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Islande : Des forages à grande profondeur contre le réchauffement climatique ? // Iceland : Deep drilling to combat global warming ?

Cela fait plusieurs années que les Islandais travaillent sur un projet visant à produire de l’électricité grâce à la chaleur du magma. Dans plusieurs articles rédigés sur ce blog en 2016 et 2017, j’expliquais qu’un forage étaie en cours à 5 kilomètres de profondeur dans d’anciennes coulées de lave de la péninsule de Reykjanes. Ce forage, qui avait commencé le 12 août 2017, faisait partie de l’Iceland Deep Drilling Project (IDDP). L’objectif final du projet était d’atteindre 5 km de profondeur, là où la roche en fusion se mélange à l’eau. Avec la chaleur et la pression extrêmes, l’eau se transforme en « vapeur supercritique » et est susceptible de produire une énorme quantité d’énergie. L’idée est que lorsque la vapeur sera transférée à la surface et convertie en électricité, elle produira jusqu’à 10 fois plus d’énergie que les forages géothermiques classiques.
Un article paru en novembre 2024 nous rappelle que le magma terrestre peut produire suffisamment de chaleur pour générer de l’énergie géothermique sans pollution atmosphérique susceptible de réchauffe la planète, si on parvient à l’exploiter avec succès. C’est pourquoi les scientifiques prévoient de procéder à un forage dans le sol islandais pour étudier les conditions qui y règnent. Environ 800 millions de personnes dans le monde vivent à une centaine de kilomètres d’un volcan actif. Si les scientifiques parvenaient à comprendre comment on peut utiliser cette ressource naturelle, cela pourrait changer la donne en matière d’approvisionnement énergétique à l’échelle de la planète. En théorie, le potentiel est illimité.
Le projet islandais consiste à commencer à faire des forages pour approcher les poches de magma à un température de 980 degrés Celsius. Après plusieurs tests au cours des dernières années, un nouveau forage devrait avoir lieu en 2027. Dans une première phase, les scientifiques placeront des capteurs dans le sous-sol pour mieux connaître les mouvements, la pression et la chimie du magma.
La chambre magmatique se trouve à plus de 2 040 mètres sous la surface. Une fois atteinte, un petit orifice sera percé pour pénétrer dans le magma en fusion. La chaleur extraite par cette technologie,peut être utilisée pour produire de l’électricité à la surface de la Terre à l’aide d’une turbine à vapeur dans un cycle continu.
Bien que ce procédé soit plus coûteux que la technologie géothermique classique, les puits de forage et le magma, beaucoup plus profonds, génèrent beaucoup plus de chaleur, ce qui nécessite moins de forages pour produire une énergie significative. Deux forages de magma pourraient remplacer les 18 forages géothermiques conventionnels qui fournissent de l’électricité à 30 000 foyers islandais.
Les innovations géothermiques progressent également à travers d’autres projets étonnants dans le monde. Par exemple, Quaise Energy, une société basée dans le Massachusetts aux États-Unis, a l’intention de forer 20 km dans la Terre pour exploiter ce qu’elle appelle une « source d’énergie d’un million d’années ». Le résultat pourrait être une énergie abondante avec beaucoup moins de répercussions sur le réchauffement de la planète.
À l’avenir, la côte californienne, le Japon et même la Méditerranée sont quelques-uns des sites envisagés pour produire de l’énergie à partir du magma. La première étape consistera à mieux comprendre comment fonctionnent les volcans sur Terre, ce qui est loin d’être le cas actuellement. Comme l’a dit un scientifique, « nous observons le ciel, nous dépensons des milliards et des milliards de dollars pour comprendre les planètes lointaines, mais nous ne dépensons pas autant pour comprendre la nôtre. »

Source : Inspiré d’un article paru dans Yahoo Actualités.

Principe du forage géothermique à grande profondeur (Source: BBC)

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Icelanders have been working for several years on a project to generate electricity with the heat of magma. In several posts written in 2016 and 2017, I explained that a rig was drilling 5 kilometres into the old lava flows in Iceland’s Reykjanes Peninsula. It was part of the Iceland Deep Drilling Project (IDDP). The drilling had begun on August 12th, 2017. The final goal of the project was to reach 5 km down because at this depth, molten rock mixes with water. With the extreme heat and pressure, the water becomes « supercritical vapour » and holds a huge amount of energy. The idea is that when the steam is brought back to the surface and converted into electricity, it will create up to 10 times as energy as conventional geothermal wells.

A recent article reminds us that Earth’s magma can produce enough heat to create geothermal power without planet-warming air pollution if it can be successfully tapped. That’s why experts are planning to drill into Iceland’s ground to study the conditions below. About 800 million people live within approximately 100 kilometers from an active volcano. If scientists can figure out how to utilize this natural resource, it could be game-changing for worldwide power supplies. Basically, the potential is limitless.

The plan in Iceland is to start boring holes into the ground to tap the 980-degree Celsius magma reserves. After several tests in the past years, the initial one is set to be drilled in 2027. In a first phase, the experts will put sensors in the subterranean magma, gaining knowledge of its movements, pressure, and chemistry.

The magma chamber is more than 2,040 meters below the surface. Once at the chamber, a smaller hole is used to enter the molten magma. Heat pulled from the environment can be used to generate electricity on the surface using a steam turbine in a continuous cycle.

While it’s a more expensive process than current geothermal technology, the much deeper wells and magma generate far greater heat, requiring fewer boreholes to make significant power. Two magma boreholes could replace 18 conventional geothermal ones in Iceland that supply electricity to 30,000 households.

Geothermal innovations are advancing in other amazing projects around the world, as well. For instance, Massachusetts-based Quaise Energy in the U.S. intends to drill 20 km into the Earth to tap what it calls a « million-year energy source. » The result could be abundant energy with far fewer planet-warming repercussions.

In the future, the California coast, Japan, and even locations in the Mediterranean are some of the places being eyed as magma-based energy sites. The first step is to better understand Earth’s powerful volcanoes. As one scientists put it, « we are looking into the sky, we are spending billions and billions of dollars to understand planets far away, but we do not spend nearly as much on understanding our own. »

Source : After an article published in Yahoo News.

Islande : construction d’un pipeline souterrain pour alimenter la péninsule de Reykjanes // Iceland : construction of an underground pipeline to supply the Reykjanes peninsula

Alors que l’éruption qui avait débuté le 18 décembre 2023 vient de prendre fin, les scientifiques islandais expliquent que tout laisse croire qu’il existe une chambre magmatique sous la région de Svartsengi.
Selon les scientifiques, la dernière éruption fait partie d’une chaîne d’événements qui se poursuit depuis au moins 2020. Cette chaîne d’événements s’étend sur la péninsule de Reykjanes et ses multiples systèmes volcaniques. Le magma de la dernière éruption provenait probablement d’une chambre magmatique sous Svartsengi, ou peut-être d’une chambre située entre Eldvörp et la région de Sundhnúkar. La chambre se trouve probablement à une profondeur de 5 à 7 km. La géochimie, les données sismiques et les éruptions dans la région depuis 2021 confirment son existence.
La centrale électrique de Svartsengi approvisionne en eau et en électricité la majeure partie de la péninsule de Reykjanes. Pour le moment, cette eau est acheminée en surface par le pipeline de Narjðvík qui serait menacé par la lave provenant d’éventuelles éruptions. La construction d’un nouveau pipeline souterrain a commencé, mais sa réalisation prendra un certain temps. La construction de digues de terre pour protéger la centrale électrique d’éventuelles coulées de lave est, quant à elle,  presque terminée.
Source  : Iceland Review.

La centrale électrique de Svartsengi (prairie noire en islandais) est très importante pour la péninsule de Reykjanes car elle fournit de l’électricité et de l’eau chaude à 21 000 foyers, soit environ 30 000 personnes. C’est l’une des centrales thermiques les plus importantes d’Islande. Elle est connectée au reste du réseau électrique islandais jusqu’à Reykjavík.
La centrale utilise l’énergie géothermique haute température de la région avec de profonds forages permettant de puiser dans des réservoirs où l’eau et la vapeur atteignent des températures élevées. Elle a été construite en six phases entre 1974 et 2008 et a été l’une des premières centrales géothermiques d’Islande. La centrale de Svartsengi est divisée en six unités et une septième est d’ores et déjà prévue. Aujourd’hui, elle se compose de 13 forages de production reliés aux six unités. Huit de ces puits produisent un mélange de vapeur et de saumure. L’énergie produite par la centrale électrique de Svartsengi atteint 76,5 MW pour l’électricité et 150 MW d’énergie thermique pour le chauffage, avec environ 475 litres/seconde d’eau chaude à 90 °C.

Le Lagon Bleu ou Blue Lagoon, l’une des principales attractions touristiques d’Islande, est étroitement lié à la centrale de Svartsengi, car l’eau d’un bleu laiteux est le rejet de la centrale électrique. Le Blue Lagoon est apparu en 1976 lorsque les eaux rejetées par la centrale électrique de Svartsengi ont commencé à s’accumuler et ont formé un vaste bassin. Au fil du temps, le bassin s’est agrandi et est devenu une destination prisée pour se baigner et se détendre.

L’eau riche en silice sort de la centrale entre 30 et 39 °C et alimente le lac artificiel. Cette eau est naturellement riche en sels minéraux, silicates et algues d’une belle couleur bleu-vert. Ce sont ces algues qui donnent au lagon sa couleur bleu turquoise laiteuse et expliquent le nom donné au site. Sa salinité est de 2,5 % alors que celle de l’eau de mer en Islande est d’environ 3,4 %.

Cette eau a des propriétés curatives et est recommandée pour certaines maladies de la peau telles que le psoriasis et l’eczéma. Un centre médical pour traiter ces dermatoses a ouvert en juin 2005. La structure comprend également un sauna, un jacuzzi, une chute d’eau, un centre de massage, etc.

Photos: C. Grandpey

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As the eruption that began on December 18th, 2023 has been coming to an end, scientists say there are indications of a magma chamber underneath the nearby Svartsengi area.

Icelandic scientists explain that the latest eruption is part of a chain of events that has been ongoing since at least 2020. This chain of events stretches across the Reykjanes peninsula and its multiple volcanic systems. The magma in the last eruption probably came from some kind of magma chamber under Svartsengi, or possibly from a chamber that lies from Eldvörp to the Sundhnúkar area.The chamber is likely located at a depth of 5-7 km. Geochemistry, earthquake data, and the eruptions in the area since 2021 all point to its existence.

The power plant in Svartsengi supplies most of the Reykjanes peninsula with water and electricity. For the time being, this water is provided through the Narjðvík pipeline which is above ground, and is vulnerable to lava from potential eruptions. Construction on an alternative underground pipeline has begun, but will take some time to complete. In the meantime, construction of above-ground barriers to protect the power plant from lava flow is nearly complete.

Source : Iceland Review.

The Svartsengi (black meadow in Icelandic)power station is very important for the Reykjanes peninsule because it provides electricity and hot water to about 30,000 people. It is therefore considered one of the most important heating plants in Iceland. It is connected to the wider Icelandic electrical grid to Reykjavík.

The power station utilizes the high-temperature geothermal system in the area by drilling deep into the earth to tap into the geothermal reservoirs where water and steam reach high temperatures. It was built in six phases between the years 1974 to 2008 and was one of the first geothermal power plants in Iceland. The station is divided into six plants, and plans have already been made for a seventh one. Today, it consists of 13 production boreholes connected to the six plants, eight of those wells are producing a mixture of steam and brine. The energy at Svartsengi Power Station measures 76.5 MW for the electricity and 150 MW for the heating, with about 475 liters/second of 90 °C hot water.

The Blue Lagoon, one of Iceland’s biggest tourist attractions, has close ties to Svartsengi, as the milky-blue water of the lagoon is actually wastewater from the power station. The Blue Lagoon was formed in 1976 when runoff water from Svartsengi Power Station began to collect in a pool. Over time, the pool grew and became a popular destination for bathing and relaxing.

The silica-rich water comes out of the plant at a temperature between 30 and 39°C and feeds the artificial lake. This water is naturally rich in mineral salts, silicates and blue-green algae. It is these algae that give the lagoon its milky turquoise blue color and explain the name. Its salinity is 2.5% while that of Icelandic sea water is around 3.4%.
This water has healing properties and is recommended for certain skin diseases such as psoriasis and eczema. A clinic to treat some of these dermatoses opened in June 2005. The center also includes a sauna, boiling water bath, waterfall, massage center, etc.

L’énergie en Islande et la centrale de Svartsengi // Energy in Iceland and the Svartsengi power plant

Avec 85 % de ses besoins énergétiques satisfaits par ses propres ressources renouvelables, l’Islande est à l’avant-garde de la production d’énergie durable. 73 % de l’électricité sot fournis par des centrales hydroélectriques et 26,8 % par l’énergie géothermique, ce qui représente plus de 99 % de la consommation d’électricité en Islande.
Les chiffres fournis par le Statista Research Department nous montrent que l’hydroélectricité produit 14,2 térawattheures alors que la production d’électricité géothermique s’élevait à 5 916 gigawattheures en 2022.

Les Islandais sont des pionniers dans l’utilisation de l’énergie géothermique pour le chauffage de leurs locaux, puisque 90 % des foyers islandais sont chauffés à l’eau d’origine géothermique. De l’eau chaude propre et peu coûteuse est acheminée directement depuis les forages jusqu’aux maisons via des canalisations. Les autres bâtiments sont chauffés à l’électricité provenant de sources renouvelables.
Dans les centres d’accueil des centrales électriques, des panneaux informent sur le processus de conversion de l’énergie hydroélectrique ou géothermique en électricité et sur la manière dont l’eau géothermique est utilisée pour le chauffage des locaux. Au centre d’accueil de la centrale électrique de Krafla, dans le nord de l’Islande, on nous apprend qu’avec 33 forages, la centrale est capable de produire 500 GWh d’électricité par an, avec une capacité installée de 60 mégawatts.

Centrale électrique de Krafla (Photo: C. Grandpey)

A côté des énergies renouvelables, les combustibles fossiles importés sont encore utilisés en Islande dans les transports, car les navires, les avions et les voitures fonctionnent généralement avec les carburants traditionnels. Cependant, le nombre de propriétaires de véhicules électriques augmente rapidement et des investissements importants ont été récemment réalisés dans les infrastructures de recharge pour voitures électriques, avec des bornes de recharge désormais disponibles tout au long de la route qui fait le tour de l’île. Cela est conforme à la politique du gouvernement visant à réduire la dépendance du pays aux combustibles fossiles importés.

Comme je l’ai déjà écrit, les habitants du sud de l’Islande se demandent ce qui se passerait si la centrale géothermique de Svartsengi était menacée par une éruption. La sismicité et le soulèvement du sol montrent actuellement que de la lave pourrait émerger dans la région du mont Þorbjörn.
Les habitants de la péninsule de Reykjanes (plus de 21 000 foyers) reçoivent leur eau chaude, leur eau froide et leur électricité de la centrale géothermique de Svartsengi dont la capacité de production atteint désormais 150 MWth pour le chauffage urbain et la capacité nominale de 75 MW pour l’électricité.

Selon la société HS Orka qui gère la centrale, une éruption sur le site pourrait rendre difficile l’approvisionnement en eau chaude. Des représentants de HS Orka ont répondu aux questions des habitants lors d’une réunion publique à Grindavík le 2 novembre 2023, aux côtés des autorités et des scientifiques islandais. Les représentants de HS Orka ont déclaré que la société était prête prendre les mesures nécessaires si une éruption se produisait près de Svartsengi. « Nous sommes bien préparés en ce qui concerne ce qui peut être fait. Nous sommes en relation avec des groupes de travail au sein de la Protection Civile ; ils travailleront avec nous pour protéger la centrale électrique en cas de coulée de lave. Tous les efforts seront déployés pour protéger la centrale électrique si un tel événement devait se produire.»
Source  : Iceland Review.

Photo: C. Grandpey

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With 85% of its primary energy needs being met with indigenous renewable resources, Iceland is at the forefront of sustainable energy production. 73% of electricity is provided by hydropower plants and 26.8% from geothermal energy, accounting for over 99% of total electricity consumption in Iceland.

Figures provided by the Statista Research Department inform us that h ydropower produces14.2 terawatt-hours of electricity whereas the production of gothermal electricity amounted to 5 916 gigawatts_hours in 2022.

Schéma Energy Iceland

Icelanders are pioneers in the use of geothermal energy for space heating, with 90% of Icelandic households heated with geothermal water. Clean and affordable hot water is brought directly from boreholes to houses via pipelines. The remaining buildings are heated with electricity from renewable sources.

At visitor centres located at power stations in the countryside, you can learn about the process of converting either hydro- or geothermal energy into electricity and how geothermal water is used for space heating. At the visitor center of the Krafla power station in northern Iceland, we learn that with 33 boreholes, it is able to produce 500 GWh of electricity annually, with an installed capacity of 60 megawatts.

Imported fossil fuels are still used in transport in Iceland, as ships, planes and cars tend to run on conventional energy. Electric vehicle ownership is however growing quickly and recently there have been large investments in charging infrastructure for electric cars, with charging stations now available all around the ring-road. This is in line with the government’s policy of reducing the country’s reliance on imported fossil fuels.

As I put it before, residents in South Iceland are wondering what would happen if the Svartsengi Geothermal Power Plant was affected by an eruption. Seismicity and ground uplift are currently showing that lava might emerge in the Mount Þorbjörn area.

Reykjanes residents (more than 21,000 households) receive their hot water, cold water, and electricity from the Svartsengi Geothermal Power Plant whose generation capacity now reaches 150 MWth for the district heating and the nameplate capacity to 75 MW for electricity power. According to the power plant owners, an eruption at the site could make it difficult to supply residents with hot water. Representatives of HS Orka answered residents’ questions at a town hall meeting in Grindavík on November 2nd, 2023, along with Icelandic authorities and experts. HS Orka’s managers stated that the company is prepared to respond if an eruption does occur near Svartsengi. “We are well prepared as far as that goes, what can be done. We are very well connected with working groups within the Department of Civil Protection who will work with us to protect the power plant in the event of lava flow. And every effort will be made to protect the power plant, if such an event were to happen.”

Source : Iceland Review.

Géothermie, l’énergie du futur ? // Is geothermal the energy of the future ?

L’Islande est connue pour ses faibles émissions de gaz à effet de serre, en grande partie grâce à l’énergie géothermique produite sur plus de 30 sites volcaniques qui alimentent également ses célèbres sources chaudes. L’utilisation par l’Islande de la géothermie pour le chauffage et d’un mélange de géothermie et d’hydroélectricité pour l’électricité lui a permis d’avoir de la chaleur et de l’électricité à des prix abordables, sans être impactée par le hausse du prix du gaz naturel comme ce fut la cas pour le reste de l’Europe suite à l’invasion de l’Ukraine par la Russie.
À l’heure actuelle, l’énergie géothermique représente moins de 1 % de la production d’électricité aux États-Unis. Contrairement à l’éolien et au solaire, qui ne produisent de l’énergie que dans certaines conditions, l’énergie géothermique est beaucoup plus constante. Les sources d’énergie éolienne et solaire doivent être complétées par des centrales qui brûlent du charbon ou du gaz. La géothermie n’a pas ce problème. En revanche, le coût de son exploitation peut être élevé dans les endroits qui nécessitent un forage profond. En 2021, un kilowattheure d’électricité généré par la géothermie coûtait en moyenne 3,991 dollars dans les pays du G20, contre 0,857 dollars pour l’énergie solaire et 1,325 dollars pour l’éolien terrestre.
Les progrès technologiques récents, tels que les systèmes EGS peuvent résoudre ce problème. [Remarque personnelle : EGS est l’abréviation de Enhanced Geothermal System, traduit littéralement par système géothermique amélioré, mais EGS est couramment utilisé sous l’appellation française ‘principe des systèmes géothermiques stimulés’ ou encore ‘géothermie profonde des réservoirs’ que nous utiliserons ici]. Dans un EGS, comme dans un puits de fracturation hydraulique, un fluide est injecté profondément sous terre, provoquant l’ouverture de fractures dans la roche, ce qui permet au fluide chaud de remonter vers la surface. En juin 2022, le Département Américain de l’Energie a annoncé un investissement de 165 millions de dollars dans la recherche et le déploiement de l’énergie géothermique. Le secteur privé prend également des mesures timides en matière d’énergie géothermique et un grand nombre de jeunes entreprises ont levé des millions de dollars en capital.
En janvier 2022, une entreprise danoise a signé un accord pour développer la plus grande centrale de chauffage géothermique de l’Union européenne. Des entreprises islandaises développent actuellement des projets de chauffage et d’énergie géothermiques dans d’autres pays. Dans le cadre d’un partenariat entre l’islandais Orka Energy Holding et le chinois Sinopec, la province chinoise de Xiong, qui compte 390 000 habitants, est en train de se convertir à la géothermie pour le chauffage résidentiel. Des puits d’environ 1 500 à 1 900 mètres de profondeur font remonter de l’eau à 70°C qui sert à chauffer les habitations. Dans cette région où les familles brûlaient auparavant du charbon pour se chauffer, le résultat est une réduction spectaculaire des émissions de carbone et de brouillard. Orka et la société islandaise Mannvit construisent également des centrales électriques qui produiront de l’électricité à partir de la géothermie dans des pays comme la Slovénie et la Hongrie.
Aux États-Unis, la géothermie représente 6 % de l’électricité produite en Californie et 10 % dans des états comme le Nevada. Hawaii, l’Utah, l’Oregon et l’Idaho qui ont également des centrales géothermiques. Comme en Islande, où 27 % de l’électricité et du chauffage de 90 % des foyers proviennent de la géothermie, ces États de l’ouest américain ont une activité volcanique qui fait remonter la chaleur près de la surface de la Terre. Cela rend la géothermie plus économiquement viable que dans la moitié Est des États-Unis où la chaleur est enfouie plus profondément sous terre.
Les détracteurs de la géothermie attirent l’attention sur les problèmes techniques liés au forage profond. Certaines sociétés espèrent faciliter le forage profond grâce à l’EGS, qui pourrait permettre un essor géothermique similaire à la fracturation hydraulique. Cette dernière a transformé l’extraction du pétrole et du gaz, mais pour le moment le coût de cette technologie reste trop élevé dans le secteur géothermique. On s’attend toutefois à ce qu’au cours de la prochaine décennie, l’intensification de la recherche et du développement dans le domaine de l’EGS réduise suffisamment les coûts pour rendre l’énergie géothermique économiquement compétitive.
En Oregon, la société AltaRock a mis en place un projet de démonstration sur le volcan Newberry qui permet de faire remonter de l’eau à plus de 400°C à 4 200 m sous terre. A 374°C, l’eau atteint l’état supercritique auquel elle s’écoule avec la facilité du gaz tout en gardant la densité d’énergie d’un liquide. Pour obtenir une eau aussi chaude dans des États comme celui de New York, il faudrait descendre de 6 000 ou 9 000 mètres de profondeur. AltaRock travaille actuellement en laboratoire avec la société Quaise Energy sur l’utilisation de la technologie des ondes millimétriques. (voir ma note du 27 décembre 2022 à ce sujet)
Les sceptiques font d’autre part remarquer que les systèmes de géothermie profonde rencontreront de nombreux obstacles techniques. Il y aura de l’eau qui s’échappera dans les fractures de la roche, le besoin de matériaux capables de résister à des températures extrêmement élevées et le fait que les nouvelles techniques opérationnelles dans une zone ne le seront pas forcément partout, étant donné la variabilité de la géologie à travers le pays.
Il y a aussi les obstacles politiques et économiques potentiels, tels que les objections de la population locale qui – comme pour la fracturation hydraulique – peuvent s’inquiéter des séismes qui pourraient être déclenchés par l’injection de liquide à l’intérieur de la Terre. Il y a aussi des coûts élevés que les distributeurs d’électricité devraient supporter, comme l’acheminement des lignes de transmission vers les sites des futures centrales géothermiques et le fait qu’un processus à forte consommation d’eau peut ne pas être réalisable dans les zones affectées par la sécheresse et le manque d’eau.

Néanmoins, les compagnies pétrolières et gazières sont de plus en plus intéressées. Elles possèdent la technologie et le savoir-faire pour effectuer des forages profonds. De plus, cette technologie a évolué et s’est développée, et peut être directement appliquée à la géothermie.
Source : Yahoo Actualités.

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Iceland is known for its low greenhouse emissions thanks in part to its reliance on clean, geothermal energy derived from the more than 30 active volcanic systems that also power its famous hot springs. Iceland’s use of geothermal for heating and a mix of geothermal and hydropower for electricity has given it uninterrupted access to affordable heat and power, insulating its economy from the natural gas price shocks being felt by the rest of Europe since Russia’s invasion of Ukraine.

At present, geothermal energy accounts for less than 1% of the U.S. electricity portfolio. Unlike wind and solar energy, which do not produce as much energy in certain conditions, geothermal energy is much more constant. Wind and solar power sources need to be complemented with complementary plants which burn coal or gas. Geothermal does not have that problem. Yet the cost of tapping it can be expensive in places that require extensive digging. In 2021, a kilowatt hour of electricity generated by geothermal cost an average of $3,991 in G20 countries, compared to $857 for utility-scale solar power and $1,325 for on-shore wind

Recent technological advances, such as Enhanced Geothermal Systems (EGS) may solve that problem. In an EGS, much as in a fracking well, fluid is injected deep underground, causing fractures to open in the rock, which allows hot fluid to rise from far below. In June 2022, the U.S. Department of Energy (DOE) announced a $165 million investment in geothermal energy research and deployment. The private sector is also taking tentative steps into geothermal energy. A slew of geothermal energy startups have each raised millions of dollars in capital.

In January 2022, a Danish company signed an agreement to develop the largest geothermal heating plant in the European Union, and Icelandic companies are currently developing geothermal heating and energy projects in other countries. Under a partnership between Iceland’s Orka Energy Holding and China’s Sinopec, the 390,000-person Chinese county of Xiong is being converted to geothermal for residential heating. Wells roughly 1,500 to 1,900 meters deep bring up water at 70°C that is used to heat homes. In an area where families previously burned coal for heat, the result has been a dramatic cut in carbon emissions and smog. Orka and the Icelandic firm Mannvit are also building power plants that will produce electricity from geothermal in countries including Slovenia and Hungary.

In the U.S., geothermal accounts for 6% of the electricity produced in California and 10% in Nevada. Hawaii, Utah, Oregon and Idaho have geothermal plants as well. Like Iceland, where 27% of the electricity and heating in 90% of homes comes from geothermal, these western states have volcanic activity that brings heat close to the Earth’s surface. That makes geothermal more economically viable than in the eastern half of the U.S., where heat is buried deeper underground.

Skeptics of geothermal’s potential note the technological challenges to drilling deeper. Some energy companies hope to facilitate deeper drilling through EGS, which offers the possibility of a geothermal boom similar to the way fracking has transformed oil and gas extraction, but at the moment the cost is higher than other ressources. It is expected that over the next decade or so, increased research and development in EGS will bring the cost down enough to make geothermal energy economically competitive.

In Oregon, AltaRock is building a demonstration project at the Newberry Volcano to bring up water of more than 400°C from 4,200 m below ground. At 374°C, water reaches the supercritical state at which it flows with the ease of gas but carries the energy density of a liquid. Bringing up water that hot in states like New York would require going 6,000 to 9,000 meters below ground. AltaRock is currently working in a laboratory with the Quaise Energy company on using millimeter wave technology. (see my post of December 27th, 2022)

Skeptics point out that Enhanced Geothermal Systems will have plenty of technical obstacles. There will be water escaping into the rock cracks, the need for materials that can withstand incredibly high temperatures, and the fact that new techniques that work in one area may not apply everywhere, given the variability in geology around the country.

Then there are the potential political and economic roadblocks, such as objections of nearby residents who – like for fracking – may worry about earthquakes that could be triggered by injecting liquid into the Earth. There are also steep costs that utilities would have to bear, such as bringing transmission lines to the sites of future geothermal power plants and the fact that a water-intensive process may not be feasible in areas with water scarcity.

Nonetheless, oil and gas companies are increasingly interested. They have the technology and know-how to drill deep below the ground. Moreover, this technology has evolved and grown, and can be directly applied to geothermal power.

Source : Yahoo News.

Photos: C. Grandpey