Hay suficiente calor fluyendo desde el interior de la Tierra para satisfacer el doble de la demanda total de energía de todo el mundo. Pero para aprovecharlo es necesario perforar a gran profundidad y transformar ese calor en una forma de energía utilizable. Eso es difícil y costoso, por lo que la energía geotérmica, a veces llamada la renovable olvidada, representa solo alrededor del 0,3 % de la generación de electricidad global.

Sin embargo, acaba de recibir un impulso. La recientemente aprobada Ley de Infraestructura de EE. UU. ha destinado 74,35 millones de euros para que el Departamento de Energía estadounidense (DOE) construya cuatro plantas de demostración para probar los sistemas geotérmicos mejorados, una forma experimental de esta tecnología.

Esta financiación es solo una pequeña parte de los 54.880 millones de euros que el DOE recibirá gracias a la Ley de Infraestructura, que también incluye fondos para construir más líneas de transmisión de larga distancia, fortalecer la cadena de suministro de baterías y ayudar a que las centrales de energía nuclear se mantengan a flote. Pero los investigadores geotérmicos creen que incluso este pequeño presupuesto podría ser de gran ayuda en la transición de los sistemas geotérmicos mejorados (EGS, por Enhanced Geothermal Systems) al uso comercial.

"La energía geotérmica está lista para su momento de protagonismo", asegura el fundador y director ejecutivo de la start-up de EGS Fervo, Tim Latimer.

El atractivo de la energía geotérmica tiene que ver con su constancia: mientras que la producción de electricidad de las plantas eólicas y solares varía con el tiempo y la hora del día, la energía geotérmica está siempre activa, proporcionando una fuente estable de electricidad.

"Es verdaderamente la única energía renovable de carga básica", resalta la ingeniera geotérmica del Laboratorio Nacional de Energía Renovable Jody Robins. La energía nuclear (que es libre de carbono pero no renovable) puede tener un papel similar, aunque el coste, los problemas con los desechos y la percepción pública han limitado su implementación.

Las plantas de energía geotérmica llevan funcionando en EE. UU. desde la década de 1970 y generalmente bombean agua caliente o vapor desde el subsuelo hasta la superficie para mover una turbina y generar electricidad. Luego, el agua se bombea hacia abajo para mantener la presión bajo tierra, y así el proceso puede continuar.

Los principales sitios geotérmicos comparten ciertas características: calor, rocas con fracturas y agua, todo muy cerca y a un par de kilómetros de la superficie. Pero los recursos geotérmicos más accesibles ya se han explotado (en EE. UU., se concentran principalmente en el oeste). Aunque los investigadores creen que todavía hay muchos más posibles sitios por encontrar, es difícil saber dónde están. En la mayor parte del este de EE. UU. y en muchos otros lugares del mundo, la roca subterránea no resulta adecuada para las plantas tradicionales o carecen de agua.

Algunos investigadores y start-ups tratan de expandir la geotermia a nuevos lugares. Con los EGS, intentan dirigir lo que hay bajo tierra bombeando fluido por la roca impermeable para forzar la apertura de las grietas. Esto crea espacios por los que el agua puede fluir libremente y calentarse, produciendo el vapor necesario para generar energía. Ese proceso podría provocar terremotos, como han demostrado los primeros proyectos en Corea del Sur y Suiza. Sin embargo, los EGS son similares a la fractura hidráulica o fracking, muy extendido en EE. UU., y es probable que sus riesgos sean manejables en la mayoría de los lugares, según Robins.

Este enfoque podría llevar la geotermia a lugares sin agua subterránea ni los tipos de rocas necesarios para las plantas tradicionales.

Aun así, llegar a estos recursos no será fácil. La perforación comercial no suele alcanzar una profundidad mayor de siete kilómetros, por motivos del coste, y a menudo es incluso menor que eso, y a esa profundidad muchos lugares que podrían beneficiarse de la energía geotérmica no están lo suficientemente calientes para alcanzar los 150 °C necesarios para generar electricidad de forma económica. Conseguir las temperaturas suficientemente altas puede significar aumentar la profunidad, lo que requeriría nuevas técnicas y tecnologías capaces de soportar altas temperaturas y presiones.

Imagen: Mapa de temperatura a siete kilómetros de profundidad. Crédito: Cortesía de la Oficina de Tecnologías Geotérmicas del DOE

Fervo está trabajando en algunos de esos detalles en sus proyectos, incluido uno anunciado a principios de este año con Google para instalar una planta geotérmica cerca de los centros de datos de la compañía en Nevada (EE. UU.). También se ha involucrado recientemente en un proyecto del DOE en el centro de Utah (EE. UU.), denominado FORGE (Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy en inglés o el Observatorio fronterizo para la investigación en energía geotérmica).

Los investigadores públicos y privados de FORGE tratan de encontrar las mejores prácticas para implementar EGS, incluida la perforación y el mantenimiento de yacimientos. La directora del Programa de EGS de la Oficina de Tecnologías Geotérmicas del DOE, Lauren Boyd, explica que ese sitio fue elegido porque su geología es bastante representativa de los lugares donde podrían construirse otras plantas de EGS en EE. UU.

Con la nueva financiación de la Ley de Infraestructura, el DOE financiará cuatro sitios de demostración adicionales. Eso ampliará los conocimientos de los investigadores sobre la instalación de los sitios de EGS, ya que podrán trabajar en diferentes lugares y con distintos tipos de rocas. Se construirá al menos una planta en el este de Estados Unidos, donde la geotermia es menos frecuente.

Pero las barreras tecnológicas no son lo único que ha frenado el progreso de la energía geotérmica, según la directora de la Oficina de Tecnologías Geotérmicas del DOE, Susan Hamm. La construcción de una planta geotérmica puede llevar hasta una década debido a todos los permisos involucrados. Simplificar ese papeleo podría reducir el tiempo a la mitad y duplicar la capacidad geotérmica proyectada para 2050.

La financiación de proyectos geotérmicos también puede ser un desafío ya que requieren más inversión de capital que los solares o eólicos: de 2.657 euros a 5.315 euros por kilovatio, frente a los entre 1.505 euros y 1.860 euros por kilovatio para la energía eólica y solar. (Sin embargo, una planta geotérmica producirá entre dos y cuatro veces más electricidad que una eólica o solar de la misma capacidad).

La geotermia se beneficia de algunas de las mismas exenciones fiscales que otras energías renovables. Pero, dado que la construcción de un proyecto de este tipo puede tardar casi una década en comenzar, los desarrolladores probablemente no pueden contar con ellas hasta que la planta está lista para su puesta en marcha.

Con esa combinación de cambios políticos y avances tecnológicos, la generación geotérmica de EE. UU. podría alcanzar los 60 gigavatios hasta 2050, según el informe del DOE de 2019. Eso significa que la energía geotérmica proporcionaría casi el 9 % de toda la generación de electricidad en EE. UU., en comparación con el 0,4 % actual.

La promesa de la energía geotérmica, siempre activa y libre de carbono, sigue siendo convincente. Si los precios bajan, y si se consigue implementar lo suficiente, podría ser la última pieza del rompecabezas para alcanzar una red libre de carbono, concluye Latimer: "Ese es el premio que buscamos".