Les startups géothermiques peuvent-elles percer l’Europe pour nettoyer l’indépendance de l’énergie?

Dans les collines boisées au sud de Munich, en Allemagne, les ingénieurs forment à 8 km dans le but de récolter une énergie propre illimitée du noyau radioactif fondu de la Terre. Le projet pourrait offrir un plan pour l’extraction d’énergie géothermique rentable, aider les villes de l’Europe, chauffer les maisons et réduire sa dépendance à l’égard des combustibles fossiles.

L’exercice appartient à la société canadienne Eavor, l’une d’une nouvelle récolte de startups Travailler pour faire de la géothermie un acteur sérieux de l’énergie transition. Armés d’un arsenal de perceuses à impulsions de plasma, de canons de tir en acier et de vers de robot, ils prévoient de déverrouiller la chaleur de la Terre presque partout sur la planète.

Les plantes géothermiques traditionnelles comptent sur de rares réservoirs souterrains d’eau surchauffés, comme en Islande ou dans des parties de l’Italie. Le système d’Eavor, en revanche, ne nécessite que Roches chaudes, une boucle fermée de tuyaux et une thermodynamique intelligente. Mais pour que cela fonctionne, la profondeur est la clé.

«Notre système fonctionne comme un radiateur, mais au lieu de rayonner de chaleur, il le mène à partir de roches surchauffées», a déclaré Robert Winsloe, vice-président exécutif d’Eavor, à TNW. «En allant assez profondément, nous pouvons récolter la chaleur de presque tous les emplacements sans avoir besoin d’installations souterraines.»

Radiateur souterrain géant

L’usine géothermique d’Eavor vise à remplacer le gaz naturel par une chaleur propre dans Geretsried, une ville bavaroise de 25 000 habitants.

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Pour construire son moteur de chaleur souterrain, Eavor a des perceptions directement de 4 500 mètres – suffisamment profondément pour atteindre la roche mijotée à 160 ° C. Ensuite, il fait un mouvement latéralement, se ramifiant horizontalement sur 3 000 à 3 500 mètres, avant de reculer dans un deuxième puits vertical. Le résultat est un circuit massif en boucle fermée scellée de la terre qui l’entoure.

À l’intérieur de la boucle, l’eau coule dans un cycle constant. Au fur et à mesure que cela descend, il se réchauffe de la roche chaude profonde sous terre. Cette eau chaude s’élève alors seule, tandis que l’eau plus froide d’en haut se déplace pour prendre sa place. Ce flux naturel – appelé thermosiphon – maintient tout en mouvement sans avoir besoin de pompes. Cela rend le système plus économe en énergie.

À la surface, l’eau chaude traverse un échangeur de chaleur – un dispositif qui transfère sa chaleur sans mélanger l’eau elle-même. À l’intérieur de l’échangeur, la chaleur de l’eau géothermique est transmise à un réseau d’eau séparé connecté au système de chauffage de district. Lorsque l’été frappe et que la demande de chauffage baisse, le système retourne les modes: une partie de cette chaleur souterraine est détournée vers une turbine à vapeur, qui la transforme en électricité.

Le projet de 370 millions d’euros a lancé le forage en juillet 2023 et a déjà un soutien sérieux: 91,6 millions d’euros du Fonds d’innovation de l’UE et un prêt de 45 millions d’euros de la Banque européenne d’investissement. Eavor vise à générer la première puissance du site d’ici la fin de 2025.

«Tous les yeux sont sur Geretsried», explique Sanjeev Kumar, responsable de la politique au Conseil européen de l’énergie géothermique. «Si cela fonctionne, il pourrait sérieusement déplacer l’aiguille sur la géothermie.»

Potentiel inexploité

L’Europe est depuis longtemps à l’avant-garde de la chaleur en dessous de nos pieds. Les Romains ont d’abord exploité l’énergie géothermique il y a plus de 2 000 ans pour réchauffer les villas royales. Dans Larderello, Italie, La première centrale géothermique industrielle au monde a été allumée en 1911. L’Islande, dans les années 1930, avait transformé ses bassins surchauffés d’eau volcanique en une source d’énergie à l’échelle du district.

Pourtant, aujourd’hui, la géothermie ne fournit que 0,2% de l’électricité européenne et 0,7% de sa chaleur. C’est une petite tranche par rapport à vent et solaire. Mais l’énergie géothermique offre quelque chose que ces énergies renouvelables ne peuvent pas: toujours, une puissance de base qui équilibre la grille lorsque le vent ne souffle pas ou que le soleil ne brille pas. Les plantes géothermiques couvrent également beaucoup moins de terres que la ferme solaire ou le parc à vent équivalent. Il y a aussi un autre avantage – il peut fournir de la chaleur ainsi que de l’électricité, ce qui en fait un outil puissant pour remplacer le gaz naturel, un fait qui n’est pas passé inaperçu parmi les politiciens européens.

«L’invasion de l’Ukraine par la Russie a tout changé», explique Kumar. «L’Europe s’accumule maintenant en géothermie car elle recherche des sources d’énergie souverain et épurées.»

Selon l’agence internationale de l’énergie, l’énergie géothermique pourrait répondre à l’électricité de l’humanité à 150 fois plus. Mais pour l’instant, il reste cher et géographiquement limité. Les systèmes traditionnels ne peuvent puiser que dans des poches de terre où l’eau chaude se rapproche naturellement de la surface. Et les préoccupations concernant les risques de tremblement de terre du forage souterrain sont toujours suspendues au-dessus du secteur.

Eavor veut perturber le statu quo et débloquer ce potentiel – et ce n’est pas seul. Il y a actuellement plus de 100 startups géothermiques qui travaillent pour rendre la géothermie moins chère et plus sûre. Pour beaucoup, le seul objectif est d’inventer des exercices plus rapides et plus puissants – et de transformer l’économie en faveur de la géothermie.

Forage profondément

Une entreprise qui s’efforce de réinventer l’exercice géothermique est le forage de GA de la Slovaquie. La startup a construit une plate-forme qui combine un foret traditionnel à pointe de diamant avec un appareil électrique qui fait exploser la roche dure avec des «impulsions de plasma» ultra-chaudes. Ces décharges affaiblissent les formations souterraines, ce qui facilite la perfectionnement de l’exercice.

«La clé de l’échelle de géothermie est de réduire les coûts des forets», explique Matus Gajdos, la H de l’entrepriseead de produit. Il affirme que le foret d’impulsion plasma pourrait perturber deux fois la vitesse de l’équipement standard, selon la géologie sous-jacente. Cela pourrait rendre la chaleur de la Terre à taper plus viable.

L’objectif ultime de l’entreprise est d’atteindre des profondeurs de 10 km ou plus – presque autant que le trou le plus profond jamais creusé. À ces profondeurs, l’eau devient si chaude qu’elle devient «supercritique», ce qui signifie que c’est à la fois un liquide et un gaz en même temps. Cette eau surchauffée pourrait potentiellement permettre aux systèmes géothermiques d’extraire 10 fois Plus d’énergie des formations rocheuses profondes et chaudes.

Cependant, le forage GA commence à des profondeurs plus modérées. La société est actuellement en pourparlers pour percer un puits de 6 km aux Pays-Bas en 2026. Il envisage également un deuxième projet pour alimenter un centre de données dans le pays.

Une fois prouvé dans le domaine, la société prévoit de concéder une licence sur ses collègues startups comme Eavor ainsi que des sociétés pétrolières et gazières. «Il est difficile de le faire en géothermie sans pétrole et gaz», admet Gajdos.

Les équipes fondatrices de la plupart des startups géothermiques, dont Eavor, ont commencé leur carrière dans l’industrie des combustibles fossiles. L’expertise technique dans le forage, la gestion des réservoirs et l’ingénierie souterraine est directement transférable. Maintenant, beaucoup d’entre eux utilisent leur expertise pour poursuivre des avenues plus propres.

Canopus Drilling, une startup néerlandaise fondée par l’ancien dirigeant de Shell, Jan Jette Blangé, ressuscite une technologie de pétrole et de gaz département. Son perceur de diamant tire de minuscules boules en acier – ou des «tirs» – pour fracturer la roche, tandis qu’un bit orientable aide à naviguer dans les puits horizontaux. Les premiers tests suggèrent que la technologie pourrait tripler l’extraction thermique par forage.

Mais tous les géothermiques ne doivent pas aller en profondeur.

Sol moins profond

Alors que l’énergie géothermique évoque souvent des images de piscines bouillantes ou de la vapeur en éruption d’une centrale de surface, appuyer sur la chaleur de la Terre est souvent moins, enfin, chaud.

Les pompes à chaleur géothermique ou terrestre, qui utilisent des températures stables sous terre pour chauffer les maisons en hiver et les refroidir en été, n’ont pas besoin de profondeurs ou de températures extrêmes pour fonctionner.

«Dans de nombreux pays européens, à une profondeur de 250 mètres, vous avez une température moyenne de 14 ° C»,  » Moritz Pill, co-fondatrice de Swiss Startup Borobotics, a précédemment déclaré à TNW. «Ceci est idéal pour un chauffage efficace en hiver, tout en étant assez froid pour refroidir le bâtiment en été.»

Borobotics a développé une machine de forage autonome – surnommée « ver le plus puissant du monde » – Cela promet de réduire les coûts de forage des trous pour les installations de pompe à chaleur géothermique.

Les pompes à source terrestre ne produisent pas d’électricité, mais elles sont très efficaces et relativement faciles à installer, en particulier dans les maisons équipées par les radiateurs d’Europe.

Dans le cadre de son plan Repowereu de 300 milliards d’euros, l’UE vise à installer 43 millions de nouvelles pompes à chaleur d’ici 2030. La technologie de Borobotics pourrait rendre cette cible plus facile à atteindre.

Torsten Kolind, fondatrice de la société d’investissement Underground Energy Ventures, voit un rôle pour la géothermie profonde et peu profonde dans le futur mélange énergétique d’Europe. «L’Europe est bien positionnée pour déployer la géothermie, et avec la sécurité énergétique une priorité absolue, ils devraient vraiment le faire», dit-il.

Un renouveau géothermique?

À travers l’Europe, les politiciens se réchauffent lentement au potentiel de la géothermie.

La France prévoit de doubler la production géothermique d’ici 2028. Les Pays-Bas veulent presque tripler la production d’ici 2030, principalement pour réchauffer ses serres. L’Allemagne vise à stimuler le chauffage géothermique décuplé d’ici 2030, à 10 térawatt-heures par an.

La plupart de cette nouvelle chaleur ira dans les maisons, pas sur les centrales électriques. En effet, les systèmes de chauffage district et les infrastructures à base de radiateur existent déjà dans une grande partie de l’Europe. La chaleur nécessite également des températures plus basses que l’électricité, ce qui le rend moins cher à produire. Le chauffage représente la moitié de la consommation d’énergie totale de l’UE et environ 30% de ses émissions de CO2.

Tout en canalisant la chaleur du noyau de la Terre pour réchauffer nos maisons peuvent sembler être des fruits à faible caisse, des défis demeurent. La construction de plantes géothermiques coûte toujours cher, malgré les innovations dans le pipeline. Et sans le soutien du gouvernement suffisant, la géothermie reste un pari risqué pour les investisseurs.

Pour réduire les enjeux, Kolind affirme que les gouvernements devraient offrir aux développeurs géothermiques des tarifs de rachat, ce qui garantirait un prix fixé pour la chaleur ou l’électricité produite. Le gouvernement allemand a fourni un exemple positif, accordant à Eavor un prix généreux de 252 € par mégawatt d’électricité produit sur le site de Gereitsreid jusqu’en 2042. De telles incitations ont prouvé remarquablement efficace à augmenter le déploiement solaire et éolien.

La perception du public reste également un obstacle. En Suisse, un projet de 2006 a déclenché des tremblements de terre et a été fermer. Ce projet a utilisé la fracturation hydraulique – une technique empruntée à l’industrie du pétrole et du gaz, qui injecte de l’eau pour casser la roche et libérer de la chaleur.

Fervo Energy, soutenu par Bill Gates, poursuit des techniques similaires aux États-Unis. Mais Eavor évite complètement la fracturation hydraulique. «La chance que notre technologie provoque des tremblements de terre est nul», explique le vice-président exécutif Winsloe.

Si les risques peuvent être gérés, la hausse est massive. L’EAE estime que la géothermie pourrait fournir 15% de l’énergie mondiale d’ici 2050, contre seulement 1% aujourd’hui.

Si la nouvelle génération de startups géothermiques peut prouver que leurs œuvres technologiques à grande échelle pourraient déclencher une nouvelle ère d’énergie propre – celle où la Terre se propage.