Una nuova tecnologia di perforazione potrebbe consentire al geotermico di alimentare il mondo riducendo le emissioni ed utilizzare la tecnologia dell’acqua supercritica

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Un grosso ostacolo per l’energia geotermica è il processo di perforazione che è molto costoso.

Il costo dei pozzi geotermici e dello sviluppo del campo è circa il 40% del costo totale dell'investimento per i nuovi impianti geotermici ad alta temperatura. Questo costo "anticipo" rende gli impianti geotermici più costosi da costruire rispetto agli impianti convenzionali e, a causa di questo e del rischio percepito, molta attenzione è stata concentrata sui modi per ridurre questo costo.

Circa la metà del costo del pozzo è correlata alle spese di tempo dell'impianto di perforazione e delle apparecchiature associate e quindi i modi per ridurre il tempo necessario per perforare il pozzo sono un modo per ridurre il costo complessivo.

Ultimamente una startup ha recentemente portato alla luce una soluzione che potrebbe risolvere questo problema. Semplificando parliamo di un raggio di calore per sciogliere le rocce .

Lo spin-off del MIT Quaise afferma che utilizzerà la tecnologia di fusione dirottata per perforare i buchi più profondi della storia, sbloccando energia geotermica pulita, praticamente illimitata e supercritica che può rialimentare le centrali elettriche a combustibili fossili in tutto il mondo.

Laddove le condizioni diventano troppo difficili per il funzionamento delle punte da trapano fisiche, i ricercatori hanno testato le capacità dei fasci di energia diretti di riscaldare, fondere, fratturare e persino vaporizzare la roccia del basamento in un processo chiamato spallazione, prima ancora che la testa del trapano lo tocchi.

Secondo i ricercatori del MIT per sfruttare al meglio l’energia geotermica sarebbe necessario perforare da 3 a 14 chilometri sotto la superficie terrestre, dove le condizioni sono così estreme e le temperature superano i 374 gradi.

Se si potesse pompare acqua in queste zone sarebbe possibile ottenere dell’acqua supercritica.

L'acqua supercritica, a sua volta, può trasportare circa 5-10 volte più energia dell'acqua calda normale, rendendola una fonte di energia estremamente efficiente.

Che cos’è l’acqua supercritica?

Una sostanza si dice essere in uno stato supercritico quando si trova in condizioni di temperatura superiore alla temperatura critica e pressione superiore alla pressione critica. In tali condizioni, le proprietà della sostanza sono in parte analoghe a quelle di un liquido (ad esempio la densità) e in parte simili a quelle di un gas (ad esempio la viscosità).

Diagramma di fase dell'acqua. Il punto triplo dell'acqua corrisponde al valore di pressione di 4,58 mmHg e alla temperatura di 0,01 °C. Oltre il punto critico, che per l'acqua vale 374 °C e 218 atm, si ha la scomparsa dell'equilibrio liquido-vapore.

L’utilizzo dell’acqua supercritica è già nota nelle centrali nucleari per trasferire il calore generato dal nucleo alla turbina.

Una turbina a vapore è un dispositivo che estrae energia termica dall’acqua supecritica e la usa per fare lavoro meccanico su un albero di uscita rotante.

Al di sopra del punto critico, vapore e liquido assumono la stessa densità e sono indistinguibili, eliminando la necessità di pressurizzatori e generatori di vapore e separatori di vapore ed essiccatori. Inoltre evitando l'ebollizione, il sistema non genera vuoti caotici (bolle) con minore densità abbassando l’efficienza del sistema.

Thorhallsson, Sverrir, Sveinbjornsson, Bjorn, Geothermal drilling cost and drilling effectiveness., Conference: Geothermal Development and Geothermal Wells”, organized by UNU-GTP and LaGeo, in Santa Tecla, El Salvador, March 11–17, 2012, Santa Tecla, El Salvador

New Atlas, Fusion tech is set to unlock near-limitless ultra-deep geothermal energy

La Repubblica, Sempre più giù: le nuove frontiere della geotermia

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