Бур или гиротроны? Свежая идея по добыче геотермальной энергии

Радикальный план сделать самую глубокую дыру в Земле может высвободить безграничную энергию. С момента своего запуска в 2020 году новаторская энергетическая компания Quaise привлекла серьезное внимание своей дерзкой целью — погрузиться в земную кору глубже, чем кто-либо раньше.

После закрытия первого раунда венчурного финансирования дочерняя компания Массачусетского технологического института в настоящее время привлекла в общей сложности 63 миллиона долларов США: респектабельный старт, который потенциально может сделать геотермальную энергию доступной для большего числа людей во всем мире.

Видение компании приближения к центру Земли состоит в том, чтобы объединить традиционные методы бурения с фонариком мегаваттной мощности, вдохновленным технологией, которая однажды может сделать возможной энергию ядерного синтеза.

По некоторой причине геотермальная энергия стала забытым возобновляемым типом энергии. Поскольку солнечная и ветровая все больше доминируют на рынке зеленой энергии, усилия по использованию огромного резервуара тепла глубоко под нашими ногами остаются далеко позади.

Нетрудно понять, почему. Несмотря на то, что это отличный выбор чистой, бесперебойной и безграничной энергии, очень мало мест, где горячие камни, подходящие для извлечения геотермальной энергии, удобно расположены близко к поверхности.

Quaise стремится изменить это, разрабатывая технологию, которая позволит нам прожигать отверстия в земной коре до рекордной глубины.

На сегодняшний день наши лучшие попытки прогрызть себе путь сквозь кожу планеты достигли дна около 12,3 км. Хотя Кольская сверхглубокая скважина и другие подобные ей, возможно, достигли своего предела, тем не менее, они представляют собой удивительные инженерные подвиги.

Чтобы продвинуться дальше, нам нужно было бы найти способы перемалывать материал, сжатый десятками километров верхней породы, а затем поднимать его обратно на поверхность.

Инструменты для копания также должны быть в состоянии измельчать камень при температуре выше 180 градусов по Цельсию (356 градусов по Фаренгейту). Чтобы повернуть сверла на такое большое расстояние, также потребовалось бы некоторое умное мышление.

Одной из потенциальных альтернатив вышеупомянутым препятствиям является меньше бурения и больше сжигания.

Решение Quaise, родившееся в результате исследований ядерного синтеза в MIT Plasma Science and Fusion Center, заключается в использовании миллиметровых волн электромагнитного излучения, которые заставляют атомы плавиться вместе.

Устройства, называемые гиротронами, могут эффективно производить непрерывные пучки электромагнитного излучения, встряхивая электроны на высокой скорости внутри мощных магнитных полей.

Подключив мегаваттный гиротрон к новейшим режущим инструментам, Quaise рассчитывает за несколько месяцев проложить себе путь через самую твердую и самую горячую породу на глубину около 20 километров.

На этих глубинах температура окружающей породы может достигать температуры около 500 градусов по Цельсию — этого достаточно, чтобы преобразовать любую жидкую воду, перекачиваемую туда, в парообразное сверхкритическое состояние, которое идеально подходит для выработки электроэнергии.

Используя свое начальное и инвестиционное финансирование, Quaise рассчитывает получить устройства для развертывания в полевых условиях, обеспечивающие проверку работоспособности концепции в течение следующих двух лет. Если все пойдет хорошо, к 2026 году у него может быть рабочая система, производящая электроэнергию.

К 2028 году компания надеется приобрести старые угольные электростанции, превратив их в объекты, работающие на паре.

Это технология одновременно такая старая и в то же время такая новая, что у нас наверняка возникнет множество вопросов о том, как и может ли она когда-нибудь добиться успеха. К счастью для нас, Лоз Блейн из New Atlas перечислил несколько из них, чтобы на них ответил генеральный директор и соучредитель Quaise Карлос Араке.

Даже без этой технологии примерно 8,3% мировой энергии могло бы поступать из геотермальных источников, обеспечивающих около 17% населения мира. Прямо сейчас около 40 стран могут полностью полагаться на геотермальную энергию.

Однако в настоящее время менее половины процента электроэнергии в мире обеспечивается теплом под нашими ногами. Чтобы к 2050 году оставаться на пути к нулевому уровню выбросов, геотермальная энергия должна расти примерно на 13 процентов каждый год. Прямо сейчас его расширение составляет лишь часть этого.

Это оставляет много места для роста, даже если мы не найдем способ расширить его охват. Пока неизвестно, помогут ли такие компании, как Quaise, оживить интерес к этому аутсайдеру.

Что можно сказать наверняка, так это то, что время для сокращения выбросов и ограничения глобального потепления чем-то менее катастрофическим быстро сокращается. Мы достигли дна, так что, возможно, нам пора копнуть немного глубже.

Майк МакРей, Science Alert