Fallstudie
The Potential for Superhot Rock Energy in North America
Was wäre, wenn es eine allgegenwärtige, immer verfügbare erneuerbare Energiequelle gäbe, die das Potenzial hätte, die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen zu ersetzen und einen Großteil des künftigen Energiebedarfs der Welt zu decken? Was wäre, wenn diese Energiequelle eine stabile Energieversorgung ohne Probleme mit der Variabilität bieten könnte? Was wäre, wenn sie einen geringen Flächenbedarf hätte und weltweit verfügbar wäre, so dass weniger Energie importiert werden müsste?
Diese Energiequelle ist möglich. Sie heißt superheiße Felsenergie.
Die Kraft der geothermischen Energie aus superheißem Gestein
Superheiße Gesteinsenergie ist eine neu entstehende Energiequelle, die riesige Vorräte an erneuerbarer Energie nutzbar macht, indem Wasser tief in heißes unterirdisches Gestein gepumpt wird, wo es sich auf natürliche Weise erhitzt und dann als Dampf an die Oberfläche zurückkehrt. Dieser Dampf könnte zur Erzeugung von kohlenstofffreiem Strom, sauberem Wasserstoff und anderen energieintensiven Produkten genutzt werden.
Herkömmliche geothermische Systeme, die heute in Betrieb sind, funktionieren nur in Regionen, in denen natürlich heißes Wasser nahe der Erdoberfläche vorhanden ist. Im Gegensatz dazu würden superheiße Felsenergiesysteme tiefer in die Erde reichen und keine unterirdischen Wasserquellen benötigen, so dass sie auf der ganzen Welt einsetzbar wären. Mit entsprechenden Investitionen zur Überwindung der technologischen Hürden könnte die Energie aus superheißem Gestein einen kommerziellen Maßstab erreichen. Wenn dies gelingt, könnte superheiße Gesteinsenergie in großem Maßstab sauberen Strom liefern, ohne das Importrisiko und den Landnutzungs-Fußabdruck anderer Energiequellen.
Abbildung 1: Animation eines Energiesystems aus superheißem Gestein

Superhot rock energy’s enormous potential in North America
First-of-a-kind modeling from Clean Air Task Force and the University of Twente in the Netherlands estimated superhot rock energy potential around the world. This modeling represents preliminary estimates of superhot rock potential, rather than confirmed resources. Nevertheless, it suggests that North America is well endowed with superhot rock resources, as illustrated in our global map.i
CATF’s model finds superhot rock energy potential across about 13% of North America’s land area — amounting to more than 3.3 million square kilometers — at depths below 12.5 km (about 8 mi). With a concerted focus on deep drilling research and technology innovation, North America should be able to access superhot rock nearly anywhere.
Just 1% of North America’s superhot rock resource has the potential to provide 7.5 terawatts of energy capacity, which could generate over 62,000 terawatt-hours (TWh) of electricity. Though these numbers are only preliminary, their scale is enormous. To provide perspective, the city of Toronto consumed 23 TWh in 2021, so North America’s superhot rock energy resource capacity could theoretically satisfy the annual electricity demands of nearly 2,700 additional cities equivalent to Toronto.
Energy demand in North America
North America’s energy demand is projected to rise over the coming decades due to a growing population, higher per-capita energy consumption, and the electrification of additional sectors of the economy. North American countries will also need to adopt more energy-intensive technologies to adapt to rising temperatures and extended droughts, while shifting their energy sectors away from fossil fuels.
For low- and middle-income countries (LMICs) in North America, the immense capacity of superhot rock energy could also play a crucial role in fostering sustainable development. Superhot rock energy projects can increase the overall capacity of the electrical grid, providing more reliable and consistent power to homes, businesses, and industries. Improved access to electricity is crucial for economic development. Additionally, the development of superhot rock energy projects may attract foreign investment and expertise. Collaborating with international partners can bring in funding, technology, and knowledge, fostering a supportive environment for sustainable development.
If fully deployed and utilized, North America’s superhot rock resource potential could help meet the region’s growing energy demand, reduce energy poverty, spur economic growth, and possibly produce additional electricity that could be exported in the form of high-electricity consuming products or zero-carbon fuels.
Figure 2: The total capacity potential of superhot rock energy if fully developed across countries with available heat in North America


Vorteile für Umwelt und Gesundheit
The combined Nationally Determined Contributions (NDCs) under the Paris Agreement for all North American countries that have significant superhot rock energy resourcesii aim to reduce emissions by over 43,000 megatonnes of CO2eq annually by 2030. North America’s superhot rock energy endowment could replace fossil-based energy sources and their associated carbon emissions. While it is improbable that superhot rock energy will reach commercial scale in time to support 2030 climate goals, it does have the potential to enable low-carbon energy development over time. Superhot rock energy would also provide air quality and health benefits by reducing nitrogen oxides, sulfur dioxide, particulate matter, and other toxic pollutants associated with the combustion of fossil fuels. And excess superhot rock energy could help North America produce zero-carbon fuels for decarbonizing industrial and transportation sectors.
Nutzung von Fachwissen über den Untergrund
North America is renowned for its subsurface expertise and infrastructure, and the continent’s oil and gas companies are well poised to champion superhot rock on both domestic and foreign soil. They maintain deep expertise in many of the technical areas needed to deploy superhot rock energy quickly and a fleet of international assets, such as drilling rigs and contractual partners, that could do so at a global scale. Many of the electricians, mechanics, geoscientists, and more currently working in the continent’s oil and gas sector could find similar employment in the superhot rock industry, enabling a zero-carbon employment pathway. Meanwhile, an intensive drilling and resource development program by well-funded consortia that include oil and gas industry players around the region could provide the knowledge and innovation needed to develop and rapidly commercialize superhot rock energy.
Ermöglichung eines zuverlässigen und effizienten Netzes
Energie aus superheißem Gestein ist rund um die Uhr verfügbar, egal ob es regnet oder scheint. Ein Elektrizitätssystem ohne diese Art von gesicherter Energie erfordert den Aufbau überschüssiger Erzeugungs- und Übertragungskapazitäten, um sicherzustellen, dass immer genügend Energie zur Verfügung steht, um die Nachfrage zu decken. Eine kürzlich durchgeführte Studie für Kalifornien hat beispielsweise ergeben, dass ein Energiesystem, das sauberen festen Strom enthält, ein Drittel der neuen Übertragungskapazitäten im Vergleich zu einem System ohne diese Ressourcen erfordern würde. Und schließlich nutzt das 24/7-Erzeugungsprofil der superheißen Gesteinsenergie die bestehende Netzinfrastruktur besser, da sie zuverlässig und gleichmäßig arbeitet und so die Abhängigkeit von der Nachfrageseite und der teuren Reserveerzeugung verringert.
Effiziente Flächennutzung
Superhot rock energy is expected to be an extremely energy-dense resource, so its land requirements will be exceptionally low. Producing 1 GW of superhot rock energy is estimated to require roughly 12 km2 (7 sq mi) of land, compared to approximately 160 km2 (100 sq mi) of land for natural gas, 180 km2 (110 sq mi) for solar, 520 km2 (325 sq mi) for offshore wind, and 14,000 km2 (8,700 sq mi) for biomass.iii

Was wird das kosten?
According to preliminary modeling, electricity produced from mature superhot rock energy resources could be competitive with conventional power sources priced potentially as low as $25-40 (USD) per MWh on a global average.iv Initial costs will be higher for first-of-a-kind projects but are likely to progressively decline in the same way that unconventional shale gas, solar, and wind project costs have declined after commercialization.
Abbildung 3: Illustratives Diagramm, das zeigt, wie Strom aus superheißem Gestein für Nth-of-a-kind-Kraftwerke (NOAK) auf der Grundlage der geschätzten Stromgestehungskosten nach der vollständigen Kommerzialisierung voraussichtlich wettbewerbsfähig sein wird

Mit der richtigen Finanzierung und politischer Unterstützung könnte die Energie aus superheißem Gestein ihr volles Potenzial entfalten: die Erzeugung von erneuerbarer Energie in Hülle und Fülle auf der ganzen Welt.
Um mehr über die politischen und technologischen Innovationen zu erfahren, die erforderlich sind, um das revolutionäre Potenzial der superheißen Gesteinsenergie zu nutzen, besuchen Sie unsere Website. Weitere Ergebnisse der Heat-Mapping-Forschung von CATFfinden Sie hier. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an [email protected].
Endnoten
i. Methodik in Kürze
ii. Canada, Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, Mexico, Nicaragua, and the United States
iii. Land use estimates for superhot rock energy from LucidCatalyst and Hotrock Research Organization. (2023). A Preliminary Techno-Economic Model of Superhot Rock Energy. https://www.catf.us/resource/preliminary-techno-economic-model-superhot-rock-energy/. Land use estimates for all other energy sources from Lovering, Jessica, Swain, Marian, Blomqvist, Linus, & Hernandez, Rebecca R. (2022). “Land-use intensity of electricity production and tomorrow’s energy landscape.” PLoS ONE 17(7): e0270155. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0270155
iv. The cost scenarios were developed using CATF’s SHR technoeconomic model (Herter, 2023). It is important to understand that water risk or restriction has not been considered. Furthermore, the LCOE report assumes engineering innovations in deep drilling, reservoir creation, well construction and downhole tools needed to allow the commercial development of a superhot rock geothermal project. These cost estimates do not represent the likely costs for first-of-a-kind superhot rock plants. Rather, the report estimates costs for Nth-of-a-kind plants. Furthermore, the report is considering operation conductions and knowledge present in the United States. The numbers have not been adjusted for regional cost biases.
Zukünftiger Zustand von superheißem Gestein:
Die wichtigsten Schritte zum Erfolg

Private und öffentliche Investitionen
Damit die Energie aus superheißem Gestein ihr volles Potenzial entfalten kann, sind Investitionen sowohl aus privaten als auch aus öffentlichen Quellen erforderlich. Es werden Ressourcen von Regierungen, der geothermischen Industrie, akademischen Einrichtungen, der Öl- und Gasindustrie und Technologieunternehmen benötigt.

Staatliche Investitionen
Frühe staatliche Investitionen können den Prozess der Kommerzialisierung beschleunigen, indem sie Anreize für Bohrkampagnen bieten, Forschung und Entwicklung in der Frühphase finanzieren, um das Risiko für superheißes Gestein im öffentlichen und privaten Sektor zu verringern, Pilotprojekte finanzieren und die Zusammenarbeit zwischen internationalen Projekten fördern.

Regulatorische
Regelung
Es bedarf neuer politischer Maßnahmen, um sicherzustellen, dass die Entwicklung von Energie aus superheißen Gesteinen sowohl sicher als auch effizient ist. Auch institutionelle Rahmenbedingungen sind erforderlich, um die für die Entwicklung und Skalierbarkeit auf globaler Ebene erforderlichen Ressourcen bereitzustellen.
Möchten Sie mehr erfahren?
Tauchen Sie tiefer in superheißen Rock ein
Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise des Superhot-Rock-Verfahrens und erkunden Sie die potenziellen Vorteile, die diese Energiequelle bietet.