El sonido de la perforación resuena bajo el sol de Nuevo México. Se podría pensar erróneamente que se trata de un caso más de prospección de combustibles fósiles; sin embargo, el gran agujero que se está perforando en el suelo tiene una finalidad distinta: generar energía a través del calor que resuena en la propia Tierra.

A menudo olvidamos que cuanto más se profundiza en la tierra, más se calienta. La utilización humana de este calor, más conocido como energía geotérmica, se remonta a la antigüedad, con pruebas de su uso para bañarse, cocinar y lavarse, sobre todo a través de fuentes termales subterráneas.

Sólo desde principios del siglo XX la humanidad ha sido capaz de aprovechar el calor de la Tierra para generar electricidad, con la primera central geotérmica construida en Larderello, Italia, en 1911.

En la actualidad, nos encontramos en el umbral de una nueva revolución geotérmica, con técnicas innovadoras, conocidas como sistemas geotérmicos mejorados (EGS), que ofrecen una forma nueva e innovadora de aprovechar la geotermia con factores de capacidad mucho más elevados y a través de una huella significativamente mayor.

Su potencial no ha pasado desapercibido entre los hiperescaladores: sólo en los dos últimos años, Google, Microsoft y Meta han firmado acuerdos con desarrolladores geotérmicos. Pero, ¿puede la energía geotérmica convertirse en una fuente de energía clave para el sector de los centros de datos, tanto en Estados Unidos como en otros países?

Calentamiento

La geotermia no es una tecnología especialmente nueva. Las técnicas convencionales poco profundas, que utilizan bombas de calor e intercambiadores de calor de pozos, son de uso común desde la década de 1970.

Los pozos convencionales suelen tener hasta 400 metros de profundidad y se utilizan principalmente para calentar y refrigerar edificios. Aunque se ha observado un crecimiento de los proyectos de generación de electricidad geotérmica a mayor profundidad, que alcanzan profundidades superiores a 1 kilómetro (0,62 millas), estos pozos son muy específicos de cada lugar y se encuentran en regiones con recursos subterráneos de alta temperatura, como Estados Unidos, Indonesia y Kenia. En la actualidad, la energía geotérmica representa menos del 1% de la matriz energética mundial.

La EGS, a diferencia de los métodos convencionales, tiene el potencial de aumentar considerablemente esa cifra al explotar la "roca seca caliente", que es más abundante que los yacimientos hidrotermales naturales y ofrece un potencial de generación sustancialmente mayor.

El concepto de EGS se exploró por primera vez en la década de 1970 en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (Nuevo México). Inspirándose en las técnicas de perforación petrolífera en alta mar, los científicos probaron la posibilidad de formar yacimientos geotérmicos artificiales fracturando roca profunda, caliente e impermeable. El proyecto fue un éxito y produjo 10 MW de energía en 1985. Pero los problemas de coste y complejidad hicieron que se cancelara.

El interés por la EGS se reavivó en la década de 2000, con avances considerables en la fracturación hidráulica y otras técnicas de perforación que propiciaron un resurgimiento de la inversión. Un informe del MIT de 2006 afirmaba que: "La energía geotérmica procedente de EGS representa un gran recurso autóctono que puede proporcionar energía eléctrica y calor de carga base a un nivel que puede tener un gran impacto en Estados Unidos"

En la actualidad, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) calcula que en Estados Unidos hay al menos 7TW de capacidad accesible a profundidades inferiores a 5km (3,1 millas), y más de 70TW accesibles a todas las profundidades. La mayor parte de la capacidad potencial se encuentra en el oeste de EE.UU., concretamente en California, Nevada, Utah, Oregón y Nuevo México.

En comparación, "las estimaciones del potencial técnico de la energía hidrotermal son de unos 25 GW", afirma Ben King, director del área de energía y clima de Rhodium Group. "Con la EGS, hay del orden de teravatios disponibles en zonas mucho más amplias del país"

Este enorme potencial ha llevado a grupos de reflexión como Rhodium Group a proyectar que, si se amplían de forma eficaz, los sistemas EGS podrían llegar a abastecer casi dos tercios de la demanda de los nuevos centros de datos en 2030.

Energía en abundancia

Meta ha sido un promotor especialmente entusiasta de la EGS.

La matriz de Facebook firmó acuerdos con las empresas Sage Geosystems y XGS en los últimos 18 meses. Los dos proyectos difieren significativamente en cuanto a ubicación y tecnología, lo que permite hacerse una idea de cómo funcionan realmente estos sistemas.

En agosto del año pasado, Sage Geosystems se convirtió en la primera empresa de EGS en asociarse con Meta para obtener 150 MW de energía de su proyecto situado "al este de las Rocosas" Fundada en Houston por una antigua ejecutiva del sector del petróleo y el gas, Cindy Taff, la empresa se apoya en gran medida en técnicas desarrolladas en esa industria.

El núcleo de la oferta de Sage es lo que ha bautizado como "sistema geotérmico a presión", que combina calor y energía mecánica almacenados en el subsuelo.

"Lo llamamos geotermia de presión porque no sólo utilizamos la temperatura del subsuelo, sino también el elemento de presión. Hay energía térmica y energía mecánica. Cuando las combinas, puedes aumentar la producción neta del sistema", explica Jason Peart, director general de estrategia y desarrollo de Sage Geosystems.

Sage perfora pozos pareados que alcanzan profundidades de hasta 6.000 metros en roca caliente a temperaturas de 180 °C (356 °F) o más. En cada pozo, crea un depósito artificial "similar a un pulmón" que se llena de agua. La elasticidad natural de la roca le permite flexionarse y contraerse, almacenando presión además de calor. Uno de los pozos produce agua caliente a presión para una central eléctrica de superficie, mientras que el otro se recarga y recalienta.

El sistema es modular por diseño, lo que crea un increíble potencial de ampliación, dice Peart. "Cada par de pozos tiene una producción neta -3 MW en algunos lugares, 8 MW en otros- y se van añadiendo pares de pozos para aumentar la capacidad. Si se quieren 100 MW, 500 MW o incluso un gigavatio, hay que poner más pares en una plataforma"

Según Peart, la capacidad de ampliación no sólo aumenta la producción, sino que también la hace más económica.

"Un par de pozos no es especialmente rentable", dice Peart. "Conlleva todos los costes de movilización de equipos y construcción de las instalaciones. Pero cuando empiezas a poner ocho, diez, doce pozos en una plataforma, obtienes eficiencias de perforación, eficiencias operativas y economías de escala que cambian la dinámica de costes."

Para cambiar la dinámica de costes, Sage tiene que demostrar que su tecnología funciona. Actualmente tiene varios proyectos en cartera, la mayoría en Texas. El proyecto Meta no tiene una ubicación fija y se espera que se desarrolle por fases: la primera fase, de 4-8 MW, se completará en 2027 y la segunda, de 150 MW, en 2029.

Lazo cerrado

En su segundo acuerdo, firmado en junio, Meta se asoció con XGS en su proyecto previsto en Nuevo México, un estado que el consejero delegado del proveedor, Josh Prueher, califica como uno de los "mejores recursos geotérmicos del mundo"

Aunque la región ofrece abundantes rocas calientes, sus áridas condiciones dificultan el uso del agua. Para resolver este problema, XGS ha abandonado la energía geotérmica tradicional basada en el agua y es pionera en un sistema geotérmico de circuito cerrado.

XGS empieza perforando un único pozo en roca caliente a más de 200 °C y bajando un revestimiento de acero hasta el fondo. A continuación, inyecta un material de "mejora del alcance térmico" para extraer calor de la roca circundante. Dentro del revestimiento, un tubo aislado completa un sistema de tubo dentro de tubo que transporta el calor captado a la superficie.

El diseño garantiza que el agua nunca entre en contacto con la roca, eliminando así la pérdida de agua y la contaminación. Además, según Prueher, el sistema está presurizado, esterilizado y controlado químicamente, lo que garantiza flujos térmicos predecibles y estables durante décadas. Esto reduce el riesgo operativo y los costes, afirma Prueher, ya que la imprevisibilidad puede provocar a menudo un descenso del 40-50% en la capacidad efectiva de las plantas geotérmicas.

"Los bancos y los ingenieros independientes quieren ver caudales constantes y predecibles durante 20 ó 30 años", afirma. "Los sistemas convencionales no han sido capaces de darles eso porque la naturaleza es variable. Por eso la geotermia lleva décadas estancada en unos 4 GW en Estados Unidos"

Al ofrecer esto, XGS se ve a sí misma compitiendo en las mismas condiciones que otras fuentes de energía de carga base, en lugar de las renovables. "Nuestra propuesta de valor es: somos limpios como las renovables, pero firmes como el gas natural, y podemos instalarnos cerca de la carga. Por eso los operadores de centros de datos se lo están tomando en serio", afirma Prueher.

Se espera que el proyecto se ponga en marcha en 2030 y suministre 150 MW a la red local, que a su vez abastecerá a los centros de datos de la región. La empresa tiene previsto desarrollar varios proyectos en la región, de entre 5 MW y más de 500 MW.

Al igual que Sage, la empresa quiere apoyarse en gran medida en el sector del petróleo y el gas para utilizar la tecnología de perforación necesaria para acceder a los yacimientos de roca caliente. "No estamos esperando a que se produzca ningún "moonshot"", dice Prueher. "Por eso confiamos en poder pasar de proyectos pioneros a proyectos a escala de gigavatios en pocos años"

Apuestas estratégicas

¿Qué ha hecho que Meta confíe tanto en la tecnología como para firmar no uno, sino dos acuerdos en el sector? Para John DeAngelis, responsable de innovación en tecnologías limpias de la empresa, los acuerdos son "apuestas estratégicas"

"Esas apuestas están diseñadas para ayudar a las tecnologías y a las empresas a escalar, a demostrar su viabilidad técnica a escala y a reducir los costes de forma acelerada", sostiene.

Hasta ahora, sólo Fervo Energy, que se convirtió en la primera empresa de EGS en firmar un acuerdo con una compañía de centros de datos en 2022, cuando firmó un acuerdo con Google, ha iniciado con éxito un proyecto de demostración. En 2023, la empresa informó de los resultados positivos de una prueba de 30 días realizada en el Proyecto Red, su proyecto piloto de EGS a gran escala en el norte de Nevada.

Por eso, según DeAngelis, los próximos años serán cruciales para determinar el futuro de la EGS, demostrando si puede funcionar eficazmente y a gran escala. "Para nosotros, el éxito sería ver cientos de megavatios -si no gigavatios- de geotermia desplegados de aquí a 2030", afirma DeAngelis.

Apoyar al sector en el dominio de la curva de costes será un factor crucial, ya que impulsar las economías de escala permitirá a las tecnologías desarrollarse más eficazmente y competir con otras fuentes de energía disponibles en el mercado.

El apoyo prestado por el sector de los centros de datos podría resultar una herramienta eficaz para impulsar estas escalas, afirma Annick Adjei, analista principal de investigación del subsuelo de Wood Mackenzie. "El apoyo de empresas como Meta, Google y Microsoft va mucho más allá de los acuerdos tradicionales de compra de energía", afirma. "Se trata de verdaderas asociaciones que ayudan a las nuevas empresas geotérmicas a comercializar sus tecnologías y hacer realidad sus proyectos"

Al convertirse en patrocinadores "fundacionales", las empresas pueden impulsar una mayor confianza de los inversores en el sector, argumenta Adjei. Y se está mostrando, Wood Mackenzie ha rastreado más de $ 2 mil millones en capital recaudado por compañías geotérmicas de próxima generación desde 2019, con la mayoría proveniente de inversores privados.

Sin embargo, incluso con todo el dinero del mundo, la propia tecnología necesita demostrar que puede proporcionar energía fiable. Por lo tanto, para Adjei, "para comprender realmente todo el potencial de los sistemas geotérmicos mejorados como una tecnología viable, necesitamos muchos más proyectos de demostración más allá de la Estación Cape [de Fervo] en Utah."

Delante o detrás de la red

Si la geotermia consigue convertirse en una fuente de energía rentable y escalable, la cuestión es cómo servirá al mercado de los centros de datos. Actualmente, los hiperescaladores se centran en integrar la nueva capacidad geotérmica en la red en lugar de suministrar energía a los centros de datos detrás del contador.

"Desplegar recursos energéticos en la red puede ser no sólo la opción más rápida, sino también la más fiable", afirma DeAngelis.

Aunque Meta y Google aún no se han comprometido a suministrar energía fuera de sus instalaciones, situar los centros de datos cerca o junto a pozos geotérmicos es una posibilidad clara. "Creemos que la próxima gran oportunidad es la coubicación real: centros de datos construidos junto a pozos geotérmicos. Elimina el riesgo de transmisión y hace que los permisos sean más limpios y potencialmente más rápidos", señala Adjei.

Gracias a su perfil de carga básica, la energía geotérmica puede instalarse en una "red insular", lo que evita retrasos en la interconexión y la reacción del público ante el enorme consumo de energía.

Los promotores de la geotermia destacan sus ventajas añadidas y su potencial como solución aislada para centros de datos. "Para un centro de datos a hiperescala, podemos suministrarle energía limpia y constante justo detrás del contador, además de apoyo a la carga de refrigeración y producción de agua limpia como parte de la misma huella", dice Prueher. "No es sólo una solución energética, es un paquete de infraestructuras"

En consecuencia, Peart predice que, en el futuro, los centros de datos podrían construir sus instalaciones cerca de plantas geotérmicas para abastecerse directamente, siguiendo un modelo similar al del gas natural. Sin embargo, este planteamiento depende de que la EGS alcance niveles de gigavatios y demuestre su fiabilidad.

El interés por la geotermia como opción detrás del contador no se limita a Estados Unidos, como señala Simon Westerlund, director de inversiones de Baseload Capital. "Ya estamos viendo a operadores de centros de datos que buscan ubicarse cerca de centrales geotérmicas en lugares como Indonesia y Filipinas", afirma.

En consecuencia, podríamos acabar viendo cómo la energía geotérmica actúa de forma similar al gas natural en EE.UU., tanto en el suministro de energía firme a la red como en la provisión de una ruta acelerada al mercado para los operadores de centros de datos que estén dispuestos y sean capaces de construir sus instalaciones junto a un pozo geotérmico".

Barreras y limitaciones

A pesar del fervor y la fuerte inversión en EGS y su aparente aplicabilidad al sector de los centros de datos, siguen existiendo preocupaciones, una de las más notables es el coste de la perforación. Estudios de Stanford y el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos indican que la perforación por sí sola puede suponer entre el 30% y el 57% de los costes de capital iniciales de un proyecto, dependiendo del diseño del sistema.

Para los operadores de centros de datos, que exigen fiabilidad de carga base y precios de la electricidad muy controlados, estas cifras representan un obstáculo importante. Aunque las nuevas técnicas prometen reducir estos costes, el reto persiste. "Si los pozos pueden perforarse con la misma rapidez y rentabilidad que los de petróleo y gas, se acelerará su implantación y se reducirán los costes", afirma King, de Rhodium Group.

La preocupación por los costes es sólo una parte de la historia, ya que el propio acto de perforar conlleva riesgos significativos. Los pozos geotérmicos, sobre todo los profundos, son vulnerables a contratiempos técnicos, como pérdidas de circulación, averías de los equipos e incrustaciones minerales, que pueden comprometer el flujo.

Un informe del Clean Air Task Force señala que estos problemas pueden retrasar los proyectos, inflar los presupuestos o incluso obligar a los promotores a abandonar los pozos. Además, la necesidad de equipos de perforación especializados para acceder a la roca caliente y seca plantea el riesgo de que la cadena de suministro se vea limitada, lo que podría provocar más retrasos.

El panorama normativo agrava las dificultades. "El principal obstáculo normativo es el proceso de obtención de permisos para perforar pozos, que se gestiona principalmente a nivel estatal, con cierta participación de la EPA para los permisos de agua", afirma King. Los largos procesos de aprobación pueden alargar los plazos durante años, una perspectiva poco apetecible para los operadores de centros de datos a gran escala, cuyos planes de expansión suelen ajustarse a calendarios muy ajustados.

Sin embargo, es posible que la situación esté cambiando, ya que los responsables políticos de Estados Unidos han expresado su apoyo al sector, como demuestra el ferviente respaldo a esta tecnología del Secretario de Energía, Chris Wright. Algo que no ha pasado desapercibido para Meta, ya que, según DeAngelis, "hemos visto una oleada de apoyo a la geotermia"

Por último, está la cuestión de la competitividad de los costes. Según un estudio de Environmental Research, incluso si los costes de la geotermia se redujeran a la mitad de aquí a 2050, la tecnología tendría dificultades para igualar la rentabilidad de la energía solar y el almacenamiento. Sólo si los costes cayeran más de un 70%, la energía geotérmica se convertiría en la opción libre de carbono más asequible.

Lo convencional sigue siendo una posibilidad

Aunque EE.UU. lidera los acuerdos geotérmicos vinculados a centros de datos, ha habido otros casos más lejanos. A diferencia del mercado estadounidense, los acuerdos se han centrado en la energía geotérmica convencional y no en la EGS.

El mejor ejemplo es el de Google, que a principios de año firmó un acuerdo de compra de energía de 10 MW con Baseload Capital en Taiwán. A diferencia de los acuerdos estadounidenses, que se centran en EGS experimentales, el de Google se basará en pozos convencionales poco profundos.

Simon Westerlund explica el razonamiento: "Asumimos principalmente el riesgo geológico, no el tecnológico", afirma. "Así que nos ceñimos a las tecnologías convencionales para nuestra primera tanda de proyectos"

Según Westerlund, la decisión refleja la realidad del mercado energético taiwanés. Aunque la isla tiene un importante potencial geotérmico -entre 30 y 60 GW según algunas estimaciones-, carece de una industria madura del petróleo y el gas que suministre equipos y experiencia al ritmo necesario para la EGS.

En palabras de Westerlund, "Estados Unidos avanza más rápido que Taiwán porque el ecosistema del petróleo y el gas ya existe. Hay plataformas disponibles y es más fácil movilizar recursos"

En consecuencia, Baseload vio en los sistemas convencionales su mejor apuesta, y considera el acuerdo con Google, que incluía una inversión directa en la empresa, como un medio de acelerar el proceso de desarrollo de sus proyectos en Taiwán. En consecuencia, Baseload espera alcanzar operaciones comerciales en sus primeros emplazamientos en el país en 2029.

Además del PPA, se espera que el acuerdo fomente el crecimiento de la huella geotérmica de Baseload en todo el Pacífico, con Westerlund argumentando que no sólo EE.UU. está en condiciones de aprovechar la energía geotérmica. "Japón, Indonesia y Filipinas están impulsando de nuevo la geotermia: están reactivando sus industrias con apoyo gubernamental", afirma.

Es muy probable que estos proyectos sean de base convencional, ya que se enfrentan a dificultades similares a las de Taiwán para acceder a equipos de perforación y conocimientos técnicos para implantar sistemas EGS en este momento.

Sin embargo, si tienen éxito, no sólo podrían apoyar el crecimiento de los sistemas geotérmicos convencionales, sino también servir de trampolín para el despliegue de los EGS. Esto se refleja en el enfoque tecnológicamente agnóstico de Baseload respecto a la geotermia, lo que significa que estarán abiertos a explorar la EGS si se reduce su nivel de riesgo tecnológico, ampliando potencialmente su alcance en todo el Pacífico y más allá.

Por consiguiente, la geotermia convencional tiene claramente un papel que desempeñar, sobre todo en regiones con recursos poco profundos accesibles y capacidad de perforación establecida. Sin embargo, su alcance es limitado. Para que el sector de los centros de datos aproveche realmente la geotermia a gran escala, probablemente tendrá que ir más allá de estos focos de oportunidad y abrazar el potencial más amplio que ofrece la EGS, con la esperanza de que su "apuesta estratégica" dé sus frutos.