برای کشف پتانسیل انرژی زمین گرمایی چه اتفاقی باید بیفتد

تیم لاتیمر، بنیانگذار و مدیرعامل استارت آپ EGS Fervo، می گوید: «زمین گرمایی واقعاً برای بهترین زمان آماده است.

جذابیت زمین گرمایی همه چیز در مورد پایداری است: در حالی که توان خروجی نیروگاه های بادی و خورشیدی با فصل و زمان روز متفاوت است، برق زمین گرمایی همیشه روشن است و منبع ثابتی از برق را فراهم می کند.

جودی رابینز، مهندس زمین گرمایی از آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر، می گوید: «این واقعاً تنها بار پایه تجدیدپذیر است. انرژی هسته ای (که بدون کربن است اما قابل تجدید نیست) ممکن است نقش مشابهی را ایفا کند، اگرچه هزینه، مسائل مربوط به ضایعات و درک عمومی استقرار آن را محدود کرده است.

نیروگاه های زمین گرمایی مدرن از دهه 1970 در ایالات متحده فعالیت می کنند. این نیروگاه ها معمولاً آب گرم یا بخار را از زیر زمین به سطح پمپ می کنند تا توربین ها را حرکت دهند و برق تولید کنند. سپس آب به پایین پمپاژ می شود تا فشار را در زیر زمین حفظ کند تا این روند ادامه یابد.

مکان‌های زمین گرمایی اولیه برخی ویژگی‌ها را به اشتراک می‌گذارند: گرما، همراه با شکستگی در سنگ، و آب، همگی نزدیک به یکدیگر و در چند مایلی سطح. اما تاکنون در دسترس ترین منابع زمین گرمایی – در ایالات متحده، عمدتاً در غرب متمرکز شده اند – مورد بهره برداری قرار گرفته اند. اگرچه محققان فکر می‌کنند مکان‌های بالقوه بیشتری برای کشف وجود دارد، اما تعیین دقیق مکان‌های آنها دشوار است. و در بیشتر مناطق شرقی ایالات متحده و بسیاری از جاهای دیگر در سراسر جهان، سنگ زیرزمینی نوع یا آب مناسبی برای گیاهان سنتی نیست.

برخی از محققان و استارت آپ ها در تلاش هستند تا زمین گرمایی را در مکان های جدید گسترش دهند. با EGS، آن‌ها سعی می‌کنند آن را با پمپاژ سیال به داخل سنگ نفوذ ناپذیر مهندسی کنند تا شکاف‌ها باز شوند. این فضایی را ایجاد می‌کند که در آن آب آزادانه گردش کند و گرم شود و بخار مورد نیاز برای برق تولید شود. همانطور که پروژه های اولیه در کره جنوبی و سوئیس نشان داده اند، این فرآیند پتانسیل ایجاد زلزله را دارد. رابینز می‌گوید، با این حال، EGS مشابه فرکینگ است که در سراسر ایالات متحده گسترده است و خطرات آن در بیشتر مکان‌ها قابل کنترل است.

این رویکرد می تواند زمین گرمایی را به مکان هایی گسترش دهد که هیچ گونه آب زیرزمینی یا سنگی برای گیاهان معمولی مورد نیاز نیست.

با این حال، دسترسی به این منابع آسان نخواهد بود. حفاری تجاری معمولاً عمیق‌تر از هفت کیلومتر (چهار مایل) نمی‌شود – به دلایل هزینه، اغلب کمتر از آن است – و بسیاری از مکان‌هایی که از زمین گرمایی بهره می‌برند در آن عمق به 150 درجه سانتی‌گراد می‌رسند، به اندازه کافی گرم نیستند. نیاز به تولید برق اقتصادی وجود دارد. رسیدن به دمای کافی می‌تواند به معنای عمیق‌تر رفتن باشد، که به تکنیک‌ها و فناوری‌های جدیدی نیاز دارد که بتواند گرما و فشار بالا را تحمل کند.

Fervo در حال کار بر روی برخی از این جزئیات در پروژه های خود است، از جمله پروژه ای که اوایل امسال با گوگل برای نصب ظرفیت زمین گرمایی در نزدیکی مراکز داده این شرکت در نوادا اعلام شد. اخیراً به پروژه DOE در مرکز یوتا به نام FORGE (رصدخانه مرزی برای تحقیقات در انرژی زمین گرمایی) پیوسته است.

محققان دانشگاهی و صنعتی در Forge در تلاش هستند تا بهترین شیوه‌ها را برای استقرار EGS، از جمله حفاری و نگهداری مخزن، بیابند. لورن بوید، مدیر برنامه EGS در دفتر فناوری‌های زمین گرمایی DOE، می‌گوید این سایت به این دلیل انتخاب شده است که زمین‌شناسی آن نسبتاً نماینده مکان‌هایی است که می‌توان کارخانه‌های EGS دیگر در ایالات متحده ساخت.

با بودجه جدید از لایحه زیرساخت، DOE چهار مکان تظاهرات اضافی را تأمین مالی خواهد کرد. این امر درک محققان را از راه اندازی تأسیسات EGS گسترش می دهد، زیرا آنها می توانند در مکان های مختلف و با انواع مختلف سنگ ها کار کنند. حداقل یک نیروگاه در شرق ایالات متحده ساخته خواهد شد، جایی که زمین گرمایی کمتر رایج است.

سوزان هیم، مدیر دفتر فناوری های زمین گرمایی DOE می گوید، اما موانع فنی پیشرفت انرژی زمین گرمایی را کاهش نمی دهند. ساخت یک نیروگاه زمین گرمایی با توجه به تمامی مجوزها ممکن است تا یک دهه طول بکشد. ساده کردن این اسناد می تواند این زمان را تقریباً به نصف کاهش دهد و پتانسیل زمین گرمایی پیش بینی شده را تا سال 2050 دو برابر کند.