A produção de energia limpa, confiável e acessível é o trilema energético da atualidade.
A Fervo Energy enfrentou o desafio com uma nova tecnologia de energia geotérmica que proporciona energia livre de carbono, sem interrupções. Seu projeto-piloto Project Red testou com sucesso um sistema geotérmico aprimorado (EGS, Enhanced Geothermal System) de 3,5 MW, que agora alimenta a rede de energia local que atende às centrais de dados do Google em Nevada.
A inovação de energia geotérmica é fundamental em nossa jornada rumo à neutralidade de carbono, sendo crucial o cruzamento de tecnologias entre os setores. Embora a maior parte da demanda de energia elétrica limpa seja atendida por inovações eólicas e solares, sua dependência das condições ambientais tem limitações.
A energia geotérmica é uma energia renovável “sempre disponível” e bem estabelecida que usa água quente da subsuperfície para produzir energia elétrica. E, com a crescente demanda por energia limpa contínua, as tecnologias de energia geotérmica de última geração estão prontas para atender a essa necessidade.
“Assim como a energia eólica e solar, os sistemas geotérmicos aprimorados, ou EGS, têm um papel importante a desempenhar na forma como as tecnologias de energia renovável podem contribuir para o futuro das nossas redes elétricas globais”, destaca Steve Fercho, líder de geociência de exploração da Fervo Energy.
191 °C
Temperatura atingida pelo Project Red
20%
Quantidade de energia necessária nos EUA que poderia ser suprida pela energia geotérmica.
2021
Fervo e Google assinam o primeiro acordo do mundo para desenvolver energia geotérmica de última geração.
A Fervo Energy aproveita a inovação em geociência para desenvolver e testar comercialmente tecnologias de EGS para agilizar a transição mundial para a energia sustentável. O Project Red é único no setor de energia, e a equipe Fercho-Fervo perfurou com sucesso dois poços horizontais atravessando uma combinação de rochas metassedimentares e graníticas para obter produção de energia geotérmica em escala comercial.
Desenvolvido em conjunto por Fervo e Google em uma parceria criada em 2021, o Project Red éo primeiro acordo empresarial para desenvolver um projeto de energia geotérmica aprimorada. Ele chamou atenção do mundo todo ao produzir, com sucesso, energia limpa para a rede elétrica local que atende às centrais de dados permanentes do Google em Nevada.
“A confiança do Google em nossa tecnologia foi muito importante, e estamos entusiasmados em ver nosso projeto-piloto de EGS comercial em grande escala ser reconhecido no setor de energia por seu sistema inovador de poços horizontais duplos”, comemora Fercho.
”A modelagem no Leapfrog nos ajuda a compreender como essas rochas estão orientadas e como elas estão afetando nossa perfuração.
says Fercho.
O Project Red da Fervo Energy em Nevada é o primeiro projeto comercial de EGS com poços totalmente horizontais e, provavelmente, o mais quente já perfurado. (Imagem: Fervo Energy)
Embora os recursos geotérmicos existam naturalmente na subsuperfície, explorá-los de forma rentável tem se mostrado um desafio devido à variabilidade da temperatura e da permeabilidade das rochas. Porém, a aplicação de práticas e tecnologias padrão do setor de óleo e gás (como perfuração horizontal e estimulação de isolamento zonal em vários estágios) em reservatórios de EGS em profundidades de 3 a 10 km tem potencial para mudar isso.
O Project Red, um EGS de campo próximo localizado no campo geotérmico Blue Mountain, no norte de Nevada, foi desenvolvido para aumentar o fluxo geotérmico de alta temperatura e ampliar a capacidade energética da rede local.
O sistema é composto de um par de poços de injeção e produção perfurados a 2,44 km abaixo da superfície, que se estendem horizontalmente para acessar o calor geotérmico. Um segundo poço horizontal em interseção bombeia água fria através de fraturas em rochas quentes para aproveitar seu calor, gerar vapor e produzir energia elétrica livre de emissão de carbono.
“Nosso sucesso com o Project Red demonstra que não existem grandes barreiras técnicas para a implantação de sistemas de EGS horizontais a temperaturas de até 200 °C, em rochas ígneas ou metassedimentares semelhantes”, afirma Fercho.
Os fluxos de trabalho digitais da Seequent permitem a criação de modelos em 3D de ambientes complexos de subsuperfície para avaliar volumes estimulados de rocha e posicionamento de alvos de poços. (Imagem: Fercho)
Tecnologias de EGS inovadoras
Com o Project Red, a Fervo alcançou muitos feitos inéditos: o primeiro projeto comercial de EGS, o primeiro projeto de energia geotérmica conhecido que usa poços totalmente horizontais, e, provavelmente, os poços horizontais mais quentes já perfurados.
“Nosso principal objetivo com o Project Red era demonstrar que o uso da perfuração horizontal e da tecnologia de tratamento de estimulação em vários estágios é viável para a produção de energia geotérmica. É extremamente gratificante demonstrar que é possível utilizar a tecnologia para perfurar com sucesso rochas impermeáveis, antes consideradas duras, profundas e quentes demais”, salienta Fercho.
”O Leapfrog é o software de modelagem de solo em 3D mais fácil de usar, mais intuitivo e mais rápido disponível no mercado. Além disso, permite integrar os diferentes tipos de dados de poços geotérmicos.
says Fercho.
Perfuração de precisão para posicionar alvos de poços
O inovador software de subsuperfície da Seequent é usado na produção de mais da metade da energia geotérmica do mundo. Para auxiliar na compreensão da subsuperfície, ele conta com ferramentas de colaboração e modelagem em 3D.
“O Leapfrog é o software de modelagem de solo em 3D mais fácil de usar, mais intuitivo e mais rápido disponível no mercado. Além disso, permite integrar os diferentes tipos de dados de poços geotérmicos. Ele é nossa ferramenta mais importante para analisar a subsuperfície e determinar a melhor localização para perfurar poços. E, à medida que perfuramos, podemos atualizar nossos modelos para garantir um planejamento contínuo.
Por exemplo, poderíamos implantar uma nova linha de levantamento a mais de 300 metros de distância e visualizar nossos dados em um dia”, comenta Fercho.
A modelagem em 3D do ambiente complexo da subsuperfície é importante, pois fornece insights sobre as variáveis no posicionamento de alvos que determinam a perfuração.
“Há uma grande diferença de dureza entre as rochas que compõem o reservatório-alvo do Project Red. A modelagem no Leapfrog nos ajuda a compreender como essas rochas estão orientadas e como elas afetam nossa perfuração”, explica Fercho.
Os dados de poços mostram o embasamento cristalino descendo no sentido noroeste, com cada bloco de falha mergulhando em direção à frente da cordilheira. (Imagem: Fercho)
Um caminho definido para a inovação
Os profissionais da Fervo usam o Oasis montaj para realizar a modelagem geofísica, pois ele se integra perfeitamente ao Leapfrog Energy. Eles também usam o Seequent Central para visualizar, acompanhar e gerenciar seus grandes conjuntos de dados geológicos em um ambiente centralizado e auditável.
“O Leapfrog Energy e o Oasis montaj podem se comunicar intuitivamente entre si por meio do Central, o que facilitou a conexão eficiente de diversos indivíduos em cinco escritórios dos Estados Unidos, abrangendo vários fusos horários e promovendo uma comunicação e colaboração fundamentais”, comemora Fercho.
”Com o Central, nossas equipes podem acessar diretamente as atuais interpretações geocientíficas umas das outras e coordenar facilmente um modelo holístico em 3D que pode ser refinado iterativamente sempre que novos dados são introduzidos.
says Fercho.
Modelos numéricos de simulação de reservatórios calibrados com os dados de campo do projeto sugerem um caminho definido para a inovação, que visa aumentar a capacidade energética para 8 MW de energia elétrica por poço de produção.
“Existe uma grande oportunidade para aproveitar o crescimento da energia geotérmica como fonte de energia limpa, consistente e renovável. Valorizamos o fato de a Seequent ouvir, considerar nosso feedback e estar sempre na direção certa em termos de melhorias e atualizações de software”, ressalta Fercho.
Os dois poços horizontais têm extensão de 1 km em comprimentos laterais e atingem a temperatura máxima de 191 °C. (Imagem: Fercho)
Construção do nosso futuro de energia geotérmica
Estudos demonstram que há calor suficiente na subsuperfície de todo o mundo para atender a uma parte significativa da demanda mundial de energia. Graças aos avanços da Fervo em perfuração e análise de subsuperfície, que demonstram que a energia geotérmica é confiável, acessível em termos de custo e escalável globalmente, o caminho está livre para a tecnologia de energia geotérmica comercial.
O sucesso do Project Red acompanha o foco contínuo da Fervo em possibilitar um rápido progresso na implantação da energia geotérmica. Desde 2018, a Seequent colabora com o Observatório de fronteiras para pesquisas em energia geotérmica (FORGE, Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy) de Utah, um projeto desenvolvido para pesquisar e testar novas ferramentas e tecnologias.
A Fervo utilizou os inovadores modelos em 3D criados com o software da Seequent para facilitar seu trabalho na Cape Station.
Em setembro de 2023, a empresa iniciou a construção de um projeto de última geração para a produção de energia geotérmica, a Cape Station de 400 MW, próxima à FORGE em Utah, que deve começar a fornecer energia à rede em 2026 e atingir a produção em larga escala e ininterrupta em 2028.
Além disso, em fevereiro de 2024, a Fervo anunciou um novo financiamento no valor de US$ 244 milhões para avançar em sua próxima fase de crescimento: "implantação de tecnologia de energia geotérmica comprovada em grande escala para fornecer energia produzida sem emissão de carbono e comercialmente viável de forma ininterrupta".
”Mal podemos esperar para ver como os avanços em pesquisas e tecnologias podem continuar posicionando a energia geotérmica no centro da produção global de energia limpa.
says Fercho.