Когда дело доходит до возобновляемых источников энергии, суперзвездами всегда являются солнечная и ветровая энергия: что неудивительно, учитывая успех обоих секторов. Однако солнечная и ветровая энергия имеют свои недостатки. Они еще не являются непрерывными, надежными и универсально применимыми. Хранение и транспортировка энергии имеют решающее значение: прогресс был достигнут на обоих фронтах, но производство, обслуживание и замена батарей остаются дорогими.
Что, если бы в мире был почти неограниченный запас энергии? А если бы было «достаточно» разработать технологии, использующие этот источник энергии? Если бы этого было достаточно, одним словом: бурение?
Ответ - сверлить
Ответ на эти вопросы есть и всегда был прямо у нас под ногами: ядро нашей планеты горячее Солнца (даже если немного похолодает). Все, что нужно, это просверлить достаточно глубоко, чтобы высвободить часть своего тепла.
По крайней мере, это его намерение Квайз Энерджи: стартап, родившийся в MIT в 2018 году, недавно получил 40 миллионов долларов нового финансирования. Но чтобы действительно глубоко просверлить, вам сначала нужны новые сверла.
идея
Чтобы испарять породу, а не разрушать ее, необходимо заменить традиционные наконечники световыми лучами миллиметрового диапазона. Эти «бесконтактные» буры могут проникать в земную кору на глубину до 20 км (12 миль), где температура горных пород достигает температуры выше 350°C (700 градусов по Фаренгейту). Вода будет затягиваться в отверстие и превращаться в пар, а затем в энергию.
«У нас сейчас проблема с доступом», — говорит он. Карлос Араке, соучредитель и генеральный директор Quaise. «Когда мы сможем бурить на глубину от 10 до 20 километров, мы получим доступ к практически бесконечному источнику энергии».
Звучит многообещающе, но стартапу еще предстоит доказать, что его экспериментальная технология работает. Кстати, работает? Давайте сначала сделаем небольшой шаг назад.
Геотермальная энергия объяснила моей собаке
Геотермальной энергии не уделяется особого внимания, поскольку она зависит от особых условий. Исландия, например, создала собственную электросеть. почти 100% возобновляемый использование геотермальной и гидроэлектроэнергии: это лидер в Европе. Но Исландия — редкий случай: красивый остров, состоящий из вулканов и ледников, а когда огонь и вода встречаются у поверхности, даже бурить не нужно.
Обычные геотермальные электростанции используют пар, поднимающийся через трещины и расщелины в горных породах, для обогрева конструкций и привода турбин, вырабатывающих электроэнергию. Совсем не просто и совсем не очевидно.
Геотермальная энергия нового поколения
Вот почему геотермальная энергия снова стремится создать правильные условия, а не искать их где-то еще. Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) проникают в более горячие породы с меньшим количеством естественных трещин и трещин. Затем они разрушают породу с помощью жидкости под высоким давлением (технология, заимствованная из нефтегазовой промышленности, известная как «разрыв пласта»). Я сказал фрекинг и уже воротил нос.
Конечно, сторонники EGS отмечают, что жидкости, используемые для EGS, более безопасны и представляют меньший риск загрязнения грунтовых вод. То же самое относится и к рискам возникновения сейсмической активности, поскольку системы EGS будут создавать более мелкие трещины в породе, используя более низкое давление, чем гидроразрыв, который добывает сланцевую нефть и газ. Однако мои сомнения остаются.
Система Quaise еще впереди
По словам компании, тип геотермальной системы, которую предлагает Quaise, находится на расстоянии световых лет даже от недавно разработанной геотермальной системы.
Бурение на очень большой глубине означает попадание в породу при более высоких температурах. Настолько высоко, чтобы производить «сверхкритическую» воду. Четвертое состояние после твердого, жидкого и газообразного состояния, при котором вода содержит в 4-10 раз больше энергии на единицу массы, что удваивает ее преобразование в электричество.
Подводя итог: вы получите больше энергии, и вы получите больше электричества из этой энергии. Самое главное, что это можно было сделать в любой точке мира.
Бурить вниз - это подвиг
Чем больше вы бурите, тем горячее становится порода: преимущество, за которое приходится платить. При использовании традиционных технологий существует точка, за которой бурение становится невозможным. Проще говоря, электроника плавится, а сверла буквально отрываются. Чтобы заменить один на такой глубине, может потребоваться неделя, чтобы поднять его, два часа, чтобы заменить его, и еще неделя, чтобы снова опустить его.
Решение (не такое уж оригинальное или новое) — бесконтактное сверление.
Пол Восков из Массачусетского технологического института, чьи исследования лежат в основе подхода Куэза, потребовалось 10 лет только для того, чтобы продемонстрировать физику, лежащую в основе этой технологии. Система для бурения без касания породы включает в себя луч энергии миллиметровых волн — электромагнитной частоты на территории микроволнового диапазона, генерируемый гиротроном на поверхности. Микроволновой луч «запускается» в скважину вместе с газом (азотом, воздухом или аргоном) и испаряет слои горных пород глубоко под землей. Затем газ связывается с испаренной породой и выносит ее на поверхность в виде облака вулканического пепла.
Первые испытания, результат полученных грантов, стартуют в 2024 году.
Quaise начнет бурение этим методом менее чем через два года, постепенно увеличивая глубину. Единственным узким местом является эта техника, утверждают в компании: все остальное готово, включая силовые установки.
Действительно, современные электростанции можно «адаптировать», пробурив поблизости и заменив ископаемое топливо геотермальной энергией, что снизит экологический след от 100 до 1000 раз.
Другими словами, это звучит как настоящий экологический переход. Отличное видение. Конечно, еще рано, но заслуживает большого внимания.
«Геологический двигатель» Земли все еще имеет его, по крайней мере, на миллиард лет. Это источник энергии, доступный из любой точки земного шара.
