„Geothermie ist wirklich bereit für die Hauptsendezeit“, sagt Tim Latimer, Gründer und CEO des EGS-Startups Fervo.
Die Attraktivität der Geothermie liegt vor allem in der Beständigkeit: Während die Stromleistung von Wind- und Solaranlagen mit dem Wetter und der Tageszeit variiert, ist die Geothermie immer eingeschaltet und liefert eine stabile Stromquelle.
„Es ist wirklich das einzige erneuerbare Grundlastsystem“, sagt Jody Robins, Geothermie-Ingenieurin am National Renewable Energy Laboratory. Kernenergie (die kohlenstofffrei, aber nicht erneuerbar ist) kann eine ähnliche Rolle spielen, obwohl Kosten, Abfallprobleme und öffentliche Wahrnehmung ihren Einsatz begrenzt haben.
In den USA laufen seit den 1970er Jahren moderne Geothermiekraftwerke. Diese Anlagen pumpen in der Regel heißes Wasser oder Dampf aus dem Untergrund an die Oberfläche, um eine Turbine zu bewegen und Strom zu erzeugen. Dann wird das Wasser wieder nach unten gepumpt, um den Druck unter der Erde aufrechtzuerhalten, damit der Prozess weitergehen kann.
Erstklassige geothermische Standorte haben bestimmte Eigenschaften gemeinsam: Hitze, Gestein mit Brüchen darin und Wasser, alle nahe beieinander und nur wenige Kilometer von der Oberfläche entfernt. Aber inzwischen sind die am leichtesten zugänglichen geothermischen Ressourcen – in den USA konzentrieren sie sich größtenteils auf den Westen – erschlossen. Obwohl Forscher der Meinung sind, dass es noch viele weitere potenzielle Standorte gibt, ist es schwer herauszufinden, wo sie sich befinden. Und in den meisten Oststaaten der USA und an vielen anderen Orten auf der Welt ist der Felsuntergrund nicht die richtige Art für traditionelle Pflanzen, oder das Wasser ist nicht da.
Einige Forscher und Startups versuchen, die Geothermie an neuen Orten auszuweiten. Mit EGS versuchen sie, den Untergrund zu manipulieren, indem sie Flüssigkeit in undurchlässiges Gestein pumpen, um Risse zu öffnen. Dadurch entsteht ein Raum, in dem sich das Wasser frei bewegen und erhitzen kann, wodurch der für den Strom benötigte Dampf erzeugt wird. Der Prozess hat das Potenzial, Erdbeben auszulösen, wie erste Projekte in Südkorea und der Schweiz gezeigt haben. EGS ähnelt jedoch dem in den USA weit verbreiteten Fracking, und die Risiken sind wahrscheinlich an den meisten Orten beherrschbar, sagt Robins.
Dieser Ansatz könnte die Geothermie auf Orte ausweiten, die nicht über das Grundwasser oder die Gesteinsarten verfügen, die für traditionelle Pflanzen benötigt werden.
Dennoch wird es nicht einfach sein, diese Ressourcen zu erreichen. Kommerzielle Bohrungen gehen normalerweise nicht viel tiefer als sieben Kilometer (vier Meilen) – aus Kostengründen sind es oft sogar noch weniger – und viele Orte, die von Geothermie profitieren könnten, sind in dieser Tiefe nicht heiß genug, um die 150 °C . zu erreichen benötigt, um wirtschaftlich Strom zu erzeugen. Das Erreichen ausreichender Temperaturen kann bedeuten, tiefer zu gehen, was neue Techniken und Technologien erfordern würde, die hoher Hitze und hohem Druck standhalten.
Fervo arbeitet einige dieser Details in seinen eigenen Projekten aus, darunter eines, das Anfang des Jahres mit Google angekündigt wurde, geothermische Kapazitäten in der Nähe der Rechenzentren des Unternehmens in Nevada zu installieren. Es hat sich auch kürzlich an einem DOE-Projekt in Zentral-Utah beteiligt, genannt FORGE (Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy).
Akademische und industrielle Forscher von FORGE versuchen, die besten Praktiken für den Einsatz von EGS zu finden, einschließlich Bohrungen und Lagerstättenwartung. Der Standort wurde ausgewählt, weil seine Geologie ziemlich repräsentativ für Orte ist, an denen andere EGS-Anlagen in den USA gebaut werden könnten, sagt Lauren Boyd, EGS-Programmmanagerin im Geothermal Technologies Office des DOE.
Mit der neuen Finanzierung aus dem Infrastrukturgesetz finanziert das DOE vier weitere Demonstrationsstandorte. Dies wird das Verständnis der Forscher über die Einrichtung von EGS-Anlagen erweitern, da sie an verschiedenen Orten und mit verschiedenen Gesteinsarten arbeiten können. Mindestens eine Anlage wird im Osten der USA gebaut, wo Geothermie weniger verbreitet ist.
Aber nicht nur technologische Barrieren haben den Fortschritt der Geothermie gebremst, sagt Susan Hamm, Direktorin des Geothermal Technologies Office des DOE. Der Bau einer Geothermieanlage kann aufgrund aller erforderlichen Genehmigungen bis zu einem Jahrzehnt dauern. Die Straffung dieses Papierkrams könnte diese Zeit fast halbieren und die prognostizierte geothermische Kapazität bis 2050 verdoppeln.