Fundamentos de la energía geotérmica supercaliente
La energía geotérmica convencional aprovecha el calor natural del subsuelo a profundidades relativamente superficiales. Sin embargo, a mayores profundidades se encuentran rocas a temperaturas mucho más elevadas, superiores a los 400°C, que podrían proporcionar una cantidad de energía significativamente mayor.
Características clave:
- Se enfoca en rocas a temperaturas de 400-450°C.
- Se encuentra a profundidades de 10-20 km bajo la superficie.
- Potencial para generar 5-10 veces más energía que los sistemas geotérmicos convencionales.
La clave para aprovechar este recurso es la capacidad de crear fracturas en la roca a esas profundidades y temperaturas extremas, permitiendo la circulación de fluidos que transportan el calor a la superficie.
Avances recientes
Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y la empresa Quaise Energy han realizado experimentos pioneros que simulan las condiciones del subsuelo profundo. Sus hallazgos, publicados en Nature Communications, demuestran por primera vez que:
- Las rocas supercalientes profundas pueden fracturarse bajo las condiciones adecuadas
- Estas fracturas se interconectan, aumentando la permeabilidad de la roca.
- La roca fracturada en condiciones supercalientes puede ser hasta 10 veces más permeable que en ubicaciones más superficiales.
Estos resultados son cruciales, ya que hasta ahora existían dudas sobre la viabilidad de fracturar rocas a tales profundidades y temperaturas.
Potencial energético
El aprovechamiento de este recurso podría tener un impacto significativo en la producción de energía renovable:
- Un solo pozo de roca supercaliente podría generar hasta 35 MW de energía, comparado con los 3-7 MW de un pozo geotérmico convencional.
- Aprovechando solo el 2% de la energía geotérmica entre 3-10 km de profundidad, se podría proporcionar más de 2000 veces el consumo energético anual de Estados Unidos
Ventajas de la energía geotérmica supercaliente
Esta tecnología ofrece varias ventajas sobre otras fuentes de energía renovable:
- Disponibilidad global: El calor del subsuelo está presente en todo el mundo, permitiendo su aprovechamiento en diversas regiones.
- Producción constante: A diferencia de la energía solar o eólica, la geotermia puede proporcionar energía de forma continua, 24 horas al día, 7 días a la semana.
- Huella superficial reducida: Las plantas de energía supercaliente ocuparían una superficie relativamente pequeña con una alta producción energética.
- Versatilidad: Además de electricidad, el calor extremo podría utilizarse para producir hidrógeno mediante electrólisis a alta temperatura.
- Seguridad energética: Podría aumentar la independencia energética de muchas regiones.
Desafíos tecnológicos
A pesar de su potencial, el desarrollo de esta tecnología enfrenta varios retos:
Perforación profunda
- Las perforadoras convencionales no están diseñadas para soportar las temperaturas y presiones extremas a esas profundidades.
- Quaise Energy está desarrollando una innovadora perforadora de ondas milimétricas capaz de derretir y vaporizar la roca
Extracción de calor
- Los sistemas actuales de intercambio de calor no están preparados para temperaturas superiores a 200°C.
- Se requieren nuevos materiales y diseños para manejar fluidos supercríticos a temperaturas extremas.
Comportamiento de la roca
- Aún se desconoce cómo reaccionarán exactamente las rocas supercalientes al contacto con agua fría a alta presión.
- Se planean pruebas de campo en el volcán Newberry en Oregón para 2025-2026 para estudiar estos fenómenos
Proyectos en desarrollo
Varios proyectos están avanzando en esta tecnología:
- Proyecto Newberry de Alta Rock Energy en Oregón: Planea profundizar un pozo existente hasta 4500 metros para alcanzar condiciones de roca supercaliente superiores a 400°C
- Proyecto de Perforación Profunda de Islandia (IDDP): Ya ha perforado dos pozos en roca supercaliente, con pruebas prometedoras en su pozo «Krafla»
- Investigación del MIT: Un equipo liderado por el profesor Iwnetim Abate está desarrollando un método electroquímico para extraer hidrógeno de las rocas, con financiamiento del Departamento de Energía de EE.UU.
Impacto potencial
El desarrollo exitoso de la tecnología de energía geotérmica supercaliente podría tener un impacto transformador en el panorama energético global:
- Proporcionar una fuente de energía limpia, renovable y prácticamente ilimitada
- Reducir significativamente la dependencia de combustibles fósiles
- Contribuir a la mitigación del cambio climático
- Mejorar la seguridad energética en muchas regiones del mundo
Conclusión
La energía geotérmica de rocas supercalientes profundas representa una frontera emocionante en la búsqueda de fuentes de energía renovable. Aunque aún enfrenta desafíos tecnológicos significativos, los recientes avances en investigación y los proyectos en desarrollo sugieren que podrían convertirse en una realidad viable en las próximas décadas. Su potencial para proporcionar energía limpia, constante y ampliamente disponible la convierte en una opción prometedora para abordar los desafíos energéticos y climáticos globales.
Fundamentos de la energía geotérmica supercaliente
La energía geotérmica convencional aprovecha el calor natural del subsuelo a profundidades relativamente superficiales. Sin embargo, a mayores profundidades se encuentran rocas a temperaturas mucho más elevadas, superiores a los 400°C, que podrían proporcionar una cantidad de energía significativamente mayor.
Características clave:
- Se enfoca en rocas a temperaturas de 400-450°C.
- Se encuentra a profundidades de 10-20 km bajo la superficie.
- Potencial para generar 5-10 veces más energía que los sistemas geotérmicos convencionales.
La clave para aprovechar este recurso es la capacidad de crear fracturas en la roca a esas profundidades y temperaturas extremas, permitiendo la circulación de fluidos que transportan el calor a la superficie.
Avances recientes
Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y la empresa Quaise Energy han realizado experimentos pioneros que simulan las condiciones del subsuelo profundo. Sus hallazgos, publicados en Nature Communications, demuestran por primera vez que:
- Las rocas supercalientes profundas pueden fracturarse bajo las condiciones adecuadas
- Estas fracturas se interconectan, aumentando la permeabilidad de la roca.
- La roca fracturada en condiciones supercalientes puede ser hasta 10 veces más permeable que en ubicaciones más superficiales.
Estos resultados son cruciales, ya que hasta ahora existían dudas sobre la viabilidad de fracturar rocas a tales profundidades y temperaturas.
Potencial energético
El aprovechamiento de este recurso podría tener un impacto significativo en la producción de energía renovable:
- Un solo pozo de roca supercaliente podría generar hasta 35 MW de energía, comparado con los 3-7 MW de un pozo geotérmico convencional.
- Aprovechando solo el 2% de la energía geotérmica entre 3-10 km de profundidad, se podría proporcionar más de 2000 veces el consumo energético anual de Estados Unidos
Ventajas de la energía geotérmica supercaliente
Esta tecnología ofrece varias ventajas sobre otras fuentes de energía renovable:
- Disponibilidad global: El calor del subsuelo está presente en todo el mundo, permitiendo su aprovechamiento en diversas regiones.
- Producción constante: A diferencia de la energía solar o eólica, la geotermia puede proporcionar energía de forma continua, 24 horas al día, 7 días a la semana.
- Huella superficial reducida: Las plantas de energía supercaliente ocuparían una superficie relativamente pequeña con una alta producción energética.
- Versatilidad: Además de electricidad, el calor extremo podría utilizarse para producir hidrógeno mediante electrólisis a alta temperatura.
- Seguridad energética: Podría aumentar la independencia energética de muchas regiones.
Desafíos tecnológicos
A pesar de su potencial, el desarrollo de esta tecnología enfrenta varios retos:
Perforación profunda
- Las perforadoras convencionales no están diseñadas para soportar las temperaturas y presiones extremas a esas profundidades.
- Quaise Energy está desarrollando una innovadora perforadora de ondas milimétricas capaz de derretir y vaporizar la roca
Extracción de calor
- Los sistemas actuales de intercambio de calor no están preparados para temperaturas superiores a 200°C.
- Se requieren nuevos materiales y diseños para manejar fluidos supercríticos a temperaturas extremas.
Comportamiento de la roca
- Aún se desconoce cómo reaccionarán exactamente las rocas supercalientes al contacto con agua fría a alta presión.
- Se planean pruebas de campo en el volcán Newberry en Oregón para 2025-2026 para estudiar estos fenómenos
Proyectos en desarrollo
Varios proyectos están avanzando en esta tecnología:
- Proyecto Newberry de Alta Rock Energy en Oregón: Planea profundizar un pozo existente hasta 4500 metros para alcanzar condiciones de roca supercaliente superiores a 400°C
- Proyecto de Perforación Profunda de Islandia (IDDP): Ya ha perforado dos pozos en roca supercaliente, con pruebas prometedoras en su pozo «Krafla»
- Investigación del MIT: Un equipo liderado por el profesor Iwnetim Abate está desarrollando un método electroquímico para extraer hidrógeno de las rocas, con financiamiento del Departamento de Energía de EE.UU.
Impacto potencial
El desarrollo exitoso de la tecnología de energía geotérmica supercaliente podría tener un impacto transformador en el panorama energético global:
- Proporcionar una fuente de energía limpia, renovable y prácticamente ilimitada
- Reducir significativamente la dependencia de combustibles fósiles
- Contribuir a la mitigación del cambio climático
- Mejorar la seguridad energética en muchas regiones del mundo
Conclusión
La energía geotérmica de rocas supercalientes profundas representa una frontera emocionante en la búsqueda de fuentes de energía renovable. Aunque aún enfrenta desafíos tecnológicos significativos, los recientes avances en investigación y los proyectos en desarrollo sugieren que podrían convertirse en una realidad viable en las próximas décadas. Su potencial para proporcionar energía limpia, constante y ampliamente disponible la convierte en una opción prometedora para abordar los desafíos energéticos y climáticos globales.
Referencia
Permeability partitioning through the brittle-to-ductile transition and its implications for supercritical geothermal reservoirs. Gabriel G. Meyer et al. Nature Communications (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-52092-0