Fundó la compañía en 2007, convencida de que cualquier país puede abastecerse íntegramente de energía con geotermia estimulada
Con más de 30 años de experiencia en la industria geotérmica la cofundadora de AltaRock – una de las grandes en generación de energía por geotermia- ha dirigido proyectos de generación en Indonesia, Filipinas y América central, además de en California, Nevada y ahora en Oregón, en los Estados Unidos. También ha trabajado para el Departamento de Energía (DOE) en el modelado económico de los precios de energía geotérmica y el impacto de nuevas tecnologías en el coste de producción geotérmica. Su aportación al desarrollo de software en este campo se considera clave así como en la creación de nuevas tecnologías patentadas en geotermia estimulada (EGS) para hacerla confiable, renovable, segura y limpia en la producción de energía eléctrica. En el accionariado de la compañía participan Google, Advanced Technology Ventures y Vulcan Capital, así como fondos de donaciones y del DOE para plantas piloto. Reproducimos por su interés una entrevista a la revista Physics Today
Toni Feder (Physics Today). A Susan Petty le gusta el calor. Si eso significa perforar cerca de un volcán, allí estará. ¿Para perforar el pozo geotérmico más profundo? Desde luego. La compañía de Petty, AltaRock Energy, con sede en Seattle, se está preparando para hacer ambas cosas cerca del volcán Newberry, a unos 32 kilómetros al sur de Bend, Oregón.
Petty ha trabajado en la industria geotérmica durante casi cuatro décadas, haciendo de todo, desde la evaluación del rendimiento de los pozos hasta la optimización de las centrales eléctricas. Participó en el influyente estudio del MIT de 2006, encargado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, que concluyó que la energía geotérmica podría satisfacer todas las necesidades energéticas del país.
En la energía geotérmica convencional, el calor se extrae del agua caliente subterránea. Si se recurre al método de la estimulación geotérmica (EGS) implica fracturar rocas calientes para permeabilizarlas y formar un depósito de calor permeable. El agua fluye a través de las rocas fracturadas, y el calor absorbido se extrae para usarlo directamente o para generar electricidad. Petty dice que la EGS tiene el potencial de hacer que la geotermia, una fuente de energía renovable, sea posible en casi cualquier lugar del mundo. (Véase también Physics Today , septiembre de 2018, página 22.)
Proveer al país con geotermia al cien por cien puede ser poco realista, admite. Pero ella está comprometida con el avance de las tecnologías de extracción y almacenamiento para que la energía geotérmica pueda desempeñar un papel mucho mayor en la satisfacción de nuestras demandas de energía.
Physics Today: ¿Cómo aterrizó en la geotermia?
PETTY: Siempre fui una empollona en matemáticas. En 1970, durante mi segundo año en Princeton, fui a una exposición del departamento de geología de rocas que la misión Apolo había traído de la Luna. Estuve charlando con personas del departamento de geología, que me dijeron: «Con tu formación, deberías pensar en la geología». Así que me decidí por Geología 101 en lugar de otra clase de física. Fue emocionante. La tectónica de placas recién comenzaba a tener relevancia. Cambié mi especialización en matemáticas por la geología. El equipo era fantástico. Pero a las mujeres nos desanimaban a estudiar geología o ingeniería.
PT: ¿Y eso?
PETTY: En aquellos años no había baños para mujeres en el edificio de ingeniería. Así que nosotras -creo que éramos cuatro- requisamos el baño de hombres en el cuarto piso del edificio. Colocamos un gran letrero pintado a mano que decía «Hombres». Los hombres seguían usándolo de todos modos. Así que colocamos un pequeño tazón con una tortuga viva en el urinario. Enseguida entendieron el mensaje.
PT: ¿Fuiste directamente a hacer el master después de Princeton?
PETTY: No. Primero trabajé haciendo encuestas de aguas subterráneas para el estado de Delaware. Estuve involucrada con las primeras operaciones de limpieza de contaminación de aguas subterráneas. Después de un par de años, decidí hacer el máster. Fui a la Universidad de Hawai, que tenía un programa conjunto de geología e ingeniería civil.
PT: ¿A dónde fue después?
PETTY: Estaba realmente emocionada cuando vi un anuncio de trabajo para un puesto de ingeniero de yacimientos geotérmicos, que básicamente es un hidrólogo de aguas subterráneas calientes. Trabajé en el Laboratorio Nacional de Ingeniería de Idaho en el proyecto geotérmico de Raft River. Fue el primer proyecto geotérmico para una planta de energía binaria, donde se impulsa el agua caliente a través de intercambiadores de calor para hervir un fluido que se vaporiza y mueve una turbina.
En ese momento, el Departamento de Energía tenía un programa de asistencia técnica. No había consultores ni nadie a quien contratar, porque la geotermia era algo nuevo en los Estados Unidos. Yo fui a hacer el reservorio y la parte de perforación. Trabajé en proyectos en todo el oeste de los Estados Unidos.
PT: ¿Por ejemplo?
PETTY: En la fábrica de pantys L’ Eggs en Las Cruces, Nuevo México. Tenían que ablandar el nylon a la temperatura adecuada y luego enfriarlo de nuevo para bloquear las puntadas en su sitio. Este proceso requería mucha agua caliente. En ese momento, el gas natural era realmente caro, por lo que querían tener su propio pozo geotérmico. Les ayudamos a localizar el pozo, supervisamos la perforación y lo probamos.
PT: ¿Qué hiczo después?
PETTY: En 1982, mi jefe, uno de nuestros consultores, un ingeniero de perforación y yo montamos una empresa. Hicimos geotermia y otros tipos de pruebas en pozos de alta temperatura. Fue estupendo durante un tiempo, pero los precios del gas natural y el petróleo comenzaron a caer y la geotermia no pudo competir, por lo que no salían muchos proyectos nuevos. Cerramos el negocio y entré en la consultoría.
Menos profundidad que los hidrocarburos
PT: ¿Qué profundidad pueden alcanzar los pozos geotérmicos?
PETTY: Los pozos más profundos del mundo están perforados a aproximadamente 10, 11, tal vez 12 kilómetros de profundidad. En su mayoría se perforan en cuencas sedimentarias profundas para gas natural. No bajamos tanto en geotermia. Los pozos geotérmicos más profundos que conozco tienen 3,5 kilómetros. Un pozo geotérmico cuesta más que un pozo de petróleo y gas de la misma profundidad, porque tenemos que mover mucho más fluido, y para eso necesitamos un pozo de mayor diámetro.
PT: ¿Qué papel juega el fracking en la geotermia?
PETTY: Algunos de los métodos utilizados en petróleo y gas no funcionan para EGS, principalmente porque las rocas de los sedimentos estratificados que contienen petróleo y gas son muy diferentes a las de geotermia. Las temperaturas son más altas en geotermia. En el petróleo y el gas usan viscosificadores para hacer que el fluido transportante, básicamente arena, penetre en las grietas para mantenerlas abiertos. Tratamos de hacer lo mismo, pero las viscosificadoras se encogen con el calor. Si la roca estuviera realmente caliente, se convertiría en esta sustancia pegajosa y negra de la que nunca podría extraerse nada. Fue terrible.
Probamos todo tipo de apuntalantes y viscosificadores, y luego nos dimos cuenta de que podía mantener las fracturas abiertas al enfriarlas. Eso fue un gran avance. Si solo hicieras fluir el agua por las grietas que haces con la fracturación, podrías mantenerlas abiertas. Así es como se hace hoy.
PT: ¿Cómo se formó AltaRock Energy?
PETTY: Después de que terminamos el estudio de MIT, los miembros del panel recorrían los Estados Unidos hablando sobre lo que podríamos hacer para que la EGS fuera más rentable. Un miembro de una firma de capital de riesgo se me acercó para ver si quería montar una empresa. Hice un plan de negocios, y un mes y medio después estaba cerrada la creación y comenzaba a operar AltaRock.
PT: ¿Cómo ha sido?
PETTY: Fue tremendo. Tenía 56 años cuando en 2007. Las firmas de capital riesgo están interesadas en las patentes. Tenía una patente. Querían monetizar rápidamente. No tenía idea de cómo comercializar EGS. Fue todo un desafío. El problema es que la única manera de ganar dinero con la energía geotérmica es generar electricidad con ella, para lo que debe construirse una planta de generación. Pero ese no es un escenario idóneo para el capital riesgo.
A cambio, hacemos mejoras en los proyectos geotérmicos que se encuentran en dificultades financieras. Aplicamos nuestra tecnología en esos proyectos y nos volcamos en ellos con inversión para reconducirlos. Adquirimos una planta en Nevada que no podía pagar sus deudas, aun teniendo un flujo de caja positivo. Etamos tratando de obtener otros dos proyectos.
Almacenar con geotermia la sobreproducción solar y eólica
PT: ¿Lo próximo para AltaRock?
PETTY: Creemos que tenemos una tecnología nueva y emocionante. Las altas temperaturas hacen que los EGS sean más eficientes y económicos. Un pozo supercaliente puede producir 25-50 megavatios. En comparación, los pozos de gas de esquisto de Haynesville en Louisiana producen 8-10 megavatios equivalentes eléctricos; un pozo geotérmico convencional produce 5 megavatios y un EGS típico produce 7 megavatios. Y los costos de generación serían de 4.5 a 5 centavos por kilovatio-hora, que es competitivo con la energía eólica, solar o el carbón.
En este momento, probablemente podría suministrar 10 GW de energía eléctrica en el oeste de los EE. UU. Con EGS supercalientes junto a los volcanes y otros áreas con calor a poca profundidad.
PT: ¿A qué profundidad hay que descender?
PETTY: Adquirimos dos pozos junto al volcán Newberry. El pozo más profundo tiene alrededor de 3 kilómetros, con una temperatura de 340° C. Queremos llegar a 500° C, a aproximadamente 4.5 o 5 kilómetros. Cuando hacemos eso, confiamos en generar fracturas y producir fluidos a temperaturas muy elevadas. Calculamos que si perforamos a 500° C, podríamos producir 450 ° C en la superficie. Utilizaríamos equipos de superficie fabricados con tecnologías prestadas de plantas nucleares.
Perforar el pozo, fracturar y luego aplicar un montón de ciencia supone unos costos de alrededor de 14 millones de dólares. Hrmos solicitado subvenciones al gobierno y fundaciones.
Planta de AltaRock en Newberry
PT: ¿Qué preguntas plantea la ciencia?
PETTY: Cuando llegas a estas altas temperaturas, penetras en un reino donde la roca está pasando de dura y frágil a dúctil, y no sabemos mucho sobre el comportamiento de esas rocas. Esperamos probar las teorías sobre cómo funcionan las tensiones tectónicas, cómo podemos mejorar la fracturación y cómo podemos operar los reservorios a altas temperaturas. Nos hemos asociado con universidades, como el Pacific Northwest National Laboratory y la compañía petrolera estatal noruega (Statoil).
PT: ¿Por qué la energía eólica y solar recibieron más atención que la geotérmica y cómo funcionan juntas?
PETTY: El costo de capital para la energía eólica y solar ha bajado. Eso no ha sucedido con la geotermia porque se basa en recursos más que en equipos.
En cuanto al equilibrio, lo estamos descubriendo ahora. En Europa la geotermia se aplica en las ciudades, gracias a incentivos en las tarifas de consumo. Si podemos aprender a almacenar energía geotérmica, podría ser el complemento para depositar el 50% de la energía solar y eólica en su pico de generación para disponer del 50% de las energías renovables permanentemente. En California la geotermia representar del 7% actual al 25% de la energía. Creo que ese debería ser el objetivo para los Estados Unidos, desde menos del 1% geotérmico hasta el 25% o incluso el 30%.
La demostración de EGS en Newberry creará un reservorio de EGS de alta temperatura y baja permeabilidad en el noroeste del volcán Newberry. La demostración utiliza cizallamiento hidráulico (en oposición a la fracturación hidráulica) y otras técnicas de estimulación para inducir y mantener el flujo de fluidos y la extracción de calor geotérmico, culminando en el diseño conceptual de un campo de pozos y una planta de energía a escala comercial. Los análisis de uso de agua y la sismicidad inducida se han completado y concluyen que el proyecto representa poco riesgo para el entorno.
Blue Mountain es un emplazamiento tradicional de energía geotérmica en Black Rock Desert de Nevada inaugurado en 2009 pero con escaso rendimiento. AltaRock Energy fue contratada originalmente por EIG Global Energy Partners en 2014 para ayudar a aumentar su máxima capacidad. En mayo de 2015, AltaRock lo compró con la esperanza de utilizarlo como fuente de ingresos mientras continúa su investigación sobre la próxima generación de EGS. Para aumentar la potencia a 50 megavatios, la compañía planea utilizar antes de la perforación el llamado Hydroshearing, una tecnología desarrollada por AltaRock para mejorar el rendimiento de los pozos geotérmicos existentes, que implica bombear agua fría y otras partículas a un depósito para bloquear partes del pozo y permitir que se formen pequeñas grietas. Los materiales inyectados luego se biodegradan, permitiendo que las nuevas grietas se abran. Estas grietas permiten que fluya agua nueva que puede usarse para generar vapor y, por lo tanto, energía. La adquisición marca un punto de inflexión para la compañía y el futuro de la energía geotérmica en los Estados Unidos ya que la viabilidad de un modelo comercial aumentará los ingresos de la actualización de las plantas geotérmicas existentes para financiar nuevas plantas de EGS en el futuro.