• Debate sobre la geotermia estimulada para generar electricidad y los sismos
• Entrevista en Climate Examiner a Ernest Majer, especialista mundial en geotermia estimulada

Geotermiaonline.- Reproducimos por su interés la entrevista publicada por el digital  Climate Examiner (órgano de expresión de las principales universidades de la Columbia Británica de Canadá) con Ernest Majer, uno de los principales expertos en sismicidad de norteamérica sobre energía geotérmica, la trayectoria de los sistemas geotérmicos estimulados y el terremoto que afectó a Corea del Sur en 2017.

Esta primavera, un par de artículos publicados en la prestigiosa revista académica estadounidense Science, concluían que la central eléctrica piloto (1 MW ampliable a 6 MW) en Corea del Sur que empleaba geotermia estimulada había desencadenado en 2017  el terremoto más dañino desde que el país monitoreaba los eventos sísmicos en 1905. Los artículos han suscitado un debate en la comunidad geotérmica  sobre el impacto potencial en el desarrollo de este recurso renovable.

[blockquote style=»style-1″ icon=»none»]Ernest Majer , uno de los principales expertos de Estados Unidos sobre sismicidad y sistemas geotérmicos, conversa sobre Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS), sus diferencias con la geotermia convencional, los desafíos a los que se enfrenta esta tecnología y sus puntos de vista sobre los sucesos de Corea del Sur.  Majer comenzó su carrera en la década de 1970 explorando la sismicidad  en el campo geotérmico Geysers de California, donde coexisten 22 plantas geotérmicas y el mayor productor de energía geotérmica del mundo. Ha trabajado en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley sobre geotermia durante 40 años.[/blockquote

¿En qué se diferencia la geotermia convencional de la estimulada?

La geotermia convencional, o «hidrotermal», involucra recursos geotérmicos naturales y data de hace mucho tiempo. Yellowstone es un ejemplo de esto. Los géiseres también son un ejemplo, y se remonta a los años veinte, aunque son una especie de híbrido entre hidrotermal y EGS.

EGS es un término relativamente nuevo, tal vez de hace 15 ó 20 años. En lugar de ir y buscar yacimientos geotérmicos naturales, los generamos inyectando agua a presión.

¿Cómo surgió la geotermia estimulada?

A principios o mediados de los ochenta en The Geysers, comenzaron a inyectar el agua nuevamente en los pozos porque la presión del vapor decaía. Aunque persista gran cantidad de calor en los yacimientos pueden quedarse sin agua, y si se queda sin agua, se reduce la presión del vapor, y si el vapor se queda sin presión, la turbina no se mueve y te quedas sin electricidad. Este fue el origen de la estimulación geotérmica; inyectar agua a presión donde no la hay.

Hace unos 15 años, nos dimos cuenta de la existencia de rocas muy calientes suficientemente profundas.  ¿Y si introducimos agua en las socas calientes? Si la roca caliente estuviera seca y no lo suficientemente permeable, podríamos estimularla fracturándola como lo han estado haciendo la industria petrolera durante mucho tiempo. Al fracturar la roca y hacerla más permeable, pueden extraer más petróleo.

Así que ahí fue donde surgió la geotermia estimulada. Tiene un potencial mucho mayor que la convencional. Esto se debe a que es difícil encontrar geotermia natural ya que a veces no tiene mucha «expresión de superficie», como las fuentes termales para indicar su localización bajo tierra. Se han realizado muchos esfuerzos para encontrar estos yacimientos convencionales, lo que llaman «áreas geotérmicas ciegas» o áreas geotérmicas ocultas.

¿Por qué los expertos en energía están entusiasmados con la geotermia estimulada frente a la convencional?

Porque el potencial es mucho mayor que ir a buscar yacimientos a ciegas. Sabemos que si perforas lo suficientemente profundo, especialmente en el oeste de los Estados Unidos, donde el flujo de calor es mucho más alto que en el resto del país, es posible que no tengas que perforar a mucha profundidad para localizar rocas calientes. Entonces, si puedes fracturar la roca presurizando agua fría sobre las fracturas naturales para ampliarlas y propagarlas, y bombeas luego el agua resultante caliente, puedes tener energía geotérmica en muchos más lugares que si te limitas a un emplazamiento.

Entonces si te planteas, vamos a perforar en cualquier lugar, digamos 1800 -2.500 metros- y fracturamos con agua a presión podríamos hacerlo casi en cualquier parte de los Estados Unidos. Y si profundizas más la geotermia estimulada podrías aplicarla en cualquier parte del mundo.

Los europeos lo están considerando muy seriamente [Francia, Alemania..], y los coreanos por supuesto, como el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE).

La cuestión es que la geotermia en su conjunto, con estimulación, podría abastecer entre el 10% y el 15% de la demanda eléctrica de los Estados Unidos. Y lo mismo podría extenderse a Canadá, incluso para otros usos si se incluye la energía para climatizar espacios.

¿Hasta qué punto está desarrollada la tecnología del EGS?

Todavía es pronto. El desafío real es ¿cómo podemos hacerlo rentable? Y luego, ¿cómo lo haces de forma segura, ya que aumentará la sismicidad?

El programa del DOE busca sistemas entre 175º C y 225º C. La única razón por la que no podemos ir más allá es que si perforamos a más profundidad o en yacimientos mucho más calientes alientes, comienzas a tener problemas con la instrumentación y las mediciones requeridas. En Los  Geysers, superan los 250º C y a veces más de 350ºC en algunos de sus pozos más profundos. En este punto, comienza a aparecer fluidos químicos que generan mucha corrosión. Hay mucha energía ahí, en efecto, pero también problemas con el mantenimiento de las tuberías y las turbinas. s para mantener sus turbinas y tuberías con vida.

Creo que sabemos cómo lidiar con eso si lo hacemos correctamente, pero asociado a un elevado coste financiero.

¿Cuáles son las diferencias entre la fracturación hidráulica para la geotermia estimulada y el «fracking» aplicado para la extracción de gas natural?

Conceptualmente, son más o menos lo mismo. Un recurso está atrapado en el subsuelo, aceite o agua caliente y usted quiere extraerlo. Si no hay suficiente permeabilidad hay que recurrir a la fractura. Existen fracturas en todas partes, pero generalmente no hay mucha permeabilidad en yacimientos relativamente impermeables de  gas de lutitas, gas de esquisto,  lutitas bituminosas o rocas compactas en el caso geotérmico, generalmente rocas más antiguas, rocas ígneas. Por lo tanto, si perfora con mayor presión de fluidos y reduce el estrés las rocas compactas hace que quiebren y se conecten con las fracturas existentes.

En el caso de EGS se perfora un nuevo pozo, para conectar estas fracturas generadas, se inyecta agua fría y bombea agua caliente y así sucesivamente.

Sin embargo, hay un par de diferencias importantes. Con EGS, se inyecta agua fría y se obtiene agua caliente. Con gas, inyectas fluidos para resquebrajar la roca. También, un fracking amplio tarda como máximo uno o dos días. Con la energía geotérmica, se requiere días o semanas para fracturar suficiente roca porque se hace de una manera suave y lenta.

Además, un galón de petróleo vale mucho más que un galón de agua caliente, por lo que no necesitan tanto volumen de fluido como en geotermia. La geotermia estimulada necesita mucho volumen de agua caliente para que sea económicamente viable. Esto significa que se necesita mucha más presión de agua en la fracturación hidráulica para geotermia que para obtener petróleo y gas.

¿Qué cree que sucedió en Corea del Sur?

Mapa de Pohan, con  indicaación de los pozos, línea de geófonos y estaciones de monitoreo

Ciertamente hay evidencias documentales muy convincentes en dos estudios que sugieren que las inyecciones indujeron el terremoto, pero también hay argumentos en contra de que fueran la única causa de los seismos.

La primera es que los terremotos de magnitud 5,4 y 4,7, ambos el 15 de noviembre de 2017, se produjeron dos meses después de que se suspendieron las inyecciones.

También hubo otro terremoto de magnitud 4.7 en el emplazamiento de una perforación estimulada cinco meses después de que las inyecciones se detuvieran el 10 de febrero de 2018. La sismicidad de esta zona en Core es normalmente muy baja. Pero también hubo terremotos de 4,9, 5,4, 4,6 y 3,5 de magnitud del 12 al 21 de septiembre de 2016, a 30 kilómetros al suroeste a lo largo de la misma falla. Los últimos grandes eventos sísmicos en la región ocurrieron en 1903, y desde entonces hasta ahora, no ha habido nada. Entonces, ¿esta sismicidad se debe a que las partes más grandes de la falla se reactivan naturalmente? ¿La planta de EGS fue realmente desafortunada? ¿Fue más un evento «desencadenado», es decir, parcialmente natural, parcialmente causado por el ser humano, versus a inducido solo por inyección?

Si estas inyecciones por sí solas generaron terremotos inesperadamente grandes, entonces debemos determinar por qué lo hicieron. Esto provocaría preguntas tales como: ¿Cuánto puede afectar a la falla antes de efectuar la estimulación, a todo la falla o simplemente un pinchazo? ¿Cuáles son los datos críticos necesarios para tener un proyecto exitoso de EGS?

Tanto en EGS como en fracturación hidráulica, todavía nos preguntamos: ¿Qué nos dice esta sismicidad inducida? ¿a dónde va realmente el fluido? ¿Es aquí donde están pasando las tensiones? ¿hasta dónde alcanzan las tensiones? ¿A qué distancia de la falla debo operar antes de que estalle?

Los dos estudios han provocado mucha discusión dentro de la comunidad energética y en otros lugares, porque esto no solo afecta la energía geotérmica. Si es el caso de que no comprendamos del todo la sismicidad natural, esto podría afectar a la industria del petróleo y el gas, la captura de carbono y otras actividades más allá de la energía limpia. Más información: Contexto, Proyecto piloto de Corea, La experiencia de Pohan