Una nueva investigación de Stanford sugiere que el calor proveniente de las profundidades del subsuelo podría ayudar a alimentar un sistema de energía completamente renovable, reduciendo el uso de la tierra, las necesidades de almacenamiento y la contaminación, al tiempo que apoya el crecimiento de centros de datos que consumen mucha energía.
El calor atrapado kilómetros bajo nuestros pies podría convertirse en un poderoso aliado en la carrera para reemplazar los combustibles fósiles, según una nueva investigación de la Universidad de Stanford.
El estudio, publicado in Sostenibilidad de informes celulares, concluye que los sistemas geotérmicos mejorados, o EGS, podrían reducir drásticamente la cantidad de infraestructura eólica, solar y de baterías necesaria para hacer funcionar el mundo con energía limpia, al mismo tiempo que se mantienen los costos comparables a los planes que solo utilizan energías renovables.
EGS aprovecha rocas de altísima temperatura a una profundidad de 3 a 8 kilómetros (casi 2 a 5 millas) mediante la perforación de pozos profundos, la inyección de fluido para fracturarlas y el posterior bombeo del fluido calentado para generar electricidad. A diferencia de las plantas geotérmicas convencionales, limitadas a regiones volcánicas y límites de placas tectónicas, EGS, en principio, puede construirse en muchos más lugares.
Esa flexibilidad podría hacer de los EGS una pieza clave de la transición global hacia la energía limpia y una fuente de energía atractiva para los nuevos centros de datos, que necesitan electricidad constante pero a menudo enfrentan limitaciones de tierra y red.
El autor principal, Mark Jacobson, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Escuela de Sustentabilidad Doerr de Stanford y en la Escuela de Ingeniería de Stanford, señaló que la tecnología se adapta naturalmente junto con otras energías renovables.
“EGS es una tecnología limpia y renovable prometedora que funciona junto con la energía eólica, solar, hidroeléctrica y las baterías para ayudar a suministrar energía al mundo para todos los propósitos, brindando así seguridad energética y eliminando la contaminación del aire relacionada con la energía y el calentamiento global a bajo costo”, dijo Jacobson, quien también es miembro senior del Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente, en un comunicado de prensa.
El equipo de Jacobson ha dedicado años a modelar cómo la mayoría de los países del mundo podrían adoptar un 100 % de energía eólica, hídrica y solar. En el nuevo trabajo, los investigadores compararon escenarios con y sin energía geotérmica de alta eficiencia (EGS) en 150 países y plantearon una pregunta clave: ¿Qué cambios se producen si se añade la geotermia profunda?
La respuesta, descubrieron, no está tanto en el precio como en el tamaño físico y la combinación de tecnologías.
Cuando EGS suministró solo el 10% de la electricidad, el modelo mostró que las necesidades de capacidad eólica terrestre se redujeron un 15%, la capacidad solar un 12% y los requisitos de almacenamiento en baterías un 28%. Debido a la menor necesidad de turbinas, paneles y baterías, las necesidades totales de terreno para infraestructura energética se redujeron del 0.57% al 0.48% de la superficie total de los países.
Esa diferencia puede parecer pequeña, pero podría ser crucial para lugares pequeños o densamente poblados, como Singapur, Gibraltar, Taiwán y Corea del Sur, donde la tierra es un bien escaso y la resistencia pública a los grandes parques eólicos o solares puede ser fuerte.
El estudio también sugiere que los sistemas de generación de energía de emergencia (EGS) pueden sustituir la función que actualmente desempeñan las centrales de carbón y nucleares en muchos sistemas eléctricos: proporcionar un nivel constante de electricidad, conocido como energía de carga base, día y noche. Dado que las centrales de EGS pueden funcionar las 24 horas, pueden ayudar a compensar las fluctuaciones de la energía eólica y solar sin depender excesivamente de centrales de combustibles fósiles de respaldo.
Este hallazgo desmiente un argumento común contra las energías renovables: que su variabilidad las hace demasiado caras o poco fiables sin un respaldo masivo. En el análisis de Stanford, el coste total de la energía se mantuvo similar en todos los escenarios de energía limpia y renovable, independientemente de si se incluían o no sistemas de generación de energía de emergencia (EGS). Añadir una fuente estable como los EGS no aumentó ni redujo significativamente los costes a nivel de sistema.
Lo que sí cambió drásticamente fue la comparación con el uso habitual de combustibles fósiles. Tanto en el escenario de energía limpia con EGS como en el de energía limpia sin EGS, los costos energéticos anuales se redujeron aproximadamente un 60 % en comparación con la dependencia continua del carbón, el petróleo y el gas. Al considerar los daños a la salud y al clima —desde enfermedades relacionadas con la contaminación atmosférica hasta el aumento del nivel del mar—, los costos sociales totales se redujeron aproximadamente un 90 %.
El estudio también señala importantes ganancias de empleo en un mundo completamente renovable. Con la incorporación de energía geotérmica, el modelo proyecta 24 millones de nuevos empleos netos a largo plazo en todo el mundo. Esto es ligeramente inferior a los 28 millones de empleos generados en escenarios sin energía geotérmica, simplemente porque se necesitarían construir menos proyectos eólicos, solares y de baterías si parte de la energía proviene de la geotermia. En cualquier caso, la transición crea muchos más empleos de los que elimina.
Más allá de la red eléctrica, los investigadores destacan otro uso emergente de los EGS: la alimentación de centros de datos aislados. A medida que la inteligencia artificial, la computación en la nube y los servicios digitales se expanden, los centros de datos se multiplican y consumen más electricidad. Dado que los EGS pueden proporcionar energía constante y ocupan una superficie relativamente pequeña, podrían ser muy adecuados para instalaciones alejadas de las principales líneas de transmisión o ubicadas en zonas con escasez de terreno.
La tecnología aún se encuentra en sus etapas iniciales. Los costos de EGS están evolucionando y solo existen unos pocos proyectos grandes en todo el mundo. En Estados Unidos, la primera gran planta de EGS —una instalación de 2 gigavatios en Utah— se aprobó en octubre de 2024. El Departamento de Energía de EE. UU. proyecta que los costos de EGS podrían reducirse significativamente para 2035 a medida que mejoren la perforación y la ingeniería de yacimientos.
Jacobson señaló que esas mejoras ya están cambiando la economía.
"Debido a las mejoras en las velocidades de perforación de EGS, los costos de EGS están disminuyendo rápidamente", dijo.
Una perforación más rápida no solo ahorra dinero, sino que también acorta los plazos del proyecto. Esto podría dar a la energía eólica marina una ventaja sobre la energía nuclear, cuya transición de la planificación a la operación suele tardar más de una década.
Estas velocidades permiten que los proyectos de EGS se completen rápidamente, a diferencia de la energía nuclear, que requiere plazos de planificación a operación de 12 a 23 años a nivel mundial. Además, a diferencia de la energía nuclear, EGS no presenta riesgo de proliferación de armas, fusión del reactor, fugas de residuos radiactivos almacenados ni riesgo de cáncer de pulmón debido a la minería subterránea de uranio, añadió Jacobson.
Como cualquier nueva tecnología energética, los sistemas de energía geotérmica (EGS) enfrentan obstáculos técnicos, regulatorios y de aceptación pública. Los ingenieros deben garantizar que la fracturación de rocas y la circulación de fluidos sean seguras y no provoquen terremotos dañinos. Los legisladores deben actualizar las normas e incentivos para apoyar la geotermia, junto con la energía eólica, la solar y el almacenamiento. Las comunidades necesitarán información clara sobre los riesgos y beneficios.
Aun así, el estudio de Stanford sugiere que si esos desafíos se pueden gestionar, el calor de las profundidades subterráneas podría convertirse en un caballo de batalla silencioso de la era de la energía limpia, reduciendo el uso de la tierra, reforzando la confiabilidad de la red, impulsando la economía digital y ayudando a los países grandes y pequeños a avanzar más rápido hacia un mundo sin combustibles fósiles.