Ma c’è lavoro da fare
(METEOGIORNALE.IT) In un documento presentato lo scorso mese (febbraio) all’Università di Stanford, un geotermico con 16 anni di esperienza nel campo ha descritto le lacune nella ricerca e nello sviluppo che devono essere affrontate prima che la risorsa possa potenzialmente alimentare il pianeta. Detto ciò, “gli strumenti per risolvere le sfide scientifiche e ingegneristiche sono disponibili. Si tratta di una questione di collaborazione internazionale e multidisciplinare, integrazione di sistemi e progetti dimostrativi”, ha affermato Trenton T. Cladouhos.
Cladouhos, che di recente si è unito a Quaise Energy come Vice Presidente dello Sviluppo delle Risorse Geotermiche, ha coautore il documento con Owen A. Callahan di En Échelon Geosolutions. Il lavoro è stato presentato al 49° Stanford Geothermal Workshop, un raduno annuale di esperti geotermici da tutto il mondo, che Cladouhos ha definito “il più grande di sempre”.
Ha continuato: “L’industria è impegnata a sbloccare il potenziale geotermico a tutte le temperature e in tutti i luoghi. Non c’è mai stato un momento migliore per essere nel settore geotermico”.
L’energia delle rocce supercalde
Le osservazioni di Cladouhos si sono concentrate sulle sfide associate all’estrazione del calore da molto sotto terra, dove le rocce supercalde si trovano a temperature superiori ai 375 gradi Celsius. L’acqua pompata attraverso queste aree diventerebbe supercritica. Questa fase simile al vapore può trasportare da 5 a 10 volte più energia rispetto all’acqua calda normale, rendendola una fonte di energia estremamente efficiente se potesse essere convogliata verso turbine che la trasformano in elettricità.
“Recuperare solo il 2% dell’energia termica immagazzinata nelle rocce calde a 3-10 km sotto il continente degli Stati Uniti equivale a 2000 volte il consumo energetico primario degli Stati Uniti” annualmente, scrivono lui e Callahan nel loro documento.
Un problema chiave a questo proposito è semplicemente arrivarci. Le trivelle utilizzate dalle industrie petrolifere e del gas non sono progettate per resistere alle temperature e alle pressioni estreme a miglia di profondità, dove si trova il giacimento madre dell’energia geotermica. Ecco perché Quaise sta lavorando su un modo completamente nuovo di trivellare utilizzando l’energia delle onde millimetriche (cugine dei microonde con cui molti di noi cucinano) che possono letteralmente sciogliere e vaporizzare la roccia. L’approccio ibrido di Quaise utilizzerebbe tecnologie di trivellazione convenzionali vicino alla superficie (per cui sono state ottimizzate), seguite dalle onde millimetriche per attraversare la roccia di base sottostante.
Ma accedere alle rocce supercalde è solo la prima sfida. Estrarre il calore è un rompicapo che è almeno altrettanto difficile da risolvere, ha detto Cladouhos.
Ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando su sistemi geotermici ingegnerizzati (EGS), essenzialmente radiatori o scambiatori di calore sotterranei, che mirano a fare proprio questo. Ci sono una varietà di approcci in fase di sviluppo e utilizzati sul campo da aziende come Eavor e Fervo Energy, ma nessuno è stato dimostrato a temperature superiori a circa 200 gradi Celsius.
“Se vogliamo davvero che la geotermica sia un cambiamento radicale, dobbiamo operare a temperature supercalde, o superiori ai 375 gradi Celsius”, ha detto Cladouhos.
Colmare le lacune nella ricerca e sviluppo
Entra quindi la necessità di adattamenti ai sistemi EGS esistenti o addirittura di approcci completamente nuovi. Il discorso di Cladouhos ha affrontato 14 lacune nella ricerca e nello sviluppo che devono essere colmate per arrivarci. Queste sono organizzate in tre categorie: scienza di base, strumenti e infrastrutture, e tecnologia di stimolazione e riserva.
Una lacuna chiave è la necessità di più dati sulla meccanica delle rocce a profondità e pressioni estreme. Questi dati a loro volta permetteranno ai geotermici di modellare meglio questi sistemi. Fortunatamente, “possiamo imparare guardando le rocce che una volta si trovavano in queste condizioni supercalde ma ora sono esposte in superficie o nelle miniere”, ha detto Cladouhos.
Un altro esempio riguarda la progettazione della stimolazione, ovvero come creare il sistema più economico per far muovere l’acqua attraverso le rocce supercalde per catturarne l’energia. Ad esempio, alcuni dei sistemi geotermici poco profondi in funzione oggi prevedono la creazione di fratture nella roccia, che crea più superficie per il trasferimento di calore. Ma fratturare la roccia a profondità e temperature supercalde “è un’altra incognita”, ha detto Cladouhos.
Una terza lacuna riguarda il completamento dei pozzi, ovvero come stabilizzare i pozzi esposti alle condizioni ultra-dure associate alla risorsa. I pozzi trivellati a temperature supercalde in paesi come Islanda, Giappone, Stati Uniti e Italia hanno tutti alla fine fallito.
Un processo iterativo
Cladouhos ha sottolineato che gli investitori devono capire che il percorso per accedere alle rocce supercalde sarà iterativo. “Il primo progetto EGS di roccia supercalda di questo tipo colmerà molte delle lacune conoscitive e probabilmente ne rivelerà alcune nuove. Raggiungere i nostri obiettivi commerciali richiederà un processo iterativo di sviluppo tecnologico e test sul campo”, ha detto.
Tuttavia, lui e Callahan sono ottimisti sul successo: “Anche se la geotermica delle rocce supercalde spingerà ai limiti molti strumenti sotterranei ed è al di là dei limiti dei progetti idrotermali e EGS attuali, va notato che gli esseri umani operano in modo sicuro e routinario con attrezzature che contengono materiali sopra i 375 gradi Celsius. Le centrali a carbone bruciano a 550 gradi Celsius, le centrali nucleari a 700 gradi Celsius e i forni per pizze a 400 gradi Celsius… Possiamo progettare attrezzature per accedere, contenere ed estrarre energia dalla risorsa globale [di roccia supercalda] – ingegneri e scienziati hanno bisogno dell’incentivo per farlo”.
Il documento di Stanford è stato commissionato dalla Clean Air Task Force e include contributi di Terra Rogers e Bruce Hill della CATF. (METEOGIORNALE.IT)
