A pesquisa realizada na Conferência Geothermal Rising destacou o potencial da energia geotérmica de rochas superquentes, explorando tecnologias de perfuração inovadoras e a viabilidade de aproveitar a energia de quilômetros abaixo da superfície da Terra. Crédito: Naturlink.com
Os recursos renováveis têm potencial para revolucionar o nosso sistema energético.
Numa indicação do crescente interesse no Santo Graal da energia geotérmica – explorar as rochas superquentes a quilómetros abaixo dos nossos pés – 18 artigos sobre o tema foram apresentados em várias sessões numa recente grande conferência sobre a indústria geotérmica em geral.
“Ao reduzir os custos e disponibilizar energia geotérmica em grande escala em quase qualquer lugar, a energia Superhot Rock tem o potencial de perturbar e revolucionar o sistema energético.” Isso está de acordo com uma descrição das sessões sobre Avanços Tecnológicos, de Engenharia e Geológicos em Superhot Geothermal apresentadas na Conferência Geothermal Rising 2023, realizada durante quatro dias em outubro.
“Para mim, um grande destaque do Geothermal Rising 2023 foi o maior foco em rochas geotérmicas superquentes por meio de múltiplas apresentações de todo o mundo”, disse Matt Houde, cofundador e gerente de projeto da Quaise Energy.
Houde é coautor de dois artigos apresentados na conferência. Ambos relatam pesquisas que mostram que a energia geotérmica superquente “pode ser viável”, diz ele. Um dos artigos descreve o trabalho liderado por pesquisadores da Europa nas primeiras simulações computacionais de um reservatório Superhot Enhanced Geothermal System (EGS), capaz de canalizar a energia de mais de 10 a 20 km de profundidade, onde as rochas podem atingir temperaturas de mais de 10 a 20 km. de 752 graus Fahrenheit (400óC).
O outro artigo descreve o trabalho liderado por investigadores da TEVERRA, LLC, sobre a estabilidade de um poço geotérmico que se estende por quilómetros na Terra, onde as temperaturas superaquecidas são abundantes. Aborda alguns dos desafios associados à perfuração e produção de energia geotérmica nessas profundidades.
Houde enfatizou que, embora ambos os artigos “validem algumas das nossas suposições sobre o potencial de um reservatório superquente”, são necessárias pesquisas adicionais. “Precisamos de mais dados experimentais para determinar completamente a viabilidade do recurso.”
Gráfico mostrando a distribuição da pressão do fluido em torno de um poço geotérmico superprofundo. A imagem foi criada através das primeiras simulações de um sistema geotérmico superquente e superprofundo. Crédito: Samuel Scott, Instituto de Ciências da Terra da Universidade da Islândia
A energia lá no fundo
O filão principal da energia geotérmica fica a cerca de 3 a 20 quilômetros abaixo da superfície da Terra, onde a rocha é tão quente que, se a água pudesse ser bombeada para a área, ela se tornaria supercrítica, uma fase semelhante a vapor com a qual a maioria das pessoas não está familiarizada. (As fases familiares são a água líquida, o gelo e o vapor que forma as nuvens.) A água supercrítica, por sua vez, pode transportar cerca de 5 a 10 vezes mais energia do que a água quente normal, tornando-a uma fonte de energia extremamente eficiente se puder ser bombeada acima. terra para turbinas que poderiam convertê-lo em eletricidade.
Hoje não podemos acessar esses recursos. O problema número um: não conseguimos aprofundar o suficiente. As perfuratrizes usadas pelas indústrias de petróleo e gás não conseguem suportar as formidáveis temperaturas e pressões encontradas a quilômetros de profundidade sem se tornarem exponencialmente mais caras com a profundidade.
Quaise está trabalhando para substituir as brocas convencionais que quebram mecanicamente a rocha com energia de ondas milimétricas (primas das microondas com as quais muitos de nós cozinhamos). Essas ondas milimétricas literalmente derretem e depois vaporizam a rocha para criar buracos cada vez mais profundos.
À medida que a empresa desenvolve a tecnologia, também financia investigação básica para proporcionar uma melhor compreensão da dinâmica e das condições associadas à exploração do calor profundamente abaixo dos nossos pés. Diz Carlos Araque, CEO da Quaise: “Não queremos apenas fazer um furo cegamente e torcer pelo melhor. Queremos ter certeza de que estamos usando o melhor conhecimento e compreensão humanos para saber o que esperar.”
Primeiras Simulações
O artigo sobre as primeiras simulações de mineração de calor em profundidades de 10 a 25 km foi apresentado por seu primeiro autor, Samuel Scott, do Instituto de Ciências da Terra da Universidade da Islândia. Autores adicionais, além de Houde, foram Alina Yapparova, do Instituto de Geoquímica e Petrologia da ETH Zurique, e Philipp Weis, do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências GFZ Potsdam.
Embora a apresentação de Scott tenha um escopo limitado porque o artigo está atualmente sendo revisado por uma revista científica, ele descreveu a funcionalidade básica dos modelos por trás das simulações e alguns resultados.
Por exemplo, disse ele, “nossos modelos mostram que sistemas geotérmicos aprimorados com rochas superquentes podem atingir alta produção de energia com uma pequena pegada espacial”, ou quantidade de terreno necessária no topo do buraco. Mais especificamente, disse ele, “descobrimos que sistemas hipotéticos envolvendo um dupleto ou tripleto de poços podem fornecer uma produção de energia térmica de> 100-120 MW por poço em escalas de tempo de décadas”. Isso representa 5 a 10 vezes mais energia do que a normalmente produzida hoje em um sistema geotérmico convencional e mais raso, diz Houde, e essa melhoria na densidade de energia poderia tornar a energia geotérmica competitiva com o petróleo e o gás.
Scott observa que estes resultados dependem dos pressupostos do modelo, particularmente da eficácia da estimulação hidráulica em tais profundidades. Como resultado, ele e seus colegas continuam a pesquisar para refinar os modelos com mais dados e restrições sobre o comportamento das rochas. Eles estão se concentrando em três parâmetros principais: fluxo de água dentro dos furos ou poços; as reações químicas que se espera que ocorram no reservatório; e mecânica das rochas e fraturas nessas profundidades e temperaturas.
Estabilidade do poço
O artigo sobre estabilidade do poço foi apresentado por Jerjes Porlles da TEVERRA, LLC. Seus coautores, além de Houde, são Andrew Madyarov, Joseph Batir e Hamed Soroush, todos da TEVERRA.
Especificamente, Porlles e colegas exploraram a estabilidade de um poço nas profundidades que Quaise está almejando para a produção de energia geotérmica em rochas superquentes. Diz Porlles, “neste artigo, exploramos algumas das dinâmicas por trás do fluxo de fluidos e das interações entre água fria e rocha em um poço hipotético, e nenhum dos modelos mostra problemas de estabilidade do poço”. Dito isto, ele enfatizou a necessidade de dados adicionais sobre, por exemplo, o tipo de rocha e propriedades dos materiais associados, e mais testes sobre as propriedades dos materiais desenvolvidas durante o processo de perfuração por ondas milimétricas” que está sendo desenvolvido por Quaise.
O trabalho em ambos os artigos foi apoiado pela Quaise Energy.
