Het ontsluiten van wereldwijde geothermische energie: routes en kansen per land voor de opschaling van de volgende generatie geothermie

Wereldwijde geothermie ontsluiten: routes voor grootschalige uitrol van de volgende generatie geothermische energie en kansen per land

Geothermische energie is geen nieuw concept, maar het gaat een nieuwe technologische cyclus in. In het rapport *Unlocking Global Geothermal Energy*, dat de Carnegie Endowment for International Peace in juli 2025 publiceerde, wordt opgemerkt dat de boor-, fracturerings- en putbeheercapaciteiten die tijdens de Amerikaanse schalierevolutie zijn opgebouwd, nu worden ingezet voor de ontwikkeling van een nieuwe generatie geothermische bronnen, waaronder heet droog gesteente. Hierdoor stijgt het wereldwijde potentieel voor geothermische stroomopwekking van een voorheen zeer klein aandeel van de totale vraag naar een potentieel aan hernieuwbare energiebronnen dat alleen door zonne-energie wordt overtroffen. Tegelijkertijd beschikken tientallen landen wereldwijd al over de geologische, industriële en beleidsmatige voorwaarden om een nieuwe generatie geothermische industrie te ontwikkelen.

Sectorachtergrond: waarom traditionele geothermische stroomopwekking lang 'klein maar fijn' bleef

De commerciële geschiedenis van geothermische stroomopwekking gaat meer dan honderd jaar terug. In 1904 werd in Italië voor het eerst aardwarmte gebruikt om een turbine aan te drijven; daarna introduceerden de Verenigde Staten, Nieuw-Zeeland en Japan deze techniek in hun naoorlogse energieopbouw. De oliecrisis in de jaren zeventig zette IJsland ertoe aan geothermie systematisch te ontwikkelen en die kennis geleidelijk om te zetten in exporteerbare technische expertise. In de jaren tachtig breidde de geothermische ontwikkeling zich uit naar Mexico, de Filipijnen en Turkije, en later naar Kenia, dat inmiddels algemeen wordt beschouwd als een succesverhaal.

Maar eind 2022 bedroeg het wereldwijd opgestelde vermogen voor geothermische stroomopwekking slechts circa 16 gigawatt, verspreid over ten minste dertig landen, goed voor ongeveer 0,34 procent van de mondiale elektriciteitsmix. Het rapport stelt dat traditionele geothermie sterk afhankelijk is van natuurlijke hydrothermale reservoirs: specifieke ondergrondse formaties waarin tegelijkertijd voldoende warmte, vloeistof en permeabiliteit aanwezig zijn. Deze geologische beperking maakt het moeilijk voor geothermie om een gestandaardiseerde toeleveringsketen en schaalvoordelen te ontwikkelen zoals wind- en zonne-energie die wel kennen. In de afgelopen ruim dertig jaar hebben de dalende kosten van aardgas, wind- en zonne-energie de concurrentieruimte voor traditionele geothermie steeds verder verkleind; de groei van de wereldwijd nieuw geïnstalleerde geothermische capaciteit was vooral geconcentreerd in een beperkt aantal markten, zoals Indonesië, Kenia en Turkije.

Huidige ontwikkelingen: EGS, gesloten-lussystemen en de technologie van superheet gesteente

Het Carnegie-rapport zet twee volgende-generatie technologische routes uiteen die inmiddels een duidelijke commercialiseringstijdlijn hebben.

Verbeterde geothermalsystemen (Enhanced Geothermal Systems, EGS) passen de kunstmatige fracturering uit de olie- en gassector toe om in hete droge gesteentelagen met een lage permeabiliteit kunstmatige warmtereservoirs te creëren. Dit idee gaat terug op experimenten van het Los Alamos National Laboratory in de jaren zeventig, maar vroege projecten mislukten door de complexe booromstandigheden. Rond 2000 veroorzaakten projecten in Zuid-Korea en Zwitserland geïnduceerde aardbevingen, waardoor het onderzoek tijdelijk stagneerde. Vanaf de jaren 2010 boden Amerikaanse federale onderzoeksgelden en openbare testlocaties ondersteuning, en de technische ervaring uit de schalierevolutie hielp de sector bij het oplossen van cruciale technische vraagstukken op het gebied van boren en het in stand houden van warmtereservoirs.Gesloten-lus-geothermiesystemen (AGS), ook wel geavanceerde of gesloten-lus geothermische systemen genoemd, proberen volledig onafhankelijk te zijn van externe vloeistoffen en reservoirfracturering. Via een gesloten circulatie tussen injectieputten en productieputten wordt geothermische warmte naar de oppervlakte gebracht. Deze route kreeg vanaf de late jaren 2010 aandacht. Het voordeel is dat het onder meer geologische omstandigheden kan worden gerepliceerd, terwijl de impact op waterbronnen kleiner is. Hierdoor is het geschikt voor gereguleerde markten zoals Europa, die terughoudend staan tegenover het hydraulisch fractureren.

Wat betreft de eerste generatie demonstratieprojecten verwacht het rapport dat zowel EGS als gesloten-lussystemen rond 2026 hun eerste commerciële installaties in gebruik zullen nemen. Daarnaast bevinden ultrahot-rots-/superkritische geothermische projecten zich nog in een vroege onderzoeks- en ontwikkelingsfase. Het doel is om warmte te onttrekken aan gesteente van meer dan 375 graden Celsius, waarmee de opwekkingscapaciteit per put tien keer zo hoog kan liggen als bij traditionele geothermie. Dit vereist echter geavanceerdere boortechnieken om naar diepere aardlagen te boren, en men wordt geconfronteerd met uitdagingen op het gebied van hogetemperatuurmaterialen en warmtereservoirbeheersing.

Impact op het energiesysteem: een 'dubbele markt' van regelbare schone elektriciteit en warmte

De kernwaarde van de volgende generatie geothermie ligt niet in het simpelweg vervangen van wind en zon, maar in het bieden van een continue, regelbare bron van schone elektriciteit. Het Carnegie-rapport waarschuwt uitdrukkelijk dat het uitsluitend meten van geothermie via de genivelleerde elektriciteitskost (LCOE) de systeemwaarde ervan onderschat. EGS- en gesloten-lustechnologieën zijn weersonafhankelijk inzetbare opwektechnologieën die tijdens avondpieken of in perioden met weinig wind en geen zon de basislast en flexibele pieklast kunnen verzorgen.

Aan de toepassingskant is een andere markt voor gesloten-lusgeothermie de stadsverwarming. Het rendement van geothermische elektriciteitsopwekking ligt rond de 20%, terwijl direct gebruik voor verwarming een rendement tot 90% kan halen. Als verwarming het doel is, kan bij gesloten-lussystemen de stoomturbinestap worden weggelaten, waardoor de totale projectkosten met ongeveer 30% tot 50% dalen. Dit betekent dat de nieuwe generatie geothermie mogelijk zowel de elektriciteitsmarkt als de warmtemarkt kan betreden, wat de huidige structuur doorbreekt waarin de meeste schone technologieën zich uitsluitend richten op de transitie aan de elektriciteitskant. Het rapport stelt ook dat de olievelddienstverleningssector en geothermische ontwikkeling een nieuwe synergie vormen: olie- en gasbedrijven en dienstverleners kunnen booractiva, geologische gegevens en projectmanagementcapaciteiten overdragen naar geothermische ontwikkeling, waardoor de economische levensduur van apparatuur wordt verlengd.

De uitdagingen: van putdiepte tot beleidskader, de 'laatste kilometer'

Hoewel de technische concepten steeds volwassener worden, blijft de wereldwijde grootschalige uitrol geconfronteerd met meerdere diepere vraagstukken.

Ten eerste de kosten- en financieringsdruk. Momenteel worden de genivelleerde kosten van EGS geschat op ongeveer 100 tot 240 dollar per megawattuur, vergelijkbaar met nieuw te bouwen kernenergie. Recente analyses waarnaar het rapport verwijst, stellen dat de EGS-kosten rond 2030 naar verwachting kunnen dalen tot 80 dollar per megawattuur en tegen 2035 tot 50 dollar. Dit traject is echter afhankelijk van voldoende opgebouwde ervaring met demonstratieprojecten en voortdurend leren. Gesloten-lussystemen kosten ongeveer 105 dollar per megawattuur bij gunstige thermische gradiënten, maar kunnen oplopen tot 321 dollar in minder gunstige gesteenten. Pas na industrialisatie en specialisatie zouden zij naar verwachting kunnen dalen tot een bandbreedte van 64 tot 160 dollar. De exploratie- en boorinvesteringen in de vroege projectfase zijn enorm, en bestaande financiële instellingen beschikken nog niet over volwassen beoordelingsmethoden voor de risico's van ondergrondse hulpbronnen.Ten tweede: geologische en milieu-onzekerheid. EGS is afhankelijk van hydraulisch fracken, wat niet alleen veel water verbruikt, maar ook opnieuw publieke bezorgdheid oproept over door de mens veroorzaakte aardbevingen. In streng gereguleerde markten zoals Europa kunnen dergelijke technologieën te maken krijgen met langere vergunningsprocedures of strenge goedkeuringseisen. Gesloten-lussystemen vermijden weliswaar het breken van gesteente, maar hun langetermijn-warmteterugwinning, putafdichting en kostenverlaging op schaal zijn nog niet afdoende bewezen.

Ten derde: de industriële keten en het beleidsmatige antwoord schieten tekort. Het rapport constateert dat traditionele geothermische apparatuur lange tijd vooral maatwerk was en niet de leercurve van herhaalde productie heeft doorgemaakt die wind- en zonne-energie wél hebben gekend. Om geothermieprojecten in de dertig doellanden van de grond te krijgen, is afstemming nodig tussen het in kaart brengen van ondergrondse hulpbronnen, vergunningverlening, planning van stadsverwarming, regels voor nettoegang en publieke financieringsinstrumenten. Ontwikkelingslanden hebben in het bijzonder behoefte aan technologietransfer, boorondersteuning en goedkope kapitaalsteun van internationale ontwikkelingsinstellingen.

Vooruitblik: wie verovert het tweede landingspunt van de volgende generatie geothermie?

Het onderzoeksteam van Carnegie heeft op basis van de GeoMap-data van Project InnerSpace en aan de hand van industriële, beleidsmatige, regelgevings- en marktindicatoren landen met geothermische randvoorwaarden en potentieel voor technologieopname in verschillende typen ingedeeld. Naast de traditioneel volwassen aardwarmtemarkten zoals Duitsland, Indonesië, Kenia, Mexico en Turkije, stelt het rapport dat Australië, Roemenië, Colombia en Vietnam kans maken zich te ontwikkelen tot snelle volgers van de tweede generatie technologie; landen als Maleisië, Saoedi-Arabië, Tanzania en Argentinië tonen daarentegen potentieel voor langetermijnontwikkeling.

In de komende vijf tot tien jaar zal de synergie tussen demonstratieprojecten in Noord-Amerika en Europa en olie- en gasservicebedrijven bepalen of EGS en gesloten-lussystemen wereldwijd kunnen worden gerepliceerd. Als landen via kartering van ondergrondse hulpbronnen, exclusieve vergunningen en veiligheidstoezicht de voorspelbaarheid van geothermische ontwikkeling kunnen vestigen, zijn zij in staat langs het traject "boren – warmtereservoir – elektriciteitsopwekking/warmtelevering – standaardisatie" een reeks landen te activeren die eerder buiten de geothermische kaart vielen. De warmtemarkten in Europa en Zuidoost-Azië bieden gesloten-lusgeothermie een ander toepassingsscenario; landen met een basis in de ontwikkeling van schalieolie en -gas kunnen daarentegen profiteren van hun bestaande toeleveringsketens om de markt voor geothermische apparatuur en engineering te betreden.

Op de langere termijn is de volgende generatie geothermie niet bedoeld om wind- en zonne-energie te vervangen, maar om een hoogwaardige "aanvullende dimensie" aan het energiesysteem toe te voegen. Op weg naar netto nul heeft elk systeem dat volledig afhankelijk is van intermitterende energiebronnen betrouwbaarheidsassets nodig. Geothermie profiteert van de technologische vooruitgang bij het boren en van de transformatie van de toeleveringsketen van de olieservicesector, en wordt daarmee een ondergrondse variabele die in de wereldwijde energiestructuur opnieuw geëvalueerd moet worden.