El loco plan para extraer 10 veces más energía de rocas supercalientes a 373 grados: un perforador de ondas milimétricas

Cuando pensamos en energías renovables y sostenibles, solemos irnos a la energía eólica y, sobre todo, energía solar. Esta última es la que está protagonizando un aumento de la demanda de placas fotovoltaicas debido a los esfuerzos de China por hundir a la competencia vendiendo sus placas a pérdidas (algo que ya tiene consecuencias para las empresas). Sin embargo, también es importante recordar que un buen activo para la descarbonización es la energía geotérmica.

Hay una empresa que quiere cavar pozos de más de diez kilómetros de profundidad para aprovechar el calor del suelo. Ya tiene varios proyectos en mente, pero el problema es que es un rompecabezas de dimensiones considerables.

Energía geotérmica. La energía geotérmica consiste en aprovechar el calor natural de la Tierra. Excavando a una gran profundidad, las plantas geotérmicas pueden generar electricidad de manera continua y estable durante las 24 horas del día, los 265 días del año, ya que no depende ni de las corrientes de agua ni del Sol o las rachas de viento. Se trata de una energía muy eficiente y, aunque la inversión inicial es alta, el coste operativo y de mantenimiento es bajo.

No es perfecta, puesto que los recursos geotérmicos no están disponibles en todas partes e implica un riesgo al poder causar una inestabilidad geológica. Además, aunque es más limpia que fuentes de energía que implican combustibles fósiles y no emite gases de efecto invernadero, al excavar se pueden liberar gases y minerales que pueden contaminar el subsuelo.

Un superpozo. Es, sin embargo, una fuente de energía que está llamando la atención debido a ese flujo ilimitado y a que puede producir energía independientemente de la situación climática. En 2006, un grupo de investigación del MIT afirmó que, aprovechando tan solo el 2% de la energía geotérmica almacenada en rocas a una profundidad de entre tres y diez kilómetros, proporcionaría más de 2.000 veces el consumo energético anual de Estados Unidos.

Una empresa llamada Quaise Energy quiere ir a por todas con la geotérmica. Nació a partir de proyectos de investigación en el MIT y hace dos años sorprendió al presentar un sistema de perforación que, según ellos, permitía cavar a mayor profundidad que nada que hayamos utilizado hasta ahora. Teniendo en cuenta que el hoyo más profundo excavado es de 12 kilómetros, su tecnología iba a permitir llegar hasta los 20 kilómetros.

Rocas supercalientes. Una de las claves en la energía geotérmica está en cavar cuanto más, mejor. De este modo, a medida que nos adentremos más y más en la Tierra, más calor habrá y se podrá extraer una mayor cantidad de energía. Además, cavando más profundo, lo que Quaise quiere lograr es que podamos crear plantas de energía geotérmica en cualquier lugar, no sólo en los espacios más indicados (como las fallas tectónicas activas).

De este modo, y con los cálculos de la empresa, llegaremos a zonas en las que la temperatura es de hasta 450º centígrados. Trenton Cladouhos, vicepresidente de Desarrollo de recursos Geotérmicos en Quaise Energy, comentó que "si realmente queremos que la energía geotérmica sea un cambio radical, tenemos que operar a temperaturas supercalientes superiores a 375ºC".

Tres modelos. La empresa mostró sus intenciones hace dos años, pero realmente no había mostrado su modelo… asta ahora. En un reciente comunicado, Quaise ha enseñado tres conceptos para sistemas geotérmicos con tres enfoques muy diferentes en ejecución y efectividad, siendo el de las ‘nubes de permeabilidad’ el más ambicioso y el que quieren desarrollar.

El primero de ellos es un circuito cerrado que funcionaría como una caldera: se inyecta agua fría, debido a la temperatura de 170ºC del subsuelo se calienta y sube en forma de agua caliente a la superficie. Una vez ahí, se pueden aplicar las técnicas de vapor de las centrales geotérmicas. El segundo modelo es el de las fracturas hidráulicas planas por las que se inyecta agua a alta presión en un pozo, se calienta en la parte inferior al crear una gran presión y se extrae. Y, por último, el modelo de Quaise, el de las nubes de permeabilidad.

Revolucionando la geotermia. Este modelo muestra la formación de grietas microscópicas que crean esa llamada nube de permeabilidad en los alrededores de las rocas. Excavando a gran profundidad utilizando ondas milimétricas, se inyectaría agua fría que generaría esas microfracturas en la roca caliente y saldría por otro pozo en forma de vapor.

Según sus simulaciones, "un sistema supercaliente puede suministrar de cinco a diez veces más energía que la que se produce normalmente a partir de los sistemas convencionales".

El reto. El problema es que… no hemos tenido contacto con esas profundidades y no sabemos cómo reaccionarán las rocas. Cladouhos comenta que el agua filtrada a través de esos pozos se volvería supercrítica. "Esta fase similar al vapor, transporta entre 3 y 4 veces más energía que el agua caliente normal y, cuando se canaliza a turbinas en la superficie, se convierte en electricidad con una eficiencia entre dos y tres veces mayor".

El problema es doble. El primero es, simplemente, llegar a esa profundidad. Las perforadoras actuales no están diseñadas para soportar ni las temperaturas ni las presiones extremas que se producen a esas profundidades. Quaise está trabajando en una nueva perforadora de ondas milimétricas para derretir y vaporizar la roca.  El segundo reto es, directamente, extraer el calor. Hay algunos sistemas  de radiadores subterráneos o intercambiadores de calor muy resistentes, pero ninguno ha trabajado a temperaturas superiores a los 200ºC.

Volcán de pruebas. Además, la empresa apunta que sabemos muy poco sobre lo que ocurre cuando una roca supercaliente situada a gran profundidad se expone a agua fría bombeada a altas presiones. Es por eso que van a desarrollar pruebas de campo utilizando el volcán Newberry en el centro de Oregón como vehículo para comprobar su modelo. Es algo que harán de cara a 2025 o 2026 y afirman que puede que su plan de nubes de permeabilidad no sea el único enfoque.

De hecho, apuntan a la convivencia de técnicas híbridas como fracturas planas, fracturas naturales y las microfracturas del modelo más ambicioso para poder aprovechar toda la energía posible.

Imágenes | Quaise

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