Alors que la quête d’énergies propres et fiables s’intensifie, la géothermie, cette ressource énergétique discrète, pourrait bien détenir une clé de la transition énergétique. Une étude menée par l’Université de Princeton et la startup Fervo Energy révèle que l’exploitation flexible des centrales géothermiques pourrait non seulement renforcer leur apport au réseau électrique mais aussi catalyser leur intégration dans un système énergétique décarboné.
L’énergie géothermique : un potentiel sous-exploité
Historiquement, l’exploitation de l’énergie géothermique nécessitait des conditions géologiques spécifiques, limitant son application à des régions particulières dotées de roches chaudes et perméables proches de la surface terrestre.
La contrainte géographique a confiné l’énergie géothermique traditionnelle à un statut de niche, avec une contribution de seulement 0,4 % à la production totale d’électricité aux États-Unis en 2022. Toutefois, les avancées dans les technologies de forage et de fracturation hydraulique ont ouvert la voie à l’énergie géothermique améliorée, éliminant le besoin de roches perméables et élargissant considérablement l’accès à la chaleur terrestre.
La flexibilité : une valeur ajoutée pour le réseau
Les efforts pour développer l’énergie géothermique améliorée se sont traditionnellement concentrés sur la réduction des coûts de forage. L’étude menée par l’équipe de Princeton et Fervo Energy a identifié une voie alternative pour rendre l’énergie géothermique plus compétitive sur le marché : la flexibilité opérationnelle. En exploitant les capacités de stockage d’énergie inhérentes aux réservoirs géothermiques améliorés, il est possible de générer plus ou moins d’énergie selon les besoins, augmentant ainsi considérablement la valeur de l’énergie géothermique en complémentarité avec les sources intermittentes telles que le solaire et l’éolien.
Le rocher imperméable nécessaire à la géothermie améliorée fonctionne également comme un réservoir souterrain autonome pour le fluide chauffé, agissant comme un système de stockage d’énergie géant. La capacité de stockage permet de moduler l’exploitation de la centrale pour maximiser la production d’énergie aux moments les plus précieux pour le réseau électrique.
Un avenir prometteur pour l’énergie géothermique
L’ajout de la flexibilité opérationnelle à la géothermie améliorée a rendu cette technologie plus précieuse, augmentant sa capacité installée optimale dans tous les scénarios étudiés. En fait, les scénarios prévoyant des opérations flexibles ont eu un impact similaire sur le déploiement de la géothermie à ceux qui supposaient uniquement une réduction des coûts de forage.
La combinaison des opérations flexibles et de la baisse des coûts pourrait permettre à l’énergie géothermique de représenter jusqu’à un tiers de la capacité énergétique propre installée dans l’ouest des États-Unis.
Les tests sur le terrain réalisés par Fervo Energy dans son installation commerciale Project Red au Nevada ont démontré des capacités de stockage d’énergie dépassant cinq jours. Ces données, une fois traduites en modèles physiques, suggèrent que le système pourrait atteindre plus de dix jours de stockage d’énergie, une avancée significative par rapport aux normes actuelles de stockage d’énergie de longue durée.
« Dans des travaux antérieurs, nous avons étudié la valeur de l’ajout d’opérations flexibles à une seule centrale géothermique améliorée, la première du genre, et dans ce travail, nous avons répondu à la question plus large de savoir comment la géothermie flexible pourrait s’intégrer dans un futur système énergétique décarbonisé« , a déclaré Wilson Ricks, premier auteur de l’étude et étudiant diplômé en ingénierie mécanique et aérospatiale.
« La prochaine étape consistera à examiner l’échelle de temps intermédiaire pour comprendre comment la géothermie améliorée peut passer de la technologie naissante qu’elle est aujourd’hui à l’énergie propre lourde que nous avons montrée qu’elle peut être.«
Légende illustration : Installation de forage dans le cadre du projet pilote de géothermie améliorée Project Red de Fervo Energy, au Nevada (avec l’aimable autorisation de Fervo Energy).
Article : « The role of flexible geothermal power in decarbonized electricity systems » – DOI: 10.1038/s41560-023-01437-y
