Spin-off del MIT vuole utilizzare una tecnologia nucleare per sfruttare l’energia geotermica

L’energia geotermica rappresenta una delle fonti più pulite e costanti di energia rinnovabile sulla Terra. In teoria, sotto la crosta terrestre c’è abbastanza energia geotermica per alimentare in modo sostenibile l’intero pianeta…

Allora perché ne stiamo usando così poco? Il problema è attingere a quel calore radiante: solo una minima parte dell’energia termica della Terra può essere sfruttata in modo redditizio. Ma un team di ricercatori del MIT pensa di aver raggiunto una svolta tecnologica con la possibilità di sfruttare molto di più del potenziale energetico geotermico della Terra.

Attualmente, l’energia geotermica viene prodotta quasi esclusivamente nei luoghi in cui il calore del nucleo terrestre sale in superficie, come ad esempio nei luoghi in cui si trovano geyser e sorgenti calde naturali. Per questo motivo, la geotermia rappresenta solo lo 0,5% dell’energia rinnovabile su scala globale. La sua quota nel mix energetico più ampio, compresi i combustibili fossili, è infinitesimale.

Per alzare il livello della produzione di energia geotermica, sarebbe necessario essere in grado di perforare la Terra molto, molto più in profondità per attingere al calore radiante del nucleo terrestre, e di farlo in modo efficiente e conveniente.

Non si tratta di un’impresa da poco. “Per crescere come soluzione nazionale, la geotermia deve superare importanti barriere tecniche e non tecniche per ridurre i costi e i rischi”, si legge nell’introduzione al rapporto del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) del 2019 – GeoVision: Harnessing the Heat Beneath Our Feet” (Sfruttare il calore sotto i nostri piedi). “L’esplorazione del sottosuolo necessaria per l’energia geotermica è la prima di queste barriere, date le spese, la complessità e il rischio di queste attività”.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno fatto passi da gigante verso ‘sistemi geotermici potenziati’ scalabili che estraggono il calore dalle profondità della Terra. Secondo un rapporto del 2023 di Esquire, questa tecnologia “ci permetterà di sfruttare l’energia sotto i piedi in tutto il Paese, il tutto con un impatto di carbonio che è sorprendentemente piccolo rispetto alla maggior parte delle fonti da cui dipendiamo ora”. Questo non è limitato agli Stati Uniti. La promessa della geotermia potenziata è che potrebbe essere impiegata quasi ovunque sulla Terra.

I primi progetti di geotermia potenziata hanno avuto un certo successo impiegando tecnologie di perforazione profonda originariamente utilizzate per il fracking. Ironia della sorte, i metodi di fratturazione idraulica che hanno alimentato la rivoluzione dello scisto sono ora pubblicizzati come una potenziale strada per la decarbonizzazione negli Stati Uniti, e l’amministrazione Biden ha stanziato una quantità considerevole di denaro per progetti pilota di ricerca e sviluppo geotermico, come il progetto Utah Forge.

Ma queste tecnologie sono preziose solo nella misura in cui sono efficaci dal punto di vista dei costi, e finora non è questo il caso. “Per ora, l’analisi federale mostra che questo tipo di geotermia costa circa 181 dollari per megawattora, mentre il solare su scala industriale costa solo 25 dollari”, ha riferito NPR l’anno scorso.

Tuttavia, gli esperti di geotermia del settore privato prevedono che questi costi scenderanno in modo significativo – raggiungendo una stima di un terzo del prezzo attuale – nel corso del prossimo decennio.

Ma ora è entrata in scena un’altra tecnologia rivoluzionaria, introdotta da uno spin-off del MIT. E questa volta la tecnologia non è presa in prestito dal settore dei combustibili fossili, ma da una soluzione energetica pulita ancora più futuristica: la fusione nucleare. Quaise Energy, con sede a Cambridge, Massachusetts, ha già raccolto 95 milioni di dollari da investitori (tra cui Mitsubishi) per applicare i girotroni all’estrazione di energia geotermica.

Esempio di girotrone

I girotroni sono attualmente utilizzati negli esperimenti di fusione nucleare per riscaldare e mantenere il plasma. Si tratta di emettitori di onde elettromagnetici lineari utilizzate per scaldare il plasma. Ma questo team sostiene che possono essere utilizzati anche per perforare la Terra in profondità e in modo più efficiente che mai, fondendo la roccia con fasci di energia.

In base agli esperimenti e ai modelli matematici del team, si calcola che “una sorgente di onde millimetriche indirizzata attraverso una guida d’onda di circa 20 centimetri potrebbe aprire un foro nella roccia delle dimensioni di un pallone da basket a una velocità di 20 metri all’ora“, riporta IEEE Spectrum. “A questa velocità, 25 giorni e mezzo di perforazione continua creerebbero il foro più profondo del mondo”. Ancora meglio, questo può essere realizzato con la stessa quantità di energia utilizzata per alimentare una tipica piattaforma di perforazione.

Questo tipo di velocità e di profondità significa che la trivellazione per la geotermia sarebbe più rapida ed economica che mai, con conseguenze potenzialmente sconvolgenti per l’industria. “L’energia geotermica supercritica ha il potenziale di sostituire i combustibili fossili e di offrirci finalmente un percorso di transizione energetica verso un’energia di base priva di carbonio”, afferma Carlos Araque, CEO di Quaise. “Dobbiamo andare più in profondità e più a caldo per rendere l’energia geotermica praticabile al di fuori di luoghi come l’Islanda”.