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El momento de la energía geotérmica finalmente llegó
Este sector está recibiendo grandes inversiones en diferentes países del mundo
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El futuro de las energías “limpias” se juega en una meseta desértica a cuatro horas en auto hacia el noreste de la ciudad de Las Vegas. Esparcidos en las espectaculares arenas cercanas a la localidad de Milford, en el estado de Utah, hay unas dos docenas de pozos que se hunden hasta las profundidades de la Tierra, donde las rocas están permanentemente calientes.
Parado sobre una de las torres de perforación de esos pozos y azotado por fuertes vientos, Jack Norbeck tiene que gritar para hacerse oír: “Con diez torres idénticas a la que ven acá se puede generar un gigavatio de nueva energía por año”.
Es el equivalente al rendimiento de un reactor nuclear típico y suficiente para abastecer a un millón de hogares. Norbeck asegura que su empresa, Fervo, “adquirió más de 200.000 hectáreas de derechos minerales geotérmicos en todo Estados Unidos, donde nosotros vemos la oportunidad de generar más de 50 gigavatios”.
Respaldada por Google y otros inversores tecnológicos de alto nivel, Fervo es una muy activa startup de tecnología geotérmica que busca convertir una fuente de energía antes desdeñada en una verdadera usina energética. La empresa está valuada en unos US$1400 millones y comenzará a producir energía el próximo año, en la primera fase de un acuerdo de venta de 320 megavatios a una empresa de servicios públicos de California. Se trata del mayor contrato comercial de electricidad geotérmica firmado en los 60 años de historia de esa industria en Estados Unidos.
Y también es el primer paso de una inminente revolución geotérmica. Hoy en día, menos del 1% de la energía que se genera en el mundo (y en Estados Unidos) proviene de la geotermia. Pero los investigadores de la Universidad de Princeton predicen que gracias a las innovaciones técnicas y a la abundancia y disponibilidad de la energía geotérmica, para 2050 con ese método se podría generar casi el triple de lo generado actualmente por todas las plantas nucleares de Estados Unidos, que hoy suministran aproximadamente el 20% de la electricidad que consumen los norteamericanos. Y la Agencia Internacional de la Energía prevé que para 2035 el auge de la inversión global en ese sector superará el billón de dólares.
Potencial técnico de la geotermia
Tanto optimismo responde a la sumatoria de dos fuerzas, “el marcado que tira y la tecnología que empuja”, señala Milo McBride, del Fondo Carnegie para la Paz Internacional, un centro de estudios con sede en Washington D.C. Como la energía geotérmica puede brindar energía limpia las 24 horas del día, es la solución perfecta para el consumo incesante de los megacentros de datos. Por eso, Google, Meta y otros proveedores de inteligencia artificial (IA) están tan interesados en una energía libre de carbono pero “constante” y están invirtiendo fuertemente en innovaciones geotérmicas.
Las credenciales ambientales de la geotermia son irreprochables. Al igual que la energía eólica y solar, prácticamente no emite gases de efecto invernadero durante su generación. Y dado que las rocas de la profundidad de la Tierra se mantienen calientes constantemente, la energía geotérmica puede proporcionar electricidad fiable las 24 horas del día, a diferencia de otras fuentes de energía renovables que son intermitentes. También puede proporcionar calor limpio y servir como almacenamiento de energía a gran escala para la red eléctrica.
La geotermia tradicional solo funciona en lugares donde hay fracturas permeables y a menos de 4 km de la superficie se registran temperaturas de entre 150°C y 200°C. Las empresas perforan casi verticalmente con equipos convencionales y utilizan el fluido caliente que asciende para hacer girar las turbinas y generar energía.
Hoy existen tres nuevos enfoques. Los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) utilizan técnicas tomadas de la industria petrolera, como el fracking y la perforación multilateral, para fracturar la roca y extraer energía.
Los sistemas de circuito cerrado (CLS) no utilizan el fracking o la fracturación hidráulica, sino que hacen circular un fluido a través de un circuito de tuberías que se calientan con el calor de la Tierra. Los EGS y los CLS no dependen de fracturas permeables: solo necesitan roca caliente a una distancia de entre 4 y 5 km de la superficie.
Pero el futuro podría quedar en manos de los equipos “supercalientes”, cuyo objetivo es penetrar mucho más profundo en la Tierra, entre 8 y 20 km bajo la superficie, donde las temperaturas son cercanas a los 400°C. La presión hace que el agua entre en estado “supercrítico” —ni líquido ni gaseoso—, lo que le permite transportar mucha más energía a la superficie. (La relación entre la temperatura y la profundidad varía según la ubicación.)
A diferencia de la geotermia convencional, los EGS pueden extraer energía incluso sin fracturas en el suelo, gracias al fracking y a la tecnología de perforación multilateral desarrollada a principios de la década de 2000 por la industria del shale-oil, o petróleo de esquisto. Los ingenieros de Fervo primero perforan verticalmente un pozo profundo y luego lo rotan y lo desplazan horizontalmente. A cierta distancia, se perfora un segundo pozo, paralelo al original.
Lo crucial es que esos dos pozos no se toquen, sino que se fracturen las rocas que los separan para crear un yacimiento artificial. Luego, se bombea agua desde la superficie hasta el primer pozo, que viaja a través de las fracturas y se calienta en el proceso. El agua caliente regresa a la superficie a través del pozo especular y calienta otro fluido, que finalmente hace girar una turbina para generar electricidad.
Un artículo publicado en enero en la revista Nature Reviews Clean Technology por Roland Horne, de la Universidad de Stanford, examinó el rápido progreso técnico de la industria geotérmica de nueva generación. Fervo ha demostrado una reducción interanual del 70% en los tiempos de perforación, lo que se traduce directamente en costos mucho más bajos. El profesor Horne estima que para 2027 los costos energéticos de la geotermia serán competitivos con los de sus combustibles rivales.
¡A perforar, cariño, a perforar!
En los sistemas CLS, los ingenieros suelen hacer circular un fluido por tuberías dentro de un circuito semicircular cerrado. El fluido fluye por un lado, se calienta al llegar a profundidad y regresa por el otro lado. La ventaja de este sistema es que funciona en regiones áridas. Sin embargo, como requieren de más tuberías y perforaciones, los CLS son más complejos y caros.
A pesar de los desafíos, algunas empresas están avanzando con el CLS en regiones donde los sistemas EGS no son viables, ya sea porque el fracking está prohibido o por escasez de agua. En Alemania, la empresa canadiense Eavor perforó dos pozos verticales de entre 4,5 y 5 km de profundidad y los interconectó con una docena de pozos horizontales, cada uno de 3 km de longitud, para crear un “radiador” subterráneo. En octubre, la empresa publicó los datos de dos años de ensayos y pruebas. Para perforar los primeros ocho de sus 12 pozos laterales tardaron más de 100 días y millones de dólares, pero en los cuatro restantes los tiempos de perforación se redujeron a la mitad. Eavor planea generar su primera energía “comercial” a finales de este año y en pocos años más espera producir más de 8 megavatios de electricidad y 64 megavatios de calefacción urbana para las localidades cercanas.
Las tecnologías EGS y CLS ampliarán la utilidad de la energía geotérmica a medio plazo, pero el sector tiene ambiciones aún mayores. A mucha más profundidad de la que estas tecnologías pueden llegar, la roca terrestre se calienta aún más y los ingenieros ya están trabajando para aprovechar todo ese potencial.
“La energía geotérmica de roca supercaliente podría generar teravatios de energía limpia y estable a nivel mundial, y con una huella de carbono mucho menor que la de otras fuentes de energía”, afirma Terra Rogers, del Clean Air Task Force (CATF), un grupo ambientalista norteamericano. Más allá de los 8 km de profundidad, donde la presión es más de 200 veces superior a la que se registra en la superficie, si la temperatura también supera los 374 °C, el agua pasa a estado supercrítico, ni líquido ni gaseoso.
El agua supercrítica penetra fácilmente en las fracturas y produce entre cinco y diez veces más energía por pozo que los que utilizan agua caliente convencional. Los modelos de simulación de CATF sugieren que el 13% del territorio de América del Norte tiene potencial “supercrítico” por debajo de los 12,5 km y que aprovechar tan solo el 1% podría suministrar la alucinante cantidad de 7,5 teravatios de capacidad energética.
Lamentablemente, los intentos previos de aprovechar la roca supercaliente en Islandia, donde los fluidos supercríticos acechan a tan solo 2 o 3 km bajo tierra, tropezaron con dificultades. La elevadísima temperatura y presión, así como las corrosivas sustancias químicas, dañan los revestimientos de los pozos y las herramientas de perforación, y el propio taladro se atasca frecuentemente en las profundidades. A pesar de esos problemas, los gobiernos de Islandia y Nueva Zelanda siguen interesados en explorar la tecnología del supercalor.
Y las empresas emergentes están inventando novedosos equipos para facilitar esta tarea. En una zona árida de las afueras de Austin, la empresa texana Quaise ha desarrollado un rayo de energía de ondas milimétricas —similar a un láser— capaz de penetrar la roca más dura. Recientemente, con ese haz de energía perforaron un agujero de 118 m de profundidad en el granito, convirtiendo la roca en ceniza a medida que avanzaba y a una velocidad de hasta cinco metros por hora, mucho más rápido que los 0,1 metros por hora que alcanzan los equipos de la industria petrolera en roca dura. Para el próximo año Quaise se propuso perforar un pozo de un kilómetro de profundidad y desarrollar plataformas completas que demuestren que la idea puede funcionar a gran escala.
Y en octubre, la startup texana Mazama anunció la finalización de un proyecto piloto en su yacimiento de Oregón: sus ingenieros perforaron pozos y realizaron fracturas en rocas duras a una temperatura récord de 331°C y a 3 km de profundidad, todo sin roturas de equipos ni desperfectos de motores o sensores en el fondo del pozo. Mazama estima que a partir del próximo año esa locación puede generar 15 megavatios, hasta eventualmente alcanzar los 200 megavatios.
El profesor Horne señala que 330°C está un poco por debajo de la temperatura supercrítica, pero que de todos modos es una temperatura muy elevada, muy prometedora. Dados los recientes avances, Horne estima que Mazama podría tardar apenas un par de años más en alcanzar la tecnología geotérmica supercaliente que Fervo alcanzó con EGS en 2023: “En los últimos dos años cambió todo”, dice el experto. “Las cosas están avanzando muy rápidamente”.
(Traducción de Jaime Arrambide)
