energia geotermia

Hasta ahora, la extracción de energía geotérmica respetuosa con el clima sólo ha sido posible de forma limitada. Los avances tecnológicos podrían cambiar esta situación.

Islandia está a la cabeza. Casi ningún otro país aprovecha la energía del núcleo de la Tierra como la isla volcánica del extremo norte. Dos tercios de la energía del país proceden ya de depósitos de agua caliente subterránea, de la energía geotérmica. Una energía renovable para la producción de electricidad y calor que está disponible las veinticuatro horas del día.

Ya sea en Turquía, Indonesia, Estados Unidos, Kenia o Italia: la energía geotérmica se utiliza en muchos países. Pero hay un inconveniente. La energía geotérmica tradicional sólo puede aprovecharse cuando existen bolsones adecuados de agua caliente subterránea, algo que no hay en muchos lugares. El potencial de este tipo de energía geotérmica es, por tanto, limitado.

Sin embargo, en el horizonte se vislumbra una revolución tecnológica que, en teoría, podría hacer posible la energía geotérmica en cualquier lugar de la Tierra, incluso sin enormes depósitos de agua caliente.

La energía geotérmica «puede encontrarse incluso en el centro de París. Si se puede perforar, se puede acceder a ella», explica Heymi Bahar, experto de la Agencia Internacional de Energía (AIE) en una entrevista con DW. El año pasado, él y sus colegas publicaron un exhaustivo informe sobre el futuro de la energía geotérmica, en la que ven un enorme potencial.

¿Cómo se aprovecha la energía del núcleo de la Tierra?

Cuanto más profundo se perfora, más calor hay. Esto también significa que más energía se puede extraer. En término medio, la temperatura aumenta entre 25 y 30 grados centígrados por cada 1.000 metros de profundidad. Las centrales geotérmicas convencionales suelen perforar entre unos cientos y unos 3.000 metros de profundidad y utilizan la energía de fuentes de agua caliente. Con las nuevas tecnologías, se pueden perforar pozos mucho más profundos y aprovechar el calor incluso sin recursos hídricos.

La energía de la Tierra podría utilizarse teóricamente para producir ciento cincuenta veces más electricidad de la que el mundo necesita actualmente al año, resumen los investigadores en el informe de la AIE.

Calor a partir de roca seca

La energía ya existe. El reto es aprovecharla de forma rentable y transportarla a la superficie. Un ejemplo de cómo podría funcionar es Geretsried, en Baviera. Allí, la empresa canadiense Eavor tiene previsto poner en marcha su primera central geotérmica comercial en 2026. Se trata de un sistema de circuito cerrado que no necesita una fuente natural de agua caliente, sino que utiliza el calor de la roca seca.

Así funciona: se perforan dos pozos de unos 5.000 metros de profundidad cada uno. A partir de ahí se ramifican varias perforaciones que conectan las dos principales. A través de esta red de tuberías se bombea agua fría. En su recorrido por la roca caliente, absorbe calor y lo transporta de vuelta a la superficie. Allí, la energía puede utilizarse para calefacción a través de sistemas de calefacción urbana o para generar electricidad. Eavor tiene previsto invertir 350 millones de euros en el proyecto.

¿Cuál es la diferencia con la fracturación tradicional de petróleo y gas?

Eavor se enfrenta a la competencia de EE.UU., donde la empresa Fervo Energy está desarrollando un método diferente para alcanzar la madurez comercial con el respaldo financiero de Google. El método consiste en crear depósitos artificiales de agua caliente en el subsuelo, donde no los hay naturales.

Factor de riesgo: las perforaciones pueden desencadenar miniterremotos

A pesar del gran potencial, existen riesgos. En 2017, se produjo un violento terremoto durante las operaciones de perforación cerca de Pohang (Corea del Sur). Decenas de personas resultaron heridas en ese momento.

Otro problema es que la «fracturación verde» practicada por Fervo Energy requiere grandes cantidades de agua. No ocurre lo mismo con los sistemas de circuito cerrado, como el que utiliza Eavor en Baviera. Estos utilizan mucha menos agua y tienen un menor riesgo de terremotos porque los pozos afectan menos al suelo. Sin embargo, estos métodos son más caros.

La industria petrolera puede ayudar a reducir los costos

Actualmente se construyen nuevas centrales geotérmicas donde el calor puede encontrarse a relativamente poca profundidad. Esto se debe a que la perforación a profundidades de cuatro, cinco o incluso diez mil metros aumenta el rendimiento energético, pero también incrementa masivamente los costos.

Las grandes compañías de petróleo y gas podrían desempeñar un papel decisivo en la reducción de los elevados costos. Según Terra Rogers, de la organización no gubernamental Clean Air Taskforce, su experiencia y tecnología son necesarias para ayudar a la energía geotérmica a lograr un gran avance lo antes posible.

DW

Por Nelson Hernández

Para dar soluciones, técnica y económicamente viables, a la búsqueda de fuentes energéticas no emisoras de CO2, para construir una matriz energética global que contrarreste el cambio climático, se exploran diferentes vías para su concreción.

En esta expedición han tenido, hasta ahora, mayor desarrollo las fuentes energéticas solar y eólica. Quizás porque la tienen todos los países y son visibles. Pero hay una fuente, que siendo abundante y de existencia en todo el planeta, ha sido si se quiere ignorada: La ENERGIA GEOTERMICA.

Ahora bien, todos los países tienen energía geotérmica, siendo su limitación económica de aprovechamiento:

– La profundidad a la que se encuentra el magma y/o rocas con altas temperaturas. A mayor profundidad mayor costo económico. 

– Resistencia de los materiales para perforar el pozo, porque se deterioran con las altas temperaturas. Quaise Energy,  ha desarrollado un nuevo sistema de perforación que permite cavar hasta 20 Km mediante el uso de la tecnología llamada girotrones. Son unos tubos de vacío que emiten radiación de microondas de alta frecuencia y alta potencia. 

– El volumen de agua caliente (o vapor) obtenido del pozo. A mayor volumen y mayor temperatura, la economía de la geotérmica se hace más viable.

Las plantas de energía geotérmica consisten en circular agua a través de rocas calientes en las profundidades del subsuelo, y luego convertir la energía contenida en el agua caliente en electricidad en la superficie, al mover una turbina (generador) a vapor. En otras palabras, es el principio de las plantas termoeléctricas a vapor, el cual es obtenido mediante la quema de un combustible para calentar o convertir el agua en vapor.

Hasta ahora, solo había sido posible construir plantas geotérmicas económicas en regiones donde la roca caliente, porosa y permeable se encontraba a profundidades relativamente bajas. 

Sin embargo, la tecnología siempre mejora lo existente, y esto es lo que ha logrado la empresa Fervo Energy,  al desarrollar proyectos geotérmicos novedosos para la entrega de energía libre de carbono, las 24 horas del día y los 7 días a la semana. 

Para esos proyectos novedosos, FervoEnergy tomó para sí las tecnologías del fracturamiento (fracking) y de perforación horizontal propias de la ingeniería de petróleo, y  utilizada recientemente en el desarrollo de las lutitas en los Estados Unidos, y que le ha permitido a ese país ser el primer productor mundial de petróleo.

Esta tecnología en la geotermia, lo que hace es fracturar la roca para incrementar la permeabilidad. Hay una diferencia importante con la aplicada a las lutitas, es que en la geotermia no se extrae fluidos (… se extrae es calor, utilizado como medio el agua), por lo cual se elimina (o se minimiza), si es el caso, los micros sismos que podrian originarse.

El uso de la perforación horizontal (hasta 1 Km), conlleva a mayor área de contacto del agua con el subsuelo caliente, traduciéndose en una mayor productividad de agua caliente por pozo, lo cual mejora marcadamente la economía de la planta eléctrica con base geotérmica. 

Otro aspecto a resaltar, es que el ciclo agua – vapor – electricidad es cerrado. Es decir, el vapor de agua, luego de mover la turbina de generación eléctrica, es condensado y regresado al pozo para calentarla nuevamente, por lo que el reemplazo del agua gastada (o pérdida) es mínimo.

De igual manera, las plantas carboeléctricas pueden tener una vida útil más prolongada, ya que la parte de generación de vapor seria eliminada (quema de combustible) y se le suministrará vapor producido geotérmicamente. Esta opción se debe a que con la metodología de FervoEnergy en cualquier lugar del mundo puede aprovecharse el potencial geotérmico, y lo único necesario sería perforar uno o más pozos en el área o superficie donde está instalada la carboeléctrica.

Google y FervoEnergy han unido esfuerzos para construir la primera planta piloto comercial de geotérmica en el estado de Nevada, USA. Esta planta en operación con una capacidad de 3.4 MW, permite a Google utilizar energía verde para alimentar sus centro de datos y oficinas, cumpliendo así su compromiso de utilizar energía libre de carbono en el 2030.

La extensión de la tecnología FervoEnergy a nivel mundial proporcionaría una fuente energética no emisora de CO2, ilimitada y no intermitente obteniéndose un costo reducido de la generación  eléctrica. Esto contribuye a eliminar la necesidad de combustibles fósiles en dicha generacion. Además, todos los países podrían incrementar su seguridad energética al generar energía solar, eólica y geotérmica, por ser fuentes autóctonas. Esta última podría ayudar a eliminar la condición intermitente de la solar y eólica. 

Finalmente, la energía geotérmica permitiría a la humanidad continuar su evolución sin generar CO2. Estimaciones indican que se podría alimentar la civilización durante 20 millones de años con solo utilizar el 0.1 % del calor de la tierra.


Nelson Hernández es ingeniero energista @energia21 y Académico de la Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat de Venezuela

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