Cerca de 200 milhas a nordeste de Reno, um poço geotérmico chamado Project Red se projeta acima do deserto do norte de Nevada. Pode não parecer muito, mas pode ser uma peça que faltava no quebra-cabeça climático dos Estados Unidos.
Semana passada Fervo Energy anunciado operou com sucesso o Project Red durante um período de teste de 30 dias, gerando 3,5 megawatts de eletricidade limpa, mais do que qualquer outra usina geotérmica avançada do mundo. O Project Red espera se conectar à rede no final deste verão, fornecendo 5 megawatts para as operações do data center do Google em Las Vegas.
Projeto Red, projeto piloto comercial em grande escala da Fervo Energy no norte de Nevada.
É pequeno em comparação com as necessidades de energia limpa dos Estados Unidos, mas o Projeto Vermelho pode ser o começo de algo enorme. O Departamento de Energia dos EUA Análise Aprimorada de Tiro Geotérmico prevê que a energia geotérmica aprimorada pode atingir 90 gigawatts de capacidade geotérmica instalada até 2050, o suficiente para abastecer 65 milhões de residências nos EUA.
Ao usar a tecnologia comumente usada na produção de petróleo e gás, geotérmica aprimorada como o Project Red pode ativar a geração de energia sempre que necessário e até mesmo armazenar energia por dias a fio, basicamente transformando o solo sob nossos pés em uma bateria gigante de longa duração.
A energia geotérmica aprimorada também pode começar a retirar as emissões do céu. A Fervo está planejando um sistema de captura direta de ar (DAC) que remove o dióxido de carbono (CO2) da atmosfera usando energia geotérmica para alimentar suas operações e armazenar essa poluição subterrânea em seus reservatórios geotérmicos.
E talvez melhor para a transição energética dos EUA, a energia geotérmica aprimorada oferece uma transição de carreira pronta para trabalhadores de petróleo e gás que foram demitidos em recentes ondas de falências ou que desejam usar seus talentos para combater a mudança climática em vez de acelerá-la.
Geotérmica: poderosa, mas não utilizada
A energia geotérmica data do início dos anos 1900 e é renovável, alimentada pelo calor inesgotável do núcleo da Terra. É capaz de produção de energia de “carga básica” 24 horas por dia, sete dias por semana, independentemente dos padrões climáticos. É pequeno, usando cerca de 11% da terra de usinas a carvão. E é limpo, com emissões de ciclo de vida até 20 vezes menores do que as usinas a gás.
Mas dificilmente é usado porque as usinas geotérmicas tradicionais devem ser instaladas em áreas específicas onde reservatórios subterrâneos permeáveis, naturais ou feitos pelo homem, podem produzir vapor ou água quente para uso na geração de energia ou aquecimento e resfriamento. Esses locais são limitados ao oeste dos EUA e hoje a energia geotérmica produz apenas 4 gigawatts em todo o país, ou 0,4% do fornecimento total de eletricidade nos EUA.
Entre na tecnologia geotérmica aprimorada, que pode construir usinas de energia em muito mais lugares do que nunca. A perfuração horizontal pode perfurar vários poços em reservatórios geotérmicos a partir de um único local ou atingir reservatórios geotérmicos que antes eram inacessíveis, reduzindo sua pegada e riscos de perfuração. O fraturamento hidráulico (ou “fraturamento”) pode criar e ampliar rachaduras no subsolo da rocha quente e, em seguida, adicionar água à rocha fraturada, criando essencialmente novos reservatórios geotérmicos que podem ser reutilizados repetidamente.
A análise geotérmica aprimorada do DOE indica que a geotermia aprimorada pode catalisar a produção de eletricidade em grande escala na maior parte do oeste dos EUA, bem como em novos estados, incluindo Arkansas, Iowa, Louisiana, Mississippi, Pensilvânia, Texas e Virgínia Ocidental.
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“Ao aplicar a tecnologia de perfuração da indústria de petróleo e gás, provamos que podemos produzir recursos de energia livre de carbono 24 horas por dia, 7 dias por semana, em novas geografias em todo o mundo,” disse Tim Latimer, CEO e cofundador da Fervo Energy. A Fervo iniciou recentemente um segundo projeto no sudoeste de Utah que poderia fornecer 400 megawatts até 2028, o suficiente para abastecer 300.000 residências, e começou a desenvolver vários sites adicionais em todo o oeste dos EUA
Inovações tecnológicas melhoram o valor para a rede
Parece ótimo – então qual é o problema?
Como acontece com todas as tecnologias nascentes, da energia solar ao gás de xisto, a geotérmica aprimorada precisa de inovação e implantação para se tornar competitiva em termos de custo. O Enhanced Geothermal Shot do DOE visa reduzir os custos em 90%, para cerca de US$ 45 por megawatt-hora, por meio de avanços tecnológicos e implementação de políticas, ponto em que estaria alinhado com muitas outras formas de geração de energia.
A Estudo de 2006 do MIT estimou que US$ 1 bilhão em investimentos ao longo de 15 anos reduziriam os custos geotérmicos aprimorados o suficiente para instalar 100 gigawatts de nova capacidade até 2050, mas os investimentos subsequentes não atingiram essa marca.
Mas novas tecnologias como o Project Red significam que a produção geotérmica aprimorada pode se tornar muito mais valiosa para a rede, especialmente nos cenários de alta energia renovável necessários para atingir as metas climáticas dos EUA. Desligar a produção de energia de forma flexível quando a energia solar e eólica estiver disponível e os preços da energia estiverem baixos, e aumentar a produção quando as energias renováveis não estiverem produzindo ou a demanda e os preços da energia estiverem altos, poderia colocar a geotérmica aprimorada no papel que as usinas a gás desempenham hoje.
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Em 2022, pesquisadores da Universidade de Princeton mostrou usinas geotérmicas aprimoradas podem armazenar energia por 100 horas ou mais e descarregar rapidamente a eletricidade quando ela é mais necessária, excedendo as estimativas de valor anteriores em até 60%. Essa mesma equipe então correu uma série de simulações aplicando a tecnologia da Fervo em todo o oeste dos EUA em 2045, descobrindo que a energia geotérmica aprimorada poderia fornecer até 74 gigawatts de geração flexível, em comparação com apenas 28 gigawatts da energia geotérmica tradicional. Essas usinas também podem reduzir os custos totais de energia da rede em até 10%.
“A geotermia aprimorada está no ponto de cruzar a ponte para a bancabilidade e, em seguida, a escala comercial”, disse Ben Serrurier, Assuntos Governamentais e Política da Fervo Energy. “Portanto, as políticas mais importantes são aquelas que reduzem o risco à medida que os primeiros projetos de grande escala são desenvolvidos.”
Um futuro geotérmico aprimorado só é real com políticas inteligentes
A política inteligente necessária para tornar a energia geotérmica aprimorada é semelhante a muitas outras tecnologias de energia incipientes: certeza política de longo prazo que envia sinais claros de mercado para concessionárias e desenvolvedores.
“A energia geotérmica aprimorada é um recurso de longo prazo e, especialmente à medida que a indústria começa, ela precisa de sinais de aquisição de longo prazo para apoiar o desenvolvimento do projeto”, enviou Serrurier por e-mail. “Isso é particularmente importante para a implantação generalizada na década de 2030, quando a rede precisará cada vez mais de uma geração firme e limpa”.
A confiabilidade de médio prazo da Comissão de Serviços Públicos da Califórnia pedido de aquisição de longo prazo de entrega é um bom exemplo. Tem como meta um mínimo de 2.000 megawatts até 2026 de capacidade de armazenamento de longa duração e recursos firmes que tenham zero emissões ou se qualifiquem para o padrão de portfólio renovável do estado.
A reforma de licenciamento inteligente também pode estimular o desenvolvimento, que pode levar até 10 anos para ser aprovado devido aos requisitos de licenciamento laboriosos. A análise da GeoVision do DOE descobriu que as reformas regulatórias para otimizar os cronogramas de licenciamento poderiam dobrar a capacidade geotérmica até 2050.
Três projetos de lei assinados pelo governador do Colorado, Jared Polis, em 2022 e 2023, podem ajudar a permitir a geotermia aprimorada em ambas as frentes, simplificando a revisão regulatória e fornecendo incentivos.
Aquecendo a Transição Energética de Petróleo e Gás
A vantagem de acertar a política de energia geotérmica aprimorada é muito maior do que limpar a rede e reduzir os custos do consumidor.
As empresas de combustíveis fósseis têm uma longa história de ciclos de expansão e retração categorizados por falências e demissões: As empresas de petróleo e gás têm cerca de 700.000 trabalhadores a menos hoje do que em 2017, enquanto os empregos em energia limpa cresceram mais rápido do que a economia geral em 2022.
O CEO da Fervo, Tim Latimer, incorpora essa tendência: ele era engenheiro de perfuração para a empresa de mineração BHP, mas ficou preocupado com a mudança climática, leu aquele artigo do MIT de 2006, entendeu que o fracking resolveu muitos dos desafios geotérmicos aprimorados e percebeu a oportunidade de mercado.
Tópico do Twitter de Tim Latimer
Núcleo quente da Terra pode resfriar nosso ar
Mas a maior contribuição climática da geotermia aprimorada pode ser a remoção de dióxido de carbono (CDR).
A concentração atmosférica de CO2 agora excede 420 partes por milhão, 50% acima do nível de 280 ppm durante os 10.000 anos anteriores à Revolução Industrial e muito acima do limite “seguro” cientificamente aceito de 350 ppm. Até 2100, as Nações Unidas dizem que precisaremos remover de 100 a 1.000 bilhões de toneladas de CO2 para evitar mudanças climáticas perigosas – cerca de 10 a 100 vezes as emissões anuais da China.
A captura direta de ar (DAC), uma tecnologia que retira as emissões do ar e as bombeia para o subsolo para armazenamento, é uma das maneiras mais promissoras de reduzir os gases de efeito estufa. Mas o DAC requer uma enorme quantidade de eletricidade e calor, que deve vir de energia limpa para evitar a aceleração das mudanças climáticas. Solar e eólica não são uma boa opção porque produzem energia, mas não calor.
No entanto, a geotermia aprimorada produz grandes quantidades de eletricidade e calor residual, aproximadamente na mesma temperatura necessária para canalizar CO2 subterrâneo. Um estudo de 2019 do Worcester Polytechnic Institute, Colorado School of Mines e University of Illinois projetaram que a combinação do DAC com todas as usinas geotérmicas existentes nos EUA poderia remover quase 13 milhões de toneladas de CO2 anualmente.
A usina geotérmica Hellisheidi em Hellisheidi, Islândia, na terça-feira, 7 de setembro de 2021. Startups … [+]
A Climeworks, que possui a primeira instalação DAC operacional do mundo na Islândia, construiu sua instalação no topo de uma usina geotérmica existente. As instalações combinadas da Fervo podem estar online dentro de três a cinco anos, usando eletricidade geotérmica e calor para alimentar o DAC e, em seguida, armazenar o CO2 subterrâneo em reservatórios geotérmicos.
Perfurando para desacelerar a mudança climática
A energia geotérmica aprimorada pode produzir grandes quantidades de nova eletricidade limpa 24 horas por dia, 7 dias por semana, fornecer armazenamento de energia que pode ser ativado sempre que o sol não brilha e o vento não sopra, remove o dióxido de carbono de nossa atmosfera e fornece uma carreira limpa sob medida para trabalhadores de petróleo e gás.
Mas inovações tecnológicas como o Project Red não atingirão esse objetivo. É necessária uma política inteligente para ajudar a garantir que a energia geotérmica aprimorada seja o canivete suíço de energia limpa que pode superar as necessidades tecnológicas mais complicadas da mudança climática.