El futuro de la energía geotérmica

Solo hace falta estar cerca de un géiser en erupción o visitar un volcán para experimentar la inmensa potencia del recurso energético geotérmico de la Tierra. Y está en todas partes. En cualquier punto de la Tierra, si se perfora lo suficientemente profundo, se alcanzan temperaturas suficientes para producir electricidad. La geotermia es un gigante energético subterráneo sin explotar. ¿Cómo podemos aprovechar este recurso infrautilizado? ¹

Comparación de la energía calorífica total en la corteza terrestre, en comparación con los materiales fisionables y los combustibles fósiles. Tenga en cuenta que el total de combustibles fósiles, en comparación con la energía térmica de la corteza terrestre, es el equivalente a menos de un píxel en la parte inferior del gráfico. — Comparación de la energía calorífica total en la corteza terrestre (recursos de energía geotérmica), en comparación con los materiales fisionables (recursos de energía nuclear) y los combustibles fósiles (recursos de energía de petróleo y gas). Tenga en cuenta que el total de combustibles fósiles, en comparación con la energía térmica de la corteza terrestre, es el equivalente a menos de un píxel en la parte inferior del gráfico. ²

¿Nos tomará por sorpresa el futuro de la energía geotérmica?

Según los autores de El futuro de la energía geotérmica en Texas, las nuevas tecnologías y métodos que están surgiendo y perfeccionando la industria del petróleo y el gas en los últimos veinte años, como la perforación horizontal, la fracturación hidráulica y la perforación con presión controlada, han demostrado ser tan disruptivos que, en la última década, han reorganizado la geopolítica mundial y han impulsado a Estados Unidos hacia la independencia energética³. Pero estas tecnologías disruptivas y formas de trabajar en el petróleo y el gas apenas han comenzado a aplicarse a los recursos geotérmicos, y cuando estas tecnologías se transfieran a través de la participación de la industria del petróleo y el gas en la geotermia, deberíamos esperar, e incluso planificar, un impacto revolucionario y saltos exponenciales rápidos en las capacidades y el rendimiento en los próximos años. ⁴

El pleno potencial de la energía geotérmica puede hacerse realidad mediante la creación de nuevas tecnologías de pozos y la modernización de los pozos existentes, la hibridación con otras energías renovables, los nuevos recursos y tecnologías de generación de energía y la calefacción, la refrigeración y la resiliencia basadas en la comunidad.⁵

La mayoría, si no todos, los análisis geotérmicos a lo largo de los años no han tenido en cuenta el impacto rápido y drástico que tendría la participación de la industria del petróleo y el gas en el desarrollo y la escala de la geotermia en las próximas décadas. Como resultado de la subestimación o de la falta de reconocimiento del impacto de la transferencia de tecnología, la innovación rápida y la participación a escala de la industria del petróleo y el gas, el crecimiento de la geotermia se mantiene constantemente en un crecimiento de un solo dígito o de dos dígitos bajos en los próximos decenios en los informes y modelos de transición energética (por ejemplo, la Administración de Información Energética de EE. UU.⁶ ).⁷

Al igual que el auge de los no convencionales, cuyo repentino ascenso tomó al mundo por sorpresa en gran medida, la geotermia está preparada para un crecimiento exponencial similar si el desarrollo y la transferencia de tecnología siguen los pasos del auge del esquisto. Dado el aumento de la participación de la industria del petróleo y el gas en el espacio geotérmico, esta posibilidad ya no debe pasarse por alto mientras el mundo busca estrategias de transición energética. El desarrollo geotérmico a escala mundial parece cada vez más accesible para las entidades de petróleo y gas si los últimos decenios de experiencia se aprovechan y optimizan plenamente para el desarrollo geotérmico ⁸

La energía geotérmica y el público

Utilizamos energía en forma eléctrica y térmica todos los días; la energía es vital para nuestra forma de vida. La dependencia de nuestra vida cotidiana del acceso inmediato a la electricidad se ha vuelto más apreciada por la sociedad a medida que las noticias perfilan redes que ya no funcionan como resultado de tormentas, hielo, calor extremo u otras situaciones imprevistas. Los datos recientes de las encuestas muestran que la geotermia es una tecnología bipartidista única en la que republicanos, demócratas e independientes desean que se haga mayor hincapié. Los datos sugieren que tenemos un largo camino por recorrer para familiarizar al público con la geotermia, especialmente en los estados donde el recurso no tiene manifestaciones en la superficie y es efectivamente invisible. ⁹¹⁰¹¹

A medida que la actividad que se observa ahora con los proyectos de desarrollo avanza hacia proyectos comercialmente viables, el público comenzará a tener una apreciación más tangible de las contribuciones de los recursos geotérmicos a nuestra vida cotidiana. Las imágenes de los pozos geotérmicos y las centrales eléctricas también se convertirán en un componente de la cartera pública. La perforación de un pozo, como se muestra en la figura siguiente, no sorprendería a la gente de un estado productor de petróleo y gas como Texas u Oklahoma, pero es probable que el hecho de que el pozo se esté perforando para geotermia sea desconocido para el miembro típico del público.

Un proyecto de demostración de Sage Geosystems en 2022 ubicado cerca de McAllen en el sur de Texas. ¿Podrían proyectos como este llevar la geotermia a su siguiente fase de contribución a la cartera energética de Estados Unidos?¹²

Crecimiento lento + Gran necesidad = Enorme potencial

El crecimiento del sector de la energía geotérmica parece ser lento. La falta de políticas para acelerar la concesión de permisos y los riesgos financieros inherentes asociados con la exploración y el desarrollo de los recursos han ralentizado la expansión de la energía geotérmica. Se añadirán aproximadamente 6 gigavatios (GW) de capacidad de 2022 a 2027, principalmente concentrados en África y el sudeste asiático. Para ponerlo en perspectiva, la capacidad instalada para ERCOT, el operador independiente que suministra el 90% de la energía a los tejanos, es de 92 GW¹³. Estados Unidos lidera el mundo como el país con mayor capacidad en el sector de la generación de energía, con una capacidad nominal de ~3,8 GW¹⁴. China lidera el sector de las bombas de calor geotérmicas.¹⁵

La capacidad eléctrica instalada en el mundo es de ~7 teravatios (=7.000 GW). Eso es unas 1.000 veces la cantidad de capacidad geotérmica que se puede añadir a la red en los próximos 5 años aproximadamente. Se espera que la capacidad mundial de generación de electricidad se duplique con creces en los próximos tres decenios, superando los 14 teravatios (=14.000 GW) en 2050.¹⁶

El escenario actual de la Agencia Internacional de la Energía para la contribución de la energía eléctrica geotérmica a la combinación energética mundial es del 1% en 2050. En un escenario con 70.000 pozos geotérmicos perforados anualmente de 2030 a 2050 (cada pozo con una producción de 10 MW), la geotermia podría contribuir con el 77% de la combinación energética eléctrica mundial. ¹⁷ Cuando se tiene en cuenta que cada año se perforan entre 60.000 y 70.000 pozos en tierra en todo el mundo, ese número no parece descabellado.¹⁸¹⁹

Está claro que la geotermia tiene un enorme potencial para contribuir a las necesidades eléctricas del mundo. La mano de obra actual en geotermia es insuficiente para hacer crecer la industria. ¿Tal vez formes parte del futuro geotérmico?

Para que la geotermia contribuya con más del 70% de la combinación energética eléctrica mundial en 2050, ¿cuántos pozos geotérmicos (a 10 MW cada uno) tendrían que perforarse anualmente durante 20 años?

700 pozos

Incorrecto

Piensa mucho más.

10.000 pozos

Incorrecto

Piensa más.

70.000 pozos

Correcto

Cuando se tiene en cuenta que cada año se perforan entre 60.000 y 70.000 pozos en tierra en todo el mundo, ese número no parece descabellado.

250.000 pozos

Incorrecto

No necesitaremos tantos en este escenario.

Foco en la carrera profesional: Jamie Beard

Formación académica

Licenciatura en Tecnología Industrial, Universidad Estatal de los Apalaches, 2002
Doctorado en Derecho, Facultad de Derecho de la Universidad de Boston, 2007

Como abogada, Jamie recibió su doctorado en Derecho de la Universidad de Boston. La Sra. Beard es una líder en la industria de la energía geotérmica, habiendo servido como directora ejecutiva de dos organizaciones que impulsan el sobre en la industria geotérmica. Jamie fundó la Organización de Emprendimiento Geotérmico financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos en la Universidad de Texas en Austin, con el objetivo de construir un ecosistema geotérmico próspero dentro de la industria del petróleo y el gas. También fundó y ejerce como directora ejecutiva de Project InnerSpace, una organización sin ánimo de lucro 501(c)3 con sede en Houston, TX. A través del trabajo de Project InnerSpace, Jamie se centra en el desarrollo y el aumento de la producción de energía geotérmica en todo el mundo. Logra esta misión conectando muchos sectores para acelerar el plazo del desarrollo geotérmico a través de estrategias eficientes y rentables.²⁰

Escucha a Jamie narrar una animación sobre la tecnología de pozos geotérmicos supercríticos profundos con un vídeo creado por la Escuela de Ingeniería Cockrell de la Universidad de Texas en Austin.²¹

Transcripción del video

El núcleo de la Tierra tiene una temperatura de 6,000 grados Celsius, similar a la de la superficie del Sol. El concepto de perforar para obtener energía geotérmica ultracaliente y a gran profundidad es bastante sencillo: aprovechamos las metodologías y técnicas que ya se utilizan en la industria del petróleo y el gas para perforar mucho más profundo y alcanzar temperaturas mucho más altas.

Hablamos de profundidades de hasta 30,000 pies y temperaturas cercanas a 350 grados Celsius. A partir de ahí, diseñamos reservorios en roca caliente con sistemas de intercambio de calor para producir energía.

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Créditos de imagen:

Abundancia de energía geotérmica: The Future of Geothermal in Texas
Pleno potencial de la energía geotérmica: Al Hicks, Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE. UU.
Sage Geosytems demo project in South Texas: Sage Geosystems, The Future of Geothermal in Texas
Jamie Beard: Jamie Beard
Jamie Beard en la portada de la revista Wired 2023: WIRED