Γεωθερμία νέας γενιάς: Μία μεγάλη δοκιμή σε μία μικρή πόλη φιλοδοξεί να ανοίξει νέους δρόμους

Αν και θα μπορούσε να καλύψει το 15% των παγκόσμιων αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια έως το 2050, η γεωθερμία παραμένει δεύτερη …από το τέλος σε αξιοποίηση καθώς αντιστοιχεί μόλις στο 1% της παγκόσμιας κατανάλωσης. Η εικόνα αυτή, όμως, φαίνεται ότι αλλάζει όσο νέες μέθοδοι για την αξιοποίηση της θερμότητας που υπάρχει βαθιά στο έδαφος δοκιμάζονται με επιτυχία.

Σήμερα, οι εταιρείες που επενδύουν σε νέες τεχνολογίες γεωθερμίας φιλοδοξούν να επιτύχουν εκεί που οι προηγούμενοι απέτυχαν. Η βάση τους δεν είναι το ζεστό νερό κοντά στην επιφάνεια, αλλά η αξιοποίηση τεχνικών που αναπτύχθηκαν από τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου για να τρυπήσουν βαθιά και να εξάγουν θερμότητα από ξηρά, καυτά πετρώματα.

Αξιοποίηση της εσωτερικής θερμότητας της Γης

Τα προηγμένα συστήματα γεωθερμίας λειτουργούν με γεωτρήσεις βαθιά μέσα στο φλοιό της Γης δίνοντας πρόσβαση σε θερμούς, ξηρούς βραχώδεις σχηματισμούς. Με την έγχυση νερού σε αυτούς τους σχηματισμούς και τη δημιουργία ρωγμών, δημιουργείται ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος. Το νερό κυκλοφορεί μέσα στο καυτό πέτρωμα, απορροφά θερμική ενέργεια και μετατρέπεται σε ατμό. Αυτός ο ατμός οδηγείται στην επιφάνεια για να κινήσει τουρμπίνες, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια. Το ψυχόμενο υγρό στη συνέχεια, επιστρέφει στο υπέδαφος, ελαχιστοποιώντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία.

Αυτή η προσέγγιση είναι διαφορετική από την παραδοσιακή γεωθερμική ενέργεια, η οποία βασίζεται σε φυσικές δεξαμενές θερμού νερού ή ατμού. Η νέα προσέγγιση δημιουργεί, με τεχνητό τρόπο, γεωθερμικές δεξαμενές και μπορεί να αναπτυχθεί σε περιοχές όπου δεν είναι διαθέσιμοι συμβατικοί γεωθερμικοί πόροι.

Μία από τις εταιρείες που βασίζονται στα νέα, αυτά, συστήματα εξαγωγής της θερμότητας της Γης είναι η Eavor, η οποία ξεκινά την πρώτη εμπορική μονάδα παραγωγής ενέργειας στο Geretsried, μετατρέποντας τη μικροσκοπική πόλη των περίπου 26.000 κατοίκων, νότια του Μονάχου, σε πεδίο δοκιμών για το μέλλον της γεωθερμικής ενέργειας.

Πώς θα λειτουργεί η νέα μέθοδος

Η καναδική Eavor ξεκινά με γεωτρήσεις σε δύο πηγάδια σε βάθος περίπου 4 χιλιομέτρων, στη συνέχεια η γεώτρηση διακλαδίζεται και τρυπά δώδεκα πλευρικά πηγάδια, για να μεγιστοποιήσει την επαφή με το καυτό πέτρωμα. Τα πηγάδια διασταυρώνονται για να δημιουργήσουν έναν κλειστό βρόχο όπου μπορεί να ρέει νερό, τον αποκαλούμενο «Eavor-LoopTM». Το έργο στη μικρή γερμανική πόλη Geretsried θα έχει τέσσερις βρόχους, ο καθένας με δύο κατακόρυφα πηγάδια και περίπου 12 πλευρικά.

Ο νέος αυτός τρόπος της δεν κάνει fracking, ή υδραυλική θραύση, για να δημιουργήσει ρωγμές και να αυξήσει τη διαπερατότητα του πετρώματος.

Αντ’ αυτού, στο Geretsried, η εταιρεία θα αντλήσει νερό προς τα κάτω για να ρέει μέσα στο καυτό πέτρωμα, θερμαίνοντας το κατά την επαφή και στη συνέχεια θα ανέρχεται με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια μέσω ενός πηγαδιού εξόδου.

Αυτό το ζεστό νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του νερού της εταιρείας κοινής ωφέλειας, ώστε να μπορεί να σταλεί μέσω σωλήνων για τη θέρμανση περίπου 36.000 κατοικιών. Το ζεστό νερό μπορεί επίσης να διοχετευθεί σε εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας για την παραγωγή ατμού και στη συνέχεια να ανακυκλωθεί. Όταν χρησιμοποιείται για την περιστροφή ενός στροβίλου, ο ατμός αυτός μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια χωρίς εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που θερμαίνουν τον πλανήτη.

Σημειώνεται ότι, το έργο έχει λάβει επιχορήγηση σχεδόν 45 εκατομμυρίων ευρώ από την Ευρωπαϊκή Τράπεζα Επενδύσεων και επιπλέον 91,6 εκατομμύρια ευρώ από το Ταμείο Καινοτομίας της ΕΕ καθώς είχε κριθεί ότι «η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να διαδοθεί σε μεγαλύτερο εύρος περιοχών από ό,τι η συμβατική γεωθερμική ενέργεια».

Το καλό αυτής της τεχνολογίας, η οποία εξάγει θερμική ενέργεια από βαθιά κάτω από την επιφάνεια, είναι ότι είναι ευρέως εφαρμόσιμη και μπορεί να έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον σε περιοχές όπου η αιολική και η ηλιακή ενέργεια αντιμετωπίζουν περιορισμούς, όπως αναφέρει το Forbes.

Το ερώτημα που προκύπτει είναι αν μπορεί μια τέτοια τεχνολογία να επεκταθεί και να κάνει πραγματικά τη διαφορά για το μέλλον του πλανήτη. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας πιστεύει πως ναι. Σε πρόσφατη έκθεσή του, αναφέρει ότι οι τεχνολογικές καινοτομίες ξεκλειδώνουν τεράστιες δυνατότητες για τη γεωθερμική ενέργεια. Τώρα που οι εταιρείες κάνουν γεωτρήσεις σε βάθος μεγαλύτερο των 3 χιλιομέτρων, σχεδόν κάθε χώρα έχει τη δυνατότητα να παράγει θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια με αυτόν τον τρόπο, σύμφωνα με τον ΔΟΕ.

«Ήταν μια εξειδικευμένη ενέργεια και συγκεντρωμένη σε λίγες χώρες», ανέφερε σε συνέντευξή του, σύμφωνα με το TechXplore ο εκτελεστικός διευθυντής του ΙΕΑ Fatih Birol, εκτιμώντας ότι «σύντομα η γεωθερμία μπορεί να συμβάλει στην παγκόσμια ενεργειακή εικόνα με επιταχυνόμενο τρόπο».

Τι γίνεται στην Ευρώπη

Όπως προκύπτει από την ετήσια έκθεση για την αγορά γεωθερμίας στην ΕΕ, το 2023 υπήρξε σημαντική χρονιά καθώς μέσω της συγκεκριμένης πηγής τροφοδοτήθηκαν με ηλεκτρική ενέργεια 11 εκατομμύρια καταναλωτές, ενώ 20 εκατομμύρια άνθρωποι και 400 πόλεις και εργοστάσια χρησιμοποίησαν τη γεωθερμία για θέρμανση και ψύξη. Επίσης, πέρα από τις παραδοσιακές αγορές ο τομέας της γεωθερμικής θέρμανσης και ψύξης επεκτάθηκε σε νέες αγορές με καινοτόμες τεχνολογίες, όπως τα γεωθερμικά έξυπνα δίκτυα θερμότητας (5ης γενιάς) και προηγμένα γεωθερμικά συστήματα και εισήλθε σε νέες περιοχές και χώρες.

Οι προκλήσεις

Πάντως, σύμφωνα με την ΕΕ, η ανάπτυξη της γεωθερμικής ενέργειας στην ΕΕ ήταν πιο αργή σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας λόγω διαφόρων προκλήσεων και εμποδίων.

Σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας συνδέεται με τεχνικούς και οικονομικούς κινδύνους. Η ανάπτυξη της γεωθερμίας αντιμετωπίζει προκλήσεις όπως το υψηλό αρχικό κόστος, η έλλειψη γνώσεων και γεωλογικών δεδομένων και η διαθεσιμότητα εξειδικευμένου εργατικού δυναμικού.

Παρά τις προκλήσεις αυτές, υπήρξαν ορισμένα θετικά μηνύματα για τον τομέα της γεωθερμίας. Αρκετές χώρες της ΕΕ έχουν δημιουργήσει εθνικούς οδικούς χάρτες γεωθερμίας με φιλόδοξους στόχους (όπως η Ιρλανδία, οι Κάτω Χώρες, η Πολωνία, η Κροατία, η Γαλλία και η Γερμανία) για να καταστήσουν τις επενδύσεις σε γεωθερμικά έργα πιο ελκυστικές και να ενθαρρύνουν την ανάπτυξή τους.

Σύμφωνα με την ΕΕ, η καθαρή γεωθερμική ηλεκτρική ισχύς ανέρχονταν το 2022 σε 1 GW, ενώ στα τέλη του ίδιου έτους βρίσκονταν σε λειτουργία 395 περιφερειακά συστήματα θέρμανσης.