Cinco tendencias tecnológicas que impulsan la energía geotérmica

Perspectivas

14 de marzo de 2022

El desarrollo de sistemas geotérmicos mejorados será fundamental para una descarbonización energética exitosa. Las tecnologías emergentes pueden desbloquear todo su potencial.

La energía geotérmica es una parte esencial de nuestro futuro descarbonizado. Las nuevas tecnologías y los enfoques innovadores permitirán el acceso a fuentes previamente no explotadas y garantizarán que los proyectos sean económicamente viables. Éstos son algunos de los avances clave en la tecnología geotérmica actual.

Un enfoque holístico de la energía geotérmica

Hoy en día, Baker Hughes tiene varias soluciones disponibles para energía geotérmica y estamos invirtiendo en la integración de tecnologías emergentes con nuevos modelos de negocios para garantizar que los proyectos sean comercialmente sostenibles. Este es un punto de diferencia para nuestra empresa: no solo proporcionamos la tecnología y la experiencia para la construcción de pozos geotérmicos; También cubrimos los sistemas de superficie y los vinculamos con el subsuelo. Cuando identificas un recurso y perforas el pozo para extraer el fluido geotérmico, necesitas convertirlo en calor o en energía, y son dos aplicaciones diferentes.

Estamos diseñando un enfoque holístico para la construcción de campos geotérmicos en función de la capacidad y condición del recurso. Realizamos modelos avanzados exhaustivos para evaluar el recurso, comprender el potencial y diseñar los sistemas de superficie y subsuelo de acuerdo con eso. La construcción de pozos geotérmicos es sólo una parte. La integración de la tecnología para los sistemas de superficie y subsuelo es fundamental para garantizar una producción térmica confiable. Esta operación integral significa que nuestros clientes pueden reducir el riesgo y el costo de todo el proyecto, ponerlo en línea mucho más rápido y mejorar el rendimiento del sistema.

Soluciones que impulsan sistemas geotérmicos mejorados

El éxito de la energía geotérmica se basa en tres componentes: calor, caudal y permeabilidad natural, para transportar el flujo y el calor a través de medios porosos.

Cuando falta uno de esos componentes, necesitamos incorporar tecnología y crear un sistema geotérmico mejorado, o EGS. Quizás no haya suficiente líquido o no haya suficiente permeabilidad. Utilizamos técnicas de estimulación y utilizamos la presión del fluido para crear artificialmente los medios porosos necesarios para transmitir el calor. Es similar a la tecnología que utilizamos en proyectos de petróleo y gas no convencionales. En los proyectos de EGS, utilizamos tecnología para maximizar la transferencia de calor desde el fondo del pozo hasta la boca del pozo. La tecnología también nos da un mayor control sobre la gestión del embalse. Nos permite optimizar el diseño del proyecto y gestionarlo a largo plazo. Con un adecuado sistema de medición y control podemos optimizar caudales, volúmenes, presiones o cambiar parámetros en superficie o en central. Eso maximiza la producción de energía y minimiza el riesgo. No se trata sólo de rentabilidad, sino también de gestión de riesgos.

Lo digital está desempeñando un papel importante en el desarrollo de ESG de varias maneras, entre ellas:

Nuevos materiales para apoyar lo no convencional.

Los recursos geotérmicos no convencionales son clave para expandir el ecosistema de energía geotérmica porque los recursos de fácil acceso son limitados[1]. Uno de los componentes clave que debemos gestionar en cualquier proyecto geotérmico, pero especialmente en sistemas geotérmicos mejorados y no convencionales, es el riesgo.

El entorno subterráneo en los proyectos de energía geotérmica puede ser muy desafiante porque la química de la salmuera, o fluido geotérmico, es corrosiva. También hay temperaturas muy altas y presiones muy altas en algunos recursos. Esto supone una enorme tensión para los materiales utilizados en el fondo del pozo, como los revestimientos y las tuberías. Buscamos soluciones que reduzcan el riesgo de fracaso.

Nuestro equipo de Servicios Integrados de Pozos (IWS) ha desarrollado una serie de soluciones. Contamos con un sistema automático de perforación vertical que asegura un recorrido del pozo perfectamente vertical, minimizando el contacto casing-pozo durante la perforación direccional. Se trata de una solución automatizada de fondo de pozo para la integridad del pozo. Estos mismos fluidos regresan a la superficie, por lo que el uso de tuberías flexibles no metálicas puede reducir el riesgo de corrosión. Ahora tenemos esa solución para la superficie, pero las estructuras de tuberías subterráneas también podrían utilizar materiales no metálicos en el futuro. Esa es una capacidad única en esta área.

Geotermia supercrítica = menos emisiones + más potencia

Estamos trabajando con Alta Rock Energy para desarrollar un proyecto en el volcán Newberry en Oregón, EE. UU., que será el primer recurso geotérmico de roca supercaliente. Ya tienen un sistema geotérmico mejorado allí, pero tiene el potencial de convertirse en geotermia supercrítica si profundizamos. Tenemos que perforar de 4 a 5 kilómetros para llegar a las zonas de alta temperatura, y necesitaremos aportar diferentes tecnologías y técnicas para aprovechar ese calor. Cuando perforamos un solo pozo supercrítico profundo, podemos modelar cuánta energía podríamos generar a partir de este pozo no convencional, en comparación con la geotermia convencional. Estamos ante una generación diez veces mayor de energía, menos emisiones de CO2 y menos uso de agua.

Ampliando los límites energéticos con la fabricación aditiva

Baker Hughes es finalista del premio American-Made Challenges Geothermal Manufacturing Prize. El equipo del proyecto propone un anillo de respaldo fabricado aditivamente. Este es un componente clave utilizado en empacadores de alto rendimiento en terminaciones para aplicaciones geotérmicas. Para hacer frente a las condiciones extremas, utilizamos una combinación de impresión 3D y mecanizado convencional para fabricar componentes que pueden soportar hasta 450 grados Fahrenheit y 10 000 PSI.

Estamos utilizando una combinación de tecnología existente y fabricación aditiva para mejorar el rendimiento de nuestros productos geotérmicos. Se puede aplicar en nuestro sistema de perforación, brocas, intercambiadores de calor, cualquier pieza que pueda nombrar. La fabricación aditiva, junto con los no metálicos, cambiará el futuro de los sistemas geotérmicos mejorados. El equipo está trabajando en la última etapa de la competición y fabricará un prototipo funcional avanzado con todos los componentes AM totalmente incorporados. La fecha límite de presentación es julio de 2022 y los ganadores del concurso se anunciarán alrededor de agosto de 2022.

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