La energía eólica y solar son competitivas en costos y ya están en la primera posición para capturar gran parte del crecimiento exponencial en el suministro de energía a medida que el mundo se electrifica durante las próximas tres décadas. Pero la geotermia es otra tecnología probada que podría decirse que es menos arriesgada que otras tecnologías aspirantes como el hidrógeno y la CCS, que son igualmente costosas pero técnicamente aún tienen mucho que demostrar.
Según Simon Flores, presidente de Wood Mackenzie, “como recurso energético muy local, la geotermia reforzaría la seguridad del suministro”. Prakash Sharma , director del Servicio de Transición de Energía de Wood Mackenzie, y Andrew Latham , vicepresidente de Investigación de Energía, han descubierto cómo los sistemas nuevos y sofisticados podrían elevar la energía geotérmica de la periferia para convertirse en el centro del impulso global hacia el cero neto.
El gráfico muestra que las reducciones de costos podrían hacer que la energía geotérmica sea competitiva a principios de la década de 2030.
En primer lugar, como dice Flores, la energía solar y eólica no pueden hacerlo todo por sí solas. La intermitencia, o más precisamente la variabilidad, es un problema. En el sistema de energía del futuro, la energía eólica y solar deberán complementarse con baterías para satisfacer la demanda máxima, y con una carga de base limpia y confiable. Ahí es donde entra la energía geotérmica. Es una fuente de energía "siempre encendida" que también puede ser flexible.
En segundo lugar, se comprende bien el recurso y se prueba la tecnología convencional. La geotermia utiliza el calor natural de la tierra que emana del núcleo donde la temperatura es de 5.500 ° C, casi tan caliente como el sol. Desde el suelo hacia abajo, la temperatura aumenta en aproximadamente 30 ° C por cada kilómetro de profundidad de media, según la base de datos Lens de Wood Mackenzie de 38.000 yacimientos de petróleo y gas.
Alrededor del 8% de esos embalses tienen un gradiente superior a los 40 ° C por kilómetro. Los gradientes de temperatura solo se desvían de estos rangos típicos en entornos geológicos inusuales, como rocas volcánicas cercanas a las calientes.
La geotermia de superficie o cercana a la superficie se ha utilizado en calefacción y energía durante décadas. Las bombas de calor de fuente terrestre ya se utilizan ampliamente y están diseñadas para el mercado masivo. Estos intercambiadores de calor aprovechan la diferencia de temperatura causada por el sol justo debajo del nivel del suelo. Las bombas de calor son fundamentales para 'Fit for 55' de la UE , cuyo objetivo es desplazar el gas y el petróleo en la calefacción de espacios residenciales y comerciales.
Los sistemas de energía geotérmica convencionales aprovechan los recursos hidrotermales poco profundos a profundidades de hasta 200 metros. La energía es agua caliente y vapor, que se utiliza para impulsar una turbina. Estos proyectos convencionales funcionan en lugares con gradientes de temperatura excepcionales, como Islandia o el 'Anillo de fuego' del Pacífico.
La gran oportunidad es escalar, profundizar y, lo más importante, globalizar. Los sistemas geotérmicos mejorados y avanzados (EGS / AGS) explotarán rocas a una profundidad de hasta 3 km y más. En los sistemas más sofisticados, un pozo horizontal a través de la formación rocosa "caliente" estará unido a la superficie por dos pozos verticales que crean un circuito cerrado.
El agua de una fuente en el suelo se inyectará, se ciclará a través de la formación y regresará a la turbina en la superficie, lo que se repetirá a perpetuidad. Estos complejos sistemas dependen de técnicas avanzadas de perforación y terminación de pozos que son de uso común en la industria del petróleo y el gas.
Los gradientes de temperatura predecibles significan que los proyectos EGS / AGS pueden ser independientes de la ubicación, acercando la geotermia a gran escala a muchos centros de gran demanda.
En tercer lugar, los costos deben reducirse. El recurso en sí es gratuito, por lo que los costos variables son insignificantes. Se trata de un gasto de capital inicial: la perforación y la terminación de pozos están correlacionados con la profundidad.
Perforar los complicados sistemas de perforación es un negocio costoso, como lo atestiguará la industria petrolera. La ventaja es que, una vez perforado, un pozo geotérmico debería proporcionar calor constante bajo en carbono durante décadas.
El costo nivelado de la electricidad (LCOE) de los proyectos AGS / EGS hoy es de alrededor de 180 dólares / MWh, basado en un puñado de proyectos experimentales. Esperamos que un aumento del apoyo del gobierno, la innovación tecnológica en herramientas de perforación de alta temperatura y una afluencia de inversión reduzcan los costos drásticamente, como hemos visto con la energía eólica y solar durante la última década.
En opinión de Wood Mackenzie, los costos de $ 75 / MWh para 2030 y de $ 55 / MWh para 2050 son alcanzables, más baratos que el carbón o el gas equipados con CCS o pequeños reactores nucleares modulares. La coproducción, incluida la extracción de agua subterránea de litio de alto valor para baterías o hidrógeno verde, puede mejorar aún más la economía.
La cartera del proyecto está cobrando fuerza. Chevron, BP, EnBW y Mitsui (Moeco) se encuentran entre las principales empresas de energía que invierten con especialistas en geotermia como EavorLoop, Greenfire y Causeway GT en proyectos activos en Nueva Zelanda, Canadá (Alberta), EE. UU. (California, Utah, Nevada), Alemania, Islandia, Japón y Reino Unido.
Por último, está el tamaño del premio. La demanda de electricidad se duplicará con creces para 2050 en los escenarios de Wood Mackenzie de 1,5 ° C y 2,0 ° C (AET-1.5 y AET-2). La nueva capacidad solar y eólica captura la mayor parte del crecimiento de 10.000 GW en capacidad de generación, mientras que la geotermia alcanza solo 100 GW, menos del 1%. La 'Geovisión' del Departamento de Energía de EEUU de mayo de 2019 es mucho más optimista, ya que solo EEUU podría tener 60 GW de capacidad geotérmica para 2050, cubriendo el 8,5% de la demanda energética de EEUU.
En opinión de Flores, un LCOE competitivo cambiaría las reglas del juego. “Creemos que la capacidad geotérmica global tiene el potencial de superar los 1.000 GW para 2050, más grande que la capacidad nuclear o hidroeléctrica global actual”.
Fuente: Wood Mackenzie
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