Âncora "ambulante" e broca de plasma prometem energia geotérmica profunda e barata

O calor intenso sob a superfície da Terra representa uma fonte virtualmente inesgotável de energia limpa confiável que estaria disponível 24 horas por dia, 7 dias por semana, de qualquer lugar da Terra – você poderia extraí-lo como vapor para acionar turbinas de geradores ou canalizá-lo diretamente para sistemas de aquecimento urbano.

Isso é se pudéssemos chegar a ele. A energia geotérmica mais facilmente acessível da Terra está localizada onde quer que esteja mais próxima da superfície – normalmente, áreas geologicamente instáveis ​​perto de vulcões e muita atividade sísmica, representando apenas cerca de 3% da superfície da Terra. Caso contrário, você não pode chegar a esse calor sem perfurar quilômetros e quilômetros de rocha superdura.

As temperaturas e pressões envolvidas na perfuração superprofunda tendem a destruir até mesmo as brocas de alta qualidade em pouco tempo. Mudar um pouco significa que você tem que puxar a cabeça da broca de volta a quilômetros de profundidade, colocar uma nova e colocá-la de volta no furo antes de começar de novo. Esse processo desperdiça muito tempo, e tempo é dinheiro quando você contrata esse tipo de equipamento.

Como resultado, a energia geotérmica realmente só faz uma contribuição significativa para a rede elétrica em lugares como Islândia, El Salvador, Nova Zelândia e outras áreas onde está disponível em profundidades menores. Globalmente, a energia geotérmica contribui com menos de 100 GWh anualmente para o suprimento global de energia de 166,7 milhões de GWh.

A empresa eslovaca GA Drilling era anteriormente conhecida como Geothermal Anywhere – e isso é um encapsulamento perfeito do objetivo da empresa: tornar o calor geotérmico muito mais barato, rápido e fácil de acessar onde quer que seja necessário.

A GA desenvolveu duas tecnologias-chave que funcionam com a infraestrutura e equipamentos de perfuração existentes. O primeiro é um sistema de âncora ambulante chamado Anchorbit.

O sistema Anchorbit coloca duas seções de colar atrás da broca, cada uma com pistões extensíveis capazes de empurrar e prender no eixo do furo. Quando o colar superior agarra o orifício, o inferior se estende para baixo, mais perto da broca, e então ele abre seus pistões de fixação para permitir que o colar superior se solte e deslize para baixo para encontrá-lo. O processo é ilustrado neste vídeo:

Esses colares de ancoragem estabilizam a broca de perfuração, evitando os tipos de vibrações que você obtém ao operar equipamentos de perfuração rotativos no final de muitos quilômetros de cabo. Eles também permitem que o peso extra seja pressionado na broca. A GA diz que espera que o sistema Anchorbit não apenas duplique a taxa de penetração em rochas duras, mas também duplique a vida útil das brocas existentes, permitindo que os operadores perfurem mais rápido por mais tempo, com menos trocas de brocas caras.

A Anchorbit acelerará os primeiros 6 quilômetros (3,7 milhas) de perfuração, mas a profundidade alvo do GA para o calor geotérmico é mais de 10 km (6,2 milhas) no subsolo. Para atingir esse patamar, será lançada a segunda tecnologia chave da empresa, o Plasmabit.

O sistema Plasmabit pode novamente ser conectado a uma plataforma de perfuração padrão. Mas desta vez, é um sistema de perfuração de plasma de pulso, que usa uma tocha de arco elétrico rotativa para explodir a rocha com gás ionizado a 6.000 °C (10.800 °F) para quebrá-la e enfraquecê-la, ao mesmo tempo em que a explode com água de alta pressão para destruir mecanicamente remova lascas de rocha e envie-as de volta para a superfície do tubo. É basicamente uma versão de longa distância do tipo de túnel de tocha de plasma que está sendo feito mais perto da superfície por empresas como Petra e Earthgrid.

Como é uma broca sem contato, basicamente nunca deve haver a necessidade de puxar e substituir a broca. GA diz que fará um progresso relativamente fácil através do granito duro até a marca de 10 km, indo significativamente mais fundo e mais barato do que uma plataforma normal e cauterizando o furo à medida que avança. Nessa profundidade, você pode esperar temperaturas acima de 350 °C (662 °F) na maioria das áreas, tornando seu furo relevante como uma usina de energia geotérmica.

Se você quiser ir muito mais fundo do que isso, é necessária uma tecnologia muito mais exótica. O spinoff do MIT Quaise está tentando perfurar até o dobro dessa profundidade usando girotrons que foram originalmente desenvolvidos para superaquecer plasmas em experimentos de fusão. Chegar a 20 km (12,4 milhas) de profundidade, diz Quaise, daria a você temperaturas acima de 500 ° C (932 ° F), bem além do ponto em que a água se torna um fluido supercrítico - e as usinas de energia que usam água aquecida supercriticamente devem ser capazes de extrair até 10 vezes mais energia de um determinado volume.