Czy będzie przełom w wykorzystaniu energii geotermalnej?
Międzynarodowa Agencja Energetyczna opublikowała raport „Przyszłość energii geotermalnej”, w którym analizuje potencjał geotermii w zakresie globalnej produkcji energii elektrycznej. Podkreśla, że postęp technologiczny pozwala obecnie na wielokrotne zwiększenie udziału energii geotermalnej w miksie energetycznym. Do 2050 r. mogłaby ona zaspokajać nawet 15 proc. światowego zapotrzebowania na energię elektryczną, podczas gdy obecnie jest to zaledwie około 1 proc.
Warunkiem większego wykorzystania energii geotermalnej jest według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (MAE) wdrożenie i upowszechnienie przełomowych technologii, w tym tych testowanych już przy wydobyciu ropy i gazu, a także „zielone światło” dla takich projektów od władz krajowych.
Energia geotermalna – niedoceniane OZE
Świat zmierza dziś w kierunku coraz większego zużycia energii elektrycznej, poszukując rozsądnych alternatyw dla spalania paliw kopalnych. Elektryfikacja transportu i ogrzewnictwa, szybko rosnące potrzeby w zakresie klimatyzacji czy chłodnictwa, rozwój cyfryzacji i sztucznej inteligencji, a także związany z tym rozrost centrów danych – to wszystko napędza popyt na energię elektryczną. Raport Międzynarodowej Agencji Energetycznej pokazuje, jakie mogą być odpowiedzi na te wyzwania. Koncentruje się na energii geotermalnej, obiecującym i wszechstronnym odnawialnym źródle energii, o ogromnym potencjale.
Jak wskazuje MAE, energia geotermalna od ponad 100 lat ma swój udział w zasilaniu systemów energetycznych, ale w skali globalnej wciąż odgrywa ograniczoną rolę. Teraz, zdaniem autorów raportu, dla branży geotermalnej nadszedł krytyczny moment.
Energia geotermalna zaspokaja obecnie zaledwie około 1 proc. światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Raport MAE pokazuje jednak, że technologie geotermalne nowej generacji mają tak duży potencjał, że możliwe jest nawet wielokrotne zaspokojenie z tego źródła globalnego popytu na energię elektryczną. Jeśli koszty takich projektów będą nadal spadać, to do 2050 r. energia geotermalna mogłaby pokrywać 15 proc. szybko rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną. Oznaczałoby to rozmieszczenie na całym świecie aż 800 GW mocy geotermalnej, co zapewniłoby roczną produkcję prawie 6 tys. TWh energii elektrycznej. To odpowiada obecnemu zapotrzebowaniu Stanów Zjednoczonych i Indii łącznie.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna po raz pierwszy przeprowadziła kompleksowe analizy na poziomie poszczególnych krajów, korzystając ze współpracy z organizacją Project InnerSpace.
Szczególnym atutem energii geotermalnej jest to, że jako odnawialne źródło energii charakteryzuje się stabilnością i wysoką elastycznością. Jest dostępna przez całą dobę, niezależnie od warunków atmosferycznych. Może więc znacząco wspierać produkcję energii elektrycznej z innych źródeł odnawialnych, które są zmienne, takich jak wiatr i słońce, ewentualnie uzupełniać źródła o niskiej emisji, jak energia jądrowa.
Nowe perspektywy dla krajów
Dziś w produkcji energii elektrycznej generalnie wykorzystuje się konwencjonalną geotermię. To niszowa technologia, specyficzna dla danej lokalizacji. Większość zainstalowanej mocy znajduje się w krajach, które cechuje aktywność wulkaniczna lub są zlokalizowane na liniach uskoków tektonicznych, co ułatwia dostęp do zasobów. Obecnymi liderami są Stany Zjednoczone, Islandia, Indonezja, Turcja, Kenia i Włochy. Jednak wdrożenie nowych technologii może całkowicie zmienić tę sytuację.
Jak wskazuje raport MAE, dzięki nowym technologiom wiertniczym, operującym na większych głębokościach, korzyści z zasobów geotermii mogą czerpać prawie wszystkie kraje na świecie. Jeśli rozwój geotermii pójdzie śladami sukcesów innowacji w takich dziedzinach jak energetyka słoneczna, wiatrowa, pojazdy elektryczne i akumulatory, co jest wysoce prawdopodobne, to może się ona stać bazą przyszłych systemów energetycznych. Dla wielu krajów i firm będzie przy tym niezwykle korzystną opcją, szczególnie na rynkach o szybko rosnącym zapotrzebowaniu na energię elektryczną.
− Nowe technologie otwierają nowe horyzonty dla energii geotermalnej na całym świecie, oferując możliwość zaspokojenia znacznej części szybko rosnącego światowego zapotrzebowania na energię elektryczną w sposób bezpieczny i czysty. Co więcej, geotermia jest ogromną szansą na czerpanie z technologii i wiedzy specjalistycznej przemysłu naftowego i gazowego. Z naszej analizy wynika, że rozwój geotermii może wygenerować inwestycje o wartości 1 bln dolarów do 2035 r. – stwierdził dyrektor wykonawczy MAE Fatih Birol.
Dostępność energii geotermalnej byłaby szczególnie cenna dla zwiększenia bezpieczeństwa elektroenergetycznego w regionach, które chcą odejść od energetyki węglowej, takich jak Chiny, Indie i Azja Południowo-Wschodnia. Byłaby też ważnym uzupełnieniem energetyki słonecznej i wiatrowej, np. w Stanach Zjednoczonych czy Europie. Zwłaszcza w krajach Unii Europejskiej, realizujących obecnie ambitną politykę klimatyczną, dodatkowe wykorzystanie potencjału geotermii do produkcji energii elektrycznej może być istotnym wsparciem przy pokonywaniu wyzwań transformacji energetycznej, m.in. związanych z masową instalacją elektrycznych pomp ciepła w budynkach czy też stabilnością sieci elektroenergetycznych, w których coraz większy udział ma energia ze zmiennych źródeł odnawialnych (słońce, wiatr).
Jak zwiększyć opłacalność technologii geotermalnych?
W zwiększaniu opłacalności wykorzystania energii geotermalnej kluczową rolę może odegrać przemysł naftowy i gazowy. Specjalistyczna wiedza niezbędna w tym przemyśle stanowi aż 80 proc. kompetencji wymaganych przy inwestycjach w projekty geotermalne. Branża ta dysponuje już uniwersalnymi umiejętnościami, danymi, technologiami i łańcuchami dostaw, które mogą wspierać rozwój geotermii nowej generacji. Przekierowanie ich na energię geotermalną niewątpliwie przyniesie ogromne korzyści tej branży, kształtując nowe strategie biznesowe, które wpisują się w gospodarkę opartą na czystej energii.
Jak wskazuje raport MAE, inwestycje w geotermię rosną na całym świecie. Są nimi zainteresowane rządy różnych krajów, firmy naftowe i gazowe czy też przedsiębiorstwa użyteczności publicznej. W projekty angażują się również podmioty spoza branży energetycznej, w tym firmy technologiczne, które chcą sprostać szybko rosnącemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną w centrach danych. Jeśli uda się osiągnąć znaczne obniżenie kosztów geotermii nowej generacji, to wartość inwestycji w tym sektorze może wynieść łącznie 1 bln dolarów do 2035 r. i 2,5 bln dolarów do 2050 r. W szczytowym momencie ich wartość może sięgać nawet 140 mld dolarów rocznie, czyli więcej niż dla obecnych inwestycji w lądową energetykę wiatrową na całym świecie.
Zakładając dynamiczny rozwój geotermii w nadchodzących latach, do 2030 r. zatrudnienie w sektorze geotermalnym mogłoby wzrosnąć nawet sześciokrotnie − do 1 mln miejsc pracy.
Geotermia − ogromny potencjał do wykorzystania
Geotermia może zapewniać całodobowe wytwarzanie energii elektrycznej, produkcję i magazynowanie ciepła. Ponieważ źródło energii jest stabilne, elektrownie geotermalne mogą pracować z maksymalną wydajnością przez cały dzień i cały rok. W 2023 r. w skali globalnej wskaźnik wykorzystania mocy geotermalnej wynosił średnio ponad 75 proc. w porównaniu z mniej niż 30 proc. dla energii wiatrowej i mniej niż 15 proc. dla fotowoltaiki. Ponadto elektrownie geotermalne mogą działać elastycznie, przyczyniając się do stabilności sieci elektroenergetycznych. Zapewniają stałe zaspokojenie popytu i wspierają integrację zmiennych odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa.
W porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami i technologiami wytwarzania energii geotermia ma obecnie – uwzględniając systemy techniczne nowej generacji (tzw. EGS) – drugi co do wielkości potencjał techniczny w zakresie zdolności wytwarzania energii elektrycznej po fotowoltaice. Potencjał ten jest prawie trzykrotnie większy niż dla lądowej energii wiatrowej i ponad pięciokrotnie większy niż dla morskiej energii wiatrowej. Biorąc pod uwagę średnie współczynniki wydajności, potencjał techniczny geotermii do produkcji energii elektrycznej, wynoszący 4 tys. PWh (petawatogodzin), jest około 150 razy większy niż obecne światowe roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną. Szacunki te odnoszą się wyłącznie do wytwarzania energii elektrycznej, podczas gdy w praktyce można również dodatkowo wykorzystywać w systemach ciepłowniczych lub procesach przemysłowych ciepło odpadowe.
Coraz głębsze zasoby w zasięgu
Potencjał energii geotermalnej wzrasta wraz z eksploatacją głębszych i gorętszych zasobów. Na głębokości do 5 km szacuje się go na 42 TW mocy w ciągu 20 lat wytwarzania, ale już na głębokości 5-8 km przekracza on 550 TW. Potencjał ten jest zróżnicowany dla poszczególnych regionów. Na głębokości 2 km tylko niewielka liczba krajów o sprzyjających warunkach geotermalnych może skutecznie wykorzystać ciepło wysokotemperaturowe do wytwarzania energii elektrycznej. Natomiast na głębokości ponad 7 km prawie każdy kraj ma do tego odpowiednie zasoby.
Prawie jedna piąta (115 TW) światowego potencjału energetycznego EGS znajduje się w Afryce, która ma również największy niewykorzystany potencjał konwencjonalnej geotermii. Jako kraj największy potencjał EGS mają Stany Zjednoczone (ponad 70 TW). Jeśli chodzi o Europę, to jej techniczną zdolność geotermalną szacuje się na mniej niż 5 proc. globalnego potencjału, jednak już teraz jest to 35-krotność całkowitej zainstalowanej mocy elektrycznej w Europie.
Warto również pamiętać, że energia geotermalna może stanowić stałe źródło ciepła nisko- i średniotemperaturowego do wykorzystania w budynkach, przemyśle i ciepłownictwie. Globalny potencjał geotermalny osadowych warstw wodonośnych na głębokości do 3 km i o temperaturze powyżej 90 st. C szacuje się na około 320 TW. Jest to zgodne z wymogami istniejących sieci ciepłowniczych opalanych paliwami kopalnymi, które można zdekarbonizować, przechodząc na ciepło geotermalne. Przy niższych wymaganiach temperaturowych sieci potencjał geotermalny wzrasta około 10-krotnie.
Raport MAE pokazuje także, że potencjał techniczny geotermii byłby więcej niż wystarczający, aby pokryć całe zapotrzebowanie na energię elektryczną i ciepło w Afryce, Chinach, Europie, Azji Południowo-Wschodniej i Stanach Zjednoczonych.
Wsparcie regulacyjne obniży koszty
W raporcie MAE podkreślono, że obecnie ponad 100 krajów w swojej polityce energetycznej uwzględnia fotowoltaikę i lądową energetykę wiatrową, ale tylko 30 krajów bierze pod uwagę także energię geotermalną. Umieszczenie geotermii w krajowych planach energetycznych, ze wskazaniem konkretnych celów, wspieranych przez innowacje i rozwój technologii, niewątpliwie pozwoli odblokować nowe inwestycje.
Takie podejście mogłoby istotnie poprawić konkurencyjność kosztową projektów geotermalnych. Dzięki odpowiednim regulacjom, zapewniającym bezpieczeństwo i przewidywalność inwestycji, koszty pozyskiwania energii elektrycznej z geotermii mogłyby spaść nawet o 80 proc. do 2035 r. – do około 50 dolarów za MWh. Geotermia stałaby się wówczas jednym z najtańszych źródeł dyspozycyjnej, czystej energii elektrycznej, zapewniając podobne lub niższe jej ceny jak istniejące elektrownie wodne i jądrowe oraz biopaliwa. Byłaby też konkurencyjna kosztowo wobec energetyki słonecznej i wiatrowej (z magazynowaniem energii w akumulatorach).
Dziś procesy uzyskiwania pozwoleń na realizację projektów geotermalnych i generalnie cała biurokratyczna otoczka są główną przeszkodą w ich realizacji. Zdarza się, że pełne uruchomienie takich inwestycji zajmuje nawet 10 lat. Dlatego Międzynarodowa Agencja Energetyczna sugeruje w swoim raporcie, aby rządy krajowe uprościły procesy wydawania pozwoleń na projekty geotermalne poprzez konsolidację i przyspieszenie kroków administracyjnych. Proponuje też stworzenie specjalnych systemów pozwoleń geotermalnych, odrębnych od inwestycji służących wydobyciu minerałów. To tylko część z całej listy działań rekomendowanych władzom krajowym, które powinny ułatwić szersze wykorzystanie nowatorskich przedsięwzięć geotermalnych, a także zapewnić im akceptację społeczną i minimalizację wpływu na środowisko.
Opracowanie: PORT PC na podstawie informacji udostępnionych przez MAE/IEA
Źródło: The Future of Geothermal Energy – Analysis – IEA
