Systemy geotermalne, które wykorzystują ciepło z głębokich warstw ziemi, wymagają znacznie mniej infrastruktury naziemnej niż inne źródła energii odnawialnej.
Nowe technologie, pierwotnie opracowane do wydobycia ropy i gazu z dużych głębokości, mogą dzięki zaawansowanym systemom geotermalnym (enhanced geothermal systems, EGS) otworzyć drogę do przyszłości bez paliw kopalnych.
Nowe badanie Uniwersytetu Stanforda, opublikowane w czasopiśmie Cell Reports Sustainability, pokazuje, że EGS może znacząco ograniczyć skalę infrastruktury wiatrowej, słonecznej i magazynów energii potrzebnej do przejścia na czystą energię, a jednocześnie utrzymać konkurencyjne ceny prądu.
„EGS to obiecująca, czysta i odnawialna technologia, która działa razem z energią wiatru, słońca i wody oraz z magazynami energii, aby zasilać świat na wszystkie sposoby. Zapewnia bezpieczeństwo energetyczne, a jednocześnie przy niskich kosztach eliminuje zanieczyszczenie powietrza związane z energią i globalne ocieplenie” – mówi główny autor badania, Mark Jacobson.
Jak działają zaawansowane systemy geotermalne?
Klasyczne elektrownie geotermalne można budować głównie w rejonach wulkanicznych i na granicach płyt tektonicznych, jak na Islandii. EGS działa inaczej: odwierty sięgają nawet ośmiu kilometrów, w spękane skały wtłacza się płyn, a następnie po ogrzaniu wypompowuje go na powierzchnię, by produkować prąd.
Naukowcy porównali scenariusze z EGS i bez EGS i stwierdzili, że włączenie tej technologii do struktury odnawialnych źródeł energii przynosi „znaczące oszczędności infrastrukturalne”.
Gdy EGS dostarczał zaledwie 10 proc. energii elektrycznej, zapotrzebowanie na moc lądowej energetyki wiatrowej spadało o 15 proc., moc instalacji słonecznych była niższa o 12 proc., a potrzeby w zakresie magazynowania energii w bateriach – o 28 proc.
Łączne zapotrzebowanie na teren zmniejszało się także z 0,57 do 0,48 proc. powierzchni tych państw. Zdaniem badaczy może to być szczególnie atrakcyjne dla małych lub gęsto zaludnionych krajów, takich jak Tajwan i Korea Południowa.
Badanie wykazało też, że czysta, odnawialna energia wyraźnie obniża koszty, niezależnie od tego, czy uwzględnia się w niej EGS. W obu scenariuszach roczne wydatki na energię były około o 60 proc. niższe niż w przypadku „standardowego korzystania z paliw kopalnych”.
„Gdy uwzględni się koszty zdrowotne i klimatyczne, takie jak choroby wywołane zanieczyszczeniem powietrza czy wzrost poziomu mórz, całkowite koszty społeczne spadają o około 90 proc.” – czytamy w badaniu.
Ponieważ EGS dostarcza energię w sposób ciągły, eksperci uważają, że ta technologia może zasilać centra danych działające poza siecią, których liczba rośnie na świecie w błyskawicznym tempie wraz z rozwojem sztucznej inteligencji (AI).
Czy EGS stanie się tańszy?
Koszty od dawna hamowały rozwój EGS, jednak eksperci przewidują, że do 2035 roku mogą one wyraźnie spaść.
Jacobson przypisuje to poprawie prędkości wiercenia i dodaje: „Dzięki nim projekty EGS można realizować szybko, w przeciwieństwie do energetyki jądrowej, której uruchomienie od etapu planowania do pracy reaktora zajmuje na świecie od 12 do 23 lat”.
„Co więcej, w odróżnieniu od atomu EGS nie niesie ryzyka rozprzestrzeniania broni jądrowej, stopienia rdzenia reaktora, wycieków z magazynów odpadów promieniotwórczych ani podziemnego wydobycia uranu”.