Geotermia 2.0 w Australii otwiera drogę do energii ukrytej w skałach

Geotermia 2.0 w Australii może umożliwić wykorzystanie gorących skał położonych kilka kilometrów pod ziemią i przekształcić je w stabilne źródło czystej energii. Nowe techniki wierceń dają szansę na produkcję prądu niezależnie od pogody, pory dnia i sezonu.

Energia, która nie gaśnie po zachodzie słońca

Wnętrze Ziemi od miliardów lat przechowuje ogromne ilości ciepła. To ono podtrzymuje aktywność geologiczną planety, zasila procesy zachodzące głęboko pod powierzchnią oraz jak wskazują naukowcy mogło odegrać rolę w powstaniu życia przy kominach hydrotermalnych na dnie oceanów. Teraz to samo ciepło coraz częściej traktowane jest jako zasób energetyczny.

Zasada działania jest stosunkowo prosta. Trzeba wykonać odwiert, dotrzeć do gorących skał, wykorzystać podgrzaną wodę lub parę, a następnie napędzić turbiny produkujące prąd. Przez lata geotermia była jednak technologią ograniczoną do miejsc, w których ciepło znajdowało się blisko powierzchni w pobliżu gejzerów, gorących źródeł i wulkanów.

To ograniczenie zaczyna znikać. Nowe techniki głębokich wierceń pozwalają myśleć o dotarciu do skał o temperaturze przekraczającej 350 stopni Celsjusza. Właśnie w tym miejscu zaczyna się geotermia nowej generacji.

Gorące skały i płyn nadkrytyczny

Nowoczesne technologie wiertnicze pozwalają schodzić coraz głębiej. Dziś jest to możliwe do około 5 kilometrów, a w kolejnych etapach nawet do 10 kilometrów. W takich warunkach woda, poddana ekstremalnej temperaturze i ciśnieniu, zmienia się w płyn nadkrytyczny. Nie jest już zwykłą cieczą ani parą. Może przenosić nawet dziesięć razy więcej energii niż klasyczna para wodna lub woda w stanie ciekłym.

To właśnie ten parametr zmienia skalę całego przedsięwzięcia. Jeśli każdy litr wody niesie znacznie więcej energii, elektrownia geotermalna może produkować więcej prądu z mniejszej liczby odwiertów. Według szacunków przywoływanych w źródłowym opracowaniu, wykorzystanie zaledwie 1% światowych zasobów gorących skał mogłoby pokryć globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną ośmiokrotnie.

W tym sensie geotermia 2.0 różni się od klasycznych odnawialnych źródeł energii. Nie zależy od wiatru, nasłonecznienia ani rytmu dnia i nocy. Może pracować stale, dostarczając moc podstawową dla systemu elektroenergetycznego. To cecha, której w transformacji energetycznej brakuje najbardziej.

Dlaczego Australia patrzy pod ziemię

Australia nie jest krajem kojarzonym z wulkaniczną geotermią na skalę Islandii czy Nowej Zelandii. Właśnie dlatego nowe badania są tak istotne. Pokazują, że gorące skały mogą występować także w regionach bez wyraźnej aktywności wulkanicznej.

W przypadku Australii potencjał jest szczególnie interesujący. Według wstępnych szacunków Clean Air Task Force wykorzystanie 1% australijskich gorących skał mogłoby dać energię odpowiadającą 3 miliardom baryłek ropy albo 20-krotności krajowego zużycia energii elektrycznej z 2021 roku.

Obiecujące obszary wskazywane są m.in. w częściach Wiktorii, Tasmanii, Queensland, Nowej Południowej Walii i Australii Zachodniej. Gorące skały mogą tam znajdować się na głębokości 4–8 kilometrów, a więc w zasięgu nowych technologii wierceń.

Australia ma też przewagę, której nie mają wszystkie państwa, którym jest doświadczenie w pracy pod ziemią. Jest jednym z najważniejszych krajów górniczych świata, dysponuje zapleczem inżynieryjnym, wiedzą geologiczną i kompetencjami w eksploracji podpowierzchniowej. To oznacza, że rozwój geotermii mógłby wykorzystać część umiejętności i kadr związanych dziś z sektorem paliw kopalnych oraz wydobyciem surowców krytycznych.

Wielka obietnica, duże ryzyko inwestycyjne

Geotermia 2.0 nie jest jednak gotowym rozwiązaniem bez kosztów i ryzyk. Głębokie wiercenia pozostają drogie. Trudne jest także dokładne przewidywanie temperatur na dużych głębokościach. W wielu miejscach problemem może być również infrastruktura przesyłowa, zwłaszcza jeśli najlepsze zasoby znajdują się daleko od dużych odbiorców energii.

Dochodzi do tego ryzyko techniczne. Źle zarządzane odwierty mogą z czasem tracić przepływ, ciśnienie albo temperaturę. Dobrze zaprojektowane systemy mogłyby jednak działać przez 30–50 lat, a ich koszty według przywoływanych szacunków mogłyby być porównywalne z kosztami energii wiatrowej.

To ważne w debacie o kosztach systemowych OZE. Energia słoneczna i wiatrowa szybko taniały, ale wymagają magazynowania, rezerwowania mocy i rozbudowy sieci. Geotermia nowej generacji może pełnić inną funkcję: stabilizować system, a nie tylko zwiększać udział źródeł odnawialnych w statystykach.

Od domów po centra danych

Potencjalne zastosowania są szerokie. Głębokie zasoby geotermalne mogłyby zasilać domy, przemysł, transport, produkcję wodoru, przetwarzanie minerałów krytycznych oraz centra danych, których zapotrzebowanie na stabilną energię rośnie wraz z rozwojem sztucznej inteligencji.

To jeden z powodów, dla których geotermia wraca do globalnej debaty. Elektrownie konwencjonalne są obciążone kosztami paliw i emisji. Elektrownie jądrowe dostarczają stabilną moc, ale wymagają długiego procesu inwestycyjnego i politycznej zgody. Wiatr i słońce są tanie w produkcji, lecz niestabilne. Geotermia nowej generacji próbuje wejść między te światy: jako źródło czyste, stałe i potencjalnie skalowalne.

Nieprzypadkowo nad technologią pracują już m.in. Islandia, Nowa Zelandia, Stany Zjednoczone, Japonia, Chiny i państwa Unii Europejskiej. Jeśli koszty wierceń spadną tak, jak wcześniej spadały koszty paneli fotowoltaicznych, turbin wiatrowych i baterii, geotermia może przestać być niszą.

Australia potrzebuje mapy drogowej

Pierwszym krokiem dla Australii byłaby nowa strategia głębokiej geotermii. Musiałaby połączyć badania geologiczne, technologie wierceń, projekty pilotażowe, współpracę z międzynarodowymi liderami i system zachęt dla inwestorów.

To nie jest technologia, którą można uruchomić jednym politycznym komunikatem. Wymaga kapitału, cierpliwości, mapowania zasobów, testów i infrastruktury. Ale jeśli się uda, Australia mogłaby wykorzystać nie tylko słońce, wiatr i minerały, lecz także ciepło ukryte głęboko pod własnym terytorium.

Stawka jest większa niż pojedyńcza technologia. Pytanie, które się nasuwa to, czy transformacja energetyczna będzie oparta wyłącznie na źródłach zależnych od pogody, czy także na stabilnych zasobach, które mogą pracować bez przerwy. Geotermia 2.0 nie rozwiąże wszystkich problemów energetyki. Może jednak stać się brakującym elementem systemu, który potrzebuje czystej energii nie tylko wtedy, gdy świeci słońce i wieje wiatr.

Szymon Ślubowski