Cum noua tehnologie face din energia geotermală o sursă de energie mai versatilă

Strălucirea în întinderile uscate ale deșertului Nevada este un tip neobișnuit de centrală electrică care valorifică energia nu de la soare sau vânt, ci de la Pământul însuși.

Cunoscut sub numele de Project Red, pompează apă la mii de metri în pământ, acolo unde pietrele sunt suficient de fierbinți pentru a prăji un curcan. Non-stop, planta aspiră apa încălzită înapoi la generatoarele de energie. Începând cu luna noiembrie a anului trecut, această energie electrică fără dioxid de carbon, transmisă de Pământ, a trecut pe o rețea locală din Nevada.

Energia geotermală, deși radiază continuu din miezul super-fierbinte al Pământului, a fost mult timp o sursă relativ de nișă de electricitate, limitată în mare parte la regiunile vulcanice precum Islanda, unde izvoarele termale bule din pământ. Dar pasionații de geotermă au visat să-și aprovizioneze energia Pământului în locuri fără astfel de condiții geologice specifice, cum ar fi situl Nevada al Proiectului Red, dezvoltat de startup-ul energetic Fervo Energy.

Astfel de sisteme geotermale de ultimă generație sunt în lucru de zeci de ani, dar s-au dovedit costisitoare și dificile din punct de vedere tehnologic și uneori au declanșat chiar cutremure. Unii experți speră că eforturile mai noi, cum ar fi Project Red, ar putea acum, în sfârșit, să semnaleze un punct de cotitură, prin valorificarea tehnicilor care au fost perfecționate în extracția de petrol și gaze pentru a îmbunătăți fiabilitatea și eficiența costurilor.

Progresele au strâns speranțe că, cu suficient timp și bani, energia geotermală – care în prezent generează mai puțin de 1% din electricitatea mondialăși 0,4% din energia electrică în Statele Unite— ar putea deveni o sursă de energie principală. Unii presupun că geotermala ar putea fi un instrument valoros în tranziția sistemului energetic de la combustibilii fosili, deoarece poate oferi o rezervă continuă pentru surse de energie intermitente precum solar și vânt. „Pentru mine a fost cea mai promițătoare sursă de energie de mult timp”, spune inginerul energetic Roland Horne de la Universitatea Stanford. „Dar acum că ne îndreptăm către o rețea fără carbon, geoterma este foarte importantă.”

Un început dificil

Energia geotermală funcționează cel mai bine cu două lucruri: căldură, plus rocă care este suficient de permeabilă pentru a transporta apă. În locurile în care roca topită sfârâie aproape de suprafață, apa se va infiltra prin roca vulcanică poroasă, se va încălzi și se va bule în sus ca apă fierbinte, abur sau ambele.

Dacă apa sau aburul sunt suficient de fierbinți – în mod ideal, cel puțin în jur de 300 de grade Fahrenheit – poate fi extras din pământ și folosit pentru a alimenta generatoarele de energie electrică. În Kenya, aproape 50% din energia electrică generată provine din geotermală. Islanda primește 25% din electricitate din această sursă, în timp ce Noua Zeelandă primește aproximativ 18%, iar statul California, 6%.

Unele resurse naturale geotermale sunt încă neexploatate, cum ar fi în vestul Statelor Unite, spune geologul Ann Robertson-Tait, președinte al GeothermEx, o divizie de consultanță în domeniul energiei geotermale la compania de servicii pentru câmpuri petroliere SLB. Dar, în general, rămânem fără resurse geotermale naturale, de înaltă calitate, împingând experții să ia în considerare modalități de extragere a energiei geotermale din zone în care energia este mult mai greu de accesat. „Este atât de multă căldură pe Pământ”, spune Robertson-Tait. Dar, adaugă ea, „o mare parte din ea este blocată în roci care nu sunt permeabile”.

Atingerea acestei călduri necesită forare adâncă și crearea de fisuri în aceste roci dense, non-vulcanice, pentru a permite apei să curgă prin ele. Din 1970, inginerii au dezvoltat „sisteme geotermale îmbunătățite” (EGS) care fac exact asta, aplicând metode similare fracturării hidraulice – sau fracturării – folosite pentru a aspira petrol și gaze din rocile adânci. Apa este pompată la presiune ridicată în puțuri, până la câțiva kilometri adânci, pentru a arunca fisuri în roci. Roca crăpată și apa creează un radiator subteran unde apa se încălzește înainte de a ieși la suprafață printr-un al doilea puț. Zeci de astfel de instalații EGS au fost construite în Statele Unite, Europa, Australia și Japonia – cele mai multe dintre ele experimentale și finanțate de guvern – cu succes mixt.

Faimos, o fabrică EGS din Coreea de Sud a fost brusc închis în 2017 după ce probabil a provocat un cutremur de 5,5 grade; fracturarea de orice fel poate adăuga presiune la faliile tectonice din apropiere. Alte probleme au fost tehnologice – unele plante nu au creat suficiente fracturi pentru un schimb bun de căldură sau fracturile au călătorit în direcția greșită și nu au reușit să conecteze cele două puțuri.

Unele eforturi s-au transformat însă în centrale electrice viabile, inclusiv mai multe sisteme germane și franceze construite între 1987 și 2012 în Valea Rinului. Acolo, inginerii au folosit fracturile existente în stâncă.

Dar, în general, pur și simplu nu a existat suficient interes pentru a dezvolta EGS într-o tehnologie mai fiabilă și mai profitabilă, spune geofizicianul Dimitra Teza de la institutul de cercetare energetică Fraunhofer IEG din Karlsruhe, Germania, care a ajutat la dezvoltarea unora dintre sistemele EGS din Valea Rinului. „A fost destul de greu pentru industrie.”