El prototipo aprovecha fluidos hidrotermales a 281 °C para generar energía en el fondo del Pacífico. El siguiente reto será lograr una producción continua.
- 🌋 Lugar: volcán submarino Axial Seamount, en el Pacífico.
- 🌊 Profundidad: aproximadamente 1.524 metros bajo el nivel del mar.
- 🔥 Temperatura: el fluido utilizado para la prueba alcanzaba aproximadamente 281 °C.
- ⚡ Potencia: consiguió un máximo de 16,5 kW netos.
- ⏱️ Récord experimental: produjo más electricidad de la que consumía durante 8,7 segundos.
- 🔧 Próximo objetivo: la empresa desarrolla un generador comercial de 2 MW.
Una pequeña central geotérmica instalada en el fondo del océano Pacífico ha conseguido un hito poco habitual: generar electricidad aprovechando directamente el calor de un volcán submarino y, durante unos segundos, producir más energía de la que necesitaba para funcionar.
El experimento, denominado Adélie, ha sido realizado por Endurance Energy en Axial Seamount, un volcán submarino activo situado a unos 483 kilómetros de la costa de Oregón (Estados Unidos). La instalación se encontraba aproximadamente a 1.524 metros bajo la superficie del océano.
Los resultados son todavía modestos y corresponden a un prototipo experimental, pero permiten comprobar algo que hasta ahora no se había demostrado de extremo a extremo: que es técnicamente posible perforar un pozo geotérmico en el fondo oceánico, instalar allí una central, controlarla desde tierra y obtener electricidad neta positiva a partir de una fuente hidrotermal submarina.
Una central de tres toneladas en el fondo del Pacífico
Adélie no es una central geotérmica convencional. El sistema experimental, con una masa aproximada de tres toneladas, tuvo que ser descendido hasta el fondo oceánico y colocado en una zona caracterizada por una intensa actividad hidrotermal.
El proyecto pretendía probar toda la cadena tecnológica necesaria para explotar en el futuro la energía geotérmica submarina: perforación, extracción del calor, generación eléctrica, comunicaciones y operación remota.
La expedición duró unas tres semanas. Desde Seattle, a cientos de kilómetros del lugar del experimento, los ingenieros pudieron manejar el equipo en tiempo real mediante una red de fibra óptica instalada en el fondo marino y perteneciente a la infraestructura científica Regional Cabled Array.
El principio energético no es especialmente exótico. Adélie emplea un sistema basado en un ciclo Rankine orgánico, una tecnología utilizada también en instalaciones geotérmicas terrestres.
En lugar de quemar combustible, se aprovecha la elevada temperatura del fluido hidrotermal para transferir calor a un fluido de trabajo. Este se utiliza posteriormente para accionar una turbina conectada al generador eléctrico.
La gran diferencia está en el emplazamiento: todo el proceso debe funcionar sometido a las enormes presiones, temperaturas, corrosión y dificultades de mantenimiento propias del fondo oceánico.
Perforaron un pozo geotérmico directamente en el fondo del océano
Uno de los resultados más interesantes de la expedición se produjo incluso antes de generar electricidad.
El equipo perforó dos orificios separados por menos de 0,61 metros dentro de la caldera de Axial Seamount. Ambos encontraron fluidos hidrotermales.
El segundo fue revestido, cementado y equipado con una válvula, completándose así un pozo geotérmico de aproximadamente 16 metros de profundidad. Después de la cementación, del pozo salía fluido a unos 260 °C.
La perforación tenía apenas unos 5 centímetros de diámetro, una escala muy inferior a la habitual en muchos proyectos petroleros, gasísticos o geotérmicos terrestres.
Además, los investigadores utilizaron agua de mar filtrada en lugar de lodos de perforación, reduciendo así la necesidad de emplear los productos químicos habituales en determinadas operaciones convencionales.
Pero apareció un problema importante.
El pozo funcionó, pero no proporcionó suficiente caudal
Aunque el pozo alcanzó el recurso geotérmico y proporcionó fluido caliente, resultó demasiado restrictivo para alimentar adecuadamente la central experimental.
Por tanto, hay un matiz fundamental: la electricidad neta positiva no se produjo utilizando el pozo que acababan de perforar.
Para realizar la prueba de generación, los ingenieros conectaron Adélie a una fuente hidrotermal natural cercana, de la que emanaba fluido a aproximadamente 281 °C.
Una vez conectado, el fluido caliente atravesó el sistema térmico y la turbina alcanzó alrededor de 26.000 revoluciones por minuto.
Según Endurance Energy, el sistema produjo unos 60 Wh durante aproximadamente 29 segundos. Lo realmente significativo ocurrió durante una parte de ese intervalo: durante 8,7 segundos, la central produjo más electricidad de la que necesitaba para mantener su propio funcionamiento.
La potencia neta mediana durante ese periodo fue de aproximadamente 2 kW, mientras que el máximo alcanzó 16,5 kW netos.
Es decir, no se trató simplemente de obtener electricidad: durante esos segundos quedó un excedente después de descontar el consumo del propio sistema.
¿Por qué solamente funcionó durante 8,7 segundos?
La duración demuestra también lo lejos que se encuentra todavía esta tecnología de una explotación comercial.
La prueba con balance energético positivo terminó cuando se activó la protección contra sobrecorriente de la batería. Aproximadamente diez minutos después, durante un intento de reiniciar la central, falló un cable eléctrico encargado de alimentar la bomba del refrigerante y la inmersión tuvo que darse por terminada.
Por tanto, Adélie debe considerarse un prototipo de demostración, no una central eléctrica comercial.
El experimento permitió identificar problemas relacionados con el caudal de los pozos, la transferencia térmica, las incrustaciones minerales, los sistemas eléctricos y el funcionamiento prolongado de maquinaria compleja a gran profundidad.
El potencial energético bajo los océanos
La idea de Endurance Energy consiste en aprovechar los reservorios hidrotermales asociados a las dorsales y zonas volcánicas submarinas.
Una posible ventaja de la geotermia frente a fuentes renovables variables como la solar y la eólica es su capacidad para proporcionar energía de manera continua, independientemente de que sea de día o de noche o de las condiciones meteorológicas.
Sin embargo, trasladar las centrales al fondo del océano introduce nuevos desafíos: corrosión, presión extrema, incrustaciones minerales, instalación y reparación de equipos a gran profundidad y necesidad de transportar posteriormente la electricidad mediante cables submarinos.
Estos factores serán determinantes para comprobar si la geotermia submarina puede resultar económicamente competitiva a gran escala.
Vigilancia del impacto ambiental
La explotación de zonas hidrotermales también plantea interrogantes ambientales, especialmente porque estos lugares pueden albergar comunidades biológicas muy especializadas.
Durante la prueba, Endurance Energy afirma haber desarrollado voluntariamente un programa de vigilancia ambiental.
Antes de colocar los equipos se cartografió el fondo para seleccionar una ubicación con menor impacto. También se tomaron muestras de agua antes y después de las operaciones y se grabaron las comunidades del fondo marino durante las inmersiones.
La compañía asegura que los datos se contrastaron con 11 instrumentos operados por científicos externos y que durante el experimento no se detectaron cambios significativos en la comunidad del fondo, en la actividad hidrotermal natural ni anomalías sísmicas o volcánicas.
Además, se recogieron más de 40 muestras de agua, rocas y minerales, que han sido enviadas a laboratorios independientes para su análisis.
Estos resultados iniciales no sustituyen, sin embargo, los estudios ambientales que serían necesarios antes de plantear una explotación comercial prolongada.
El siguiente prototipo buscará funcionar durante mucho más tiempo
La siguiente versión del sistema se llamará Gentoo y será una reconstrucción mejorada de Adélie. El objetivo inmediato será aumentar tanto la potencia como el tiempo durante el que la central puede generar electricidad de manera sostenida.
También será necesario solucionar el problema encontrado en el pozo.
Mientras que la perforación realizada durante esta expedición alcanzó unos 16 metros, el actual equipo de Endurance Energy está diseñado para perforar hasta aproximadamente 80 metros. La empresa espera que los pozos más profundos puedan proporcionar el caudal necesario para mantener una generación continua.
Paralelamente está desarrollando Leopard, un sistema comercial con una potencia prevista de 2 MW.
El primer proyecto comercial anunciado por la compañía se encuentra en desarrollo en Tonga, un país insular que depende en buena medida de combustibles importados para producir electricidad. Endurance Energy pretende comenzar allí la generación en 2027.
Los 8,7 segundos de generación neta positiva obtenidos en el Pacífico están todavía muy lejos de demostrar que una central geotérmica submarina pueda producir electricidad durante años de forma fiable y competitiva. Pero la prueba sí ha conseguido algo relevante: trasladar una tecnología geotérmica hasta un volcán situado a más de 1,5 kilómetros bajo el océano, operarla remotamente y obtener por primera vez un pequeño excedente eléctrico.
El siguiente desafío ya no consiste simplemente en demostrar que puede funcionar, sino en conseguir que lo haga de manera continua, fiable, ambientalmente responsable y a un coste que permita competir con otras fuentes de energía renovable.
Vía Endurance Energy Drills World’s First Subsea Geothermal Well and Runs First Net-Positive Power Plant
Deja una respuesta