Uma nova era em energia renovável: Uma incrível tecnologia de perfuração promete revolucionar a energia geotérmica, alcançando 20 km de profundidade para extrair 10 vezes mais energia

O plano louco para extrair 10 vezes mais energia de rochas superquentes a 373 graus: um perfurador de ondas milimétricas

Quando pensamos em energias renováveis e sustentáveis, geralmente pensamos na energia eólica e, principalmente, na energia solar. Esta última é a que está protagonizando um aumento da demanda por placas fotovoltaicas devido aos esforços da China para afundar a concorrência vendendo suas placas a preços abaixo do custo (algo que já tem consequências para as empresas). No entanto, também é importante lembrar que um bom ativo para a descarbonização é a energia geotérmica.

Há uma empresa que quer cavar poços de mais de dez quilômetros de profundidade para aproveitar o calor do solo. Já tem vários projetos em mente, mas o problema é que é um quebra-cabeça de dimensões consideráveis.

Energia Geotérmica: A Força do Calor da Terra

A energia geotérmica consiste em aproveitar o calor natural da Terra. Cavando a uma grande profundidade, as plantas geotérmicas podem gerar eletricidade de maneira contínua e estável durante as 24 horas do dia, os 365 dias do ano, já que não depende nem das correntes de água, nem do Sol, nem das rajadas de vento. Trata-se de uma energia muito eficiente e, embora o investimento inicial seja alto, o custo operacional e de manutenção é baixo.

Não é perfeita, já que os recursos geotérmicos não estão disponíveis em todos os lugares e implica um risco ao poder causar uma instabilidade geológica. Além disso, embora seja mais limpa que fontes de energia que envolvem combustíveis fósseis e não emita gases de efeito estufa, ao cavar podem ser liberados gases e minerais que podem contaminar o subsolo.

Um superpoço. É, no entanto, uma fonte de energia que está chamando a atenção devido a esse fluxo ilimitado e ao fato de que pode produzir energia independentemente da situação climática. Em 2006, um grupo de pesquisa do MIT afirmou que, aproveitando apenas 2% da energia geotérmica armazenada em rochas a uma profundidade de entre três e dez quilômetros, poderia fornecer mais de 2.000 vezes o consumo energético anual dos Estados Unidos.

Uma empresa chamada Quaise Energy quer ir com tudo na geotérmica. Nasceu a partir de projetos de pesquisa no MIT e, há dois anos, surpreendeu ao apresentar um sistema de perfuração que, segundo eles, permitia cavar a uma profundidade maior do que qualquer coisa que já tenhamos usado até agora. Considerando que o buraco mais profundo escavado é de 12 quilômetros, sua tecnologia permitiria chegar até os 20 quilômetros.

Rocas Superquentes e Perfuradoras Avançadas

Rochas superquentes. Uma das chaves da energia geotérmica está em cavar o máximo possível. Dessa forma, à medida que adentramos mais e mais na Terra, mais calor haverá e será possível extrair uma maior quantidade de energia. Além disso, cavando mais profundamente, o que Quaise quer alcançar é que possamos criar plantas de energia geotérmica em qualquer lugar, não apenas nos espaços mais indicados (como as falhas tectônicas ativas).

Dessa forma, e com os cálculos da empresa, chegaremos a áreas em que a temperatura é de até 450º Celsius. Trenton Cladouhos, vice-presidente de Desenvolvimento de Recursos Geotérmicos na Quaise Energy, comentou que “se realmente queremos que a energia geotérmica seja uma mudança radical, temos que operar a temperaturas superquentes superiores a 375ºC”.

Três modelos. A empresa mostrou suas intenções há dois anos, mas realmente não havia mostrado seu modelo… até agora. Em um comunicado recente, a Quaise apresentou três conceitos para sistemas geotérmicos com três abordagens muito diferentes em execução e efetividade, sendo o das ‘nuvens de permeabilidade’ o mais ambicioso e o que querem desenvolver.

O primeiro deles é um circuito fechado que funcionaria como uma caldeira: injeta-se água fria, que devido à temperatura de 170ºC do subsolo se aquece e sobe em forma de água quente à superfície. Uma vez aí, podem ser aplicadas as técnicas de vapor das centrais geotérmicas. O segundo modelo é o das fraturas hidráulicas planas pelas quais se injeta água a alta pressão em um poço, ela se aquece na parte inferior ao criar uma grande pressão e é extraída. E, por último, o modelo da Quaise, o das nuvens de permeabilidade.

Revolucionando a geotermia. Este modelo mostra a formação de fissuras microscópicas que criam a chamada nuvem de permeabilidade nos arredores das rochas. Cavando a grande profundidade utilizando ondas milimétricas, injetar-se-ia água fria que geraria essas microfraturas na rocha quente e sairia por outro poço em forma de vapor.

Segundo suas simulações, “um sistema superquente pode fornecer de cinco a dez vezes mais energia do que a que se produz normalmente a partir dos sistemas convencionais”.

O desafio. O problema é que… não tivemos contato com essas profundidades e não sabemos como as rochas reagirão. Cladouhos comenta que a água filtrada através desses poços se tornaria supercrítica. “Esta fase semelhante ao vapor, transporta entre 3 e 4 vezes mais energia do que a água quente normal e, quando canalizada para turbinas na superfície, se converte em eletricidade com uma eficiência entre duas e três vezes maior”.

O problema é duplo. O primeiro é, simplesmente, chegar a essa profundidade. As perfuradoras atuais não estão projetadas para suportar nem as temperaturas, nem as pressões extremas que ocorrem a essas profundidades. Quaise está trabalhando em uma nova perfuradora de ondas milimétricas para derreter e vaporizar a rocha. O segundo desafio é, diretamente, extrair o calor. Há alguns sistemas de radiadores subterrâneos ou trocadores de calor muito resistentes, mas nenhum trabalhou a temperaturas superiores a 200ºC.

Vulcão de testes. Além disso, a empresa aponta que sabemos muito pouco sobre o que acontece quando uma rocha superquente situada a grande profundidade é exposta a água fria bombeada a altas pressões. Por isso, vão desenvolver testes de campo utilizando o vulcão Newberry no centro do Oregon como veículo para comprovar seu modelo. É algo que farão em 2025 ou 2026 e afirmam que pode ser que seu plano de nuvens de permeabilidade não seja a única abordagem.

De fato, apontam para a convivência de técnicas híbridas como fraturas planas, fraturas naturais e as microfraturas do modelo mais ambicioso para poder aproveitar toda a energia possível.