Leitfaden für Nachhaltigkeitsbeauftragte zu Fortschritten im Bereich der Geothermie
Dieser Leitfaden vermittelt Nachhaltigkeitsbeauftragten und ESG-Fachleuten grundlegende Kenntnisse über revolutionäre Fortschritte im Bereich der Geothermie. Auch wenn die meisten Unternehmen keine Geothermieprojekte direkt entwickeln werden, ist das Verständnis dieser Technologien entscheidend für Entscheidungen zur Energiebeschaffung, Investitionsmöglichkeiten und strategische Partnerschaften mit aufstrebenden Anbietern sauberer Energie.
Die Renaissance der Geothermie – vom Nischenprodukt zum Mainstream
Jahrzehntelang deckte die Geothermie weniger als 1 % des weltweiten Energiebedarfs und war auf Regionen mit natürlichen heißen Quellen und vulkanischer Aktivität beschränkt. Heute verwandeln technologische Durchbrüche die Geothermie von einer Nischen-Erneuerbaren-Energiequelle in eine potenziell bahnbrechende Lösung für saubere Energie.
Jüngste Analysen der Internationalen Energieagentur deuten darauf hin, dass Geothermie bis 2050 bis zu 15 % des weltweiten Strombedarfswachstums decken könnte – was einer weltweiten Nutzung von bis zu 800 Gigawatt entspricht. Diese Transformation wird durch Fortschritte in den Bereichen Bohrtechnik und Ingenieurwesen vorangetrieben, die das geografische Potenzial der Geothermie von etwa 4 % geeigneter Standorte auf nahezu alle Orte mit ausreichender Erdwärme ausweiten.
Die drei Generationen der Geothermie-Technologie verstehen
Konventionelle Geothermie (erste Generation)
Die traditionelle Geothermie basiert auf unterirdischen Reservoirs mit heißem Wasser oder Dampf und erfordert bestimmte geologische Bedingungen: hohe Temperaturen, durchlässiges Gestein und vorhandene Wasserquellen. Es gibt drei Hauptmethoden der Umwandlung:
• Trockendampfanlagen – gewinnen Dampf direkt aus dem Untergrund
• Flash-Dampfanlagen – befördern Hochdruckwasser an die Oberfläche, wo es zu Dampf wird
• Binärzyklus-Anlagen – übertragen Wärme an sekundäre Fluide mit niedrigeren Siedepunkten
Diese Methode ist geografisch auf tektonisch aktive Gebiete beschränkt.
Verbesserte geothermische Systeme (zweite Generation)
Enhanced Geothermal Systems (EGS) schaffen künstliche Reservoirs, indem sie tiefe Bohrlöcher bohren und durch hydraulisches Fracking die Durchlässigkeit des Gesteins erhöhen. Zu den EGS-Methoden gehören:
• Bohren in heißes, trockenes Gestein
• Aufbrechen von Gestein, um Zirkulationswege zu schaffen
• Einleiten von kaltem Wasser, das erwärmt und als Dampf zurückgeführt wird
Jüngste Durchbrüche zeigen die Rentabilität von EGS, wobei Projekte Bohrgeschwindigkeiten von 300 Fuß pro Stunde erreichen und 3 Meilen tiefe Bohrlöcher in nur 16 Tagen fertigstellen. Durch Technologien, die aus der Öl- und Gasindustrie übernommen wurden, konnten die Kosten für horizontale Bohrlöcher um bis zu 26 % gesenkt werden.
Superheiße Gesteinsgeothermie (dritte Generation)
Diese neue Grenze zielt auf Formationen ab, die 400 °C überschreiten, wo Wasser in einen überkritischen Zustand übergeht. Diese Systeme können 5- bis 10-mal mehr Energie erzeugen als herkömmliche Geothermiebohrungen und könnten somit ganze Länder mit weniger Standorten versorgen.
Technologierevolution – Anpassung von Innovationen im Öl- und Gassektor
Die Umstellung auf Geothermie nutzt Öl- und Gastechnologien. Bis zu 80 % der Investitionen in Geothermie nutzen übertragbare Kompetenzen und Infrastrukturen, wie zum Beispiel:
Fortgeschrittene Bohrtechniken
• Richtbohrungen, um große Flächen von einem Standort aus zu erschließen
• Entwicklung von Multi-Well-Pads zur Verringerung der Auswirkungen auf die Oberfläche
• Polykristalline Diamantbohrkronen für härteres, heißeres Gestein
Reservoirtechnik
• Hydraulic Fracturing für eine effiziente Zirkulation
• Echtzeitüberwachung zur Optimierung
• Präzises Flüssigkeitsmanagement für maximale Wärmeabfuhr
Geschlossene Kreislaufsysteme – Minimierung der Umweltbelastung
Neue geschlossene Kreislaufsysteme zirkulieren Flüssigkeit in versiegelten Rohren und vermeiden so den Kontakt mit Gestein oder Grundwasser. Zu ihren Vorteilen gehören:
• Geringeres Erdbebenrisiko
• Anwendbarkeit an mehreren Standorten
• Umweltschutz
Obwohl sie in ihrer Entwicklung hinter EGS zurückliegen, erweisen sich geschlossene Kreislaufsysteme als praktikabel für die Stromerzeugung und Heizung.
Aktuelle kommerzielle Entwicklungen
Mehrere Projekte zeigen das kommerzielle Potenzial der Geothermie der nächsten Generation:
• Das Utah FORGE-Projekt hat eine erfolgreiche Wasserzirkulation in einer Tiefe von 1,5 Meilen erreicht.
• Kommerzielle Vorhaben sollen bis 2026 eine Leistung von 100 MW erreichen und bis 2028 auf 500 MW ausgebaut werden.
• Technologieunternehmen unterzeichnen Stromverträge für Rechenzentren, die rund um die Uhr eine zuverlässige Stromversorgung benötigen.
Wirtschaftsausblick und Investitionstrends
Seit 2021 haben private Investitionen in fortschrittliche Geothermie 700 Millionen US-Dollar überschritten. Die Kosten könnten bis 2035 um 80 % sinken und etwa 50 US-Dollar/MWh erreichen – konkurrenzfähig zu Solar- und Windenergie plus Speicherung.
Die staatliche Unterstützung umfasst:
• Die Initiative „Enhanced Geothermal Shot“ mit dem Ziel einer Kostensenkung um 90 %
• 30 Millionen Dollar für die Entwicklung von Superheißgestein im Rahmen von ARPA-E
• Finanzierung von Demonstrationsprojekten im Rahmen des parteiübergreifenden Infrastrukturgesetzes
Strategische Implikationen für Nachhaltigkeitsbeauftragte
Möglichkeiten zur Energiebeschaffung
Geothermie bietet:
•Grundlastzuverlässigkeit– Stromversorgung rund um die Uhr
•Netzstabilität– Flexibilität für die Integration erneuerbarer Energien
•Langfristige Verträge– typische Laufzeiten von 20 bis 30 Jahren
Überlegungen zu Investitionen und Partnerschaften
•Direktinvestitionen– rentabel für Unternehmen mit hohem Energiebedarf
•Strategische Partnerschaften– Zugang zu Innovationen und frühen Kapazitäten
•Chancen in der Lieferkette– insbesondere für die Bereiche Bohrungen und Materialien
Regulatorische und ESG-Berichterstattung
Das Verständnis der Geothermie ermöglicht es Nachhaltigkeitsbeauftragten:
• Anbieter von geothermischen Stromabnahmeverträgen bewerten
• Investitionen in Portfolios für saubere Energien bewerten
• Glaubwürdig über die Strategie für erneuerbare Energien und die Energiewende berichten
• Langfristige Beschaffung zuverlässiger sauberer Energie planen
Herausforderungen und Risikobewertung
Technische Risiken
• Anforderungen an Hochtemperatursysteme
• Potenzial für induzierte Seismizität
• Unsicherheit hinsichtlich der Untergrundbedingungen
Regulatorische Hürden
• Lange Genehmigungsfristen (bis zu 20 Jahre)
• Umweltverträglichkeitsprüfungen
• Herausforderungen bei der Akzeptanz durch die Gemeinschaft
Marktbeschränkungen
• Preisdruck durch Solar-, Wind- und Speicherenergie
• Begrenzte kommerzielle Erfolgsbilanz
• Notwendigkeit stabiler politischer Rahmenbedingungen
Zukunftsaussichten und strategische Planung
Technologieentwicklung
Fortschritte in den Bereichen Bohrtechnik, KI-Integration und hybride Energiesysteme werden die Reichweite und Machbarkeit der Geothermie erweitern.
Markterweiterung
Mit sinkenden Kosten könnte EGS bis 2050 20 % des Strombedarfs der USA decken. Ähnliches Potenzial besteht weltweit bei starker politischer Unterstützung.
Integration in die Unternehmensnachhaltigkeit
Geothermie steht im Einklang mit ESG- und Klimazielen, indem sie Folgendes bietet:
• Reduzierung der Scope-2-Emissionen
• Energiesicherheit aus heimischen Quellen
• Investitionsmöglichkeiten in aufstrebende saubere Technologien
• Führung durch Innovationsbereitschaft
Fazit – Strategische Positionierung für die unterirdische Energiewende
Geothermie entwickelt sich zu einer der vielversprechendsten sauberen Technologien des nächsten Jahrzehnts. Auch wenn die meisten Unternehmen keine Geothermieprojekte direkt entwickeln werden, ist das Verständnis der Technologien für die Gestaltung von Beschaffungs-, Investitions- und Partnerschaftsentscheidungen unerlässlich.
Mit zunehmender Reife bieten erweiterte geothermische und superheiße Gesteinssysteme Instrumente, um ehrgeizige Klimaziele zu erreichen, ohne dabei an Zuverlässigkeit oder Kosteneffizienz einzubüßen.
Nachhaltigkeitsexperten, die sich über diese Entwicklungen auf dem Laufenden halten, sind gut positioniert, um zu handeln – sei es durch langfristige Stromverträge, strategische Investitionen oder Engagement in der Wertschöpfungskette. Die unterirdische Energierevolution ist in vollem Gange.