Perfuração por micro-ondas 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 subterrâneas extremamente duras é tornar a energia elétrica geotérmica acessível, produzindo vapor que poderia ser usado para repotenciar 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.

Rocha quente e seca é comumente disponível, mas produzir o 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 micro-ondas serão transmitidas para o fundo do poço para fazer o furo derretendo e vaporizando a rocha do embasamento. O único equipamento de fundo de poço é um tubo longo para guiar as ondas até seu alvo.

É uma daquelas ideias em que a primeira reação da maioria das pessoas é "isso soa como 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 essa invenção em realidade de engenharia.

As altas barreiras para perfurar poços de 10 a 20 km de profundidade (33.000 a 66.000 pés) levantam a questão: não há alternativa?

Uma opção mais simples, rápida e barata seria usar 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 menor pressão e mais úmido".

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

Fala-se em aproveitar o vapor de zonas menos profundas, mas a análise de Quaise concluiu que o grande investimento necessário para a construção de centrais eléctricas capazes de utilizar esse vapor para a produção eléctrica tornaria a produção inviável economicamente.

Quaise argumenta que encontrar uma maneira de perfurar poços extremos compensa 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. Seu objetivo é fornecer usinas movidas a combustíveis fósseis mais antigas cujos proprietários estariam ansiosos para converter para vapor geotérmico por causa do custo impressionante de conformidade com os regulamentos ambientais.

Com base na análise de custos de Quaise, o custo de vida útil por kWh de usinas de energia convertidas funcionando com seu vapor geotérmico seria competitivo com o custo do carvão e gás e uma fração do custo do vapor geotérmico de baixa temperatura.

Isso pressupõe que eles possam desenvolver um método para perfurar de forma confiável um furo de poço de grande diâmetro (cerca de 8,5 pol.) Tão longe por um preço que não é um assassino de negócios.

Para tornar isso realidade, eles planejam usar uma mistura 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 viagem a tornasse a opção cara.

"Vamos perfurar o mais fundo possível usando a maneira mais barata e econômica de ir", 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 trocaremos", disse ele.