Come la perforazione dei buchi più profondi del mondo potrebbe combattere il cambiamento climatico

Avvicinarsi al nucleo caldo del sole della Terra è la chiave per ridimensionare gli impianti di energia geotermica. Ma è più difficile di quanto sembri scavare chilometri nel terreno.

La vasta energia geotermica racchiusa sotto la superficie terrestre fa sbavare gli scienziati, perché ha il potenziale per fornire energia pulita al mondo intero. Per sfruttare questo potere naturale, gli ingegneri devono ideare una nuova strategia per perforare una dozzina di miglia nella Terra, in profondità nella roccia. Una società spin-off del MIT ritiene di avere la risposta: perforazione con onde millimetriche.

“Il contenuto energetico totale del calore immagazzinato nel sottosuolo supera la nostra domanda annuale di energia come pianeta di un fattore di un miliardo”, afferma Matt Houde, co-fondatore di Quaise Energy, in un comunicato stampa. “Quindi, attingere a una frazione di quella cifra è più che sufficiente per soddisfare il nostro fabbisogno energetico nel prossimo futuro”.

È solo il tocco che è un problema.

Utilizzando la ricerca di Paul Woskov del Plasma Science and Fusion Center del MIT, Quaise Energy ritiene di poter vaporizzare abbastanza roccia per creare i buchi più profondi del mondo e raccogliere energia geotermica su larga scala per soddisfare il consumo energetico umano senza la necessità di combustibili fossili.

In poche parole, l’energia geotermica è il calore contenuto nelle profondità della Terra. Secondo la US Energy Information Administration, quel calore è il risultato del lento decadimento di particelle radioattive come l’uranio, il torio e il potassio nel nucleo terrestre. Può fare molto caldo qui, come la superficie del sole calda a 10.800 gradi Fahrenheit.

Per sfruttare questa energia geotermica, paesi come l’Islanda la convertono in elettricità attraverso il vapore. Quando l'acqua viene riscaldata nei serbatoi geotermici o nelle falde acquifere della crosta terrestre, viene creato vapore, che poi fa girare le turbine che attivano un generatore, sputando infine elettricità. Quando il vapore diventa nuovamente acqua, viene restituito al terreno in modo da poter ripetere il ciclo da capo.

Sebbene questa sia una forma quasi illimitata di produzione di energia sostenibile, attualmente è sottoutilizzata. Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia, la produzione di elettricità geotermica è cresciuta solo del 2% circa nel 2020 con un’aggiunta di 200 megawatt di capacità, un netto calo rispetto alla crescita osservata nei cinque anni precedenti. Secondo la Union of Concerned Scientists, una tipica centrale a carbone, sia chiaro, ha una capacità di circa 600 MW.

Per raggiungere emissioni nette pari a zero entro il 2030, la produzione globale di energia geotermica deve aumentare del 13% ogni anno tra il 2021 e il 2030, ovvero circa 3,6 gigawatt di capacità. Perché ciò accada, abbiamo bisogno di un migliore accesso a quest’acqua ultracalda proveniente dal nucleo della Terra. È qui che entra in gioco la perforazione con onde millimetriche.

Attualmente, il foro più profondo del mondo è il pozzo Superdeep di Kola in Russia, vicino alla Norvegia. Un progetto dell'Unione Sovietica - e il risultato di una corsa scientifica meno conosciuta con gli Stati Uniti - era un tentativo di perforare il più profondamente possibile la crosta terrestre, che è in media spessa circa 30 chilometri (18,6 miglia) sotto i continenti, secondo l'US Geological Survey. Ma questo buco raggiunge solo 7,6 miglia nella crosta e ci sono voluti 20 anni per completarlo perché le attrezzature convenzionali, come i trapani meccanici, non sono in grado di gestire le condizioni a quelle profondità.

La tecnologia Quaise, progettata per far esplodere la roccia con onde millimetriche, potrebbe essere una soluzione. Sostituendo le punte convenzionali con l'energia delle onde millimetriche, alimentata da un girotrone, è possibile fondere e quindi vaporizzare la roccia per creare molti di questi buchi profondi. Il MIT ha impiegato oltre 15 anni per sviluppare la tecnica generale in laboratorio, dimostrando infine che le onde millimetriche potevano perforare il basalto. Quaise afferma che la sua tecnologia gli consentirà di raggiungere i 20 chilometri (12,4 miglia) nel terreno, dove le temperature raggiungono oltre i 900 gradi Fahrenheit.

Il piano è quello di inaugurare un progetto ibrido, utilizzando innanzitutto la tecnologia convenzionale di perforazione rotativa sviluppata dalle industrie del petrolio e del gas per tagliare gli strati superficiali della Terra. Quindi, una volta che gli equipaggi raggiungono la roccia del seminterrato, passano alle onde millimetriche ad alta potenza, che sono "ideali per la roccia dura, calda e cristallina in profondità con cui lottano le perforazioni convenzionali", afferma Houde.