Profil technologique de la transition énergétique

Géothermie avancée

Pari risqué

Au sujet de la série des profils technologiques de la transition énergétique: Ces profils se basent sur, et mettent à jour, l’analyse de l’Institut et mettent à jour les connaissances sur les valeurs sûres et les paris risqués technologiques qui guident la transition canadienne vers l’énergie propre.

Forces et faiblesses

Peut fournir de l’électricité et du chauffage propre et mobilisable presque n’importe où pour complémenter les sources intermittentes comme le solaire ou l’éolien.

Pas encore commercialement viable en raison des hauts coûts préalables et d’un succès jusqu’ici mitigé.

Avec les importantes percées dans la géothermie avancée et en circuit fermé au cours des dernières années, cette technologie est de plus en plus commercialisable.

Qu’est-ce que la géothermie avancée?

L’énergie géothermique est une énergie thermique des profondeurs de la couche terrestre que l’on transporte vers la surface sous forme d’eau ou de vapeur pour divers usages. Elle ne constitue qu’une toute petite partie de l’énergie mondiale (environ 16 gigawatts en puissance totale installée), mais dans les endroits où elle est particulièrement abondante, comme en Islande, c’est une source considérable d’énergie propre et fiable.

La géothermie avancée fait référence à une nouvelle vague d’innovations dans le domaine de la géothermie qui commencent tout juste à être développées commercialement. La géothermie a toujours fait de grandes promesses (« le soleil sous nos pieds », comme le disent les partisans), mais a été décevante en pratique (« les éternels laissés-pour-compte de l’énergie renouvelable », selon David Roberts, journaliste sur l’énergie). La technologie de géothermie avancée tente de réduire cet écart entre les promesses et la réalité.

Pourquoi parle-t-on d’énergie géothermique avancée maintenant?

La géothermie avancée a le potentiel de rendre cette technologie reproductible, de permettre des économies d’échelle et d’élargir la sélection d’emplacements, ce qui ferait rapidement tomber les coûts selon des courbes d’apprentissage comparables à celles du solaire ou de l’éolien dans la dernière décennie. La géothermie avancée a des avantages considérables par rapport aux combustibles fossiles mobilisables et aux énergies renouvelables intermittentes : ses systèmes sans émissions et majoritairement souterrains font face à très peu de barrières environnementales ou sociales, peuvent être facilement étendus au besoin et offrent un apport constant et prévisible aux réseaux. De plus, une fois la construction terminée, ils sont moins coûteux à exploiter que les autres sources mobilisables comme le charbon, le gaz ou le nucléaire.

Les trois technologies avancées les plus près de la commercialisation sont les suivantes :

  • La géothermie avancée, qui utilise une technologie de fracturation hydraulique commercialisée pour l’industrie pétrolière afin d’augmenter la disponibilité et la qualité des ressources géothermiques dans les formations rocheuses.

  • La géothermie en circuit fermé, qui fonctionne comme un radiateur géant, faisant circuler un liquide dans une boucle fermée de deux tuyaux verticaux et d’un réseau de tuyaux horizontaux sous la terre. Le liquide est chauffé à haute température, puis pompé vers la surface pour générer de la chaleur et de l’électricité.

  • La géothermie profonde, qui demande de creuser des puits extrêmement profonds – de plusieurs kilomètres de plus que les approches actuelles – afin d’atteindre des poches d’énergie géothermique surchauffée.

Les systèmes avancés et en circuit fermé sont de loin les plus commercialisables et seraient déployables à beaucoup plus d’endroits que les technologies géothermiques précédentes. Quaise Energy, une entreprise de géothermie profonde, amasse présentement des fonds pour un projet de démonstration qui sera terminé d’ici 2028, et espère démontrer la viabilité commerciale de la technologie d’ici les années 2030.

La géothermie en circuit fermé est une nouvelle source d’énergie mobilisable et renouvelable, qui a le potentiel d’être le principal moteur de l’électricité carboneutre et des systèmes de chauffage dans les années à venir. 

Eavor Technologies, pionnier dans le domaine de la géothermie en circuit fermé, estime que sa technologie a le potentiel de générer de la chaleur et de l’électricité presque partout sur Terre. L’entreprise a attiré des centaines de millions de dollars en capital-risque avec ses promesses d’énergie renouvelable mobilisable réellement universelle et travaille sur un projet à l’échelle commerciale en Allemagne.

Still from Eavor’s explainer video “Geothermal Will Change Our World… ForEavor,” demonstrating their closed-loop geothermal technology design.
Capture de la vidéo explicative d’Eavor “Geothermal Will Change Our World… ForEavor,” montrant leur conception de la technologie géothermique en circuit fermé.

Les premières réussites de Eavor pourraient être d’excellentes nouvelles pour le Canada, puisqu’Eavor est une entreprise de Calgary, menée par des vétérans du secteur pétrolier qui réutilise des technologies de forage de pétrole et de gaz. « C’est notre moment. Si nous agissons tout de suite, le Canada pourrait devenir un leader mondial en technologie géothermique », explique John Redfern, directeur général de Eavor, dans un article du Globe and Mail.

La géothermie avancée est-elle une valeur sûre ou un pari risqué?

En raison des promesses d’énergie renouvelable mobilisable sur un territoire très vaste, la géothermie avancée et en circuit fermé devient de plus en plus attirante pour les investisseurs. Les entreprises qui mènent la charge ont aussi déjà lancé leurs premiers projets à l’échelle commerciale : le premier projet pilote de Fervo Energy, une centrale de 3,5 mégawatts au Nevada mise au point en partenariat avec Google, est à l’avant-garde de la géothermie avancée; et la première centrale de géothermie en circuit fermé à l’échelle commerciale d’Eavor, en Allemagne, fournira 64 mégawatts de chaleur et 8 mégawatts d’électricité une fois opérationnelle.

Cependant, ces projets sont des cas particuliers, du moins pour l’instant, et la capacité de la géothermie avancée de concurrencer l’hydroélectricité, le nucléaire et le gaz en tant que source d’énergie mobilisable propre et abordable reste à voir. Pour ces raisons, la géothermie avancée demeure un pari risqué.

Quels sont les défis que la géothermie avancée devra surmonter pour devenir une valeur sûre?

Les progrès de la géothermie sont depuis longtemps ralentis par le manque d’emplacements appropriés (surtout limités aux zones d’importante activité tectonique, où le magma est relativement proche de la surface), et par les coûts en capital élevés de la technologie. Or, les coûts sont en baisse – une réduction impressionnante de 22 % entre 2021 et 2022 –, et certains systèmes hydrothermiques se rapprochent des coûts des centrales au gaz et sont moins chers que les centrales au charbon. De plus, le département de l’Énergie des États-Unis appuie fortement des initiatives dites « Earthshots », dans l’espoir de réduire les coûts des systèmes de géothermie avancée comme celui de Fervo de 90 % d’ici 2035 (de 450 $ par mégawatt à 45 $ par mégawatt), ce qui rendrait la géothermie avancée concurrentielle par rapport aux centrales au gaz à cycle combiné, et en ferait la source la plus rentable d’électricité propre, fiable et mobilisable.

Certains systèmes hydrothermiques se rapprochent des coûts des centrales au gaz et sont moins chers que les centrales au charbon. 

Ces caractéristiques ne sont cependant pas suffisantes pour faire de la géothermie avancée une valeur sûre sur le chemin vers la carboneutralité. Les technologies devront d’abord surmonter plusieurs défis redoutables : en plus des coûts en capital élevés, ni la géothermie avancée ni celle en circuit fermé ne sont communément appliquées, et de nombreuses incertitudes persistent quant à leur performance et à leur fiabilité, surtout avec la lenteur historique des progrès dans le domaine. Les promesses de reproductibilité à grande échelle et d’entretien facile de la géothermie avancée n’ont pas encore été confirmées, et certaines préoccupations demeurent quant à l’environnement et à l’octroi des permis pour la fracturation hydraulique, notamment près des sites d’activité tectonique connus.

Quelles sont les prochaines étapes pour les décideurs?

Les décideurs peuvent accélérer l’adoption de l’énergie géothermique avancée en clarifiant les processus d’octroi des permis et les règlements qui encadrent ces nouvelles technologies, en faisant des investissements directs et en se positionnant comme premier client ou utilisateur précoce des nouveaux projets. Le gouvernement canadien a déjà entrepris des démarches en ce sens, le Fonds de croissance du Canada ayant octroyé 90 $ millions de dollars à Eavor Technologies.

La géothermie avancée devrait continuer de bénéficier du crédit d’impôt à l’investissement fédéral à mesure que les technologies progresseront, surtout si elle est appuyée par le gouvernement comme d’autres technologies l’ont été. Pour les paris risqués comme la géothermie avancée, les gouvernements peuvent favoriser l’investissement en créant des politiques qui encouragent la certitude à long terme, comme la tarification du carbone.

Le crédit d’impôt à l’investissement fédéral aide la géothermie avancée, mais s’applique aussi à un vaste éventail de technologies. Les gouvernements ont des préoccupations légitimes et ne veulent pas investir de trop grandes sommes trop tôt dans des innovations qui n’ont pas fait leurs preuves, comme la géothermie avancée. Néanmoins, la géothermie en circuit fermé représente une occasion d’exportation unique pour le Canada, et une façon de prendre une véritable avance dans ce nouveau domaine de l’énergie mobilisable et renouvelable, qui a le potentiel d’être le principal moteur de l’électricité carboneutre et des systèmes de chauffage dans les années à venir.

Profil écrit par Chris Turner.

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