Ein Ausgleichsbehälter an der Rücklaufleitung des Injektionsbrunnens im Geothermiekraftwerk Blundell in der Nähe von Milford, Utah.Jon G. Fuller / ZUMA
Diese Geschichte wurde ursprünglich von veröffentlicht Wächter und wird hier als Teil der wiedergegeben Klimaschreibtisch Zusammenarbeit.
Ein grenzenloses Angebot Unter unseren Füßen existiert in der Erdkruste eine Menge Wärme, aber es hat sich als Herausforderung erwiesen, sie im großen Maßstab zu nutzen. Eine Kombination aus neuen Techniken, staatlicher Unterstützung und der dringenden Notwendigkeit, in Zeiten der Klimakrise kontinuierlich sauberen Strom sicherzustellen, bedeutet nun, dass die Geothermie in den USA endlich ihren Höhepunkt erreicht.
Bis vor kurzem war Geothermie nur dort sinnvoll, wo die innere Wärme der Erde nahe der Oberfläche brodelt, etwa an heißen Quellen oder Geysiren, wo problemlos heißes Wasser oder Dampf zum Antrieb von Turbinen und zur Stromerzeugung entnommen werden kann.
Während dies einer begrenzten Anzahl von Orten wie Island die Nutzung von Geothermie als Hauptquelle für Wärme und Strom ermöglicht hat, ist es in den USA nur eine Nischenpräsenz und liefert weniger als 1 Prozent des Stroms des Landes. Dies könnte sich jedoch dramatisch ändern und das Versprechen endloser, rund um die Uhr verfügbarer sauberer Energie bieten, die die Lücken der intermittierenden Solar- und Winderzeugung im Stromnetz schließen kann.
„Geothermie wird seit über 100 Jahren nur an bestimmten geografischen Standorten genutzt – aber das ändert sich jetzt“, sagte Amanda Kolker, Programmmanagerin des Geothermielabors am National Renewable Energy Laboratory (NREL).
„Da wir das Netz mit erneuerbaren Energien versorgen, die nicht ständig verfügbar sind, müssen wir eine Grundlast finden, die derzeit von Gas übernommen wird. Es gibt nicht wirklich viele Optionen für emissionsfreien Grundlaststrom, weshalb Geothermie ins Spiel kommt.“
Laut einem kürzlich vom US-Energieministerium veröffentlichten Fahrplan könnte sich die Geothermiekapazität bis 2050 um das Zwanzigfache erhöhen und 10 Prozent des US-Stroms erzeugen. Die Regierung von Joe Biden hat auch neue Projekte finanziert, die darauf abzielen, die nächste Generation der Geothermie voranzutreiben und darauf abzielen, die Energiequelle überall auf der amerikanischen Landmasse verfügbar zu machen, nicht nur in leicht erreichbaren heißen Quellen.
„Die USA können die Zukunft der sauberen Energie anführen, indem sie kontinuierlich Innovationen bei Technologien der nächsten Generation vorantreiben, von der Nutzung der Kraft der Sonne über die Wärme unter unseren Füßen bis hin zum Knacken des Codes, um sie in großem Maßstab einzusetzen“, sagte Jennifer Granholm aus den USA Energieministerin, die hinzufügte, dass sie in der Geothermie ein „enormes Potenzial“ sehe.
Die Ausweitung des geothermischen Fußabdrucks auf die gesamten USA wird Zeit und viel Geld kosten – das Energieministerium schätzt, dass bis zu 250 Milliarden US-Dollar benötigt werden, damit Projekte im ganzen Land verbreitet werden und eine wichtige Quelle für sauberen Strom darstellen.
Befürworter der Geothermie sagen jedoch, dass ein solches Wachstum aufgrund einer Welle geothermischer Technologien und staatlicher Unterstützung in greifbarer Nähe sei. Im Februar kündigte die Biden-Regierung 74 Millionen US-Dollar für bis zu sieben Pilotprojekte zur Entwicklung verbesserter Geothermiesysteme an, die nach Angaben der Regierung das Potenzial haben, 65 Millionen amerikanische Haushalte mit Strom zu versorgen.
Ironischerweise nutzt die verstärkte Geothermie ähnliche Fracking-Techniken, die derzeit zur Öl- und Gasförderung eingesetzt werden, die jedoch auslaufen müssen, wenn die Welt eine Klimakatastrophe verhindern will. Bei der geothermischen Variante des Frackings wird Flüssigkeit tief unter die Erde injiziert, wodurch sich Risse öffnen und die Flüssigkeit beim Zirkulieren heiß wird. Das heiße Wasser wird dann an die Oberfläche gepumpt, wo es Strom für das Netz erzeugen kann.
Dies und andere neue Techniken, die tiefere und horizontale Bohrungen ermöglichen, in manchen Fällen bis zu einer Tiefe von 13 Kilometern, ermöglichen die Gewinnung geothermischer Energie aus heißem Gestein, das sich irgendwo unter der Erde befindet, und nicht an ausgewählten Stellen, an denen heißes Wasser in der Nähe der Oberfläche vorhanden ist. Dadurch wird das Potenzial der Technologie enorm erweitert.
„Überall im Land wird es beim Bohren mit jeder Meile, die man tiefer geht, immer heißer“, sagte Koenraad Beckers, ein NREL-Forscher für thermische Wissenschaften.
„Im Westen der Vereinigten Staaten steigt die Temperatur schnell an. Wenn Sie nur ein bis zwei Meilen tief bohren, sind die Temperaturen heiß genug für Strom. Um diese Temperaturen in den östlichen Bundesstaaten zu erreichen, muss man möglicherweise kilometerweit tiefer bohren, aber man kann niedrigere Temperaturen nutzen, um Campusgelände, Stadtteile und sogar Städte direkt zu heizen oder zu kühlen.“
Dutzende neuer Unternehmen versuchen, Geothermiepläne voranzutreiben, unterstützt durch Anreize, die durch die kürzlich in den USA verabschiedete Gesetzgebung geboten werden, obwohl es bisher nur wenigen gelungen ist, vollständige Projekte in den USA abzuschließen, wie etwa Eavor, ein kanadisches Unternehmen hat in New Mexico erfolgreich ein drei Meilen langes Loch gebohrt, um zu beweisen, dass es in tiefem Granitgestein auf Wärme zugreifen kann.
Für diese Unternehmen geht es um einen unerschöpflichen Energievorrat. Nur eine Art der Geothermie der nächsten Generation – die so genannte Superhot-Rock-Energie, bei der Tiefbohrungen Temperaturen von 400 Grad Celsius oder mehr erreichen – reicht aus, um theoretisch den Energiebedarf der Welt zu decken. Tatsächlich könnte nur 1 Prozent des weltweiten Potenzials an superheißem Gestein 63 Terawatt sauberen, festen Strom liefern, was den weltweiten Strombedarf fast achtmal decken würde.
„Obwohl diese Modellierung vorläufig ist, deuten unsere Ergebnisse auf eine enorme Chance hin, große Mengen sauberer Energie unter unseren Füßen freizusetzen“, sagte Terra Rogers, Direktor für superheiße Gesteinsenergie bei der Clean Air Task Force, die das Modellierungstool zur Messung des Potenzials entwickelt hat dieses Ansatzes.
„Energiesicherheit, unterstützt durch stets verfügbare CO2-freie Energie, ist kein ferner Traum.“