En las secas extensiones del desierto de Nevada brilla un tipo inusual de central eléctrica que aprovecha la energía no del sol o del viento, sino de la Tierra misma.

Conocido como Proyecto Rojo, bombea agua a miles de pies de profundidad, donde las rocas están lo suficientemente calientes como para asar un pavo. Las 24 horas del día, la planta aspira el agua calentada hasta los generadores de energía. Desde noviembre pasado, esta energía terrestre libre de carbono ha estado fluyendo hacia una red local en Nevada.

La energía geotérmica, aunque irradia continuamente desde el núcleo supercaliente de la Tierra, ha sido durante mucho tiempo una fuente de electricidad relativamente específica, limitada en gran medida a regiones volcánicas como Islandia, donde brotan aguas termales del suelo. Pero los entusiastas de la geotermia han soñado con obtener energía de la Tierra en lugares sin condiciones geológicas tan específicas, como el sitio del Proyecto Red en Nevada, desarrollado por la startup energética Fervo Energy.

Estos sistemas geotérmicos de próxima generación han estado en proceso durante décadas, pero han resultado costosos y tecnológicamente difíciles, y en ocasiones incluso han provocado terremotos. Algunos expertos esperan que nuevos esfuerzos como el Proyecto Rojo puedan finalmente marcar un punto de inflexión, al aprovechar técnicas que se perfeccionaron en la extracción de petróleo y gas para mejorar la confiabilidad y la rentabilidad.

Los avances han generado esperanzas de que, con suficiente tiempo y dinero, la energía geotérmica (que actualmente genera menos del 1 por ciento de la electricidad mundial y el 0,4 por ciento de la electricidad en Estados Unidos) podría convertirse en una fuente de energía principal. Algunos postulan que la geotermia podría ser una herramienta valiosa en la transición del sistema energético fuera de los combustibles fósiles, porque puede proporcionar un respaldo continuo a fuentes de energía intermitentes como la solar y la eólica. «Para mí, ha sido la fuente de energía más prometedora durante mucho tiempo», dice el ingeniero energético Roland Horne de la Universidad de Stanford. «Pero ahora que avanzamos hacia una red libre de carbono, la geotermia es muy importante».

Un comienzo difícil

La energía geotérmica funciona mejor con dos cosas: calor y roca que sea lo suficientemente permeable para transportar agua. En lugares donde la roca fundida chisporrotea cerca de la superficie, el agua se filtrará a través de la roca volcánica porosa, se calentará y burbujeará hacia arriba en forma de agua caliente, vapor o ambos.

Si el agua o el vapor están lo suficientemente calientes (idealmente al menos alrededor de 300 grados Fahrenheit), se pueden extraer del suelo y utilizar para alimentar generadores de electricidad. En Kenia, casi el 50 por ciento de la electricidad generada proviene de la energía geotérmica. Islandia obtiene el 25 por ciento de su electricidad de esta fuente, mientras que Nueva Zelanda obtiene alrededor del 18 por ciento y el estado de California, el 6 por ciento.

Algunos recursos geotérmicos naturales aún están sin explotar, como en el oeste de Estados Unidos, dice la geóloga Ann Robertson-Tait, presidenta de GeothermEx, una división de consultoría en energía geotérmica de la empresa de servicios petroleros SLB. Pero, en general, nos estamos quedando sin recursos geotérmicos naturales de alta calidad, lo que lleva a los expertos a considerar formas de extraer energía geotérmica de áreas donde es mucho más difícil acceder a ella. «Hay mucho calor en la Tierra», dice Robertson-Tait. Pero, añade, «gran parte está encerrada dentro de una roca que no es permeable».

Aprovechar ese calor requiere perforar profundamente y crear grietas en estas rocas densas y no volcánicas para permitir que el agua fluya a través de ellas. Desde 1970, los ingenieros han estado desarrollando “sistemas geotérmicos mejorados” (EGS) que hacen precisamente eso, aplicando métodos similares a la fracturación hidráulica (o fracking) utilizada para extraer petróleo y gas de rocas profundas. Se bombea agua a alta presión hacia pozos, de hasta varios kilómetros de profundidad, para abrir grietas en las rocas. La roca agrietada y el agua crean un radiador subterráneo donde el agua se calienta antes de subir a la superficie a través de un segundo pozo. Se han construido docenas de instalaciones de EGS de este tipo en Estados Unidos, Europa, Australia y Japón (la mayoría de ellas experimentales y financiadas por el gobierno) con éxito desigual.

Es famoso el hecho de que una planta de EGS en Corea del Sur fue cerrada abruptamente en 2017 después de haber causado probablemente un terremoto de magnitud 5,5; El fracking de cualquier tipo puede añadir presión a las fallas tectónicas cercanas. Otros problemas fueron tecnológicos: algunas plantas no crearon suficientes fracturas para un buen intercambio de calor, o las fracturas viajaron en la dirección equivocada y no lograron conectar los dos pozos.

Sin embargo, algunos esfuerzos se convirtieron en plantas de energía viables, incluidos varios sistemas alemanes y franceses construidos entre 1987 y 2012 en el valle del Rin. Allí los ingenieros aprovecharon las fracturas existentes en la roca.

Pero en general, simplemente no ha habido suficiente interés para convertir los EGS en una tecnología más confiable y lucrativa, dice la geofísica Dimitra Teza del instituto de investigación energética Fraunhofer IEG en Karlsruhe, Alemania, quien ayudó a desarrollar algunos de los sistemas EGS del valle del Rin. «Ha sido bastante difícil para la industria».

A veces el seguro no es sólo dinero. A veces es equipo.

Ésa es una forma de pensar en la captura directa de aire, una tecnología que utiliza máquinas para extraer dióxido de carbono directamente de la atmósfera. La idea ha estado rondando durante años, pero recibió un gran interés a raíz de un informe de 2022 del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de la ONU, que decía que DAC, como se conoce a la tecnología, sería esencial para lograr el cero neto. emisiones de carbon.

Varias empresas están trabajando en el problema, pero los obstáculos son numerosos. Las startups tienen que encontrar lugares adecuados para esconder el CO₂ o clientes para comprarlo. También necesitan hacer que sus dispositivos sean baratos de construir y de operar.

Una empresa, AirMyne, apuesta a que su líquido patentado es la clave para superar esos obstáculos. Otras empresas utilizan líquidos para absorber CO₂ también, pero cuando llega el momento de liberar el gas, tienen que utilizar calor a alta temperatura.

Debido a las peculiaridades de la reacción química involucrada, los ciclos de regeneración a alta temperatura pueden ser más eficientes. Pero un calor tan intenso puede ser difícil de conseguir, razón por la cual AirMyne desarrolló su líquido para regenerarse o liberar su CO.₂utilizando calor a baja temperatura, de solo 100 a 130 grados C (212 a 266 grados F).

Los requisitos de calor a baja temperatura de AirMyne significan que su proceso general podría resultar menos eficiente que un enfoque de alta temperatura, pero el cofundador y director de operaciones, Mark Cyffka, cree que le da a su empresa una mejor oportunidad de crecer y escalar.

“Es flexible. Cuando estás en esa etapa piloto y estás tratando de hacer tu primer piloto, ahora puedes usar calor de baja temperatura de la electricidad, puedes usarlo del calor residual industrial, puedes usarlo de la energía geotérmica”, dijo a TechCrunch. .

La empresa está explorando diferentes configuraciones para todo el sistema. Los colectores probablemente serán modulares, y desde ellos, el líquido fluirá a una gran columna centralizada para la regeneración, similar al tipo utilizado en las grandes plantas químicas, del tipo en el que trabajó Cyffka cuando estaba en BASF. El alumno de Y Combinator está probando actualmente alrededor de 30 prototipos, añadió.

El componente clave del líquido de AirMyne parece ser una o más variantes de compuestos de amonio cuaternario, según las patentes que se le han concedido a la empresa. El amonio cuaternario es una clase de compuestos que se utilizan ampliamente en una variedad de aplicaciones, incluidos desinfectantes para manos, productos para el cuidado del cabello y suavizantes de telas. Interés en ellos como CO₂ Los absorbentes han aumentado recientemente, en parte porque están ampliamente disponibles, son relativamente estables y no requieren mucho calor para liberar el CO capturado.₂. En algunas preparaciones también liberan CO₂ cuando encuentran humedad casi saturada, lo que ofrece otra forma de controlar la regeneración del líquido.

La capacidad de utilizar el calor de la energía geotérmica, afirmó Cyffka, es útil. “También ofrece de manera fundamental este camino hacia la gran escala, algo que creo que a muchos otros enfoques les resultará difícil si se quedan con la electricidad. La geotermia es un camino realmente prometedor hacia dónde debe ir DAC”.

En ese sentido, la compañía está trabajando con Fervo, combinando su sistema de captura de carbono con el proyecto geotérmico avanzado de la startup geotérmica en Utah. con el CO₂ que ha capturado en su laboratorio hasta el momento, ha enviado muestras a CarbonBuilt, la empresa de hormigón bajo en carbono, y a Rubi, que fabrica textiles a partir de CO₂.

En 2026, AirMyne planea implementar su tecnología de captura de carbono en un sitio de secuestro en el condado de San Joaquín, California, donde se inyectará bajo tierra. Para llegar allí, la compañía recaudó recientemente una ronda inicial de $ 6,9 millones, según supo en exclusiva TechCrunch.

El uso de calor a baja temperatura por parte de AirMyne podría abrir la puerta para que su tecnología se utilice en una amplia gama de sitios, desde instalaciones geotérmicas hasta refinerías químicas, cervecerías y más, aunque la cifra final podría estar limitada por el tamaño final de su columna de regeneración. . El sistema de base líquida también requerirá grandes cantidades de agua (de una a siete toneladas por tonelada de carbono capturado), ya que parte de ella inevitablemente se evapora cuando entra en contacto con la atmósfera. Eso podría impedir su uso en regiones secas como el suroeste de Estados Unidos.

Aún así, es probable que la demanda de captura de carbono sea tan grande que el mercado tendrá espacio para varias empresas diferentes. La compatibilidad inherente de AirMyne con la geotermia podría ser lo que le ayude a crear un nicho de tamaño decente.

Los inversores en la ronda incluyeron Alumni Ventures, Another Brain, Liquid 2 Ventures, EMLES, el inversor ángel Justin Hamilton, Impact Science Ventures, Soma Capital, Wayfinder e Y Combinator.

Actualización 4:29 pm ET: Después de la publicación, Cyffka aclaró que AirMyne no utiliza compuestos de amonio cuaternario, sino que la química de la compañía utiliza «base iónica inorgánica, promotores y un catalizador de transferencia de fase».

Inmediatamente después de la finalización exitosa de su planta de energía geotérmica conectada a la red en Nevada, Fervo Energy está recaudando 221 millones de dólares según los documentos de la SEC, según ha sabido TechCrunch en exclusiva.

La compañía con sede en Houston es una de varias nuevas empresas geotérmicas mejoradas que están compitiendo para aprovechar el calor en las profundidades de la corteza terrestre. Las plantas geotérmicas anteriores sólo han arañado la superficie accediendo a fuentes termales o formaciones rocosas menos profundas.

Fervo utiliza técnicas de perforación direccional pioneras en la industria del petróleo y el gas para extender sus pozos mucho más allá de su huella superficial. No es de extrañar: el equipo ejecutivo de la empresa está repleto de veteranos del sector.

Una vez que se perforan esos pozos, Fervo los conecta con cables de fibra óptica conectados a una variedad de sensores. Luego, esos sensores envían datos a los equipos en la superficie, que los utilizan para mapear los patrones de calor del subsuelo y monitorear el desempeño de cada pozo.

La startup ha logrado una serie de éxitos últimamente. A principios de este mes, informó que había completado un pozo horizontal en un proyecto en Utah en 21 días, una reducción del 70% con respecto al primer pozo que la compañía perforó en 2022, al tiempo que redujo el costo a la mitad. A 21 millones de dólares por pozo, todavía no es barato, pero el ritmo de avance está por encima de las expectativas del Departamento de Energía, dijo Fervo.

También este mes, la empresa recibió una subvención de 25 millones de dólares del Departamento de Energía. La última vez que recaudó una Serie C de 138 millones de dólares fue en julio de 2022 con una valoración de 308 millones de dólares, según datos de PitchBook. Los inversores anteriores incluyen BHP Ventures, Breakthrough Energy Ventures, Congruent Ventures, DCVC y Prelude Ventures. Los primeros inversores ángeles incluyen a Jeff Bezos, Richard Branson, Bill Gates y Masayoshi Son.

En noviembre, Fervo conectó la central eléctrica Proyecto Rojo de 3,5 megavatios a la red de Nevada, la primera de su tipo. Los electrones de la instalación alimentarán los centros de datos de Google en el estado y, a diferencia de muchas otras fuentes renovables, lo harán las 24 horas del día, los 7 días de la semana como una llamada fuente de energía firme, sin necesidad de batería.

La geotermia tiene el potencial de proporcionar hasta 90 gigavatios de electricidad anualmente en Estados Unidos para 2050, según el Departamento de Energía. Sus defensores han promocionado la tecnología no sólo como una forma de proporcionar energía libre de carbono a la red, sino también como una forma de emplear trabajadores del petróleo y el gas a medida que la demanda de petróleo disminuye.

Fervo no respondió a una solicitud de comentarios al momento de la publicación.

Dado el alto costo de la perforación geotérmica, que tiene que lidiar con rocas más duras que las que encuentran las plataformas de petróleo y gas, es probable que Fervo utilice sus nuevos ingresos para continuar perforando más pozos para mejorar su velocidad y reducir los costos.

Startup geotérmica Quaise Energy está planteando una nueva ronda de financiación, según ha sabido en exclusiva TechCrunch+.

La compañía presentó ayer nuevos documentos ante la SEC, afirmando que había recaudado 13 millones de dólares de los 25 millones esperados.

La nueva ronda tendrá un precio, dijo a TechCrunch+ el cofundador y director ejecutivo de Quaise, Carlos Araque. Los fondos se utilizarán para fortalecer la posición de la empresa en la cadena de suministro, afirmó.

Perdón por interrumpir tu sábado, pero ¿de alguna manera te perdiste que Google construyó una planta de energía geotérmica en medio de Nevada? ¿Sabes ese lugar con toda el agua para turbinas? ¿O la forma increíblemente tonta en que los investigadores de seguridad pudieron extraer información privada de ChatGPT? La versión de TMA recubierta de YouTube de esta semana cubre eso y entusiasmarse demasiado (o completamente desconcertado) por todas estas otras cosas de esta semana en tecnología.

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A principios de este mes, un rincón de Internet se volvió un poco más ecológico gracias a una operación geotérmica, la primera de su tipo, en el desierto del norte de Nevada. El Proyecto Rojo, desarrollado por una startup geotérmica llamada Fervo, comenzó a empujar electrones hacia una red local que incluye centros de datos operados por Google. La empresa de búsqueda invirtió en el proyecto hace dos años como parte de sus esfuerzos para que todos sus centros de datos funcionen con energía verde las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

El Proyecto Rojo es pequeño (produce entre 2 y 3 megavatios de energía, o suficiente para alimentar unos pocos miles de hogares), pero es una demostración crucial de un nuevo enfoque de la energía geotérmica que podría hacer posible aprovechar el calor natural de la Tierra en cualquier parte del mundo. mundo.

Hay roca caliente por todas partes, con temperaturas que aumentan cientos de grados Fahrenheit en los primeros kilómetros de la superficie, pero las plantas geotérmicas proporcionan sólo una pequeña fracción del suministro mundial de electricidad. Esto se debe en gran medida a que en su mayoría están construidos donde se puede extraer fácilmente agua calentada de forma natural, como fuentes termales y géiseres. El agua caliente se bombea a la superficie, donde produce vapor que impulsa las turbinas.

El sitio de Nevada, un sistema geotérmico «mejorado», o EGS, funciona de manera diferente. En lugar de perforar un sistema hidrotermal natural, Fervo excavó en una roca que está completamente seca y creó efectivamente una fuente termal artificial bombeando agua que regresa a la superficie mucho más caliente.

Esa estrategia se basa en técnicas de fracturación hidráulica desarrolladas por la industria del petróleo y el gas. Fervo perforó dos pozos que se extendieron cada uno a más de 7,000 pies de profundidad antes de volverse completamente horizontales. Luego los conectó mediante fracking, produciendo grietas en la roca que conectaba los dos pozos. El agua entra fría a un pozo y sale del otro a una temperatura lo suficientemente alta como para impulsar turbinas y generar energía.

Fervo anunció que su experimento había sido un éxito este verano después de un período de prueba de un mes en el que las temperaturas en el fondo de los pozos alcanzaron los 375 grados Fahrenheit (191 C) y suficiente agua fluyendo a través del sistema para producir aproximadamente 3,5 megavatios de electricidad. Esas cifras operativas se han mantenido relativamente estables desde entonces, según el director ejecutivo de Fervo, Tim Latimer, lo que sugiere que el proyecto estaba listo para conectarse a la red a largo plazo. Los pozos de Nevada se perforaron lo suficientemente cerca de una planta de energía geotérmica tradicional como para que el proyecto pueda utilizar turbinas y líneas eléctricas existentes para suministrar electricidad a la red.

Si bien la producción es inferior a la estimación inicial de 5 megavatios que la compañía hizo cuando la anunció con Google, Latimer dice que nuevos ajustes deberían generar más electricidad en el futuro. Tal como está, el proyecto es el primero en alcanzar un nivel de rendimiento tan alto, señala. Si bien dos plantas en el noreste de Francia producen actualmente electricidad a partir de rocas secas, operan a temperaturas sustancialmente más frías y dependen de la explotación de sistemas de fallas naturales en la roca. Latimer dice que los resultados de Fervo apuntan a una estrategia que se puede ampliar.

A principios de este mes, un rincón de Internet se volvió un poco más ecológico gracias a una operación geotérmica, la primera de su tipo, en el desierto del norte de Nevada. El Proyecto Rojo, desarrollado por una startup geotérmica llamada Fervo, comenzó a empujar electrones hacia una red local que incluye centros de datos operados por Google. La empresa de búsqueda invirtió en el proyecto hace dos años como parte de sus esfuerzos para que todos sus centros de datos funcionen con energía verde las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

El Proyecto Rojo es pequeño (produce entre 2 y 3 megavatios de energía, o suficiente para alimentar unos pocos miles de hogares), pero es una demostración crucial de un nuevo enfoque de la energía geotérmica que podría hacer posible aprovechar el calor natural de la Tierra en cualquier parte del mundo. mundo.

Hay roca caliente por todas partes, con temperaturas que aumentan cientos de grados Fahrenheit en los primeros kilómetros de la superficie, pero las plantas geotérmicas proporcionan sólo una pequeña fracción del suministro mundial de electricidad. Esto se debe en gran medida a que en su mayoría están construidos donde se puede extraer fácilmente agua calentada de forma natural, como fuentes termales y géiseres. El agua caliente se bombea a la superficie, donde produce vapor que impulsa las turbinas.

El sitio de Nevada, un sistema geotérmico «mejorado», o EGS, funciona de manera diferente. En lugar de perforar un sistema hidrotermal natural, Fervo excavó en una roca que está completamente seca y creó efectivamente una fuente termal artificial bombeando agua que regresa a la superficie mucho más caliente.

Esa estrategia se basa en técnicas de fracturación hidráulica desarrolladas por la industria del petróleo y el gas. Fervo perforó dos pozos que se extendieron cada uno a más de 7,000 pies de profundidad antes de volverse completamente horizontales. Luego los conectó mediante fracking, produciendo grietas en la roca que conectaba los dos pozos. El agua entra fría a un pozo y sale del otro a una temperatura lo suficientemente alta como para impulsar turbinas y generar energía.

Fervo anunció que su experimento había sido un éxito este verano después de un período de prueba de un mes en el que las temperaturas en el fondo de los pozos alcanzaron los 375 grados Fahrenheit (191 C) y suficiente agua fluyendo a través del sistema para producir aproximadamente 3,5 megavatios de electricidad. Esas cifras operativas se han mantenido relativamente estables desde entonces, según el director ejecutivo de Fervo, Tim Latimer, lo que sugiere que el proyecto estaba listo para conectarse a la red a largo plazo. Los pozos de Nevada se perforaron lo suficientemente cerca de una planta de energía geotérmica tradicional como para que el proyecto pueda utilizar turbinas y líneas eléctricas existentes para suministrar electricidad a la red.

Si bien la producción es inferior a la estimación inicial de 5 megavatios que la compañía hizo cuando la anunció con Google, Latimer dice que nuevos ajustes deberían generar más electricidad en el futuro. Tal como está, el proyecto es el primero en alcanzar un nivel de rendimiento tan alto, señala. Si bien dos plantas en el noreste de Francia producen actualmente electricidad a partir de rocas secas, operan a temperaturas sustancialmente más frías y dependen de la explotación de sistemas de fallas naturales en la roca. Latimer dice que los resultados de Fervo apuntan a una estrategia que se puede ampliar.

Ecologizar Internet

La energía geotérmica podría ayudar a Google con un desafío que enfrentan todas las empresas de tecnología que intentan reducir el impacto de los centros de datos que consumen mucha energía. La energía eólica y solar ahora alimentan vastas extensiones de la computación en la nube detrás de los servicios y aplicaciones de Internet, pero como el viento y el sol no siempre están disponibles, el flujo de energía derivado de ellos tampoco lo está.

En los últimos años, Google ha comprado suficiente energía renovable para cubrir el uso anual de energía de sus operaciones de datos, pero a cualquier hora determinada del día, en cualquier red particular, la electricidad que fluye hacia un centro de datos puede tener que provenir de una fuente más sucia. La compañía ahora está trabajando en un objetivo más ambicioso para 2030: asegurar energía limpia las 24 horas del día, los 7 días de la semana en las redes locales donde se encuentran sus centros de datos. La geotermia es una de las principales candidatas para hacerlo posible. «Existe un grupo muy pequeño de opciones de tecnologías que podríamos escalar», dice Michael Terrell, director senior de clima y energía de Google.

La compañía ha explorado otras opciones, como nuevos tipos de reactores nucleares a pequeña escala o combustible de hidrógeno producido con electricidad renovable, pero probablemente llevará más tiempo desarrollarlos. «Del siguiente conjunto de tecnologías, después de la eólica, la solar y el almacenamiento de iones de litio, ésta es la primera que actualmente está disponible entregando electrones», dice Terrell sobre la nueva planta geotérmica de Nevada. Con una potencia de sólo unos pocos megavatios de potencia, está muy lejos de proporcionar los cientos de megavatios que un centro de datos típico podría necesitar, pero considera que el concepto está probado.

si no lo has hecho ya, vaya y lea el artículo destacado de WIRED «Una gran fuente de energía verde sin explotar se esconde debajo de sus pies», que detalla la búsqueda para aprovechar la energía geotérmica utilizando técnicas de perforación desarrolladas originalmente para fracking de gas.

El escritor principal de WIRED, Gregory Barber, siguió a Joseph Moore, un geólogo de la Universidad de Utah, en su búsqueda para descubrir cómo perforar miles de pies en granito denso y caliente, antes de usar agua para extraer energía geotérmica.

Le pedí a Barber que me contara más sobre la historia y si los sistemas geotérmicos «mejorados» (EGS) realmente van a descorchar una bonanza de energía limpia.

Will Knight: Realmente disfruté la historia. Cuéntame cómo te encontraste por primera vez con la tecnología en el corazón de la misma.

Gregorio Barbero: Inicialmente me enteré porque estaba investigando los sistemas de calefacción geotérmica. Estos son sistemas mucho menos profundos y de fácil acceso que calientan directamente los hogares y las empresas utilizando agua calentada. Se están volviendo mucho más populares a medida que la gente trata de dejar el gas natural, especialmente en Europa. Pero de todos modos, en el curso de aprender sobre esto, escuché sobre un gran experimento del Departamento de Energía centrado en la generación de electricidad utilizando sistemas geotérmicos mejorados, que requiere una perforación mucho más costosa y más profunda para acceder a temperaturas más altas. Y acababan de elegir un equipo en Utah para enfrentarlo.

¿Por qué está sucediendo ahora? Como usted dice, la energía geotérmica ha existido durante décadas.

Creo que refleja la confluencia de algunas cosas. Uno de ellos son los 20 años del auge del fracking, que produjo grandes mejoras en el arte de perforar profundamente y abrir rocas, especialmente las rocas calientes y duras relevantes para la fabricación de sistemas geotérmicos. Antes gastaba millones de dólares en perforar y luego rompía la roca y se daba cuenta, ¡ups!, que las grietas no se abrieron por completo, o perforó en una falla oculta y perdió el agua o, peor aún, provocó una terremoto. Hoy en día los riesgos de eso son mucho menores.

Estás escribiendo mucho sobre los esfuerzos para mitigar el cambio climático con energías alternativas y soluciones como la captura de carbono. ¿Qué tan optimista eres sobre estos proyectos?

Creo que hay aplicaciones útiles, pero la batalla siempre está en cómo se usarán esos combustibles y cómo se producirán. Existe un debate perenne en torno a los biocombustibles, por ejemplo, que se suman a las emisiones de gases de efecto invernadero al ocupar tierras que podrían ser silvestres. ¿Y si simplemente evitan la transición eléctrica? Para la captura de carbono, es una historia similar. Hasta ahora, equipar las plantas de carbón con esa tecnología ha sido ridículamente costoso: es mucho mejor cerrarlas y colocar paneles solares. Además, los experimentos anteriores no han logrado capturar completamente el carbono que sale de ellos. Y tienes que estar seguro de que cualquier gas que pase bajo tierra permanecerá allí durante siglos. A veces me recuerda un poco al debate sobre el almacenamiento subterráneo de desechos radiactivos. Es difícil garantizar las cosas durante generaciones.

Dado que la energía solar y eólica requieren menos costos iniciales, ¿cree que la naturaleza más continua de EGS es suficiente para que despegue? ¿O simplemente necesitamos todos los enfoques posibles si vamos a dejar los combustibles fósiles?

Eso es realmente el pregunta. La mayoría de los expertos están de acuerdo en que la energía de carga base que se puede encender las 24 horas del día, los 7 días de la semana es necesaria para avanzar. La energía solar y eólica ocupan bastante espacio, y construirlas será más complicado a medida que nos quedemos sin lugares óptimos para ellas. Si bien las baterías ayudan, no es la forma más eficiente de hacer las cosas.

La pregunta es si EGS será más o menos práctico que construir una planta nuclear o una represa o instalar captura de carbono en una planta de gas natural. Hay buenas razones para pensar que lo será, especialmente si tiene en cuenta las preocupaciones ecológicas y de seguridad que presentan las alternativas, pero es pronto.

También me gustaría señalar que la gran promesa de EGS es que puede hacerlo «en cualquier lugar», pero, por supuesto, ciertas áreas serán geológicamente más atractivas que otras, al menos inicialmente. Entonces, si bien promete ser menos destructivo desde el punto de vista ecológico que las plantas geotérmicas existentes, que pueden secar las aguas termales y dañar especies únicas, no está inherentemente libre de esos conflictos.

Fervo Energy dice que ha logrado un gran avance en tecnología. Llevó a cabo una prueba de pozo de 30 días en su sitio en el norte de Nevada y un «caudal de 63 litros por segundo a alta temperatura que permite 3,5 megavatios de producción eléctrica». La compañía dice que la prueba dio como resultado registros de flujo y potencia de salida para un sistema geotérmico mejorado (EGS) y que se completó sin incidentes.

Un megavatio puede alimentar alrededor de 750 hogares a la vez. Se espera que Fervo conecte su sitio Project Red a la red este año. Se utilizará para la energía y parte de la otra infraestructura de Nevada de la compañía. y Fervo en 2021 para desarrollar un «proyecto de energía geotérmica de próxima generación».

Esta es la primera vez que una empresa de energía demuestra que un EGS puede funcionar a escala comercial, según . Ha sido un largo camino para llegar a este punto, ya que los científicos han estado tratando de hacer realidad EGS desde la década de 1970.

Para que un sistema geotérmico natural produzca electricidad, necesita una combinación de permeabilidad de calor, fluidos y rocas, como Bloomberg notas En muchas áreas, la roca tiene los niveles requeridos de calor, pero no la permeabilidad suficiente para que el fluido fluya a través de ella.

Un EGS crea esta permeabilidad artificialmente al perforar profundamente bajo tierra e inyectar fluido para crear fracturas en la roca. Ese enfoque puede aumentar enormemente la cantidad de sitios potenciales para una planta de energía geotérmica.

Fervo dice que es la primera empresa en «perforar con éxito un par de pozos horizontales para la producción geotérmica comercial, logrando longitudes laterales de 3250 pies, alcanzando una temperatura de 191°C y demostrando un flujo controlado a través de rigurosas pruebas de trazado».

Una de las principales ventajas de las plantas de energía geotérmica es que son completamente libres de carbono: Google ejecutará todas sus oficinas y centros de datos con energía libre de carbono para 2030. Estas plantas también pueden operar en cualquier momento (a diferencia de la solar y la eólica). , haciendo de la energía geotérmica una fuente convincente de energía renovable. Sin embargo, las reducciones de costos y la burocracia regulatoria son barreras para hacer que EGS esté más disponible, según Tim Latimer, CEO de Fervo.

La compañía espera replicar su éxito en un sitio en Utah. Si Fervo ve resultados similares allí e implementa con éxito mejoras de diseño para maximizar la producción, se espera que el sitio genere suficiente electricidad para alimentar 300.000 hogares simultáneamente, dijo Latimer. Eso es alrededor de una cuarta parte de todos los hogares en Utah.

“Alcanzar nuestro objetivo de operar con energía libre de carbono las 24 horas del día, los 7 días de la semana, requerirá nuevas fuentes de energía firme y limpia para complementar las energías renovables variables como la eólica y la solar”, dijo Michael Terrell, director senior de energía y clima de Google, en un comunicado. “Nos asociamos con Fervo en 2021 porque vemos un potencial significativo en su tecnología geotérmica para desbloquear una fuente crítica de energía libre de carbono las 24 horas del día, los 7 días de la semana a escala, y estamos encantados de ver a Fervo alcanzar este importante hito técnico”.

Los edificios históricos de CU Chemie Uetikon se encuentran directamente en el lago de Zúrich. En el siglo XIX la fábrica producía ácido sulfúrico y sales de ácido sulfúrico, más tarde muchas otras sustancias químicas. Fue cerrado hace unos años. Pero los edificios industriales todavía están ocupados. El ingeniero Benedikt Kammermann realiza experimentos en una de las salas de la fábrica. Estos se utilizan para desarrollar un nuevo tipo de tecnología de perforación para sistemas geotérmicos.

Quien ingresa al salón en Uetikon inicialmente no tiene idea de cuán moderna es la tecnología involucrada. Grandes recipientes de metal y tuberías están tirados por ahí, trozos de piedra yacen en el suelo con agujeros perforados en ellos. No parece alta tecnología. El significado y propósito del equipo solo se revela al visitante poco a poco.

Kammermann está trabajando en una técnica de perforación especial en la sala. Su núcleo es una cabeza de perforación inusual con un diámetro de 20 centímetros. No se engasta con un cincel de diamante convencional, sino con una buena docena de electrodos.

Un rayo rompe pedazos de roca

Los relámpagos artificiales relampaguean entre estos electrodos, generados por una tensión eléctrica de medio millón de voltios. «Una tormenta organizada», dice Kammermann. No puede demostrar la tecnología de perforación en la visita in situ porque actualmente está convirtiendo su sistema. Pero el ingeniero muestra un video de una instalación similar en Rusia. Parpadea y golpea sin cesar.

La tecnología se llama “Plasma-Pulse-Geo-Drilling”. Según Kammermann, el cabezal de perforación produce diez destellos por segundo. El rayo cae de un electrodo a la roca y de allí al electrodo vecino. El canal de rayos que se desarrolla en la roca alcanza una temperatura de varios miles de grados centígrados y de repente se expande. De esta manera, se separan piezas de un centímetro. Un líquido enjuaga inmediatamente el material suelto hacia arriba.

El voltaje eléctrico para los destellos artificiales es generado por un llamado generador de Marx. Está en uno de los contenedores metálicos y tiene varios metros de largo. Kammermann construyó él mismo el extraño dispositivo con sus bolas de metal brillante. Una serie de condensadores se cargan gradualmente. A continuación, producen conjuntamente un pulso de alto voltaje.

La técnica de perforación parece extraña, pero podría ser un elemento clave para el futuro uso de la energía geotérmica en Suiza. Al menos esa es la esperanza de Benedikt Kammermann y Hans-Olivier Schiegg de SwissGeoPower, quienes están trabajando juntos para desarrollar aún más esta tecnología. Se utilizará en una variante especial de energía geotérmica que se conoce con el nombre de «Sistemas geotérmicos avanzados» (AGS, por sus siglas en inglés).

Los tipos convencionales de energía geotérmica tienen desventajas

Para comprender el papel de la tecnología de perforación flash para AGS, primero se debe comprender qué tipos de energía geotérmica son dominantes en la actualidad. En general, si desea utilizar la energía geotérmica a gran escala, y esto se aplica en particular a la generación de electricidad, debe perforar varios miles de metros de profundidad.

En la forma más común de energía geotérmica profunda, el uso «hidrotermal», el objetivo son las capas acuíferas de roca. El agua se bombea a través de un pozo. El agua fluye horizontalmente a través de la capa permeable y absorbe su calor. Luego regresa a la superficie a través de un segundo pozo, donde el calor generado puede usarse para calefacción o electricidad.

En muchos lugares, sin embargo, no hay estratos rocosos lo suficientemente profundos como para permitir el uso de la energía geotérmica. En tales casos, se utilizan otras técnicas. Por ejemplo, un método relacionado con el fracking que crea grietas en la roca. Posteriormente se conduce agua a través de estas grietas, que extrae el calor de la roca.

Pero este método tiene grandes desventajas. «Si los minerales disueltos en el agua se excretan del agua, las grietas pueden obstruirse», dice Martin Saar del Instituto de Geofísica de ETH Zurich. La generación de grietas también puede dar lugar a ligeros terremotos.

Los Sistemas Geotérmicos Avanzados no producen terremotos

Los AGS mencionados anteriormente no tienen estos problemas. Esta técnica no provoca grietas en la roca, por lo que tampoco se producen terremotos. Más bien, se crea un circuito geotérmico completo en las profundidades por medio de pozos.

Martin Saar es el líder de investigación de un llamado proyecto de investigación insignia de Innosuisse llamado Aegis-CH. En él, los investigadores están investigando qué tan grande es el potencial de AGS, en Suiza y en todo el mundo. Esto también incluye la técnica de perforación por rayos en la que están trabajando Schiegg y Kammermann y varias otras empresas suizas, otros grupos de investigación de ETH, el Instituto Paul Scherrer, las universidades de ciencias aplicadas de Zúrich y Suiza Oriental.

El objetivo del AGS no es solo generar calor, sino también generar electricidad. Por tanto, la roca en la que tiene lugar la transferencia de calor debe estar muy caliente. Pero para un gran calor hay que ir más profundo. En términos concretos, esto significa que la generación de energía con AGS está destinada a profundidades de entre 5.000 y 7.000 metros, donde las temperaturas superan con creces los 100 grados centígrados.

La tecnología de perforación convencional con brocas alcanza sus límites económicos a grandes profundidades. En la Meseta Central, a una profundidad de alrededor de 2.500 a 3.000 metros, encontrará principalmente roca cristalina: gneis o granito. Esto aumenta el desgaste de la broca, que debe reemplazarse periódicamente. Esto requiere mucho tiempo y hace que los costos aumenten exponencialmente con la profundidad.

Los pernos perforan más rápido que los convencionales

Aquí es donde entran en juego los destellos artificiales. Debido a que la cabeza de perforación apenas entra en contacto con la roca con esta técnica, el desgaste es mínimo. El aparato de Uetikon perfora de 3,5 a 7 metros por hora. Eso se aplica al granito, la «roca más fea», dice Kammermann. En casi todos los demás tipos de roca es incluso más rápido. La tecnología de perforación convencional con brocas avanza mucho más lentamente, alrededor de 2 metros por hora.

Hasta ahora, las compañías petroleras no han estado interesadas en seguir desarrollando la técnica de perforación flash porque perforan en roca sedimentaria blanda. El objetivo ahora es hacer que la tecnología sea más rentable, dice Schiegg. Por ejemplo, se debe construir una versión del generador de rayos que encaje en el pozo. Para hacer esto, el dispositivo tiene que ser mucho más pequeño.

El fluido de perforación necesita ser optimizado

Los científicos también quieren optimizar el fluido de perforación, una mezcla a base de agua con la que se eliminan los fragmentos de roca. Si el voltaje entre los electrodos se acumula demasiado lentamente, surge un problema: el rayo no se propaga a través de la roca, sino a través del fluido de perforación. Así que no puedes perforar de esa manera. Los requisitos técnicos para el generador de Marx son, por lo tanto, altos: se debe alcanzar un voltaje de medio millón de voltios en cien nanosegundos. Esta es una condición muy exigente.

En Rusia, se usaba petróleo como fluido de perforación, lo que significaba que el voltaje eléctrico de los rayos no tenía que aumentar tan rápido como con el agua. Sin embargo, por consideración al medio ambiente, el petróleo está fuera de discusión en este país. Con un fluido de perforación optimizado con aditivos, las exigencias al generador podrían reducirse un poco.

AGS son adecuados para la combinación con viento y sol.

Según Martin Saar, los sistemas geotérmicos avanzados combinados con la nueva tecnología de perforación podrían desempeñar un papel clave en Suiza. La idea es instalar cientos de sistemas AGS cerca de las subestaciones. Aunque cada uno de estos sistemas solo entregaría unos pocos megavatios de energía, idealmente podrían complementar los muchos generadores de energía descentralizados de fuentes renovables. Esto se debe a que solo entregan energía con fuertes fluctuaciones, simplemente porque el sol no siempre brilla y el viento no siempre sopla.

Los sistemas AGS, por otro lado, suministran la carga base. Según Saar, se las arreglarían sin CO₂-Estabilizar las emisiones durante el funcionamiento de la red eléctrica y así apoyar significativamente la difusión de la energía solar y eólica.

Los costos deben reducirse considerablemente.

AGS seguiría siendo demasiado caro para la generación de energía en Suiza, al menos el doble en comparación con el precio actual del mercado. Pero Saar es optimista. No solo porque espera que la tecnología de perforación sea más barata. En su opinión, la tecnología tiene un valor que supera con creces el de muchas otras tecnologías de generación de energía.

Según Saar, además de los puntos ya mencionados, las centrales eléctricas AGS tienen la ventaja de que son una fuente de energía renovable que se puede utilizar a largo plazo. Solo ocupan una pequeña superficie y se pueden utilizar en gran medida independientemente de las condiciones geológicas del subsuelo.

Lo que se necesita ahora como siguiente paso es una planta piloto. Porque antes de que los inversores potenciales piensen en invertir dinero en la nueva tecnología con iluminación artificial, quieren saber qué tan bien funciona.