Perforare in profondità la crosta terrestre per sfruttare la sottostante illimitata energia

In tema di energie rinnovabili, quasi tutto l’amore va al solare e all’eolico, considerando lo sviluppo di entrambe le tecnologie negli ultimi tempi, non è sorprendente, ma il solare e l’eolico hanno i loro svantaggi, nessuno dei due è continuamente affidabile né universalmente pratico. Ciò significa che l’immagazzinamento e il trasporto dell’energia sono cruciali. E mentre ci sono tendenze promettenti su entrambi i fronti, ad oggi, le batterie sono ancora costose, richiedono intensità di risorse per la fabbricazione, la manutenzione e la sostituzione; anche le nuove infrastrutture necessitano di tempo per essere costruite, considerando che l’eolico e il solare occupano molto spazio per generare energia.
E se ci fosse una fonte di energia quasi illimitata disponibile ovunque sul pianeta? E se l’unica cosa che ci impedisse di sfruttare questa fonte di energia fosse la tecnologia? E se questa tecnologia attingesse alle competenze di un’industria centenaria da un trilione di dollari e potesse facilmente inserirsi in molte delle infrastrutture già costruite per quell’industria?
La risposta a queste domande è ed è sempre stata direttamente sotto i nostri piedi, e lì che il nucleo del nostro pianeta è più caldo della superficie del Sole, per sfruttarlo, tutto quello che dobbiamo fare è perforare abbastanza in profondità da liberare un po’ del suo calore. È questo il sogno che la startup Quaise Energy sta lanciando, nata dal MIT nel 2018, ha recentemente assicurato 40 milioni di dollari di nuovi finanziamenti.
L’idea di Quaise Energy è di sostituire le punte da trapano tradizionali con fasci di luce a onde millimetriche per vaporizzare la roccia invece di frantumarla, queste trivelle senza contatto potrebbero scavare fori profondi fino a 12 chilometri nella crosta terrestre, dove la roccia raggiunge temperature di 700 gradi Fahrenheit (371° C). L’acqua scende nel foro, viene convertita in vapore, torna in superficie per azionare turbine tradizionali e produrre elettricità per alimentare la rete.
Carlos Araque cofondatore e Ceo di Quaise Energy, nell’intervista rilasciata nel 2020 a IEEE Spectrum, aveva detto:
«Oggi abbiamo un problema di accesso. La premessa è che, se potessimo perforare da 10 a 20 km di profondità, avremmo fondamentalmente accesso a una fonte infinita di energia».
L’idea è avvincente, Quaise Energy lanciata dal MIT ha basi promettenti, la startup dovrà dimostrare che la sua tecnologia sperimentale funziona al di fuori del laboratorio, quindi dovrà risolvere i tipi di problemi che diventano rilevanti quando si tratta di rocce bollenti sotto un’immensa pressione.

Accenno alla geotermia
L’energia geotermica non riceve molta attenzione perché dipende da condizioni speciali. L’Islanda, ad esempio, ha ampiamente utilizzato il geotermico (insieme all’energia idroelettrica) per rendere la sua rete rinnovabile quasi al 100%. E sì, è speciale il suo Icelandverse (una divertente parodia dell’ente turistico islandese del metaverso di Facebook. Un mondo reale e bello, anche senza visore). È un’isola maestosa modellata da vulcani e ghiacciai, e quando fuoco e acqua si combinano vicino alla superficie, la geotermia è un gioco da ragazzi.
Gli impianti geotermici convenzionali per riscaldare gli edifici e azionare le turbine che producono elettricità, attingono al vapore che sale attraverso le fessure della roccia. Le condizioni per il geotermico tradizionale mentre il mondo sotterraneo della Terra è universalmente infuocato, non sono così ampiamente distribuite. Ecco perché l’energia geotermica di nuova generazione consiste nel creare le giuste condizioni invece di fare affidamento sul fatto che si verifichino naturalmente. I sistemi geotermici avanzati (EGS) perforano la roccia calda, la frantumano con fluidi ad alta pressione (una tecnologia presa in prestito dall’industria petrolifera e del gas, dove è nota come fracking), l’acqua è pompata per liberare il calore.
Il fracking ha il suo potenziale, ma i sostenitori di sistemi geotermici avanzati (EGS) sottolineano che ci sono differenze notevoli. I fluidi utilizzati per l’EGS sono più sicuri e presentano un minor rischio di inquinamento delle acque sotterranee; anche le possibilità di indurre attività sismica sono inferiori, poiché l’EGS fa uso di fratture più piccole nella roccia, utilizza una pressione inferiore rispetto al recupero di petrolio e gas nello scisto, dove le rocce sono formate da strati paralleli facilmente sfaldabili e separabili.
Il tipo di sistema geotermico che Quaise Energy sta proponendo, secondo l’eccellente spiegazione di Vox, prevede di perforare in profondità, dove la roccia ha temperature più alte, così calde, che possono produrre la cosiddetta acqua supercritica, una quarta fase dell’acqua che non è né liquida né gassosa e ha alcune proprietà speciali. L’acqua supercritica, per esempio, contiene da 4 a 10 volte più energia per unità di massa e raddoppia la sua conversione in elettricità.
Eric Ingersoll, analista di energia pulita di Lucid Catalyst, ha detto: «Non solo ottieni più energia dal tuo pozzo, ottieni più elettricità da quell’energia».
È bene sottolineare che Quaise Energy ha come obiettivo la temperatura, non la profondità. Carlos Araque ha detto:
«In alcune parti del mondo, come l’Islanda, la roccia sotto la superficie, alla profondità da tre a cinque chilometri, raggiunge le temperature richieste, altrove queste temperature si trovano solo a 20 chilometri sottoterra. Vogliamo che la geotermia sia praticabile in qualsiasi parte del mondo, per questo è necessario andare più in profondità. Praticamente la perforazione a 20 chilometri può riguardare la geotermia per il 95 per cento della popolazione mondiale».
La prima e cruciale sfida di Quaise Energy, quindi è trivellare abbastanza in profondità. E non sarà un compito facile.

Perforare il nucleo
Più in profondità si trivella, più la roccia è calda, questa è una benedizione e una maledizione. Carlos Araque ha detto:
«Usando la tecnologia convenzionale, c’è un punto oltre il quale non è pratico andare più in profondità, il problema è che l’elettronica si fonde. Peggio ancora, le punte di perforazione vengono devastate dalle temperature e dalla roccia dura, a quelle profondità per sostituire una punta di trapano, potresti impiegare una settimana per portarla in superficie, un paio d’ore per sostituirla e un’altra settimana per spingerla di nuovo verso il basso».
L’idea non è nuova, per risolvere il problema bisogna perforare senza il contatto con la roccia. Paul Woskov del MIT, la cui ricerca è il fondamento del metodo di Quaise Energy, ha trascorso un decennio a dimostrare il fenomeno fisico coinvolto. Il sistema utilizzerà un raggio di energia a onde millimetriche, una frequenza elettromagnetica nel territorio delle microonde, generata da un girotrone sulla superficie. Il raggio a microonde spara giù nel foro un gas (azoto, aria o argon) e fa evaporare gli strati di roccia in profondità nella Terra, quindi il gas si lega e riporta in superficie la roccia vaporizzata come un pennacchio di cenere vulcanica.
Il team di ricercatori sta utilizzando investimenti e sovvenzioni, per un totale di 63 milioni di dollari, per arrivare a far deflagrare la prima roccia sul campo negli Stati Uniti occidentali nel 2024. Da lì, aumenteranno la profondità fino a raggiungere i loro obiettivi.
Carlos Araque ha detto:
«La maggior parte della tecnologia, dalla creazione di permeabilità nella roccia alla creazione di impianti geotermici che raccolgono il calore della Terra, è già provata. Il collo di bottiglia è la tecnologia di perforazione, se riesci a decifrarlo, tutto il resto va a posto».
E come potrebbe essere superato il problema? Il piano a lungo termine di Quaise Energy è quello di avvicinarsi alle centrali elettriche alimentate a combustibili fossili e offrire la perforazione di campi geotermici personalizzati per adattarsi alle loro apparecchiature esistenti. I campi hanno un’impronta da 100 a 1.000 volte inferiore a quella necessaria per l’energia solare o eolica, una volta collegate, tramite l’infrastruttura esistente, le turbine creano elettricità e la immettono nella rete, nelle nostre case, automobili e aziende.
Carlos Araque ha detto:
«Non siamo contenti dei megawatt, abbiamo bisogno di terawatt (equivale a mille miliardi di watt) dalla rete di tutto il mondo. È questa la transizione energetica».
È una grande idea, ma è ancora presto, probabilmente dovremo aspettare anni per vedere se darà i suoi frutti, nel frattempo, altre compagnie si occuperanno del problema, estendendo la portata dell’energia geotermica con progetti meno profondi e sistemi a circuito chiuso (senza bisogno di fracking).
La maggior parte della vita sulla Terra potrebbe esaurirsie a causa della mancanza di ossigeno che si verificherà tra un miliardo di anni. La sua energia è disponibile da qualsiasi punto della superficie, purché si possa scavare abbastanza in profondità. Il geotermico con l’avanzare della tecnologia, potrebbe diventare un’aggiunta abbondante e affidabile al mix energetico.

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About Pino Silvestri

Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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