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Fallstudie

The Potential for Superhot Rock Energy in Oceania

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. 

Superhot rock energy’s enormous potential in Oceania

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 Oceania is well endowed with superhot rock resources, as illustrated in our global map.i

CATF’s model finds superhot rock energy potential across about 15% of Oceania’s land area — amounting to more than 480 thousand square kilometers — at depths below 12.5 km. With a concerted focus on deep drilling research and technology innovation, Oceania should be able to access superhot rock nearly anywhere.

Just 1% of Oceania’s superhot rock resource has the potential to provide 1.1 terawatts of energy capacity, which could generate nearly 9,000 terawatt-hours (TWh) of electricity. Though these numbers are only preliminary, their scale is enormous. To provide perspective, the city of Sydney consumed 3.4 TWh in Fiscal Year 2018-19, so Oceania’s superhot rock energy resource capacity could theoretically satisfy the annual electricity demands of over 2,500 additional cities equivalent to Sydney.

Energy demand in Oceania

Oceania’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. Oceanian 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.

If fully deployed and utilized, Oceania’s superhot rock resource potential could help meet the region’s energy demand, and might even produce additional electricity that could be exported in the form of high-electricity consuming products or zero-carbon fuels.


Vorteile für Umwelt und Gesundheit

The combined Nationally Determined Contributions (NDCs) under the Paris Agreement for all Oceanian countries and regions that have significant superhot rock energy resourcesii aim to reduce emissions by over 267 megatonnes of CO2eq annually by 2030. Additionally, numerous countries in the region have adopted zero-carbon or climate neutrality goals.iii Oceania’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 Oceania produce zero-carbon fuels for decarbonizing industrial and transportation sectors.

Nutzung von Fachwissen über den Untergrund

Oceania has strong subsurface expertise and infrastructure, and the region’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 region’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 country 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 of land, compared to approximately 160 km2 of land for natural gas, 180 km2 for solar, 520 km2 for offshore wind, and 14,000 km2 for biomass.iv

Was wird das kosten?

Vorläufigen Modellierungen zufolge könnte Strom aus ausgereiften superheißen Gesteinsressourcen mit konventionellen Energiequellen konkurrieren, und zwar zu einem Preis, der im weltweiten Durchschnitt bei 25-40 US-Dollar pro MWh liegt.v Die anfänglichen Kosten werden bei Projekten, die zum ersten Mal durchgeführt werden, höher sein, dürften aber nach und nach sinken, so wie die Kosten für unkonventionelle Schiefergas-, Solar- und Windkraftprojekte nach der Kommerzialisierung gesunken sind.



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. Australia, New Caledonia, New Zealand, Papua New Guinea, and Vanuatu

iii. Australia, France (of which New Caledonia is a part), New Zealand, and Papua New Guinea

iv. 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

v. Die Kostenszenarien wurden mit dem techno-ökonomischen Modell SHR von CATFentwickelt (Herter, 2023). Es ist wichtig zu verstehen, dass Wasserrisiken oder -beschränkungen nicht berücksichtigt wurden. Darüber hinausgeht der LCOE-Bericht von technischen Innovationen bei Tiefbohrungen, der Schaffung von Reservoiren, dem Bau von Bohrlöchern und Bohrlochwerkzeugen aus, die für die kommerzielle Entwicklung eines geothermischen Superhot-Rock-Projekts erforderlich sind. Diese Kostenschätzungen stellen nicht die wahrscheinlichen Kosten fürerstmaligeSuperhot-Rock-Anlagendar. Vielmehr schätztder Bericht die Kosten für N-teAnlagen. Außerdem berücksichtigt der Bericht die in den Vereinigten Staaten vorhandenen Betriebsabläufe und Kenntnisse . Die Zahlen wurden nicht um regionale Kostenverzerrungen bereinigt.

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.

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