Históricamente, el acceso a la energía geotérmica ha dependido de los tres factores más importantes del sector inmobiliario: ubicación, ubicación y ubicación.
por la Universidad de Stanford
Debido a que las plantas de energía geotérmica convencionales requieren rocas calientes y permeables y abundante fluido subterráneo, el uso de la tecnología se ha limitado principalmente a lugares con actividad volcánica reciente, como Japón, Nueva Zelanda, Filipinas, Kenia, El Salvador, Islandia y el oeste de los Estados Unidos.
Sin embargo, en los últimos 50 años, técnicas desarrolladas originalmente para yacimientos petrolíferos y adaptadas para » sistemas geotérmicos mejorados » (EGS) han ofrecido la promesa de aprovechar reservas profundas de calor natural en una franja más amplia del planeta.
«Hay mucho entusiasmo en torno a la energía geotérmica mejorada «, dijo Roland Horne, profesor de ciencias energéticas e ingeniería en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford, quien convocó a más de 450 ingenieros, científicos y gerentes de 28 países a principios de este mes en el 50º Taller Geotérmico de Stanford para intercambiar ideas e informar resultados de proyectos en todo el mundo.
Hasta la fecha, casi todas las aplicaciones de EGS han sido para fines de investigación en plantas únicas y de pequeña escala, dijo Horne, quien fue invitado a reunir un equipo de autores para escribir un artículo de revisión para la edición de febrero de 2025 de Nature Reviews Clean Technology sobre EGS y su potencial para suministrar energía a mayor escala.
Milenios después de que los antiguos romanos aprovecharan el calor subterráneo para calentar sus edificios, y más de un siglo después de que Italia pusiera en marcha la primera planta de energía geotérmica del mundo, Horne y sus coautores señalan que hoy la energía geotérmica contribuye hasta con el 45% del suministro eléctrico en algunos países, como Kenia, pero aún contribuye menos de la mitad del 1% a nivel mundial. La energía solar y eólica contribuyen más de 25 veces más. Con EGS, ahora existe el potencial de que la energía geotérmica comprenda una proporción mucho mayor de las necesidades energéticas de la humanidad.
Una perforación más rápida reduce los costos
Muchas de las técnicas de perforación que permitieron el auge del gas de esquisto a principios de la década de 2000 se han adaptado para que la energía geotérmica funcione en más regiones a un menor costo, dijo Horne. Estas técnicas incluyen la perforación horizontal y la fracturación hidráulica , o fracking, que implica bombear fluidos a alta presión en pozos perforados en formaciones rocosas a miles de pies bajo tierra. La presión abre las fracturas existentes en la roca o crea otras nuevas, lo que facilita el flujo de petróleo u otros fluidos a la superficie. En los sistemas geotérmicos mejorados, el fluido es simplemente agua caliente de los depósitos subterráneos naturales.
Otras técnicas adaptadas incluyen la perforación de varios pozos desde una única plataforma para aumentar la eficiencia y reducir los costos. Las brocas de diamante sintético, que pueden perforar eficazmente rocas duras, también han demostrado ser fundamentales, ya que permiten completar un nuevo pozo geotérmico en pocas semanas en lugar de meses.
«Perforar más rápido hace una enorme diferencia en toda la economía de EGS», dijo Horne, profesor Thomas Davies Barrow en Stanford, quien también forma parte del consejo asesor científico de una empresa de desarrollo geotérmico mejorado cofundada por los ex alumnos de Stanford Tim Latimer, MS-MBA ’17, y Jack Norbeck, Ph.D. ’16.
Basándose en parte en el modelo dirigido por el estudiante de doctorado Mohammad Aljubran, Horne y sus coautores del artículo de revisión estiman que las tasas de perforación más rápidas podrían hacer que los sistemas geotérmicos mejorados sean competitivos con los precios promedio de la electricidad en gran parte de los Estados Unidos para 2027, a aproximadamente 80 dólares por megavatio-hora.
En California, que actualmente obtiene alrededor del 5% de su electricidad de la energía geotérmica, los autores estiman que la capacidad geotérmica podría multiplicarse por diez con la energía geotérmica de escape para alcanzar los 40 gigavatios en 2045 y reemplazar los combustibles fósiles como fuente de energía de base. De esta manera, la energía geotérmica de escape complementaría las energías renovables intermitentes, como la eólica y la solar, y aportaría estabilidad a una red eléctrica descarbonizada.
«Con EGS, podemos hacer frente a la carga», dijo Horne, cuyos coautores del artículo de revisión del 31 de enero incluyen a Norbeck y al ex alumno Mark McClure, MS ’09, Ph.D. ’12, cofundador y director ejecutivo de una empresa que comercializa software de modelado de fracturas para empresas de petróleo, gas y EGS. Entre los coautores adicionales se incluyen William Ellsworth, profesor emérito de investigación de geofísica en la Escuela de Sostenibilidad Doerr; Eva Schill, que dirige el programa de sistemas geotérmicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley; y Albert Genter, subdirector general de geotermia en Electricité de Strasbourg, que está involucrado en el desarrollo comercial de proyectos EGS en Francia.
Mitigación de riesgos sísmicos
Al igual que ocurre con el fracking para extraer petróleo y gas, la fracturación de rocas profundas para acceder a yacimientos geotérmicos puede provocar terremotos.
Una forma obvia de mitigar el riesgo vuelve a tener en cuenta la ubicación: simplemente evitar perforar en lugares propensos a terremotos. Por ejemplo, construir un sitio sobre la falla de San Andrés que serpentea peligrosamente a través de California sería una mala idea, dijo Horne.
Un segundo enfoque es el monitoreo de la sismicidad con un sistema conocido como protocolo de semáforo . Si ocurre un evento sísmico de cierta magnitud, los operadores reducen la velocidad de la perforación. Los eventos sísmicos más grandes se tratan como luces rojas que detienen toda la perforación y dan lugar a una revisión antes de un posible reinicio.
Según Horne, una estrategia desarrollada recientemente para limitar la sismicidad consiste en crear muchas fracturas más pequeñas durante la perforación en lugar de una o unas pocas fracturas masivas. La mayoría de los terremotos asociados con los terremotos de EGS se han producido cuando las grandes fracturas estimuladas por el hombre se llenan de fluido y activan fallas, que son fracturas naturales existentes en la roca. «Un enfoque de goteo-goteo-goteo en lugar de una manguera contra incendios puede reducir significativamente el riesgo y el tamaño de la sismicidad inducida», dijo Horne.
Él y sus colegas esperan que el nuevo estudio fomente una mayor investigación y desarrollo de los EGS como fuente de energía sostenible y fiable. «Los EGS podrían ser un punto de inflexión para la producción de energía verde no sólo en California, sino en todo Estados Unidos y en todo el mundo», afirmó Horne. «Aprovechar de forma segura el calor interno de la Tierra podría contribuir sustancialmente a alimentar nuestro futuro».
Más información: Roland Horne et al., Enhanced geothermal systems for clean firm energy generation, Nature Reviews Clean Technology (2025). DOI: 10.1038/s44359-024-00019-9
