Por que a energia geotérmica virou a queridinha dos americanos — e conquistou até os fabricantes de data centers

Os Estados Unidos têm um suprimento praticamente ilimitado de energia esperando para ser explorado, que está bem debaixo dos pés de seus cidadãos. É a energia geotérmica.

O equipamento necessário para obtê-la é quase 100% nacional ou vem de aliados próximos. E políticos de ambos os lados o adoram, ao contrário de outras fontes de energia renováveis ​​de baixo carbono.

O único problema? Por mais de um século, a própria Mãe Terra frustrou todas as tentativas de obtê-la, exceto as fontes mais facilmente disponíveis.

Projetos que tentam explorar o calor das profundezas da Terra falharam ou não atingiram o objetivo. Os estouros de orçamento prejudicaram os esforços.

O maior problema de todos: os tipos mais antigos de usinas geotérmicas só funcionavam se pudessem aproveitar os reservatórios naturais de água quente existentes.

Mas agora, os defensores da energia geotérmica afirmam que, graças a uma combinação de novas tecnologias e generosos incentivos fiscais, ela está finalmente pronta para competir com todos os concorrentes em termos de custo e confiabilidade.

O que é energia geotérmica

A energia geotérmica é a única fonte de energia renovável de baixo carbono cujos generosos subsídios no grande projeto de lei de infraestrutura de Joe Biden de 2022 foram preservados no “Big Beautiful Bill” do presidente Trump.

Décadas de investimento em pesquisa fundamental pelo Departamento de Energia dos EUA finalmente culminaram na comercialização de um novo tipo de energia geotérmica que contorna os problemas das gerações anteriores da tecnologia.

Esse tipo não requer água presente abaixo da superfície e, em vez disso, utiliza água superficial não potável, bombeada para o subsolo, para extrair o calor da Terra e trazê-lo de volta à superfície, onde pode ser usado para gerar energia.

A maior e mais conhecida startup que busca essa tecnologia nos EUA, a Fervo Energy, recentemente arrecadou mais de US$ 100 milhões de Bill Gates, totalizando quase US$ 700 milhões em financiamento desde sua fundação em 2017.

Isso está permitindo que a Fervo e algumas outras firmas demonstrem que é possível escavar granito sólido mais profundamente do que nunca.

Para isso, elas detonam a rocha com a mesma tecnologia de fraturamento hidráulico que levou ao boom do gás natural nos EUA e bombeiam água fria a mais de um quilômetro de profundidade. As firmas então recuperam essa mesma água de outro poço próximo, de onde ela sai mais quente que um forno e pronta para produzir megawatts — e, um dia, gigawatts — de energia.

Após mais de um século de fracassos, o azarão da indústria de energia renovável parece finalmente pronto para causar uma redução significativa no apetite insaciável dos Estados Unidos por novas fontes de energia.

Um cálculo completo do custo total por unidade de energia para energia geotérmica em comparação com a energia a gás natural mostra que essa tecnologia poderá, em breve, ser muito mais barata do que o gás natural por esse critério — e, eventualmente, mais barata até mesmo para ser implementada.

Perfurando mais fundo

A cerca de 320 quilômetros ao sul de Salt Lake City, o laboratório de pesquisa geotérmica de Utah Forge coleta energia do subsolo, usando água quente o suficiente para acionar uma turbina a vapor em uma usina elétrica convencional.

Joseph Moore, pesquisador-gerente principal de Utah Forge, afirma que seu local continua recebendo financiamento do Departamento de Energia (DOE) por dois motivos. O primeiro é que as rochas quentes são típicas do tipo de granito ultraquente que subjaz a grande parte do oeste dos EUA. Isso torna o local de Forge, que arrecadou quase US$ 300 milhões em fundos federais para pesquisa, ideal para o desenvolvimento de técnicas que podem ser reproduzidas em outros lugares.

O local também superou o desafio sem precedentes de escavar rochas que podem atingir temperaturas de até 241°C.

Essa rocha quente e dura devora brocas de perfuração convencionais e transforma em uma massa o concreto normalmente despejado no subsolo ao redor dos tubos de aço necessários para revestir um poço e evitar seu colapso.

A solução para esses desafios tem sido uma mistura de aplicações criativas de tecnologias desenvolvidas inicialmente na área petrolífera e outras totalmente novas, específicas para perfuração de energia geotérmica, afirma o diretor executivo da Fervo, Tim Latimer. Entre elas, estão brocas ultraduras revestidas em diamante artificial.

“A perfuração geralmente consome cerca de metade do custo de um novo projeto geotérmico típico”, afirma Moore. As sondas de perfuração custam mais de US$ 80.000 por dia para operar, portanto, minimizar atrasos é fundamental. Cada vez que uma broca se desgasta e precisa ser trazida de volta à superfície — o que pode ser mais de um quilômetro de tubo de perfuração — os técnicos perdem um dia inteiro.

Nos últimos meses, a Fervo conseguiu perfurar um poço de 4.500 metros de profundidade em apenas 16 dias. A firma atingiu uma velocidade máxima de perfuração de 29 metros por hora e uma distância máxima de mais de 910 metros com uma única broca.

Após a perfuração inicial de um poço a cerca de 1,6 km de profundidade, as brocas podem girar em um ângulo, ou até mesmo 90 graus, para perfurar a rocha em preparação para o fraturamento hidráulico. Em seguida, pequenas explosões são detonadas e a água é bombeada para dentro do poço para fraturar ainda mais a rocha circundante.

Isso cria o que é, na prática, um radiador nas profundezas do embasamento granítico quente da Terra.

A economia

Todas essas novas tecnologias inovadoras resultaram em resultados concretos para pesquisadores e para a Fervo.

Pesquisas realizadas no sítio de Utah Forge na última década demonstraram que esses novos tipos de poços poderiam ser perfurados, fraturados e produzir água quente o suficiente para alimentar uma usina de energia.

A Fervo planeja começar a enviar energia para a rede a partir de seu complexo inicial de poços em Utah, adjacentes ao de Forge, em 2026.

No entanto, o desafio que derrotou todas as tentativas anteriores de desenvolvimento de novos recursos geotérmicos ainda paira sobre esses projetos. Os pesquisadores precisam demonstrar que eles podem ser economicamente competitivos com outras fontes de energia.

Latimer afirma que a tecnologia atual da Fervo pode gerar uma usina com custos totais de perfuração e construção em torno de US$ 6.000 por quilowatt de capacidade de geração de energia.

Para efeito de comparação, usinas a gás natural normalmente custam entre US$ 800 e US$ 1.000 por quilowatt de capacidade para serem construídas — mas também apresentam custos consideráveis ​​para operar, principalmente na forma de todo o gás natural que queimam.

Ao somar os custos de construção dos dois tipos de usinas e incluir os custos do gás natural, que flutuam consideravelmente, a questão crucial é se a energia geotérmica pode competir com base em cada unidade de eletricidade gerada.

Energia geotérmica para data centers

No mundo instável de uma rede elétrica assediada pela alta demanda por data centers, a economia está se inclinando para a energia geotérmica.

Isso ocorre porque tantos novos data centers de IA dependem de gás natural para se alimentar que as listas de espera para as turbinas necessárias estão se estendendo por anos.

O custo das usinas de energia a gás natural subiu de menos de US$ 1.000 por quilowatt para US$ 3.000 por quilowatt.

Ainda assim, perfurar a terra também traz riscos.

A perfuração experimental para um projeto geotérmico na Coreia do Sul causou um terremoto de magnitude 5,5 em 2017, ferindo 90 pessoas e causando dezenas de milhões em danos.

Desde então, engenheiros instituíram um monitoramento intensivo e um protocolo de avaliação de risco e resposta em várias etapas para evitar que um desastre como esse aconteça novamente, diz Moore.

Os críticos acreditam que a economia das usinas de Fervo pode nunca ser competitiva com os recursos de gás natural e petróleo com os quais elas precisam competir por sondas de perfuração. Alguns rivais estão buscando tecnologias ainda mais radicais — e distantes — para explorar reservatórios ainda mais profundos e quentes de calor da Terra.

Em uma pedreira de granito perto de Austin, Texas, a Quaise Energy, uma subsidiária do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) com sede em Cambridge, Massachusetts, está usando tecnologia inventada pelos soviéticos na década de 1960 para explorar a possibilidade de perfurar os poços mais profundos e quentes da história.

O objetivo, diz Carlos Araque, CEO da Quaise, é extrair rochas tão quentes que, quando a água entra em contato com elas, se torna um quarto estado da matéria. Essa substância estranha é tão densa quanto a água, mas flui como vapor e pode, em teoria, produzir 10 vezes mais energia do que a água quente convencional sob a superfície da Terra.

Para atingir rochas suficientemente quentes para transformar água nesse estado, Quaise está usando o chamado girotron, que cria micro-ondas — sim, o mesmo tipo que cozinha sua comida — no fundo de um poço. Essas micro-ondas são potentes o suficiente para derreter rochas.

Críticos da tecnologia de perfuração de Quaise, incluindo Moore, da Utah Forge, estão preocupados que rochas nas temperaturas que Quaise busca não possam ser transformadas em fontes permanentes e utilizáveis ​​de calor.

Mas Araque e muitos outros pioneiros da tecnologia geotérmica de última geração não se intimidam.

Se a humanidade conseguir um dia perfurar economicamente poços com mais de 10 quilômetros de profundidade, diz ele, poderemos extrair energia equivalente a mais que o dobro de toda a eletricidade usada na Terra hoje.

Outros, como pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável, calcularam que, somente nos EUA, milhares de vezes mais energia do que os americanos usam em um ano já está disponível em profundidades muito menores.

Os incentivos fiscais da era Biden para produtores de energia geotérmica foram estendidos até 2036 por uma lei assinada por Trump.

Entre isso e as novas tecnologias para perfuração e aproveitamento do calor da Terra, os construtores de usinas geotérmicas estão praticamente eufóricos com suas perspectivas.

Eles até adotaram uma frase popularizada pelo presidente, diz Latimer, embora ele a tenha usado para descrever um tipo de energia muito diferente: “Perfure, baby, perfure”.