Étude de cas
Le potentiel de energie superhot rock au Moyen-Orient et en Afrique du Nord
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.
Figure 1 : Animation d'un système energie superhot rock
energie superhot rockL'énorme potentiel du Moyen-Orient et de l'Afrique du Nord
Une modélisation inédite réalisée par Clean Air Task Force et l'université de Twente aux Pays-Bas estime le potentiel de energie superhot rock dans le monde entier. Cette modélisation représente des estimations préliminaires du potentiel des roches très chaudes, plutôt que des ressources confirmées. Néanmoins, elle suggère que la région MENA est bien dotée en ressources de roches très chaudes, comme l'illustre la carte mondiale.i
CATFLe modèle de energie superhot rock révèle un potentiel de 50 % de la superficie de la région MENA, soit plus de 2,5 millions de kilomètres carrés, à des profondeurs inférieures à 12,5 km. En se concentrant sur la recherche en matière de forage profond et sur l'innovation technologique, la région MENA devrait être en mesure d'accéder à des roches très chaudes presque n'importe où.
À peine 1 % des ressources en roches très chaudes du Moyen-Orient et de l'Afrique du Nord pourrait fournir 7,2 térawatts de capacité énergétique, ce qui permettrait de produire près de 60 000 térawatts-heure (TWh) d'électricité. Bien que ces chiffres ne soient que préliminaires, leur échelle est énorme. Pour mettre les choses en perspective, la ville de Dubaï a consommé 53,1 TWh en 2022, de sorte que la capacité de la ressource energie superhot rock de la région MENA pourrait théoriquement satisfaire la demande annuelle d'électricité de plus de 1 200 villes supplémentaires équivalentes à Dubaï.
Demande d'énergie dans la région MENA
La demande énergétique du Moyen-Orient et de l'Afrique du Nord devrait augmenter au cours des prochaines décennies en raison de l'accroissement de la population, de l'augmentation de la consommation d'énergie par habitant et de l'électrification de nouveaux secteurs de l'économie. Les pays de la région MENA devront également adopter des technologies à plus forte intensité énergétique pour s'adapter à la hausse des températures et aux sécheresses prolongées, tout en détournant leurs secteurs énergétiques des combustibles fossiles.
Le potentiel de capacité de la région MENA ( energie superhot rock ) est nettement supérieur à la capacité sans carbone dont la région a besoin. S'il est pleinement déployé et utilisé, le potentiel de ressources en roches très chaudes de la région MENA pourrait répondre à la demande d'énergie de la région, avec des milliers de térawattheures de potentiel de production restant à exporter sous la forme de produits à forte consommation d'électricité ou de carburants à zéro émission de carbone.
Figure 2 : Le potentiel total de capacité du site energie superhot rock s'il est pleinement développé dans les pays ayant de la chaleur disponible dans la région MENA
Tirer parti de l'expertise du sous-sol
La région MENA est réputée pour son expertise et ses infrastructures souterraines. Pour ne prendre qu'un exemple, le Saudi Arabian Oil Group (ARAMCO) est la plus grande compagnie pétrolière et gazière du monde, avec plus de 70 000 employés.¹¹ ARAMCO et d'autres grandes compagnies pétrolières et gazières de la région sont bien placées pour se faire les champions des roches super-chaudes sur le territoire national et à l'étranger. Elles disposent d'une grande expertise dans de nombreux domaines techniques nécessaires pour déployer rapidement energie superhot rock et d'une flotte d'actifs internationaux, tels que des plates-formes de forage et des partenaires contractuels, qui pourraient le faire à l'échelle mondiale. Par exemple, un programme intensif de forage et de développement des ressources par des consortiums bien financés comprenant des acteurs de l'industrie pétrolière et gazière dans toute la région MENA pourrait fournir les connaissances et l'innovation nécessaires au développement et à la commercialisation rapide de energie superhot rock.
Avantages pour l'environnement et la santé
Les contributions déterminées au niveau national (CDN) combinées dans le cadre de l'Accord de Paris pour tous les pays du Moyen-Orient et d'Afrique du Nord qui disposent d'importantes ressources energie superhot rock ii visent à réduire les émissions de près de 500 mégatonnes de CO2eq par an d'ici à 2030. En outre, de nombreux pays de la région ont adopté des objectifs de neutralité climatique ou de zéro carbone.iii Les ressources energie superhot rock de la région MENA pourraient remplacer les sources d'énergie fossiles et les émissions de carbone qui leur sont associées. Bien qu'il soit improbable que energie superhot rock atteigne l'échelle commerciale à temps pour soutenir les objectifs climatiques de 2030, il a le potentiel de permettre un développement énergétique à faible teneur en carbone au fil du temps. energie superhot rock offrirait également des avantages en termes de qualité de l'air et de santé en réduisant les oxydes d'azote, le dioxyde de soufre, les particules et d'autres polluants toxiques associés à la combustion de combustibles fossiles. Et l'excédent de energie superhot rock pourrait aider la région MENA à produire carburants à zéro émission de carbone pour décarboniser les secteurs de l'industrie et des transports.
Potentiel de dessalement
Le dessalement contribue largement à l'approvisionnement en eau dans la région MENA. Dans le Royaume d'Arabie saoudite, par exemple, le dessalement fournit environ 70 % de l'eau potable. Le Royaume produit plus de 2 milliards de mètres cubes d'eau de mer dessalée chaque année, ce qui consomme environ 6,64 TWh d'électricité générée par 25 % de la production nationale totale de pétrole et de gaz. La part du pétrole et du gaz utilisée pour dessaler l'eau de mer devrait atteindre 50 % d'ici 2030.En exploitant pleinement le potentiel de energie superhot rocken Arabie Saoudite, on pourrait produire suffisamment d'électricité pour répondre à la demande annuelle totale du Royaume, y compris l'augmentation prévue de la demande de dessalement, avec plus de 16 000 TWh restants pour de nouveaux dessalements ou d'autres utilisations. Des résultats similaires se produiraient dans d'autres pays du Moyen-Orient et d'Afrique du Nord ayant des besoins importants en matière de dessalement, que ce soit aujourd'hui ou à l'avenir.
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 12km2 de terrain, contre environ 160km2 de terrain pour le gaz naturel, 180km2 pour le solaire, 520km2 pour l'éolien en mer et 14 000km2 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. Algérie, Égypte, Iran, Irak, Jordanie, Libye, Maroc, Oman, Arabie Saoudite, Syrie et Yémen.
iii. Jordanie, Maroc, Oman, et Arabie Saoudite
iv. Estimations de l'utilisation des sols pour energie superhot rock à partir de LucidCatalyst et de Hotrock Organisation de recherche. (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 sols 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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