Perfuração por microondas parece ficção científica, mas perfurar até a rocha mais quente também

Quando solicitado a descrever a Quaise Energy, o diretor financeiro Kevin Bonebrake disse: “Na sua forma mais simples, fabricaremos vapor”.

Seu objetivo é produzir vapor quente o suficiente para alimentar um gerador elétrico construído para funcionar com combustível fóssil. Eles planejam fazer isso injetando água de 10 a 20 km até onde a temperatura da rocha é de 400 a 500°C.

A motivação para perfurar poços em rochas extremamente duras é tornar a energia elétrica geotérmica acessível, produzindo vapor que poderia ser usado para reenergizar usinas mais antigas conectadas a redes elétricas que atendem aos principais mercados.

No passado, a energia geotérmica foi pouco utilizada porque existem poucos lugares no mundo com a combinação certa de rocha quente, água e permeabilidade necessária para fornecer vapor de alta qualidade.

A rocha quente e seca está normalmente disponível, mas a produção do vapor supercrítico necessário requer perfuração a profundidades de 10 a 20 km, dependendo do gradiente de temperatura naquela parte dos EUA. Nessa profundidade, o perfurador se deparará com rochas como granito e basalto. A rocha é capaz de produzir vapor superaquecido e destruir os microchips e selos necessários para a perfuração direcional.

Quaise planeja perfurar furos ultraprofundos gerando microondas de alta potência no local de perfuração. As microondas serão transmitidas ao fundo do poço para fazer um buraco, derretendo e vaporizando a rocha do embasamento. O único equipamento de fundo de poço é um tubo longo para guiar as ondas até o alvo.

É uma daquelas ideias em que a primeira reação da maioria das pessoas é “isso parece ficção científica”, que fala tanto do problema quanto da solução proposta.

“É preciso pensar de forma diferente para lidar com esse tipo de temperatura”, disse Henry Phan, vice-presidente de engenharia da Quaise, cujo trabalho é transformar esta invenção em realidade de engenharia.

As altas barreiras à perfuração de poços com 10 a 20 km de profundidade (33.000 a 66.000 pés) levantam a questão: não existe alternativa?

Uma opção mais simples, rápida e barata seria utilizar métodos de perfuração comprovados para atingir níveis não tão profundos onde o vapor produzido não é tão quente. Phan o descreveu como “vapor mais frio, de baixa pressão e mais úmido”.

Esse tipo de energia geotérmica pode ser útil para fins como fornecer calor para dessalinização ou energia para sistemas centrais de refrigeração, de acordo com uma análise dos esforços de Omã para aproveitar a energia das zonas de água quente abaixo dos campos petrolíferos. Estas zonas não eram quentes o suficiente para gerar energia elétrica.

Fala-se em utilizar vapor de zonas não tão profundas, mas a análise de Quaise concluiu que o grande investimento necessário para construir centrais eléctricas capazes de utilizar esse vapor para geração eléctrica tornaria a produção economicamente dispendiosa.

Quaise argumenta que encontrar uma maneira de perfurar poços extremos vale o custo e os riscos técnicos que acompanham as novas tecnologias e a perfuração em formações pouco conhecidas porque economizaria o custo de construção de uma usina de energia. O seu objectivo é abastecer centrais mais antigas alimentadas por combustíveis fósseis, cujos proprietários estariam ansiosos por converter para vapor geotérmico devido ao custo exorbitante do cumprimento das regulamentações ambientais.

Com base na análise de custos de Quaise, o custo vitalício por kWh das centrais eléctricas convertidas que funcionam com o seu vapor geotérmico seria competitivo com o custo do carvão e do gás e com uma fracção do custo do vapor geotérmico de temperatura mais baixa.

Isso pressupõe que eles possam desenvolver um método para perfurar de forma confiável um poço de grande diâmetro (cerca de 8,5 pol.) até essa distância por um preço que não seja um obstáculo.

Para tornar isso realidade, eles planejam usar uma combinação de métodos de perfuração convencionais e de micro-ondas. Eles usariam perfuração rotativa, que é mais rápida e barata, até que a combinação de calor extremo, rocha dura e longos tempos de manobra a tornem uma opção cara.

“Vamos perfurar o mais fundo possível usando a maneira mais barata e econômica de fazer isso”, disse Phan. Embora testes recentes tenham mostrado que é possível perfurar mais rápido e por mais tempo usando uma broca PDC em granito, “em algum momento a economia (da perfuração rotativa) não funciona e então iremos trocá-la”, disse ele.