ganzen Welt. Bei dieser Modellierung handelt es sich um vorläufige Schätzungen des Potenzials von superheißem Gestein und nicht um bestätigte Ressourcen. Dennoch deutet es darauf hin, dass Europa über ein großes Potenzial an superheißen Gesteinen verfügt.
CATFDas Modell der Kommission stellt fest, dass auf etwa 9 % der europäischen Landfläche - das sind fast 900 000 km2 - in Tiefen unter 12,5 km superheiße Gesteinsschichten vorhanden sind. Mit einer konzertierten Konzentration auf Tiefbohrforschung und technologische Innovation sollte Europa in der Lage sein, superheißes Gestein auf dem gesamten Kontinent zu erschließen.
Nur 1 % der europäischen Ressourcen an superheißem Gestein hat das Potenzial, eine Energiekapazität von 2,1 Terawatt bereitzustellen, mit der fast 18 000 Terawattstunden (TWh) Strom erzeugt werden könnten. Diese Zahlen sind zwar nur vorläufig, aber ihre Größenordnung ist enorm. Zur Veranschaulichung: Die Stadt Berlin verbrauchte im Jahr 2022 12,5 TWh, so dass die Kapazität der superheißen Gesteinsressourcen in Europa theoretisch den jährlichen Strombedarf von mehr als 1 400 zusätzlichen Städten, die Berlin entsprechen, decken könnte.
Europa ist mit Projekten im Oberrheintal, in Italien, Island und anderswo bereits führend in der Erforschung technischer geothermischer und überhitzter Gesteinssysteme. Mehrere vom EU-Programm Horizon finanzierte Projekte(DEEPEGS, DESCRAMBLE, GEMex) haben bereits überkritische Bedingungen erreicht.Andere(IMAGE, HITI, DEEPEN) haben bemerkenswerte Fortschritte in der angrenzenden Forschung gemacht, die auch von privaten Unternehmen durchgeführt wird, beispielsweise bei Bohrtechnologien. All diese Bemühungen müssen koordiniert, weiterverfolgt und ausgeweitet werden, um die Energie aus überhitztem Gestein zu demonstrieren und in großem Maßstab in der EU und darüber hinaus einzusetzen.
Was muss Europa tun, um von der superheißen Gesteinsenergie profitieren zu können?
- Entwicklung einer Strategie für geothermische Energie
Die EU braucht eine umfassende Strategie für eine breitere Nutzung der geothermischen Energie. Die Energie aus superheißem Gestein sollte eine Schlüsselkomponente dieser Strategie sein und einen Weg zur Demonstration und zum Einsatz in großem Maßstab bieten.
Einige Länder könnten auch von der Entwicklung nationaler Geothermie-Strategien profitieren. Alternativ können nationale Energie- und Klimapläne zur Planung der Entwicklung und Demonstration der superheißen Gesteinsenergie genutzt werden. Darüber hinaus zeigt die öffentliche Umfrage vonCATF in sechs europäischen Ländern, dass trotz des anfänglich geringen Bekanntheitsgrades der superheißen Gesteinsenergie die Befragten, nachdem sie eine Beschreibung der Technologie gelesen hatten, in allen untersuchten Ländern eine starke Unterstützung für ihre Einführung zeigten (63 % befürworten sie, 30 % sind neutral und nur 7 % lehnen sie ab).
- Finanzierung einer kühnen Forschungsagenda
Die Finanzierung von Pilotdemonstrationen ist in dieser Phase entscheidend. Die Entwicklung der Technologie für superheiße Gesteine kann schon heute durch Bohrungen in der Nähe bestehender geothermischer Felder beginnen, wo die Erdwärme nahe an der Oberfläche ist.
Es sollten auch mehr Mittel für die Forschung bereitgestellt werden, die darauf abzielt, die Systemkomponenten so weit zu entwickeln, dass sie unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen arbeiten können.
Öffentliche Mittel können in der Frühphase der Forschung und Entwicklung eine Rolle spielen, um das Risiko für private Investitionen zu senken und sie so anzuziehen. Zu diesem Zweck könnten sowohl EU- als auch nationale Finanzierungsinstrumente eingesetzt werden. Öffentliche Umfragen zeigen, dass 65 % der Befragten dafür sind, dass ihre Regierungen in superheiße Gesteine investieren.
- Vernetzung der Akteure
Die Demonstration und Kommerzialisierung der Energie aus superheißem Gestein erfordert die Zusammenarbeit der Akteure, den Austausch von Wissen und die Bildung von Konsortien. Diese Prozesse könnten durch die Schaffung von nationalen und EU-Stakeholder-Plattformen erleichtert werden, um eine Zusammenarbeit auf allen Ebenen zu ermöglichen. Diese Plattformen sollten sich mit spezifischen Arbeitsbereichen im Zusammenhang mit superheißer Gesteinsenergie befassen und diese durchführen.
- Einrichtung eines EU-Datenspeichers
Unterirdische Daten sind von entscheidender Bedeutung, um Unternehmen bei der Erkundung von Wärmequellen zu unterstützen und das Risiko eines Bohrlochausfalls zu verringern. Die nationalen Regierungen können eine Rolle bei der Finanzierung der Kartierung von geothermischen Ressourcen und Erkundungsbohrungen spielen, wenn solche Daten fehlen. Die Daten sollten dann harmonisiert und in einem zentralen EU-Portal gesammelt werden, das für alle zugänglich ist.
Verschiedene von der EU geförderte Projekte haben bereits Bohrungen mit Temperaturen von über 400 °C durchgeführt, doch der Meilenstein, ein durchgängiges verbessertes geothermisches System in dieser Umgebung zu schaffen, ist noch nicht erreicht. Durch die Ausarbeitung einer klaren Strategie, Investitionen in Forschung und Entwicklung, die Zusammenführung der wichtigsten Interessengruppen und die Bereitstellung von Daten aus dem Untergrund kann Europa bei der Nutzung dieser vielversprechenden sauberen Energiequelle die Führung übernehmen.
