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Tocando rocas para obtener energía
Pase tiempo en el pueblo francés de Soultz-sous-Forêts y es probable que experimente un terremoto provocado por el hombre. Las vibraciones, algunas de hasta 2,87 en la escala de Richter, son el elemento más conspicuo de un programa de investigación de energías renovables que puede tener éxito donde otros han fracasado.
Al fracturar un lecho rocoso de granito ubicado a cinco kilómetros por debajo de la superficie y bombear agua súper salina, un equipo de ingenieros franceses, alemanes y suizos extraen la energía térmica de la roca y planean utilizarla para producir electricidad libre de contaminación. Al menos lo harán si los residentes locales soportan un poco más de temblor.
El proyecto es el esfuerzo más avanzado hasta la fecha para cumplir la promesa de la denominada minería de roca caliente. Desde la década de 1970, los ingenieros geotérmicos han intentado muchas veces empujar suficiente líquido a través de rocas calientes para capturar energía a escala comercial. Ahora, el proyecto Soultz ha logrado las tasas de flujo más altas del mundo a través de algunas de las rocas más calientes. Para esta época del próximo año, esperan transformar este calor en al menos 1,5 megavatios de energía renovable para la red.
El concepto de extracción de roca caliente es engañosamente simple. Se perforan dos o más pozos en el lecho de roca caliente y el lecho de roca intermedio se fractura con explosiones hidráulicas. Luego se bombea salmuera a uno o más inyección pozos, y fluye a través de la roca a uno o más producción pozos, calentándose a medida que viaja. Cuando el agua salada llega a la superficie de un pozo de producción, su calor se purga para producir energía o para usarse para calentar el área y luego se devuelve a los pozos de inyección.
A pesar de su sencillez, este concepto ha fallado varias veces. En la década de 1970, un proyecto pionero iniciado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos demostró que se podía fracturar rocas y hacer circular salmuera para extraer calor. Pero ese proyecto nunca pudo obtener suficiente salmuera y, por lo tanto, suficiente calor para que el proceso fuera competitivo con las centrales eléctricas convencionales que queman combustibles fósiles como el carbón o el gas natural.
Gunnar Grecksch, geofísico y experto en fracturamiento de rocas calientes del Instituto Leibniz de Geociencias Aplicadas en Hannover, Alemania, dice que los esfuerzos de seguimiento en el Reino Unido y Japón fracasaron por la misma razón: la fractura de las rocas nunca fue suficiente. La resistencia al flujo sigue siendo el problema clave, dice. En ninguno de estos proyectos los caudales estaban dentro del rango que necesita para un sistema comercial.
El proyecto Soultz se inició en 1987 y fue financiado por la Comisión Europea. Desde 2001, ha sido gestionado por un consorcio de empresas energéticas europeas, incluidas Shell y Electricité de France. Agencias de investigación francesas, alemanas y suizas apoyan la ciencia.
La clave de su éxito hasta la fecha ha sido un minucioso análisis geológico, que asegura que posicionan sus pozos para golpear las rocas correctas. En 1997, después de diez años de trabajo, el proyecto demostró caudales impresionantes, moviendo salmuera calentada a 140 grados centígrados a una velocidad de 25 litros por segundo y una profundidad de 3,6 kilómetros. Y la resistencia fue menos de la mitad de la que se encontró en Los Alamos.
Ese resultado positivo animó a los líderes del proyecto a empujar sus pozos más profundamente, en granito de 200 grados centígrados a cinco kilómetros de profundidad, y el otoño pasado finalmente abrieron los grifos. Daniel Fritsch, coordinador del proyecto, dice que el sistema probablemente podría producir de 40 a 50 litros por segundo con la adición de bombas que se instalarán en los pozos este verano, otro tipo de desafío tecnológico dadas las temperaturas extremas involucradas, que pocas bombas son capaces de hacer. resistir. Luego, el plan es construir una planta eléctrica piloto a principios de 2007 para generar 1,5 megavatios, aproximadamente la misma producción que una de las imponentes turbinas eólicas de hoy. Pero la planta de roca caliente no quedará inactiva cada vez que el viento amaine y debería producir aproximadamente tres veces más energía por año.
Fritsch dice que para cubrir el costo de su equipo y generar ganancias, sin embargo, el proyecto debería producir cerca de cinco megavatios. Sin embargo, para producir más energía, deben más del doble del caudal, a unos 100 litros / segundo, lo que podría ser un desafío debido a la gran cantidad de sacudidas que provocan sus explosiones en la superficie. Las demandas de algunos ciudadanos descontentos que reclaman daños a la propiedad han limitado la voluntad de Fritsch de usar explosiones hidráulicas más fuertes. Para mucha gente local, sin embargo, parece mucho ruido y pocas nueces. El periodista local Bernard Stéphan, que vive a dos kilómetros de la zona cero del proyecto, dice que su casa no se ha visto afectada por las explosiones. Y el alcalde de Soultz-sous-Fôrets, Alfred Schmitt, dice que no hay problema.
Sin embargo, en lugar de utilizar voladuras hidráulicas más fuertes para abrir más las rocas, Fritsch planea complementar la voladura con un nuevo método: verter ácido en los pozos. La idea es disolver los depósitos de sal en las fracturas que rodean los pozos. Fritsch dice que las pruebas en Italia con ácido han mejorado el funcionamiento de algunos pozos geotérmicos en un factor de 10.
Peter Fairley es un escritor colaborador de Technology Review con sede en París.