Quaise per il rilancio dell’energia geotermica

Il mondo delle energie rinnovabili potrebbe affacciarsi su nuovi orizzonti. L’azienda statunitense Quaise mette sul piatto la possibilità di poter accedere all’energia geotermica come mai era stato fatto prima d’ora. Il progetto portato avanti è ambizioso e va a chiamare in causa anche la sempre più citata fusione nucleare.

Accanto a una etica più popolare che sospinge lo sviluppo delle energie rinnovabili prende posto anche una etica più latente, che si potrebbe pensare come una etica geopolitica. Le fonti rinnovabili sono disponibili per tutti, più o meno. Per più o meno va inteso che a seconda delle caratteristiche geofisiche di una determinata area del pianeta, sarà economicamente conveniente puntare all’installazione di impianti relativi alla fonte maggiormente disponibile. Tutto questo per dire che le fonti rinnovabili, se opportunamente sfruttate attraverso sistemi sempre più efficienti, potrebbero portare gli Stati ad affrancarsi quanto più possibile dalla dipendenza estera. Una maggiore indipendenza energetica permetterebbe la riduzione degli attriti politici che possono verificarsi in questo campo. Ricordiamo che i Paesi che detengono la maggior parte dei giacimenti di idrocarburi fossili, ancora dominanti nel settore energetico, sono Paesi geopoliticamente instabili.

Quaise e la geotermia profonda

La novità introdotta dalla società energetica nata dal Massachussets Institute of Technology (MIT) è una innovazione sincratica tra fusione nucleare e geotermia. Della fusione nucleare prende in prestito una delle tecnologie utilizzate per preparare il plasma, il girotrone.

Girotrone

Il funzionamento del dispositivo si basa sull’interazione tra un flusso accelerato di elettroni in moto di ciclotrone convogliati attraverso una cavità di risonanza dotata di magneti superconduttori generanti un intenso campo magnetico. L’interazione tra il fascio di elettroni e il campo magnetico produce l’effetto chiamato instabilità di massa negativa. La riduzione di velocità cui vanno incontro gli elettroni si traduce nell’emissione di radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda millimetrica e alta frequenza. La potenza associata ai girotroni può essere dell’ordine dei megawatt e il processo può liberare un quantitativo di energia termica talmente grande che questi vengono, di fatto, utilizzati per riscaldare il plasma nei reattori a fusione.

In questo modo il girotrone, tramite l’erogazione di onde elettromagnetiche ad alta frequenza (centinaia di GHz) e potenza (centinaia di MW), facilita la perforazione. Laddove i tradizionali metodi di perforazione perdono efficacia (i.e. le rocce a circa 20 km di profondità si trovano a temperature di circa 500°C e sono meno dense di quelle superficiali) l’utilizzo del girotrone permetterebbe di superare queste difficoltà tecnologiche. Profondità di 20 km diverrebbero accessibili e la geotermia non sarebbe più conveniente solo in determinate regioni del pianeta dove i flussi termici intensi sono relativamente vicini alla superficie.

La geotermia ibrida pensata da Quaise

L’avvio della creazione del pozzo geotermico inizia secondo i metodi tradizionali, fino ad arrivare al basamento roccioso cristallino. Da qui la tecnica tradizionale lascia il posto all’innovazione pensata dal team di Quaise. Le onde millimetriche prodotte dal girotrone sono guidate in profondità tramite un guida cilindrica insufflata con argon. La perforazione degli strati rocciosi comporta la produzione di polveri dense di detriti. L’argon insufflato ha lo scopo di allontanare dal punto di perforazione questi detriti con una corrente ascendente parallela alla guida di iniezione e di contribuire al processo di vetrificazione del canale.

Il fluido termovettore principale delle estrazioni geotermiche è l’acqua. Alle profondità prospettate dall’azienda questa è presente in condizioni di fluido supercritico. L’acqua si trova in stato supercritico quando temperatura e pressione sono rispettivamente maggiori di 374,15 °C e 221,20 bar. La produzione di energia da fonte rinnovabile geotermica risulta in questo caso di gran lunga più performante rispetto ai metodi classici finora utilizzati.

Prospettive e timeline

L’obiettivo della società statunitense è realizzare impianti con capacità da 1000 tonnellate e tempi di esplorazione e realizzazione di pozzi (da 10 a 20 km) di 100 giorni, grazie all’utilizzo di girotroni da 1 MW di potenza.

Quaise prevede di realizzare il primo impianto ibrido replicabile su vasta scala nel 2024. Al 2026 l’obiettivo è avere una capacità installata di 100 MW. Il 2028 dovrebbe essere poi l’anno in cui un impianto geotermico ibrido riesca a sostituire un impianto tradizionale alimentato con combustibili fossili.