El mercado da señales de estar dispuesto a pagar una prima por una electricidad libre de carbono

Kellen Gunderson, (Powermag).- Los recursos geotérmicos de próxima generación, o “next-gen”, tienen el potencial de aumentar veinte veces  la generación de energía geotérmica en los Estados Unidos  para el año 2050. La geotermia profunda de próxima generación utiliza tecnologías desarrolladas por la industria del petróleo y el gas para diseñar reservorios para la generación de energía geotérmica, expandiendo enormemente la base de recursos disponibles.

Por lo general, el término geotermia de próxima generación se refiere a los sistemas geotérmicos  mejorados o estimulados (EGS, por sus siglas en inglés) o sistemas avanzados de circuito cerrado (AGS, por sus siglas en inglés), que han recibido mucha atención debido al éxito de proyectos piloto gubernamentales y privados de alto perfil. Sin embargo, existe otro enfoque geotérmico de próxima generación, que en gran medida se ha pasado por alto y con un riesgo tecnológico menor que los EGS y los AGS: los sistemas geotérmicos sedimentarios.

Hasta hace poco, los recursos geotérmicos sedimentarios se consideraban demasiado especializados, demasiado caros o simplemente incluidos en el grupo de los EGS. Gracias a los recientes avances tecnológicos, las reducciones de costos y la demanda del mercado, los recursos geotérmicos sedimentarios se consideran una nueva vía disponible comercialmente en el mercado hacia la energía geotérmica limpia.

¿Qué son los recursos geotérmicos sedimentarios?

Para producir recursos geotérmicos económicos, deben estar presentes dos características principales en el subsuelo: suficiente calor y permeabilidad. Los sistemas geotérmicos convencionales (a menudo denominados recursos “hidrotérmicos”), que alimentan a la gran mayoría de las más de 30 plantas de energía geotérmica de los Estados Unidos, dependen de la búsqueda de fracturas naturales en los yacimientos para proporcionar permeabilidad (Figura 1). Estas fracturas naturales y redes de fracturas deben ser muy grandes, porque los pozos geotérmicos necesitan tasas de flujo significativas en relación con los pozos de petróleo y gas para ser rentables. Debido a las limitaciones de esta geología única, ha habido un despliegue limitado de energía geotérmica en Norteamérica, equivalente a menos de 4 GW de generación.

1. Los desarrollos de sistemas geotérmicos mejorados (EGS) evitan limitar la búsqueda de permeabilidad de las fracturas naturales y, en cambio, perforan en rocas calientes no fracturadas y estimulan las fracturas hidráulicas, creando su propia permeabilidad mediante la fractura. Si bien los proyectos piloto de EGS se han realizado durante décadas, las aplicaciones recientes de la perforación horizontal y la fracturación hidráulica en múltiples etapas desarrolladas en la industria del petróleo y el gas han abierto nuevas posibilidades para los desarrollos de EGS. Cortesía: Projeo

Los recursos geotérmicos sedimentarios ofrecen una alternativa intermedia entre los desarrollos geotérmicos convencionales y los de EGS, ya que se centran en yacimientos de rocas sedimentarias con alta porosidad y permeabilidad naturales en cuencas sedimentarias calientes (Figura 1). El uso de pozos horizontales completados dentro del yacimiento puede aumentar los caudales de los pozos de producción y mejorar la economía del proyecto. Muchas de las áreas que se están considerando para el desarrollo geotérmico sedimentario son cuencas tradicionales de petróleo y gas ricas en datos, lo que reduce los costos de exploración y el riesgo del proyecto. Un ejemplo destacado es la Costa del Golfo de Texas, donde varias empresas han estado explorando y desarrollando proyectos de energía geotérmica.

Energía a temperaturas más bajas

La convergencia de cuatro factores ha mejorado la viabilidad económica de los desarrollos geotérmicos sedimentarios.

En primer lugar, al igual que los EGS, la viabilidad económica de los proyectos geotérmicos sedimentarios se beneficia de los avances tecnológicos de la industria del petróleo y el gas que han resultado en menores costos de perforación de pozos horizontales.

En segundo lugar, estos proyectos se benefician de instalaciones de generación de energía en la superficie cada vez más eficientes que pueden producir energía a temperaturas más bajas. Esto es importante porque muchos yacimientos geotérmicos sedimentarios viables se encuentran dentro del rango de temperatura de 100° C a 150° C, que normalmente es inferior a las temperaturas previstas para los yacimientos geotérmicos sedimentarios.

En tercer lugar, dado que muchos yacimientos geotérmicos sedimentarios se encuentran dentro de cuencas de petróleo y gas o cerca de zonas industriales pesadas, se los puede utilizar para abastecer de energía a la infraestructura de petróleo y gas existente o vender energía directamente a instalaciones industriales en un acuerdo de compra “detrás del medidor” (por ejemplo, un productor de petróleo y gas que utiliza energía geotérmica para abastecer de energía a una instalación de procesamiento de gas cercana).

Por último, el mercado está dando señales de que los compradores están dispuestos a pagar una prima por una generación de electricidad firme y libre de carbono, especialmente en zonas donde hay una gran penetración de energías renovables intermitentes que están sustituyendo a la generación de energía a base de carbón o gas natural. Esto se evidencia mejor en el estado de California, que recientemente ordenó que las empresas de servicios públicos añadan 1 GW de energía geotérmica u otros recursos “firmes” libres de carbono para 2026, para garantizar la fiabilidad de la red mientras el estado amplía su cartera de energía limpia.

La geotermia sedimentaria en acción

Mientras la industria considera explorar y desarrollar nuevos recursos geotérmicos sedimentarios en el futuro, puede fijarse en los yacimientos geotérmicos sedimentarios que se encuentran en producción para orientarse. Uno de esos yacimientos son los campos geotérmicos del Mar de Salton operados por Ormat Technologies en el Valle Imperial de California. https://vimeo.com/25321163

Otro ejemplo es el proyecto de energía de la Tierra DEEP en la cuenca Williston, Canadá. Este proyecto geotérmico de nueva construcción aspira a ser la primera planta de producción de energía geotérmica a escala de servicios públicos en Canadá cuando su primera planta piloto de energía de 5 MW entre en funcionamiento este año.

Fuerza laboral e inversiones en escala

La superposición de las habilidades y la infraestructura necesarias para el desarrollo de petróleo y gas y los proyectos geotérmicos sedimentarios significa que estos proyectos pueden ayudar a los trabajadores de la industria petrolera a realizar la transición hacia la economía de la energía limpia. El Departamento de Energía (DOE) estima que hay una fuerza laboral de más de 300.000 personas capacitadas en las industrias de petróleo y gas y de energía eléctrica, listas para respaldar el desarrollo geotérmico. La superposición obvia se da en las perforaciones y terminaciones, pero las habilidades de geociencia del subsuelo e ingeniería de yacimientos también se pueden trasladar con éxito del petróleo y el gas a la geotermia. De hecho, hay muchos flujos de trabajo del subsuelo de petróleo y gas, como el modelado de cuencas y la predicción de la calidad del yacimiento, que son más aplicables a los recursos geotérmicos sedimentarios que a los recursos hidrotérmicos convencionales.

El Departamento de Energía también está invirtiendo en el desarrollo de la energía geotérmica, y el próximo gran tramo de financiación llegará a través del programa de Ingeniería Demostrada de Energía Geotérmica a partir de Petróleo y Gas, o “ GEODE ”. GEODE, que comenzará este año, está asignando 155 millones de dólares durante cuatro años a proyectos de desarrollo y demostración de tecnología geotérmica, centrándose en la transferencia de tecnología del petróleo y el gas. Los proyectos geotérmicos sedimentarios están bien posicionados para aprovechar esta financiación del Departamento de Energía en conjunto con el capital privado, y están preparados para desempeñar un papel clave en la transición energética. Con la inversión y el enfoque adecuados, este recurso emergente puede acelerar el camino del país hacia un futuro energético sostenible y con bajas emisiones de carbono.

— Kellen Gunderson es gerente de proyectos en Projeo.