Het onbenutte potentieel van geothermie

Geothermie kan een grotere rol spelen in de verduurzaming van de wereldwijde energievraag. Dit stelt een recent rapport van het International Renewable Energy Agency (IRENA) en de International Geothermal Association (IGA) dat is opgesteld door Witteveen+Bos en JRG Energy Consultants. ‘Geothermiebronnen zijn ruim beschikbaar in vulkanische gebieden en sedimentaire bekkens. Als constante, weersonafhankelijke, betrouwbare en hernieuwbare bron van energie kan geothermie de transitie naar een CO₂-neutraal en klimaatvriendelijk energiesysteem versnellen,’ aldus het rapport.

De wereldwijde groei van geothermie heeft met meerdere factoren te maken. Ten eerste neemt de energievraag toe als gevolg van economische groei. Om klimaatverandering tegen te gaan en verder richting te geven aan een groene economie, is wereldwijd een zoektocht gaande naar duurzame en betaalbare hernieuwbare energiebronnen. Dit wordt nog noodzakelijker door geopolitieke ontwikkelingen en energieleveringszekerheid. 

Dit geldt voor zowel elektriciteit als duurzame warmte. Zodoende is een trend ontstaan waarbij geothermie, waar dit technisch en economisch haalbaar is, steeds vaker direct wordt ingezet voor verwarming en koeling. Ten slotte kan geothermie– dankzij de recente, versnelde inzet van variabele hernieuwbare energie uit wind en zonne-energie –worden gebruikt om elektriciteitsnetten te stabiliseren.

De inzet van geothermie voor elektriciteit en verwarming/koeling vormt wereldwijd slechts 0,5 % van de geïnstalleerde capaciteit van hernieuwbare bronnen. Ook is de groei ervan, vergeleken met andere hernieuwbare energiebronnen, relatief beperkt. Voor elektriciteitsproductie groeit geothermie met ongeveer 3,5 % per jaar, met in 2021 een totale geïnstalleerde capaciteit (wereldwijd) van bijna 16 gigawatt elektrisch (GWe). 

Anderzijds is de inzet van geothermie voor verwarming en koeling tussen 2015 en 2020 met gemiddeld bijna 10 % per jaar toegenomen, waarbij in 2020 107 gigawatt thermisch (GWth) werd bereikt (zie onderstaande afbeelding).

Competitieve energiebron

In landen met gedereguleerde elektriciteitsmarkten spelen de kosten een belangrijke rol bij het bepalen van welke hernieuwbare energiebronnen het best toepasbaar en kosteneffectief zijn. In het afgelopen decennium zijn hernieuwbare energiebronnen (voornamelijk zon en wind) zeer competitief geworden qua kosten. Dalende technologiekosten zorgen ervoor dat de LCOE (levelised cost of electricity) van zon- en windenergie met respectievelijk 67-88 % en 60-68 % zijn gedaald. 

Echter, de LCOE van geothermische elektriciteit is vrijwel constant gebleven: tussen USD 0,05 en 0,07 per kilowattuur over de periode 2010 tot 2021. Toch is dit ten opzichte van fossiele elektriciteit nog steeds lager.  

Voldoende ruimte voor groei

Ondanks dat geothermie al meer dan een eeuw commercieel wordt gebruikt, is er in de meeste landen nog geen volwassen markt ontstaan. Het gebruik is grotendeels beperkt tot hydrothermale bronnen (d.w.z. bronnen met een hoge temperatuur) op bepaalde geologische (vulkanische) locaties en bodemwarmtepompen. Omdat slechts een klein deel van de bekende hydrothermale bronnen is aangeboord, is er in veel landen nog veel ruimte voor groei van de geothermiemarkt. Dit kan worden versneld door gebruik te maken van bronnen met een lage en middelhoge temperatuur of van bestaande (winnings)technieken. Daarnaast kan de geothermiemarkt verder worden ontwikkeld door het wegnemen van verschillende belemmeringen op financieel, wettelijk, technisch, logistiek, ecologisch en maatschappelijk gebied. 

Risicobeperking en financiering

De exploitatie van geothermische bronnen brengt verschillende risico’s met zich mee, zoals de onzekerheden rond de geologie van de ondergrondse bronnen. Ook vereist het boren een betrekkelijk grote investering aan het begin van een project. Er is al veel onderzoek verricht naar financiering en risicobeperking en wereldwijd zijn diverse regionale en landelijke regelingen van kracht om risico’s te beperken. Tegelijkertijd worden er in veel landen waar een gebrek aan duidelijk beleid diverse obstakels opwerpt, de kaders voor regelgeving op het gebied van geothermische projecten herzien en bijgewerkt.

Kostenreductie

De kosten en bijbehorende risico’s van geothermieprojecten zijn vooral van invloed in de beginfasen van een project, wanneer de onzekerheid over het potentieel van de bron en de investering voor het boren hoog zijn. Echter, kansen om de ontwikkelingskosten en daarmee de LCOE te verlagen, zijn volop aanwezig, met name tijdens de boorfase. 

In dit stadium passen projectontwikkelaars best practices binnen de sector toe om kosten te verlagen. Voorbeelden hiervan zijn het voorspellen en voorkomen van potentiële boorproblemen om zo de boortijd te beperken; het gebruik van geavanceerde modelleertechnieken van de ondergrond om zo doorlatende structuren op te sporen en productieve putten te boren; en het goed beheren van het geothermische reservoir zodat de productie van putten minder snel terugloopt en zodoende de noodzaak voor aanvullende putten geminimaliseerd wordt. 

Sectoroverschrijdende synergieën

Het rapport van IRENA/IGA benoemt ook integrale, sectoroverschrijdende benaderingen als belangrijk voor het stimuleren van geothermie. Door sectoroverschrijdende projecten kan de geothermische markt synergieën benutten met andere industrieën, waaronder andere hernieuwbare energiebronnen, de olie- en gasindustrie, de productie van groene waterstof, de winning van zeldzame mineralen (zoals lithium of andere waardevolle mineralen uit geothermisch water), de opslag van energie in verlaten mijnen en CO₂-afvang in geothermische formaties.

Aanbevelingen

Al met al doet het rapport diverse aanbevelingen voor het verminderen en voorkomen van belemmeringen voor geothermische elektriciteit, warmteopwekking, plaatselijke koeling en de ontwikkeling en het gebruik van geothermische bronnen (zie onderstaande afbeelding). 

Duurzame bron 

Concluderend, geothermie is een unieke bron binnen het ecosysteem van hernieuwbare energie omdat het zowel elektriciteit als warmte continu kan opwekken. Als bron zorgt het voor een constante en betrouwbare opwekking van elektriciteit met een hoog installatierendement, lage uitstoot van broeikasgassen en kleine ecologische voetafdruk. Als warmtebron is het schaalbaar tegen lage bedrijfskosten. 

Geothermie verhoogt daarnaast het rendement door warmte rechtstreeks te gebruiken, vermindert elektriciteitsverbruik en biedt een langdurige bron van duurzame warmte aan. Ten slotte is er bij geothermie nog veel ruimte voor technologische innovatie, bijvoorbeeld in de exploratiefase bij het ontwikkelen van geavanceerde systemen om het geothermisch rendement te verhogen, kosten te verlagen, of ontoegankelijke bronnen te bereiken. Geothermie heeft dus een aanzienlijk potentieel. Hoog tijd om dit te benutten.

Gamechanger

De International Renewable Energy Agency (IRENA) is een intergouvernementele organisatie die landen ondersteunt in de transitie naar duurzame energie. Het is het belangrijkste platform voor internationale samenwerking en een expertisecentrum en kennisbank voor beleid, technieken, hulpmiddelen en financiële kennis op het gebied van hernieuwbare energie. 

De International Geothermal Association (IGA) is wereldwijd het toonaangevende platform voor geothermie en dient als knooppunt voor netwerkmogelijkheden om de ontwikkeling van geothermie te bevorderen en ondersteunen. Samen met partners in de sector stelt de IGA normen op, ontwikkelt het de technologische agenda en ondersteunt het ondernemers die zich bezighouden met schone technologie. 

Met zijn vier pijlers van zichtbaarheid, duurzaamheid, samenwerking en autoriteit zet de IGA zich in voor het promoten van geothermie als gamechanger voor het behalen van Sustainable Development Goal 7: toegang tot betaalbare, betrouwbare, duurzame en moderne energie voor iedereen.

Samen met JRG Energy Consultants heeft Witteveen+Bos IRENA en IGA ondersteund bij de verkenning, de analyse en rapportage van de wereldwijde geothermische markt en technologieontwikkeling. Dit omvatte, naast een uitgebreide literatuurstudie, ook diverse interviews, overleggen en reviewsessies met regionale experts uit de hele wereld. Ook het schrijven van een integraal, peer-reviewed rapport over wereldwijde en regionale inzichten en ontwikkelingen maakte er deel van uit.