آنچه برای آزادسازی پتانسیل انرژی زمین گرمایی لازم است

تیم لاتیمر، بنیانگذار و مدیرعامل استارت آپ EGS Fervo، گفت: «زمین گرمایی برای یک لحظه حساس آماده است.

جذابیت انرژی زمین گرمایی تماماً به یکپارچگی مربوط می شود: در حالی که توان خروجی نیروگاه های بادی و خورشیدی بر اساس آب و هوا و زمان روز متفاوت است، انرژی زمین گرمایی ثابت است و منبع پایدار برق را فراهم می کند.

جودی رابینز، مهندس زمین گرمایی در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر می گوید: «این فقط یک پایه قابل تعویض است. انرژی هسته ای (که غیر کربنی است اما غیر قابل تجدید) می تواند نقش مشابهی را ایفا کند، اگرچه هزینه ها، مسائل زباله و آگاهی عمومی استفاده از آن را محدود کرده است.

نیروگاه های زمین گرمایی مدرن از دهه 1970 در ایالات متحده فعالیت می کنند. این نیروگاه ها عموماً آب گرم یا بخار را از زمین به سمت سطح پمپ می کنند تا توربین را به حرکت درآورند و برق تولید کنند. سپس آب به پایین پمپاژ می شود تا فشار آب زیرزمینی حفظ شود، بنابراین روند می تواند ادامه یابد.

مکان‌های زمین گرمایی دارای ویژگی‌های خاصی هستند: گرما، سنگ شکسته و آب، که همگی نزدیک به یکدیگر و در چند کیلومتری سطح هستند. اما اکنون، در دسترس ترین منابع زمین گرمایی – در ایالات متحده، که بیشتر بر غرب متمرکز هستند – مورد بهره برداری قرار گرفته اند. اگرچه محققان فکر می‌کنند مکان‌های بالقوه زیادی وجود دارد که هنوز پیدا نشده‌اند، اما تشخیص اینکه کجا هستند دشوار است. و در بسیاری از شرق ایالات متحده و در بسیاری از نقاط جهان، سنگ های زیرزمینی نوع ایده آلی برای کار گیاهان بومی نیستند یا آب وجود ندارد.

برخی از محققان و مبتدیان در تلاش هستند تا گرمای زمین گرمایی را به مناطق جدید گسترش دهند. با EGS، آنها در تلاشند تا با پمپاژ آب به داخل سنگ، زیرزمین را مهندسی کنند تا شکاف ها باز شوند. این منطقه ای را ایجاد می کند که آب می تواند آزادانه حرکت کند و گرم شود و بخار مورد نیاز برای انرژی تولید کند. همانطور که پروژه های اولیه در کره جنوبی و سوئیس نشان داده اند، این فرآیند پتانسیل ایجاد زلزله را دارد. رابینز گفت، با این حال، EGS مشابه فرکینگ است که در سراسر ایالات متحده پخش می شود و احتمالاً این خطر در بیشتر مکان ها قابل کنترل است.

این روش می تواند گرمای زمین گرمایی را به مکان هایی که آب زیرزمینی یا نوع سنگ مورد نیاز برای گیاهان بومی وجود ندارد گسترش دهد.

با این حال، دسترسی به این منابع آسان نخواهد بود. حفاری تجاری معمولاً عمیق‌تر از هفت کیلومتر (چهار مایل) نیست – به دلایل هزینه، اغلب کمتر از آن است – و بسیاری از مکان‌هایی که ممکن است از گرمای زمین گرمایی بهره ببرند در اعماق تا 150 درجه سانتیگراد به اندازه کافی گرم نیستند. برای تولید برق اقتصادی لازم است. دستیابی به دمای مناسب ممکن است به معنای عمیق‌تر شدن باشد، که نیازمند تکنیک‌ها و فناوری‌های جدیدی است که بتواند دما و فشار بالا را تحمل کند.

Fervo در حال بررسی برخی از این جزئیات در پروژه خود است، از جمله یکی از مواردی که در اوایل سال جاری به گوگل برای نصب ظرفیت زمین گرمایی در نزدیکی مرکز داده این شرکت در نوادا اعلام شد. اخیراً، در یک پروژه DOE در مرکز یوتا به نام FORGE (رصدخانه جلویی برای تحقیقات انرژی زمین گرمایی) مشارکت داشت.

تکنسین ها و محققان صنعت در FORGE در تلاش هستند تا بهترین شیوه ها را برای استفاده از EGS، از جمله حفاری و نگهداری مخزن، بیابند. لورن بوید، مدیر پروژه EGS در دفتر فناوری زمین گرمایی DOE، گفت: این سایت به این دلیل انتخاب شد که زمین شناسی آن نشان دهنده مکانی منصفانه از مکانی است که در آن کارخانه های EGS دیگر می توانند در ایالات متحده ساخته شوند.

با بودجه جدید از لایحه زیرساخت، DOE چهار مکان تظاهرات اضافی را تأمین مالی خواهد کرد. این امر درک محققان را در مورد تنظیمات سایت EGS گسترش می دهد، زیرا آنها می توانند در مکان های مختلف و با انواع مختلف سنگ ها کار کنند. حداقل یک کارخانه در شرق ایالات متحده، جایی که گرمای زمین گرمایی حداقل است، تشکیل خواهد شد.

سوزان هام، مدیر دفتر فناوری زمین گرمایی وزارت انرژی، گفت: اما موانع فناوری تنها موانعی نیستند که پیشرفت انرژی زمین گرمایی را کاهش می دهند. ساخت یک نیروگاه زمین گرمایی به دلیل داشتن تمامی مجوزها ممکن است تا یک دهه طول بکشد. بهبود اسناد می تواند این زمان را به نصف کاهش دهد و ظرفیت زمین گرمایی مورد انتظار در سال را افزایش دهد. سال 2050 دو برابر است.