Num vale de artemísia cheio de turbinas eólicas e painéis solares no oeste do Utah, Tim Latimer olhou para um dispositivo muito diferente que ele acredita poder ser igualmente poderoso para combater as alterações climáticas – talvez até mais.
Era uma plataforma de perfuração, entre todas as coisas, transplantada dos campos de petróleo da Dakota do Norte. Mas o zumbido suave da plataforma não estava à procura de combustíveis fósseis. Estava perfurando para obter calor.
A empresa de Latimer, Fervo Energy, faz parte de um ambicioso esforço para libertar grandes quantidades de energia geotérmica do interior quente da Terra, uma fonte de energia renovável que poderia ajudar a substituir os combustíveis fósseis que estão a aquecer perigosamente o planeta.
“Há recursos virtualmente ilimitados lá embaixo, se conseguirmos acessá-los”, disse Latimer. “A geotérmica não utiliza muita terra, não produz emissões, pode complementar a energia eólica e solar. Todo mundo que olha para isso fica obcecado por isso.”
As usinas geotérmicas tradicionais, que existem há décadas, funcionam aproveitando reservatórios naturais de água quente no subsolo para alimentar turbinas que podem gerar eletricidade 24 horas por dia. No entanto, poucos locais têm as condições adequadas para isso, pelo que a energia geotérmica produz actualmente apenas 0,4% da electricidade da América.
Mas rochas quentes e secas ficam abaixo da superfície em todo o planeta. E ao utilizar técnicas avançadas de perfuração desenvolvidas pela indústria do petróleo e do gás, alguns especialistas pensam que é possível explorar esse armazenamento maior de calor e criar energia geotérmica em quase qualquer lugar. O potencial é enorme: O Departamento de Energia estimativas há energia suficiente nessas rochas para abastecer o país inteiro cinco vezes e tem lançou um grande impulso desenvolver tecnologias para colher esse calor.
Dezenas de empresas geotérmicas surgiram com ideias.
A Fervo está usando técnicas de fracking – semelhantes às usadas para petróleo e gás – para abrir rochas secas e quentes e injetar água nas fraturas, criando reservatórios geotérmicos artificiais. A Eavor, uma start-up canadiana, está a construir grandes radiadores subterrâneos com métodos de perfuração pioneiros nas areias betuminosas de Alberta. Outros sonham em utilizar plasma ou ondas de energia para perfurar ainda mais profundamente e atingir temperaturas “superaquecidas” que poderiam abastecer de forma limpa milhares de centrais eléctricas alimentadas a carvão, substituindo o carvão por vapor.
Ainda assim, surgem obstáculos à expansão geotérmica. Os investidores estão cautelosos com os custos e riscos de novos projetos geotérmicos. Alguns se preocupam com o uso da água ou com os terremotos causados pela perfuração. Permitir é difícil. E a geotérmica recebe menos apoio federal do que outras tecnologias.
Ainda assim, o interesse crescente na energia geotérmica é impulsionado pelo facto de os Estados Unidos se terem tornado extraordinariamente bons em perfuração desde a década de 2000. Inovações como a perfuração horizontal e a detecção magnética levaram a produção de petróleo e gás a níveis recordes, para grande consternação dos ambientalistas. Mas estas inovações podem ser adaptadas para a energia geotérmica, onde a perfuração pode representar metade do custo dos projetos.
“Todo mundo sabe da queda nos custos da energia eólica e solar”, disse Cindy Taff, que trabalhou na Shell por 36 anos antes de ingressar na Sage Geosystems, uma start-up geotérmica em Houston. “Mas também assistimos a quedas acentuadas nos custos da perfuração de petróleo e gás durante a revolução do xisto. Se conseguirmos levar isso para a energia geotérmica, o crescimento poderá ser enorme.”
Estados como a Califórnia estão cada vez mais desesperados por fontes de energia limpa que possam funcionar a qualquer hora. Embora a energia eólica e solar estejam a crescer rapidamente, dependem de combustíveis fósseis, como o gás natural, como reserva quando o sol se põe e o vento diminui. Encontrar um substituto para o gás é um desafio climático grave e a energia geotérmica é uma das poucas opções plausíveis.
“A geotérmica tem sido historicamente negligenciada”, disse a senadora Lisa Murkowski, republicana do Alasca. em uma audiência. Mas com a inovação, acrescentou ela, “acho que existe potencial, o que é bastante extraordinário”.
Fracking para energia limpa
Perto da cidade de Milford, Utah, fica a usina geotérmica Blundell, cercada por poços de lama fervente, saídas de vapor sibilantes e as ruínas esqueléticas de um resort de fontes termais. Construída em 1984, a usina de 38 megawatts produz eletricidade suficiente para cerca de 31 mil residências.
A usina de Blundell depende do vulcanismo antigo e de peculiaridades da geologia: logo abaixo da superfície estão rochas quentes e naturalmente porosas que permitem que a água subterrânea se infiltre e aqueça o suficiente para criar vapor para gerar eletricidade. Mas tais condições são raras. Em grande parte da região, a rocha quente subterrânea é granito duro e a água não flui facilmente.
A cinco quilómetros a leste, duas equipas estão a tentar explorar aquele granito quente. Um é FORJA DE Utah, um esforço de pesquisa de US$ 220 milhões financiado pelo Departamento de Energia. A outra é a Fervo, uma start-up com sede em Houston.
Ambos usam métodos semelhantes: Primeiro, perfure dois poços em forma de L gigante, estendendo-se por milhares de metros até o granito quente antes de curvar-se e estender-se por milhares de metros horizontalmente. Em seguida, use o fracking, que envolve explosivos controlados e fluidos de alta pressão, para criar uma série de fissuras entre os dois poços. Finalmente, injete água em um poço, onde esperamos que ela migre pelas rachaduras, aqueça mais de 300 graus Fahrenheit e saia pelo outro poço.
Isto é “geotérmico aprimorado”, e as pessoas têm lutado com as dificuldades de engenharia desde a década de 1970.
Mas em julho, FORGE anunciado enviou água com sucesso entre dois poços. Duas semanas depois, Fervo anunciou seu próprio avanço: Um teste de 30 dias em Nevada descobriu que o processo poderia produzir calor suficiente para gerar eletricidade. A Fervo está agora perfurando poços para sua primeira usina comercial de 400 megawatts em Utah, próximo às instalações da FORGE.
“Essas são conquistas importantes, em um período de tempo mais rápido do que esperávamos”, disse Lauren Boyd, chefe do Escritório de Tecnologias Geotérmicas do Departamento de Energia, que estima que a energia geotérmica poderia fornecer 12 por cento da eletricidade da América até 2050 se a tecnologia melhorar.
O Sr. Latimer pareceu menos surpreso. Antes de fundar a Fervo em 2017, trabalhou como engenheiro de perfuração na BHP, empresa de petróleo e gás. Lá, ele se convenceu de que as tentativas anteriores de melhoria da energia geotérmica falharam porque não aproveitaram as vantagens das inovações do petróleo e do gás, como a perfuração horizontal ou os sensores de fibra óptica.
A Fervo não inventou muitas das ferramentas que utiliza. Em Utah, a perfuração é conduzida pela Helmerich & Payne, uma importante empreiteira de petróleo e gás que desenvolveu uma plataforma de alta tecnologia com software e sensores que permitem aos operadores direcionar com precisão as brocas para o subsolo. Sessenta por cento dos funcionários da Fervo vinham do setor de petróleo e gás.
“Se tivéssemos que inventar essas coisas nós mesmos, levaria anos ou décadas”, disse Latimer. “Nossa grande conclusão foi que as pessoas da área geotérmica simplesmente não conversavam o suficiente com as pessoas do setor de petróleo e gás.”
A parte difícil agora é tornar a energia geotérmica melhorada acessível. O Departamento de Energia quer custos cairão para US$ 45 por megawatt-hora para implantação generalizada. Os custos da Fervo são “muito mais elevados”, disse Latimer, embora acredite que perfurações repetidas possam reduzi-los.
A pesquisa na FORGE pode ajudar. Perfurações mais profundas e mais quentes podem tornar os projetos mais econômicos, já que mais calor significa mais energia. Mas os equipamentos existentes de petróleo e gás não foram projetados para temperaturas acima de 350 graus, então a FORGE está testando novas ferramentas em rochas mais quentes.
“Ninguém mais está disposto a correr os riscos que podemos correr”, disse Joseph Moore, geólogo da Universidade de Utah que lidera o FORGE.
A geotérmica aprimorada enfrenta outros desafios, advertiu o Dr. Moore. A geologia subterrânea é complexa e é complicado para criar fraturas que mantêm o calor e não perdem muita água com o tempo. Os perfuradores devem evitar o desencadeamento de terremotos, um problema que assolou os projetos geotérmicos em Coreia do Sul e Suíça. FORGE monitora de perto suas instalações em Utah em busca de atividades sísmicas e não encontrou nada preocupante.
Permitir é difícil. Embora a energia geotérmica melhorada possa, em teoria, funcionar em qualquer lugar, os melhores recursos estão em terras federais, onde as revisões regulatórias levam anos e muitas vezes é mais fácil para obter permissão para perfuração de petróleo e gás devido às isenções obtidas pelas empresas de combustíveis fósseis.
Ainda assim, o interesse está aumentando. A Califórnia está a debater-se com défices de electricidade e recentemente teve de prolongar a vida útil de três antigas fábricas de gás poluente. Os reguladores ordenaram que as concessionárias adicionassem 1.000 megawatts de eletricidade de fontes limpas que possam funcionar a qualquer hora para impedir as flutuações no fornecimento de energia eólica e solar. Um fornecedor de electricidade, Clean Power Alliance, concordou em comprar 33 megawatts da planta da Fervo em Utah.
“Se conseguirmos encontrá-lo, teremos um grande apetite por energia geotérmica”, disse Ted Bardacke, presidente-executivo da Clean Power Alliance. “Estamos adicionando mais energia solar todos os anos para o dia e temos um enorme acúmulo de baterias para transferir a energia para a noite. Mas o que fazemos à noite? É aí que a geotérmica pode realmente ajudar.”
Radiadores subterrâneos e rochas superquentes
A Fervo enfrenta uma competição acirrada pelo futuro da energia geotérmica.
Uma alternativa é um sistema de “circuito fechado”, que envolve perfurar tubos selados em rochas quentes e secas e, em seguida, fazer circular o fluido através dos tubos, criando um radiador gigante. Isso evita a imprevisibilidade do fluxo da água através das rochas subterrâneas e não envolve fraturamento hidráulico, que é proibido em algumas áreas. A desvantagem: perfuração mais complicada.
A Eavor, uma empresa sediada em Calgary, já testou um sistema de circuito fechado em Alberta e está agora construindo sua primeira usina de 65 megawatts na Alemanha.
“Se algum dia a energia geotérmica for ampliada, terá que ser um processo repetível que possa ser repetido indefinidamente”, disse John Redfern, presidente-executivo da Eavor. “Achamos que temos a melhor maneira de fazer isso.”
No Texas, a Sage Geosystems está buscando poços fraturados que funcionam como baterias. Quando há eletricidade excedente na rede, a água é bombeada para o poço. Em momentos de necessidade, a pressão e o calor nas fraturas empurram a água de volta, fornecendo energia.
A visão mais audaciosa para a energia geotérmica é perfurar seis milhas ou mais no subsolo, onde as temperaturas excedem 750 graus Fahrenheit. Nesse ponto, a água fica supercrítica e pode reter de cinco a 10 vezes mais energia que o vapor normal. Se funcionar, dizem os especialistas, geotérmica “superquente” poderia fornecer energia limpa barata e abundante em qualquer lugar.
“O objetivo final deveria ser chegar às coisas superaquecidas”, disse Bruce Hill, da Clean Air Task Force, um grupo ambientalista.
Mas ir tão fundo requer ferramentas futurísticas. A GA Drilling, uma empresa eslovaca, está desenvolvendo tochas de plasma para perfuração em altas temperaturas. Quaise, uma start-up sediada em Massachusetts, quer usar ondas milimétricas – microondas de alta frequência – para pulverizar rochas e atingir profundidades de até 19 quilômetros.
“Existem enormes desafios de engenharia”, disse Carlos Araque, presidente-executivo da Quaise.
“Mas”, acrescentou, “imagine se você pudesse perfurar próximo a uma usina a carvão e obter vapor quente o suficiente para alimentar as turbinas dessa usina. Substituição do carvão em milhares de usinas a carvão em todo o mundo. Esse é o nível de energia geotérmica que estamos tentando desbloquear.”
Interesse petrolífero
O governo federal desempenha um papel de liderança no cultivo de novas tecnologias energéticas arriscadas. Mas os legisladores muitas vezes ignoram a energia geotérmica. O projeto de lei de infraestrutura recente forneceu 9,5 mil milhões de dólares para o hidrogénio limpo, mas apenas 84 milhões de dólares para a energia geotérmica avançada.
“Tem sido difícil para a geotérmica conseguir entrar na conversa”, disse Jamie Beard, fundador do Project InnerSpace, uma organização sem fins lucrativos com sede no Texas que promove a geotérmica.
Beard passou anos tentando entusiasmar as empresas de petróleo e gás com a energia geotérmica. Isso está acontecendo lentamente: Devon Energy investiu US$ 10 milhões na Fervo, enquanto a BP e a Chevron estão apoiando Eavor. Nabors, um fornecedor de serviços de perfuração, tem investido em GA Perfuração, Quaise e Sage.
Em Oklahoma, um consórcio de empresas de petróleo e gás liderado por Baker Hughes lançou recentemente um esforço para explorar a conversão de poços abandonados em usinas geotérmicas.
“Historicamente, os custos iniciais e os riscos da energia geotérmica têm sido desafiadores”, disse Ajit Menon, vice-presidente de energia geotérmica da Baker Hughes. “Mas achamos que tem um papel importante a desempenhar. E temos trabalhadores com as competências certas e a tecnologia certa. Você pode ver por que isso faz sentido para nós.”
