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Nuestro trabajo

energía superhot rock

Una revolución energética en ciernes

La energía geotérmica de rocas supercalientes es una fuente de energía visionaria que merece la pena invertir y que, sin embargo, pasa casi desapercibida en el debate sobre la descarbonización. La innovación tecnológica nos permitirá acceder a esta energía, que tiene el potencial de satisfacer la demanda a largo plazo de energía con cero emisiones de carbono y siempre disponible, y puede generar hidrógeno para combustible de transporte y otras aplicaciones. Liberar el potencial de esta fuente de energía podría ampliar nuestras opciones y, potencialmente, abrir un camino para sustituir a los combustibles fósiles.

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La energía de roca supercaliente podría contribuir a una rápida descarbonización global

Es evidente que se necesita una rápida innovación energética para hacer frente al inmenso desafío climático. Se necesitarán grandes cantidades de energía fiable y despachable (siempre disponible) con cero emisiones de carbono para satisfacer la demanda de acceso a la energía de la creciente población mundial.

En CATF, imaginamos un futuro en el que energía superhot rock podría desempeñar un gran papel en la transformación del sistema energético como parte vital de una economía global próspera y libre de carbono.

energía superhot rock informe

¿Qué es energía superhot rock?

La geotermia de rocas supercalientes es una fuente de energía visionaria que merece la pena invertir y que, sin embargo, pasa casi desapercibida en el debate sobre la descarbonización.

¿Cómo funciona la energía de roca supercaliente?

En un sistema de roca supercaliente, el agua se inyecta profundamente en la roca candente, donde se calienta y se devuelve a la superficie de la Tierra en forma de vapor, que se puede usar para producir energía en turbinas eléctricas o generar hidrógeno mediante un proceso de alta temperatura.

La energía de roca supercaliente podría presentar algunas ventajas inéditas en otras fuentes de energía. Se proyecta que sea asequible y requiera de poco espacio para producir grandes cantidades de energía (lo que equivale a una alta densidad energética) debido a la muy grande cantidad de energía que se puede producir por pozo. Se espera que la roca supercaliente produzca de cinco a diez veces más energía que la producida por el típico pozo geotérmico comercial actual.

  • Las “minas” geotérmicas de rocas supercalientes se encuentran a gran profundidad, a muy alta temperatura y calor en la corteza terrestre. Esto contrasta con la pequeña industria geotérmica comercial actual (~ 15 GW a nivel mundial) que generalmente depende del afloramiento de agua subterránea caliente en lugares con un alto nivel de calor cerca de la superficie.
  • La roca supercaliente inyecta agua en la roca cristalina seca supercaliente al abrir las fracturas existentes a una profundidad donde el agua está tan hirviente que posee propiedades tanto líquidas como gaseosas, lo que permite que el agua inyectada viaje rápidamente a través de las fracturas existentes en la roca y acumule grandes volúmenes de energía térmica.
  • Los pozos de producción llevan esta energía de vapor a la superficie para producir energía en turbinas eléctricas y/o generar hidrógeno.

Superhot rock heat endowment and project map

This new, first-of-its-kind modeling tool highlights the vast energy potential of superhot rock geothermal energy. 

Developed by Clean Air Task Force in collaboration with the University of Twente, the publicly accessible and transparent global model explores the case for commercializing superhot rock energy by estimating the technology’s energy potential around the world.   

Nuestra visión

Durante los últimos años, los expertos de CATFhan investigado esta fuente de energía sin carbono y las nuevas tecnologías necesarias para ampliarla a escala mundial de forma asequible. Trabajamos para impulsar esta fuente de energía despachable y densa, y para incorporarla al debate mundial sobre la descarbonización como estrategia a largo plazo para satisfacer el crecimiento de la demanda energética en un mundo sin combustibles fósiles.

La visión de CATF es escalar rápidamente la roca supercaliente desde la demostración hasta la comercialización inicial en esta década y, junto con el desarrollo paralelo de métodos de perforación profunda, alcanzar la “geotermia en todas partes” en la década de 2030. La energía de roca supercaliente se puede demostrar hoy en áreas de altas temperaturas cerca de la superficie utilizando la tecnología existente, mientras se adoptan estrategias e innovaciones del desarrollo de petróleo y gas no convencionales, como campañas de perforación intensivas, para acelerar el despliegue, la escala y la adopción. Las futuras innovaciones de perforación de energía podrían permitir acceder a las condiciones de almacenamiento necesarias en pozos mucho más profundos en las regiones del continente medio que actualmente carecen de recursos geotérmicos.

El valor de la energía de roca supercaliente

  • Energía competitiva
  • Un recurso energético terrestre ilimitado
  • Potencia de carga base de generación despachable, es decir, siempre activa
  • Energía densa, alta energía con una pequeña huella de superficie
  • Sin coste de combustible
  • Cero gases de invernadero
  • Pivotar la energía fósil a la geotermia en todo el mundo
  • Alcanzar el potencial para repotenciar las plantas de energía fósil
  • Generar hidrógeno libre de carbono, sin usar el carbono como combustible de transporte
  • Accesible en todo el mundo, con la innovadora tecnología de perforación superprofunda
  • Se requieren importantes avances en la ingeniería, pero no depende de los avances científicos
  • Seguridad energética y modernización

Profundice en energía superhot rock

El acceso a recursos supercalóricos asequibles podría transformar la industria energética.

Obtenga más información sobre el funcionamiento del proceso de roca supercaliente y descubra las posibles ventajas de esta fuente de energía.

¿Cuáles son las oportunidades y los desafíos?

Se necesitan innovaciones clave para desplegar rápidamente energía superhot rock, incluidas la perforación profunda y el desarrollo de yacimientos térmicos. Aunque suponen un reto técnico, son innovaciones factibles que podrían desarrollarse rápidamente con una financiación adecuada. Un reto clave es el desarrollo de yacimientos de calor por los que pueda circular el agua inyectada. Para ello se necesitarán métodos que permitan identificar las fracturas existentes que puedan estimularse e inyectarse sin incidentes. Se está investigando en laboratorios de todo el mundo para desarrollar métodos de creación de yacimientos en roca supercaliente. 

Se están desarrollando las tecnologías necesarias para acceder a energía superhot rock, como el cemento de alta temperatura y las perforadoras capaces de atravesar rápidamente la roca dura. En esta labor participan laboratorios nacionales de varios países, nuevas empresas de perforación innovadoras, compañías petroleras y gasísticas consolidadas que quieren pasarse a la geotermia e instituciones de investigación privadas. 

energía superhot rock Glosario

Este glosario proporciona una serie de términos básicos sobre los sistemas geotérmicos y algunos de los componentes necesarios para el éxito de un proyecto geotérmico. Se centra en energía superhot rock, una forma de energía geotérmica de alta temperatura.

Conozca a nuestros expertos en energía de roca supercaliente

If you have questions or are interested in learning more about our Superhot Rock Energy program and some of the latest innovations in this space or would like to support our efforts in advancing this new technology, contact Program Director Terra Rogers.

Preguntas frecuentes sobre la energía de roca supercaliente

¿Qué es energía superhot rock y cuáles son sus beneficios?

energía superhot rock es una nueva fuente de energía transformadora, sin emisiones de carbono y siempre disponible, que podría utilizarse para producir electricidad, calor, hidrógeno y energía para procesos industriales. Tiene potencial para ser económicamente competitiva con la mayoría de las demás fuentes de energía sin carbono y podría implantarse rápidamente en gran parte del mundo. Potencialmente, podría repotenciar o sustituir muchas instalaciones energéticas de combustibles fósiles existentes y reforzar la seguridad energética proporcionando una fuente de energía local, todo ello con una huella medioambiental relativamente pequeña.

energía superhot rock es una forma de energía geotérmica, una fuente de "carga base" constante y despachable. A diferencia de otros recursos energéticos renovables, la energía geotérmica está disponible de forma constante y no requiere el uso de baterías de almacenamiento, ni necesita ser respaldada por una fuente de energía de carga base como los combustibles fósiles. Utilizando la tecnología de perforación profunda, podríamos acceder a energía superhot rock en todo el mundo, aumentando el acceso a la energía, la equidad energética y la seguridad energética.

¿Qué es la energía geotérmica y cómo funciona?

La energía geotérmica aprovecha la energía que hay bajo nuestros pies. El interior de nuestro planeta contiene calor natural, que se propaga por conducción y convección hasta la superficie terrestre. En las regiones de "calor superficial", donde el calor concentrado está disponible cerca de la superficie, como Italia, Turquía o el oeste Estados Unidos, la energía geotérmica convencional, o hidrotérmica, funciona perforando depósitos de agua subterránea calentada y sacando vapor a la superficie para obtener agua caliente con la que calentar edificios y hacer girar turbinas para producir electricidad. Cuando el calor es profundo, para acceder al agua caliente hay que perforar más profundamente en la corteza terrestre. En muchas zonas, el calor existe sin fuente de agua. En esas regiones, el agua puede enviarse hacia abajo para que circule por la roca caliente. El calor convierte el agua en vapor, que luego se lleva a la superficie. Hay muchas innovaciones emergentes que buscan aprovechar estas regiones para la calefacción, la refrigeración y la producción de electricidad.

¿En qué se diferencia energía superhot rock de la geotermia convencional?

La energía geotérmica convencional se produce a partir de aguas subterráneas calentadas de forma natural cerca de la superficie y generalmente a temperaturas de 150-200°C. energía superhot rock se producirá perforando rocas más calientes a mayor profundidad (>400°C), inyectando y haciendo circular agua por la roca para calentarla a temperaturas muy elevadas y bombeándola de nuevo a la superficie hasta una central de generación. Si se consigue innovar en la perforación profunda, energía superhot rock podría producirse en cualquier lugar del mundo y no se limitará a regiones con calor poco profundo y aguas subterráneas.

El agua a más de 400 °C se encuentra en estado "supercaliente" (supercrítico), que es mucho más denso energéticamente y puede circular con más eficacia que el agua a menor temperatura. Estas propiedades permitirán a los sistemas energía superhot rock producir entre 5 y 10 veces más energía que los sistemas geotérmicos convencionales, lo que les permitirá competir con los costes actuales de la energía. Este elevado potencial energético se ha demostrado en Islandia, donde el sondeo Krafla del Iceland Deep Drilling Project produjo agua supercaliente a 452 °C y un potencial de producción de energía estimado en 36 megavatios (MWe). En comparación, un proyecto geotérmico convencional produce unos 7-8 MWe por pozo.

Aunque el ser humano lleva utilizando la energía geotérmica desde hace más de 100 años (comenzó en la Toscana, Italia, en 1904), no ha sido hasta hace poco que los avances tecnológicos han hecho posible energía superhot rock . En 2018, solo había 15 GW de energía geotérmica convencional en el mundo y la geotermia representaba menos del 0,5% de la producción total de electricidad mundial. Debido a su capacidad energética drásticamente superior y a su potencial "geotérmico en todas partes", energía superhot rock puede ser una fuente de energía mucho mayor, potencialmente a escala de teravatios.

¿Dónde puede desarrollarse energía superhot rock ?

Ya se ha accedido a las temperaturas necesarias para crear energía superhot rock en regiones donde el calor de la Tierra está cerca de la superficie, como Islandia, Italia, Turquía o el oeste Estados Unidos Estas regiones de calor poco profundo serán probablemente las primeras en las que se desarrolle energía superhot rock . Sin embargo, la roca supercaliente tiene potencial para desplegarse a escala global, en casi cualquier lugar del mundo. Para lograr la "geotermia en todas partes" se necesitarán tecnologías de perforación innovadoras que puedan alcanzar de forma rentable recursos supercalientes a profundidades de hasta 15 km (en comparación con las profundidades de 7 km a las que se puede acceder con los métodos de perforación actuales). Hay varias empresas que trabajan actualmente para superar los límites de la perforación actual, y las innovaciones necesarias son de ingeniería más que grandes avances científicos.

Ver el mapa del proyecto de roca supercaliente.

¿Cuánto costará generar energía superhot rock?

Clean Air Task Force encargó a Hot Rock Energy Research Organization (HERO) y LucidCatalyst una estimación del coste nivelado de la energía para futuras centrales maduras ("enésimas") de roca supercaliente. El coste nivelado de la energía (LCOE) es una medida estándar en la industria energética que se utiliza para comparar el coste de las fuentes de energía y se calcula dividiendo el coste de la vida útil de una central eléctrica por la energía total producida por esa central. Los resultados sugieren que la roca supercaliente madura será competitiva a 20-35 dólares por MWh, frente a los 40 dólares por MWh, el precio de mercado actual de la electricidad en Estados Unidos .

¿Produce energía superhot rock CO₂?

El calor de la Tierra es una fuente de energía libre de carbono. A diferencia de la energía procedente de combustibles fósiles, no se emite dióxido de carbono (CO₂) directamente en el proceso de generación de energía en roca seca. La roca supercaliente también representa una ventaja frente a los sistemas geotérmicos hidrotermales comerciales, que recogen fluidos hidrotermales que a veces contienen dióxido de carbono. Dado que energía superhot rock funcionará en roca seca caliente, que es muy poco probable que contenga CO₂ libre, se concibe como una forma de energía totalmente libre de carbono.

¿Es energía superhot rock renovable o corre el riesgo de agotar el calor de la Tierra?

energía superhot rock no corre el riesgo de agotar el calor de la Tierra. A escala humana, energía superhot rock es infinito, el recurso renovable por excelencia. Una estimación sugiere que el 0,1% del calor de la Tierra podría satisfacer las necesidades energéticas de nuestro mundo durante 2 millones de años. Los científicos predicen que la Tierra seguirá produciendo calor geotérmico durante miles de millones de años, y la cantidad de energía que necesita el ser humano es ínfima en comparación con la energía producida. El uso geotérmico humano no afectará al calor de la Tierra de forma significativa.

¿Cómo puede energía superhot rock ayudar a producir hidrógeno?

energía superhot rock es muy adecuado para generar hidrógeno con bajas emisiones de carbono, que puede utilizarse para descarbonizar sectores difíciles de eliminar, como el transporte pesado y la industria. Hay múltiples factores que hacen que energía superhot rock y la producción de hidrógeno sean una buena combinación.

En primer lugar, el intenso calor y la energía que genera la roca sobrecalentada podrían utilizarse para la producción de hidrógeno. energía superhot rock genera electricidad, que puede utilizarse para la generación de hidrógeno mediante electrólisis a alta temperatura. El vapor sobrecalentado podría aumentar la eficiencia de la producción electrolítica de hidrógeno en electrolizadores de óxido sólido.

Además, energía superhot rock es una fuente de energía firme e inagotable, que funciona las veinticuatro horas del día, independientemente de las condiciones meteorológicas u otros factores externos. Este perfil de producción de energía es el que necesitan las plantas de hidrógeno para funcionar las 24 horas del día.

Un próximo análisis de Lucid Catalyst elaborado para Clean Air Task Force estima que energía superhot rock podría producir hidrógeno a un coste competitivo, aunque la producción de hidrógeno a partir de energía superhot rock aún debe demostrarse.

¿Es energía superhot rock lo mismo que energía geotérmica supercrítica?

"Supercrítico" es un término técnico que se refiere al agua que tiene un calor igual o superior a 400°C y una presión igual o superior a 22 MPa. "Supercaliente" es un término menos técnico que se refiere al agua a 400°C o más, independientemente de la presión, así como a otros fluidos muy calientes.

¿Qué son los sistemas geotérmicos de ingeniería (EGS) y los sistemas de roca seca caliente, y qué relación guardan con energía superhot rock?

La energía geotérmica suele requerir una fuente de calor (roca), agua y roca permeable para que el agua pueda circular por ella y absorber el calor. En los sistemas geotérmicos en los que la roca caliente no contiene una fuente natural de agua y permeabilidad, ésta debe crearse. Los sistemas geotérmicos de ingeniería (EGS) son sistemas geotérmicos que no utilizan agua hidrotermal natural. También se les conoce como "sistemas de roca seca caliente".

energía superhot rock es un subconjunto de la EGS que accede a temperaturas mucho más elevadas (superiores a 400 °C) que las que ha alcanzado históricamente la EGS. La roca supercaliente de "contacto directo" funciona bombeando agua por una tubería hasta la roca caliente, donde circula a través de pequeñas fracturas de la roca para absorber el calor, y luego sube por una segunda tubería hasta la superficie. Una alternativa a la circulación de agua a través de fracturas pueden ser los sistemas de inyección de circuito cerrado, que calientan el agua dentro de conductos o tuberías perforados a gran profundidad a través de la roca caliente.

¿Qué se necesita para acelerar el desarrollo de energía superhot rock?

Para generalizar el uso de energía superhot rock se necesitan innovaciones clave, como el desarrollo de herramientas que funcionen en las condiciones extremas de las rocas sobrecalentadas, nuevos materiales de construcción de pozos, nuevos métodos diseñados para funcionar a temperaturas elevadas, nuevos métodos de perforación ultraprofunda y nuevos métodos de creación de yacimientos. Aunque técnicamente difíciles, estos avances son factibles y podrían desarrollarse con relativa rapidez con una financiación agresiva, como ha ocurrido con muchas otras tecnologías energéticas.

Un programa intensivo de perforación y desarrollo de recursos a cargo de consorcios bien financiados podría proporcionar los conocimientos y la innovación necesarios para desarrollar y comercializar rápidamente la roca supercaliente en todo el mundo. Utilizar los conocimientos del subsuelo y los recursos de capital de la industria del petróleo y el gas podría acelerar el rápido desarrollo de los sistemas energía superhot rock .

Es preciso anticipar con antelación las necesidades normativas mundiales y la dotación de personal técnico de las agencias para proporcionar una hoja de ruta a los promotores de energía superhot rock y, al mismo tiempo, generar confianza entre los responsables políticos y el público en que estos proyectos serán seguros y respetuosos con el medio ambiente.

¿Qué tecnologías avanzadas de perforación se están desarrollando?

La perforación profunda en roca dura provoca un rápido desgaste de las brocas. Innovaciones emergentes como la perforación con martillo, la perforación híbrida PDC/partículas y la perforación con energía sin contacto resuelven este problema encontrando otras formas de perforar.

  • La perforación con plasma, como la perforadora Plasmabit que está desarrollando GA Drilling, funciona emitiendo un chorro de plasma, una energía calorífica extrema que se forma al separar los electrones de los átomos mediante una corriente eléctrica de alto voltaje.
  • La perforación por ondas milimétricas vaporiza la roca y está siendo desarrollada por Quaise en Houston, TX, en colaboración con el Laboratorio Nacional Oak Ridge.
  • Se ha demostrado que la broca de PDC aumenta la velocidad de penetración y reduce significativamente los tiempos de perforación en la roca cristalina de FORGE.
  • Otras tecnologías en desarrollo son la perforación híbrida PDC/partículas, la perforación con proyectiles, la perforación híbrida con láser y la perforación con martillo de lodo.

¿Cuáles son los próximos pasos hacia la comercialización de las tecnologías de roca supercaliente?

Numerosos proyectos de perforación han perforado rocas supercalientes. Islandia e Italia han acogido proyectos internacionales de I+D y se están planificando más demostraciones piloto en regiones de todo el mundo donde las condiciones de supercalentamiento son cercanas a la superficie. Una vez que estas demostraciones piloto produzcan con éxito agua supercaliente de alta densidad energética en la superficie y, en última instancia, generen electricidad, el siguiente paso será demostrar energía superhot rock a escala comercial (por ejemplo, más de 100 MW) en lugares con una amplia gama de geologías y profundidades para calentar. En la fase final, energía superhot rock se ampliará a la comercialización a escala mundial.

Cada uno de estos pasos implicará un enorme aprendizaje práctico y también se basará en la investigación de laboratorio sobre la creación de yacimientos, la perforación y la infraestructura de superficie. Se necesitarán inversiones públicas y privadas en las primeras fases de la comercialización para incentivar las campañas de perforación y fomentar la polinización cruzada entre proyectos internacionales. En última instancia, la comercialización de energía superhot rock requerirá recursos de la industria geotérmica, los gobiernos, los laboratorios nacionales, las instituciones académicas y la industria energética existente.