Ce qu’il faudra pour libérer le potentiel de l’énergie géothermique

« La géothermie est vraiment prête pour les heures de grande écoute », déclare Tim Latimer, fondateur et PDG de la startup EGS Fervo.

L’attrait de la géothermie est une question de cohérence : alors que la production d’électricité des centrales éoliennes et solaires varie en fonction de la météo et de l’heure de la journée, l’énergie géothermique est toujours active, fournissant une source d’électricité stable.

« C’est vraiment la seule source d’énergie renouvelable de base », explique Jody Robins, ingénieur géothermique au National Renewable Energy Laboratory. L’énergie nucléaire (qui est sans carbone mais non renouvelable) peut jouer un rôle similaire, bien que le coût, les problèmes de déchets et la perception du public aient limité son déploiement.

Les centrales géothermiques modernes fonctionnent aux États-Unis depuis les années 1970. Ces centrales pompent généralement de l’eau chaude ou de la vapeur du sous-sol jusqu’à la surface pour déplacer une turbine et produire de l’électricité. Ensuite, l’eau est pompée vers le bas pour maintenir la pression sous terre, afin que le processus puisse continuer.

Les principaux sites géothermiques partagent certaines caractéristiques : la chaleur, la roche avec des fractures et l’eau, tous proches les uns des autres et à quelques kilomètres de la surface. Mais à l’heure actuelle, les ressources géothermiques les plus accessibles – aux États-Unis, elles sont en grande partie concentrées dans l’ouest – ont été exploitées. Bien que les chercheurs pensent qu’il reste encore beaucoup d’autres sites potentiels à trouver, il est difficile de savoir où ils se trouvent. Et dans la plupart des États-Unis de l’Est et dans de nombreux autres endroits du monde, la roche souterraine n’est pas le bon type pour que les plantes traditionnelles fonctionnent, ou l’eau n’est pas là.

Certains chercheurs et startups tentent d’étendre la géothermie à de nouveaux endroits. Avec EGS, ils tentent de concevoir ce qui se trouve sous terre en pompant du fluide dans la roche imperméable pour forcer l’ouverture des fissures. Cela crée un espace où l’eau est libre de se déplacer et de se réchauffer, produisant la vapeur nécessaire à l’alimentation. Le processus a le potentiel de déclencher des tremblements de terre, comme l’ont montré les premiers projets en Corée du Sud et en Suisse. Cependant, l’EGS est similaire à la fracturation hydraulique, qui est répandue aux États-Unis, et les risques sont probablement gérables dans la plupart des endroits, dit Robins.

Cette approche pourrait étendre la géothermie à des endroits qui n’ont pas les types d’eaux souterraines ou de roches nécessaires aux plantes traditionnelles.

Pourtant, atteindre ces ressources ne sera pas facile. Le forage commercial ne va généralement pas beaucoup plus loin que sept kilomètres (quatre miles) – pour des raisons de coût, c’est souvent même moins que cela – et de nombreux endroits qui pourraient bénéficier de la géothermie ne sont pas assez chauds à cette profondeur pour atteindre les 150 ° C nécessaires pour produire de l’électricité de manière économique. Atteindre des températures suffisantes peut signifier aller plus loin, ce qui nécessiterait de nouvelles techniques et technologies capables de résister à une chaleur et une pression élevées.

Avec l’aimable autorisation du bureau des technologies géothermiques du DOE

Fervo travaille sur certains de ces détails dans ses propres projets, dont un annoncé plus tôt cette année avec Google pour installer une capacité géothermique à proximité des centres de données de l’entreprise au Nevada. Elle s’est également récemment impliquée dans un projet du DOE dans le centre de l’Utah, appelé FORGE (Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy).

Les chercheurs universitaires et industriels de FORGE tentent de trouver les meilleures pratiques pour le déploiement d’EGS, y compris le forage et la maintenance des réservoirs. Le site a été choisi parce que sa géologie est assez représentative des endroits où d’autres centrales EGS pourraient être construites aux États-Unis, explique Lauren Boyd, responsable du programme EGS au bureau des technologies géothermiques du DOE.

Avec le nouveau financement du projet de loi sur les infrastructures, le DOE financera quatre sites de démonstration supplémentaires. Cela élargira ce que les chercheurs comprennent sur la mise en place d’installations EGS, car ils pourront travailler dans différents endroits et avec différents types de roches. Au moins une usine sera construite dans l’est des États-Unis, où la géothermie est moins courante.

Mais les barrières technologiques ne sont pas les seules à ralentir les progrès de l’énergie géothermique, déclare Susan Hamm, directrice du bureau des technologies géothermiques du DOE. La construction d’une centrale géothermique peut prendre jusqu’à une décennie en raison de tous les permis requis. La rationalisation de cette paperasse pourrait presque réduire ce temps de moitié et doubler la capacité géothermique prévue d’ici 2050.