Sistemas geotérmicos mejorados
Como hemos visto anteriormente, los sistemas geotérmicos naturales están asociados a específicas condiciones geológicas que se dan en la naturaleza, como las que se encuentran en el Cinturón de Fuego. Estos sistemas proporcionan:
- calor subsuperficial
- agua caliente o vapor
- rocas porosas, permeables y fracturadas
Las rocas de los sistemas geotérmicos convencionales no solo sirven para atrapar el calor, sino que también permiten el flujo de fluidos (gas o líquido). Estos sistemas convencionales representan la ‘fruta madura’ del potencial de la energía geotérmica y fueron los primeros en desarrollarse.
En cambio, los sistemas geotérmicos no convencionales utilizan depósitos artificiales para proporcionar energía geotérmica a partir de recursos naturales que antes se consideraban irrecuperables debido a su falta de agua, ubicación en profundidad o tipo de roca. Por ejemplo, a veces encontramos rocas en las profundidades del subsuelo a altas temperaturas, pero con un fluido insuficiente para transportar el calor y con vías limitadas en la roca para conducir el fluido. Este tipo de problemas se han abordado utilizando tecnología de ingeniería para crear sistemas geotérmicos mejorados (EGS).1U.S. Dept. of Energy, Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. (2023, January 25). Enhanced Geothermal Systems (EGS) Infographic. https://www.energy.gov/eere/forge/enhanced-geothermal-systems.
Nombre los tres ingredientes necesarios para formar un recurso geotérmico.
El objetivo de los EGS es recrear estas mismas condiciones geológicas en lugares fuera del Cinturón de Fuego, es decir, en lugares donde la geología no es naturalmente propicia para los sistemas hidrotermales. Los EGS aprovechan los recursos geotérmicos profundos de la Tierra que, de otro modo, no serían económicos debido a la falta de agua, la ubicación o el tipo de roca. Los aspectos de la ingeniería, que se muestran en el siguiente diagrama, consisten en inyectar fluidos (para transportar el calor) y luego fracturar la roca (para aumentar la capacidad del fluido de fluir a través de la roca y llevar la energía térmica subsuperficial a la superficie). 2U.S. Dept. of Energy, Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. (2023, January 25). Enhanced Geothermal Systems (EGS) Infographic. https://www.energy.gov/eere/forge/enhanced-geothermal-systems.3U.S. Dept. of Energy, National Renewable Energy Laboratory. (n.d.) Sedimentary and Enhanced Geothermal Systems. (accessed 2023, July 7). https://www.nrel.gov/geothermal/sedimentary-egs.html
Una vista subsuperficial del sistema geotérmico y la central eléctrica que lo acompaña podría parecerse al dibujo de abajo, con un fluido geotérmico que recorre el sistema desde el pozo de inyección (el fluido más frío entra en el depósito) hasta el pozo de producción (el fluido al calentarse transporta energía geotérmica a la superficie para su uso en la central eléctrica).4U.S. Dept. of Energy, Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. (n.d.). Sedimentary and Enhanced Geothermal Systems. (accessed 2023, July 5). https://www.nrel.gov/geothermal/sedimentary-egs.html
Los EGS ofrecen la posibilidad de extender el uso de los recursos geotérmicos a zonas más amplias del oeste de Estados Unidos, así como a nuevas zonas geográficas de todo el país. Hay una serie de pasos que deben darse para desarrollar un proyecto de depósito económico de EGS, como se muestra en el diagrama secuenciado a continuación.
En primer lugar, se perfora un pozo de exploración para confirmar la geología del subsuelo. En segundo lugar, se debe ‘diseñar’ un depósito para permitir el flujo de fluidos. Se perfora un pozo de inyección y la roca se ‘estimula’ inyectando fluidos a alta presión en las profundidades del subsuelo para crear fracturas que mejoren el flujo de fluidos. En tercer lugar, se perfora un pozo de producción para permitir el flujo de fluidos calientes a la superficie. En cuarto lugar, se confirma la circulación de fluidos: el fluido (1) se inyecta en el depósito geotérmico a través de un pozo de inyección (azul), (2) circula a través del depósito de roca caliente y se calienta, y (3) vuelve a la superficie a través de un pozo de producción (rojo) a alta temperatura y ahora está listo para su uso en la central eléctrica.5U.S. Dept. of Energy, Office of Energy Efficiency & Renewable Energy. (n.d.). Enhanced Geothermal Systems Technologies. (accessed 2023, July 5). https://www.energy.gov/eere/geothermal/enhanced-geothermal-systems-technologies
Se están desarrollando muchas otras tecnologías geotérmicas, tanto en laboratorios gubernamentales como en el marco de la investigación industrial. Los científicos e ingenieros deben resolver retos como la reducción del coste de la perforación y la creación de redes de fracturas óptimas para aumentar la viabilidad de estos sistemas.
Créditos de imagen:
- Infografía de EERE sobre sistemas geotérmicos naturales frente a EGS: U.S. Dept. of Energy, EERE
- Solución EGS EERE: U.S. Dept. of Energy, EERE
- Sistema EGS DOE: U.S. Dept. of Energy, NREL
- Secuencia de desarrollo de EGS EERE: U.S. Dept. of Energy, EERE
