Acuerdos de energía nuclear Los gigantes tecnológicos Amazon, Microsoft y Google han atraído la atención de los medios de todo el mundo en los últimos meses. Pero muchas empresas, incluidas Meta y Google, también están invirtiendo en otra fuente de energía baja en carbono: Energía geotérmica de próxima generación. Los acuerdos muestran que la tecnología está “en la cúspide” de un éxito comercial generalizado, dice Lauren Boyd, geóloga que dirige la Oficina de Tecnologías Geotérmicas del Departamento de Energía de Estados Unidos en Washington, DC.
¿Las enormes demandas energéticas de la inteligencia artificial estimularán un renacimiento nuclear?
El 17 de octubre, Vervo Energy, una startup con sede en Houston, Texas, recibió un gran impulso por parte del gobierno de EE. UU…. Dio luz verde Ampliar la planta de energía geotérmica que Fervo está construyendo en el condado de Beaver, Utah. El proyecto podría llegar a generar hasta 2.000 megavatios, una capacidad similar a la generada por dos grandes reactores nucleares. Aunque puede llevar algún tiempo llegar a ese punto, la planta ya tiene 400 megavatios de capacidad en marcha y estará lista para proporcionar energía las 24 horas del día a los centros de datos de Google, que consumen mucha energía, y a otros clientes, para 2028. En agosto, la compañía anunció otra startup, Sage Geosystems. Una asociación con la empresa matriz de Facebook, Meta Entregar hasta 150 MW de energía geotérmica a los centros de datos de Meta para 2027.
No es la energía geotérmica de tu abuela.
Sage, Fervo y otras empresas de todo el mundo están compitiendo para aprovechar el calor que fluye constantemente desde las profundidades de la Tierra. A diferencia de lo tradicional Energía geotérmicaque existe desde hace más de un siglo, estos proyectos no dependen de aguas termales naturales; En cambio, crean sus propios productos.
El proceso consiste en perforar un pozo de varios kilómetros de profundidad, donde la temperatura de la roca ronda los 200 grados centígrados, e inyectar agua y arena a alta presión. Esto crea fracturas en la roca, aumentando su permeabilidad y creando un depósito de agua caliente que puede ser extraída de forma continua mediante un segundo pozo. El agua caliente a presión se utiliza luego para generar electricidad (ver: 'Aumento de la energía geotérmica').
Este enfoque, conocido como sistemas geotérmicos mejorados (EGS, por sus siglas en inglés), se ha probado desde la década de 1970, pero la mayoría de los proyectos no han logrado extraer cantidades apreciables de energía.
Las mejoras en la última década se deben a la adopción de tecnologías utilizadas en la industria del petróleo y el gas, incluidos mejores métodos para romper rocas y perforar horizontalmente. Los investigadores tuvieron que adaptar estos métodos a la perforación de rocas a altas temperaturas o encontrar sus propias soluciones. Boyd estuvo directamente involucrado en Forja de Utahun proyecto del Departamento de Energía para avanzar en la tecnología EGS, que, según dice, ha introducido una serie de innovaciones que han reducido los costos de perforación a casi la mitad.
Cavar túneles de lado
La perforación horizontal, en particular, ha sido crucial para el éxito de EGS, dice Joseph Moore, geólogo de la Universidad de Utah en Salt Lake City, porque las fracturas creadas por fracturación hidráulica “tienden a moverse verticalmente”. El pozo horizontal cruzará muchas fisuras e inyectará agua (o extraerá) una gran cantidad de roca, dice Moore, quien dirige Utah Forge.
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Aunque Utah FORGE ha superado los límites de EGS, desarrollando técnicas para perforar rocas más profundas y calientes de lo que antes era posible, la cercana planta Fervo en Utah y dos proyectos piloto anteriores han demostrado que el concepto de EGS puede funcionar utilizando productos disponibles en el mercado. . “Podemos llevar enormes cantidades de energía geotérmica al mercado a un ritmo muy rápido”, dice Emma McConville, geóloga senior de Vervo, con sede en Reno, Nevada.
Los ejecutivos de empresas geotérmicas de próxima generación dicen que una vasta fuerza laboral de personas con experiencia en exploración de petróleo y gas es un recurso fácilmente disponible que ayudará a que su negocio crezca rápidamente. También existe una importante superposición con la industria del petróleo y el gas en términos de equipamiento: los gatos de 30 metros que se utilizan para perforar pozos son los mismos que se pueden utilizar para extraer hidrocarburos, afirma McConville. “Poder continuar con eso, mientras trabajo hacia una energía libre de carbono, es una de mis partes favoritas de esta industria”.
Reducir los riesgos de terremotos
El desarrollo de EGS se ha retrasado en parte porque los procesos de fracturación hidráulica (fracking) involucrados pueden causar actividad sísmica. Algunos proyectos, incluido uno en Basilea, Suiza y otro en Pohang, Corea del Sur, se vieron obligados a cerrar debido al proceso de fracturación hidráulica. Asociado con actividad sísmica significativa.
Utah FORGE, Fervo y otras empresas siguen las pautas del Departamento de Energía para reducir la sismicidad inducida y monitorean constantemente sus sitios con sismómetros. “Si cruzamos un cierto umbral, cerramos”, dice McConville. Aunque el proceso de fracking produce terremotos, normalmente son de magnitud inferior a 2, añade. “Si somos cuidadosos y no profundizamos en las fallas que podrían surgir, no deberíamos tener eventos que se puedan sentir”, dice Moore.
fuente: Análisis geotérmico mejorado para la Oficina de Tecnologías Geotérmicas.
Otra empresa ha adoptado un enfoque más arriesgado. Ivor, con sede en Calgary, Canadá, describe su tecnología geotérmica como “avanzada” en lugar de “mejorada”, y está renunciando por completo a la fracturación hidráulica. En su lugar, la empresa desarrolló un avanzado sistema de guía magnética, mediante el cual los cabezales de perforación de los dos pozos se guían entre sí y forman bucles subterráneos cerrados. “No hay GPS cuando estás a cuatro kilómetros y medio bajo tierra”, dice Matt Toews, director de tecnología de la empresa.
En el proyecto Ivor, cada pozo se bifurca en una red de tuberías horizontales paralelas, que luego se vuelven a conectar en el otro pozo. Esto también significa que el agua no entra en contacto directo con las rocas, sino que debe absorber calor a través de las carcasas de las tuberías. “La ventaja es que no tenemos que hacer fracturación hidráulica”, dice Carsten Reinhold, geólogo senior de la sucursal alemana de IFOR en Düsseldorf.
Ivor está construyendo su primera planta geotérmica comercial cerca de Geritsried, Alemania, y se supone que comenzará a extraer agua a 160°C desde una profundidad de 4.500 metros el próximo año. La planta proporcionará principalmente calefacción a los edificios de la ciudad cercana, pero también producirá unos 8 megavatios de electricidad.
Mercados futuros
Perforar kilómetros de profundidad es un negocio extremadamente costoso y perforar cada pozo puede costar millones. Aunque se espera que los costos disminuyan, se espera que la energía geotérmica de próxima generación sea más cara que muchas otras formas de energía. Pero como puede estar disponible en cualquier momento, puede complementar recursos inherentemente variables con bajas emisiones de carbono, como la energía solar y la eólica. “Llena un nicho donde no hay muchas opciones”, dice Wilson Rex, investigador de sistemas energéticos de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. Sus principales competidores serán entonces otras fuentes de energía caras, como la nuclear, la biomasa y el hidrógeno.
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Que la energía geotérmica sea o no una solución económica también dependerá, en gran medida, de la geografía. En general, cuanto más profundo se excava, más se calienta la roca, pero los caprichos de la geología significan que las profundidades a las que las rocas alcanzan temperaturas lo suficientemente altas como para permitir la generación de electricidad (alrededor de 200 °C) varían ampliamente en todo el mundo. Las temperaturas más altas tienden a estar más cerca de la superficie en áreas con actividad volcánica activa o donde la corteza continental es más delgada que el promedio. A Encuesta del Departamento de Energíapor ejemplo, muestra que el lado occidental de Estados Unidos tiene un potencial mucho mayor que el lado oriental para extraer esta energía de manera rentable (ver: “Potencial incumplido”).
En un estudio publicado a principios de este año en La energía de la naturaleza1Rex y sus colaboradores, incluido Jack Norbeck, cofundador de Fervo, simularon los mercados energéticos estadounidenses. Ricks dice que han descubierto que la energía geotérmica puede ser más barata que la energía nuclear en gran parte del oeste de Estados Unidos. Pero el supuesto crucial del estudio es que las plantas pueden aumentar o disminuir la generación de electricidad en respuesta a las fluctuaciones de la demanda. Si esto se puede hacer sin causar una erosión excesiva será una prueba importante para las futuras instalaciones.