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

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

Isso se conseguíssemos chegar lá. 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 conseguirá 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 da mais alta qualidade em pouco tempo. Mudar um pouco significa que você terá 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 só contribui significativamente para a rede eléctrica em locais como a Islândia, El Salvador, Nova Zelândia e outras áreas onde está disponível em profundidades mais rasas. Globalmente, a energia geotérmica contribui com menos de 100 GWh anualmente para o fornecimento global de energia de 166,7 milhões de GWh.

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

A GA desenvolveu duas tecnologias principais que funcionam em conjunto com a infraestrutura e os 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 agarrar o eixo do furo. Quando o colar superior agarra o furo, o inferior se estende para baixo, mais perto da broca, e então ele solta seus pistões 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, evitando os tipos de vibrações que você recebe ao operar equipamentos de perfuração rotativos ao longo de muitos quilômetros de cabo. Eles também permitem que peso extra seja pressionado sobre a broca. A GA afirma que espera que o sistema Anchorbit não apenas dobre a taxa de penetração em rochas duras, mas também dobre a vida útil das brocas existentes, permitindo que os operadores perfurem mais rápido por mais tempo, com menos trocas dispendiosas de brocas.

Anchorbit irá acelerar os primeiros 6 quilômetros (3,7 milhas) de perfuração, mas a profundidade alvo da GA para o calor geotérmico é mais próxima 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 pulsado, que usa uma tocha de arco elétrico rotativo para explodir rocha com gás ionizado a 6.000 °C (10.800 °F) para quebrá-la e enfraquecê-la, ao mesmo tempo que a explode com água de alta pressão para mecanicamente. remova lascas de rocha e envie-as de volta pelo tubo até a superfície. É basicamente uma versão de longa distância do tipo de túnel com tocha de plasma feito mais perto da superfície por empresas como Petra e Earthgrid.

Como é uma broca sem contato, basicamente nunca deve haver 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, será necessária uma tecnologia muito mais exótica. 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, proporcionaria temperaturas acima de 500 °C (932 °F), muito além do ponto em que a água se torna um fluido supercrítico - e as usinas de energia que usam água aquecida supercriticamente deveriam ser capazes de extrair até 10 vezes mais energia de um determinado volume.