Ontgrendeling van mondiale geothermische energie: paden en vooruitzichten voor de grootschalige uitrol van de volgende generatie geothermische technologie

Ontgrendelen van wereldwijde geothermische energie: wegen en vooruitzichten voor de grootschalige uitrol van de volgende generatie geothermische technologie

Geothermische energie wordt al lang beschouwd als een hernieuwbare energiebron met een enorm potentieel die echter moeilijk op grote schaal te benutten is. Dankzij de vooruitgang in boortechnologie als gevolg van de Amerikaanse schalierevolutie worden de nieuwe generatie geothermische technologieën — Enhanced Geothermal Systems (EGS) en closed-loop geothermische systemen (AGS) — deze bron echter van 'niche' naar 'mainstream' gebracht. In een onderzoeksrapport van de Carnegie Endowment for International Peace, gepubliceerd in juli 2025, wordt erop gewezen dat het wereldwijde potentieel van geothermische energie is gestegen naar een niveau dat alleen door zonne-energie wordt overtroffen, en de eerste commerciële projecten zullen naar verwachting in 2026 operationeel worden.

Van marginaal tot mainstream: de ontwikkelingsgeschiedenis van geothermische energie

Geothermische elektriciteitsopwekking kent een geschiedenis van meer dan een eeuw. In 1904 gebruikte Italië voor het eerst geothermische stoom om turbines aan te drijven; daarna verspreidde deze technologie zich geleidelijk naar de Verenigde Staten, Nieuw-Zeeland en Japan. In de jaren 1970 ontwikkelde IJsland in hoog tempo geothermische energie als reactie op de oliecrisis. In de jaren 1980 begonnen ook Mexico, de Filipijnen, Turkije en Kenia geothermische energie te benutten. Eind 2022 bedroeg het wereldwijd geïnstalleerde geothermische vermogen ongeveer 16 gigawatt, verspreid over ten minste 30 landen, maar dit vormde slechts ongeveer 0,34% van de wereldwijde elektriciteitsmix.

De afgelopen decennia hebben goedkoop aardgas en de snelle opkomst van wind- en zonne-energie geothermische energie in een nadelige positie gebracht bij nieuwe geïnstalleerde capaciteit. De geothermiesector kan moeilijk schaalvoordelen bereiken, turbine-installaties zijn vaak maatwerk en het leerrendement ligt veel lager dan bij wind- en zonne-energie. In de afgelopen jaren zijn Indonesië, Kenia en Turkije echter de motor geworden van de mondiale geothermische groei, waarbij zij via beleidssteun de ontwikkeling van de sector hebben versneld.

De volgende generatie geothermische technologie: EGS en closed-loop systemen

De sleutel tot de volgende generatie geothermische technologie is het doorbreken van de geologische beperkingen van traditionele hydrothermale systemen. Hot Dry Rock (heet droog gesteente) komt op grote schaal voor, maar mist natuurlijke vloeistoffen. In de jaren 1970 deed het Amerikaanse Los Alamos National Laboratory de eerste poging om via fracking een kunstmatig reservoir te creëren, het zogenaamde Enhanced Geothermal System (EGS). Frankrijk en Japan deden in de jaren 1980 ook pogingen, maar beide faalden op technisch vlak. In de jaren 2000 veroorzaakten de experimenten in Zuid-Korea en Zwitserland zelfs seismische activiteit, waardoor het onderzoek stagneerde. Pas in de jaren 2010 loste de Amerikaanse overheid, met steun van onderzoekssubsidies en openbare gronden en gebruikmakend van de tijdens de schalierevolutie opgebouwde boor- en putafwerkingstechnieken, geleidelijk een deel van de technische problemen van EGS op.

Tegelijkertijd werd eind jaren 2010 het closed-loop geothermische systeem (AGS) als alternatief geïntroduceerd. Het circuleert vloeistof in een gesloten kringloop, heeft geen extern water nodig en vereist geen fracking van gesteente. Momenteel staan zowel EGS als closed-loop systemen aan de vooravond van commercialisering; de eerste installaties zullen naar verwachting in 2026 operationeel worden. Daarnaast wordt er onderzoek gedaan naar sedimentaire bekkens en Super Hot Rock (SHR), maar dit laatste bevindt zich nog in een vroeg onderzoeks- en ontwikkelingsstadium.

Kostenverlaging en marktconcurrentievermogenKosten zijn bepalend voor de grootschalige inzet van geothermie. Het rapport toont aan dat de huidige elektriciteitskosten per MWh voor EGS tussen 100 en 240 dollar liggen, vergelijkbaar met de kosten van nieuwe kernenergie. De analyse voorspelt echter dat de EGS-kosten tegen 2030 kunnen dalen tot 80 dollar per MWh en tegen 2035 verder tot 50 dollar per MWh, waardoor het kan concurreren met gascentrales en tussen onshore- en offshorewind in ligt. Belangrijker nog is dat de leercurve voor EGS-boringen inmiddels 35% bedraagt, hoger dan de 30% van lithium-ionbatterijen en de 24% van zonne-energie, wat aangeeft dat schaalvoordelen zich snel zullen manifesteren.

De kosten van closed-loop systemen zijn relatief onzeker. In gebieden met een hoge geothermische gradiënt bedragen de kosten ongeveer 105 dollar per MWh, terwijl ze in gebieden met laagwaardige hulpbronnen kunnen oplopen tot 321 dollar per MWh. Het rapport wijst er echter op dat closed-loop systemen unieke voordelen bieden op het gebied van stadsverwarming, omdat het rendement voor verwarming tot 90% kan oplopen, terwijl het elektriciteitsrendement slechts ongeveer 20% bedraagt. Hierdoor kunnen de projectkosten met 30% tot 50% worden verlaagd in verwarmingstoepassingen waarbij geen turbines nodig zijn. Bovendien verbruiken closed-loop systemen weinig water en vermijden ze het seismische risico dat door fracking wordt veroorzaakt, wat in bijvoorbeeld Europa een regelgevend voordeel kan opleveren.

Mondiaal inzetpotentieel: welke landen zullen het voortouw nemen?

Het rapport beoordeelt 30 landen die geschikt zijn voor de inzet van de volgende generatie geothermische technologieën, op basis van de GeoMap™-gegevens van Project InnerSpace, in combinatie met industriële, beleids-, regelgevings- en marktindicatoren. Naast de traditionele geothermische grootmachten Duitsland, Indonesië, Kenia, Mexico en Turkije, toont het rapport ook aan dat Australië, Roemenië, Colombia en Vietnam potentieel hebben als tweede echelon, terwijl Maleisië, Saoedi-Arabië, Tanzania en Argentinië potentieel op de lange termijn hebben. Het rapport stelt verder dat Noord-Amerika een knooppunt is voor geothermische innovatie, maar het mondiale potentieel reikt veel verder.

Dit biedt nieuwe kansen voor landen die geen traditionele hydrothermale hulpbronnen hebben. Naarmate de technologie volwassener wordt, zou geothermie zich wereldwijd kunnen verspreiden, net als wind- en zonne-energie.

Uitdagingen en beleidsaanbevelingen

Hoewel de vooruitzichten veelbelovend zijn, wordt de ontwikkeling van geothermie nog steeds geconfronteerd met vele uitdagingen. Vroege EGS-projecten faalden vanwege de complexe putafwerking, en sommige experimenten veroorzaakten seismische activiteit, wat leidde tot publieke bezorgdheid. Het frackingsproces bij EGS is bovendien waterintensief en kan beperkt worden in waterschaarse gebieden. Daarnaast zijn de verkennings- en boorkosten in de beginfase van geothermische projecten hoog en risicovol, waardoor investeerders vaak terughoudend zijn. Hoewel closed-loop systemen sommige problemen omzeilen, zijn de kosten op dit moment nog relatief hoog. Beleidsonzekerheid is ook een belangrijke factor die langetermijninvesteringen beïnvloedt.

Het rapport beveelt aan dat landen gericht nationaal beleid voeren en de multilaterale samenwerking versterken om de inzet van geothermie te stimuleren. Het rapport benadrukt in het bijzonder dat de Verenigde Staten de technologische ontwikkeling succesvol hebben bevorderd door onderzoekssubsidies en het openstellen van openbare gronden als testlocaties, en dat deze ervaring navolging verdient. Ook wijst het rapport op de noodzaak van gezamenlijke inspanningen van de internationale gemeenschap om ontwikkelingslanden technische en financiële steun te bieden en zo de initiële risico's te verminderen.Op de lange termijn zal geothermische energie naar verwachting een belangrijke pijler worden van de wereldwijde transitie naar schone energie. Als een 24/7 inzetbare schone stroombron kan geothermie het intermitterende karakter van wind- en zonne-energie compenseren en het elektriciteitsnet stabiel ondersteunen. Het rapport verwacht dat, als het kostendalingspad wordt gevolgd, de volgende generatie geothermie in de jaren 2030 concurrerend zal zijn. In de context van koolstofneutraliteit biedt geothermie niet alleen elektriciteit, maar kan het ook schone warmte leveren voor industrie en gebouwen, wat een patroon van complementaire energiebronnen oplevert.

De mondiale energieconcurrentie verandert; geothermische hulpbronnen zijn niet langer beperkt tot een klein aantal regio's. Naarmate technologie volwassen wordt en kapitaal zich aandient, kan geothermie zich ontwikkelen van een 'randspeler' tot een 'sleutelrol', en landen die er vroeg bij zijn, zullen een voordeel verwerven in de toeleveringsketen van schone energie. Voor energiebedrijven, investeerders en beleidsmakers is dit het cruciale moment om de strategische waarde van geothermie te evalueren.