Étude de cas

The Potential for Superhot Rock Energy in Europe

Et s'il existait une source d'énergie renouvelable omniprésente et permanente capable de remplacer la production d'électricité à partir de combustibles fossiles et de répondre à une grande partie des besoins énergétiques futurs de la planète ? Et si cette source d'énergie pouvait fournir une alimentation ferme sans problème de variabilité ? Et si elle avait une faible empreinte terrestre et était disponible dans le monde entier, réduisant ainsi la nécessité d'importer de l'énergie ?

Cette source d'énergie est possible. Elle s'appelle energie superhot rock.

La puissance de l'énergie géothermique des roches très chaudes

energie superhot rock est une source d'énergie émergente qui exploitera des réserves massives d'énergie renouvelable en pompant de l'eau profondément dans des roches souterraines chaudes, où elle se réchauffe naturellement avant de revenir à la surface sous forme de vapeur. Cette vapeur pourrait être utilisée pour produire de l'électricité sans carbone, de l'hydrogène propre et d'autres produits à haute intensité énergétique.

Les systèmes géothermiques traditionnels utilisés aujourd'hui ne fonctionnent que dans les régions où l'eau chaude existe naturellement près de la surface de la terre. En revanche, les systèmes energie superhot rock s'enfonceraient plus profondément dans la terre et ne nécessiteraient pas de sources d'eau souterraines, ce qui les rendrait viables dans le monde entier. Avec des investissements appropriés pour surmonter les obstacles technologiques, energie superhot rock pourrait atteindre une échelle commerciale. Si c'est le cas, energie superhot rock pourrait fournir de l'énergie propre à grande échelle sans le risque d'importation et l'empreinte sur l'utilisation des sols d'autres sources d'énergie.

Voir comment ça marche

Figure 1 : Animation d'un système energie superhot rock

Superhot rock energy’s enormous potential in Europe

First-of-a-kind modeling from Clean Air Task Force and the University of Twente 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 Europe is well endowed with superhot rock resources, as illustrated in our global map.ⁱ

CATF’s model finds superhot rock energy potential across about 9% of Europe’s land area — amounting to nearly 900 thousand square kilometers — at depths below 12.5 km. With a concerted focus on deep drilling research and technology innovation, Europe should be able to access superhot rock across the continent.

Just 1% of Europe’s superhot rock resource has the potential to provide 2.1 terawatts of energy capacity, which could generate nearly 18,000 terawatt-hours (TWh) of electricity. Though these numbers are only preliminary, their scale is enormous. To provide perspective, the city of Berlin consumed 12.5 TWh in 2022, so Europe’s superhot rock energy resource capacity could theoretically satisfy the annual electricity demands of over 1,400 additional cities equivalent to Berlin.

Energy demand in Europe

Europe’s electricity demand is projected to rise over the coming decades. European countries will also need to adopt more energy-intensive technologies to adapt to rising temperatures and extended droughts – Europe is the fastest-warming continent in the world – while shifting their energy sectors away from fossil fuels.

If fully deployed and utilized, Europe’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.

Figure 2: The total capacity potential of superhot rock energy if fully developed across countries with available heat in Europe

Avantages pour l'environnement et la santé

The combined Nationally Determined Contributions (NDCs) under the Paris Agreement for all European countries that have significant superhot rock energy resourcesⁱⁱ aim to reduce emissions by almost 700 megatonnes of CO2eq annually by 2030. Additionally, numerous countries in the region have adopted zero-carbon or climate neutrality goals.ⁱⁱⁱ Europe’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 Europe produce zero-carbon fuels for decarbonizing industrial and transportation sectors.

Leveraging subsurface knowledge

Europe is renowned for its subsurface expertise and is well-poised to champion superhot rock European laboratories are leading research in many of the technical areas needed to develop superhot rock energy. And many of the electricians, mechanics, geoscientists, and more currently working in Europe’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 from around the continent could provide the knowledge and innovation needed to develop and rapidly commercialize superhot rock energy.

Permettre un réseau fiable et efficace

Superhot rock energy is available around the clock, rain or shine. An electricity system without this type of firm power requires building excess generation and transmission capacity to ensure there is always enough to meet demand. For example, a recent study of California found that an energy system that includes clean firm power would require one-third the new transmission compared to one without these resources. Finally, the 24/7 production profile of superhot rock energy makes better use of existing grid infrastructure by operating reliably and consistently, reducing reliance on demand-side shifting and expensive backup generation.

Utilisation efficace des sols

energie superhot rock devrait être une ressource extrêmement dense en énergie, de sorte que ses besoins en terres seront exceptionnellement faibles. On estime que la production de 1 GW de energie superhot rock nécessite environ 12^km2 de terrain, contre environ 160^km2 de terrain pour le gaz naturel, 180^km2 pour le solaire, 520^km2 pour l'éolien en mer et 14 000^km2 pour la biomasse^.iv

Quel en sera le coût ?

Selon une modélisation préliminaire, l'électricité produite à partir de ressources energie superhot rock parvenues à maturité pourrait être compétitive par rapport aux sources d'énergie conventionnelles, à un prix potentiellement aussi bas que 25-40 dollars (USD) par MWh en moyenne mondiale^.v Les coûts initiaux seront plus élevés pour les premiers projets du genre, mais ils sont susceptibles de diminuer progressivement de la même manière que les coûts des projets de gaz de schiste non conventionnels, solaires et éoliens ont diminué après la commercialisation.

Figure 3 : Un graphique illustratif montre comment l'électricité produite à partir de roches très chaudes devrait être compétitive pour les centrales de type Nth-of-a-kind (NOAK) sur la base du coût estimé de l'électricité après une commercialisation complète.

Avec le financement et le soutien politique adéquats, le site energie superhot rock pourrait développer tout son potentiel : créer de l'énergie renouvelable en abondance dans le monde entier.

Pour en savoir plus sur les innovations politiques et technologiques nécessaires à la réalisation du potentiel révolutionnaire de energie superhot rock, visitez notre site web. Pour en savoir plus sur les résultats de l'étude de cartographie thermique de CATF, cliquez ici. Pour toute question, contactez [email protected].

Notes de fin d'ouvrage

i. Méthodologie à venir

ii. Austria, the Azores, Bulgaria, Croatia, France, Germany, Greece, Greenland, Hungary, Iceland, Italy, Serbia, Spain, Svalbard, Switzerland, and the United Kingdom

iii. Iceland, Switzerland, Turkey, the United Kingdom, and the European Union

iv. Estimations de l'utilisation des sols pour energie superhot rock d'après LucidCatalyst et Hotrock Research Organization. (2023). A Preliminary Techno-Economic Model of energie superhot rock. https://www.catf.us/resource/preliminary-techno-economic-model-superhot-rock-energy/. Les estimations de l'utilisation des terres pour toutes les autres sources d'énergie proviennent de Lovering, Jessica, Swain, Marian, Blomqvist, Linus, & Hernandez, Rebecca R. (2022). "L'intensité de l'utilisation des terres pour la production d'électricité et le paysage énergétique de demain". PLoS ONE 17(7) : e0270155. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0270155

v. Les scénarios de coûts ont été élaborés à l'aide du modèle technico-économique SHR de CATF(Herter, 2023). Il est important de comprendre que le risque ou la restriction de l'eau n'a pas été pris en compte. En outre, le rapport LCOE suppose des innovations techniques en matière de forage profond, de création de réservoirs, de construction de puits et d'outils de fond de puits nécessaires pour permettre le développement commercial d'un projet géothermique dans des roches très chaudes. Ces estimations de coûts ne représentent pas les coûts probables d'unepremièreusine de production deroches très chaudes. Le rapport estime plutôt les coûts pour desinstallations de type n-ième. En outre, le rapport prend en compte les modes d'exploitation et les connaissances disponibles aux États-Unis. Les chiffres n'ont pas été ajustés pour tenir compte des biais régionaux en matière de coûts.

L'avenir des roches très chaudes :
Les étapes clés de la réussite

Investissements privés et publics

Des investissements privés et publics sont nécessaires pour permettre à energie superhot rock d'atteindre son plein potentiel. Les ressources des gouvernements, de l'industrie géothermique, des institutions universitaires, de l'industrie pétrolière et gazière et des entreprises technologiques seront nécessaires.

Investissements publics

Les investissements publics précoces peuvent donner un coup d'accélérateur au processus de commercialisation en offrant des incitations pour les campagnes de forage, en finançant la R&D à un stade précoce afin de réduire les risques liés aux roches très chaudes dans les secteurs public et privé, en finançant des projets pilotes et en renforçant la coopération dans le cadre de projets internationaux.

Réglementation
régime

De nouvelles politiques sont nécessaires pour garantir que le développement de energie superhot rock est à la fois sûr et efficace. Des cadres institutionnels sont également nécessaires pour fournir les ressources nécessaires au développement et à la mise à l'échelle au niveau mondial.

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