Studio di caso
Il potenziale di energia superhot rock in Asia
E se esistesse una fonte di energia rinnovabile onnipresente e sempre attiva, in grado di sostituire la produzione di energia da combustibili fossili e di soddisfare gran parte del futuro fabbisogno energetico mondiale? E se questa fonte energetica potesse fornire energia stabile senza problemi di variabilità? E se avesse un basso impatto sul territorio e fosse disponibile in tutto il mondo, riducendo la necessità di importare energia?
Questa fonte di energia è possibile. Si chiama energia superhot rock.
La potenza dell'energia geotermica delle rocce superhot
energia superhot rock è una fonte energetica emergente che sfrutterà enormi riserve di energia rinnovabile pompando l'acqua in profondità in rocce sotterranee calde, dove si riscalda naturalmente per poi tornare in superficie sotto forma di vapore. Il vapore potrebbe essere utilizzato per produrre elettricità senza emissioni di carbonio, idrogeno pulito e altri prodotti ad alta intensità energetica.
I sistemi geotermici tradizionali oggi in funzione funzionano solo nelle regioni in cui l'acqua calda è naturalmente presente vicino alla superficie terrestre. Al contrario, i sistemi energia superhot rock raggiungerebbero una profondità maggiore nella terra e non richiederebbero fonti d'acqua sotterranee, rendendoli praticabili in tutto il mondo. Con investimenti adeguati per superare gli ostacoli tecnologici, energia superhot rock potrebbe raggiungere una scala commerciale. Se si riuscisse a raggiungere questo obiettivo, energia superhot rock potrebbe fornire energia pulita su scala costante, senza il rischio di importazione e l'impronta di utilizzo del territorio di altre fonti energetiche.
Figura 1: Animazione di un sistema energia superhot rock
energia superhot rockl'enorme potenziale dell'Asia
La prima modellazione del genere, realizzata da Clean Air Task Force e dall'Università di Twente nei Paesi Bassi, ha stimato il potenziale di energia superhot rock in tutto il mondo. Questa modellazione rappresenta stime preliminari del potenziale di roccia superhot, piuttosto che risorse confermate. Tuttavia, suggerisce che l'Asia è ben dotata di risorse di roccia superhot, come illustrato nella nostra mappa globale.i
CATFIl modello di energia superhot rock individua un potenziale su circa il 30% della superficie asiatica - pari a oltre 12,7 milioni di chilometri quadrati - a profondità inferiori a 12,5 km. Con un'attenzione concertata alla ricerca sulla perforazione profonda e all'innovazione tecnologica, l'Asia dovrebbe essere in grado di accedere alle rocce superhot quasi ovunque.
Solo l'1% della risorsa di roccia supercalda dell'Asia ha il potenziale di fornire 26,8 terawatt di capacità energetica, che potrebbero generare quasi 223.000 terawattora (TWh) di elettricità. Sebbene questi numeri siano solo preliminari, la loro portata è enorme. Per fornire una prospettiva, la capacità elettrica globale nel 2021 era di 8,5 terawatt, quindi solo l'1% della risorsa asiatica energia superhot rock rappresenta un aumento di 3,3 volte rispetto all'attuale capacità elettrica mondiale. La città di Pechino ha consumato circa 130 TWh nel 2022, quindi la capacità della risorsa energia superhot rock dell'Asia potrebbe teoricamente soddisfare la domanda annuale di elettricità di oltre 1.700 città equivalenti a Pechino.
Accesso all'energia e sviluppo
La domanda di energia in Asia è destinata ad aumentare nei prossimi decenni a causa della crescita della popolazione, dello sviluppo economico e dell'aumento del consumo energetico pro-capite. I Paesi asiatici dovranno inoltre adottare tecnologie ad alta intensità energetica per adattarsi all'aumento delle temperature e alla siccità prolungata, allontanando il proprio settore energetico dai combustibili fossili.
L'immensa capacità di energia superhot rock potrebbe anche svolgere un ruolo cruciale nel promuovere lo sviluppo sostenibile in tutta l'Asia. I progetti di energia superhot rock possono aumentare la capacità complessiva della rete elettrica, fornendo energia più affidabile e costante a case, aziende e industrie. Un migliore accesso all'elettricità è fondamentale per lo sviluppo economico.
Lo sviluppo di progetti energia superhot rock richiede anche una forza lavoro, creando opportunità di impiego in vari settori come l'ingegneria, la geologia e la manutenzione, che possono ridurre i tassi di disoccupazione e di povertà in Asia. Infine, lo sviluppo di progetti energia superhot rock può attrarre investimenti e competenze straniere. La collaborazione con partner internazionali può portare finanziamenti, tecnologia e conoscenze, favorendo un ambiente favorevole allo sviluppo sostenibile.
Se sfruttato appieno, il potenziale di risorse di roccia supercalda dell'Asia potrebbe contribuire a soddisfare la crescente domanda di energia della regione, a ridurre la povertà energetica e a stimolare la crescita economica.
Figura 2: Il potenziale di capacità totale di energia superhot rock , se pienamente sviluppato, nei paesi asiatici con calore disponibile.
Vantaggi per l'ambiente e la salute
L'insieme dei Contributi Nazionali Determinati (NDC ) previsti dall'Accordo di Parigi per tutti i Paesi asiatici che dispongono di risorse significative di energia superhot rock ii mira a ridurre le emissioni di circa 9.100 megatonnellate di CO2eq all'anno entro il 2030. Inoltre, numerosi Paesi della regione hanno adottato obiettivi a zero emissioni di carbonio o di neutralità climatica.iii La dotazione di energia superhot rock Asia potrebbe sostituire le fonti energetiche basate sui fossili e le relative emissioni di carbonio. Anche se è improbabile che energia superhot rock raggiunga la scala commerciale in tempo per sostenere gli obiettivi climatici del 2030, ha il potenziale per consentire uno sviluppo energetico a basse emissioni di carbonio nel corso del tempo. energia superhot rock offrirebbe anche benefici per la qualità dell'aria e la salute, riducendo gli ossidi di azoto, il biossido di zolfo, il particolato e altri inquinanti tossici associati alla combustione dei combustibili fossili. Inoltre, l'eccesso di energia superhot rock potrebbe aiutare l'Asia a produrre combustibili a zero emissioni di carbonio per la decarbonizzazione dei settori industriali e dei trasporti.
Consentire una rete affidabile ed efficiente
energia superhot rock è disponibile 24 ore su 24, con la pioggia o con il sole. Un sistema elettrico privo di questo tipo di energia stabile richiede la costruzione di una capacità di generazione e trasmissione in eccesso per garantire che sia sempre sufficiente a soddisfare la domanda. Ad esempio, un recente studio condotto in California ha rilevato che un sistema energetico che includa energia pulita e costante richiederebbe un terzo della nuova trasmissione rispetto a un sistema privo di queste risorse. Infine, il profilo di produzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7, di energia superhot rock consente di utilizzare meglio l'infrastruttura di rete esistente, funzionando in modo affidabile e costante, riducendo la dipendenza dallo spostamento della domanda e dalla costosa generazione di riserva.
Uso efficiente del territorio
energia superhot rock è prevista una risorsa estremamente densa di energia, quindi il suo fabbisogno di terreno sarà eccezionalmente basso. Si stima che la produzione di 1 GW di energia superhot rock richieda circa 12 km2 di terreno, rispetto a circa 160 km2 di terreno per il gas naturale, 180 km2 per il solare, 520 km2 per l'eolico offshore e 14.000 km2 per la biomassa.iv
Quanto costerà?
Secondo una modellazione preliminare, l'elettricità prodotta dalle risorse mature di energia superhot rock potrebbe essere competitiva con le fonti di energia convenzionali, con un prezzo potenzialmente inferiore a 25-40 dollari (USD) per MWh in media mondiale.v I costi iniziali saranno più elevati per i progetti di prima generazione, ma è probabile che diminuiscano progressivamente, così come sono diminuiti i costi dei progetti non convenzionali di gas di scisto, solare ed eolico dopo la commercializzazione.
Figura 3: Un grafico illustrativo mostra come l'elettricità prodotta dalla roccia superhot dovrebbe essere competitiva per gli impianti Nth-of-a-kind (NOAK) sulla base del costo livellato stimato dell'elettricità dopo la piena commercializzazione.
Con i giusti finanziamenti e il sostegno politico, energia superhot rock potrebbe svilupparsi al massimo delle sue potenzialità, creando energia rinnovabile in abbondanza in tutto il mondo.
Per saperne di più sulle innovazioni politiche e tecnologiche necessarie per realizzare il potenziale rivoluzionario di energia superhot rock, visitate il nostro sito web. Per saperne di più sui risultati della ricerca sulla mappatura del calore di CATF, visitate il nostro sito web. Per richieste di informazioni, contattare [email protected].
Note finali
i. Metodologia in arrivo
ii. Afghanistan, Armenia, Azerbaigian, Bhutan, Brunei, Cambogia, Cina, Georgia, India, Indonesia, Giappone, Kazakistan, Kirghizistan, Laos, Malesia, Mongolia, Myanmar, Pakistan, Filippine, Russia, Corea del Sud, Tagikistan, Thailandia, Timor Est, Turkmenistan, Uzbekistan e Vietnam.
iii. Bhutan, Cambogia, Cina, Georgia, India, Indonesia, Giappone, Laos, Corea del Sud, Vietnam
iv. Stime di utilizzo del suolo per energia superhot rock da LucidCatalyst e Hotrock Research Organization. (2023). A Preliminary Techno-Economic Model of energia superhot rock. https://www.catf.us/resource/preliminary-techno-economic-model-superhot-rock-energy/. Stime sull'uso del suolo per tutte le altre fonti energetiche da 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. Gli scenari di costo sono stati sviluppati utilizzando il modello tecnoeconomico SHR di CATF(Herter, 2023). È importante capire che il rischio o la restrizione idrica non sono stati considerati. Inoltre, il rapporto LCOE ipotizza innovazioni ingegneristiche nella perforazione profonda, nella creazione del giacimento, nella costruzione dei pozzi e negli strumenti di perforazione necessari per consentire lo sviluppo commerciale di un progetto geotermico in roccia superhot. Queste stime dei costi non rappresentano i costi probabili per gliimpiantidi roccia superhot di prima generazione. Piuttosto, il rapporto stima i costi per il nonoimpianto del genere. Inoltre, il rapporto considera le condotte operative e le conoscenze presenti negli Stati Uniti. I numeri non sono stati aggiustati per tener conto delle distorsioni regionali dei costi.
Lo stato futuro delle rocce superhot:
I passi fondamentali per il successo
Investimenti pubblici e privati
Per aiutare energia superhot rock a raggiungere il suo pieno potenziale sono necessari investimenti sia pubblici che privati. Saranno necessarie le risorse dei governi, dell'industria geotermica, delle istituzioni accademiche, dell'industria del petrolio e del gas e delle aziende tecnologiche.
Investimenti governativi
I primi investimenti governativi possono accelerare il processo di commercializzazione fornendo incentivi per le campagne di perforazione, finanziando la ricerca e lo sviluppo nelle fasi iniziali per "de-rischiare" le rocce superhot nel settore pubblico e privato, finanziando progetti pilota e rafforzando la cooperazione tra progetti internazionali.
Regime normativo
Sono necessarie nuove politiche per garantire che lo sviluppo di energia superhot rock sia sicuro ed efficiente. Sono inoltre necessari quadri istituzionali per fornire le risorse necessarie allo sviluppo e alla scalabilità a livello globale.
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