آنچه برای آزاد کردن پتانسیل انرژی زمین گرمایی لازم است

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

جذابیت انرژی زمین گرمایی ثبات است: در حالی که راندمان برق مزارع بادی و خورشیدی با آب و هوا و زمان روز متفاوت است، انرژی زمین گرمایی همیشه روشن است و منبع پایدار برق را فراهم می کند.

جودی رابینز، مهندس زمین گرمایی در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر می گوید: «این واقعاً تنها بار پایه تجدیدپذیر است. انرژی هسته‌ای (که بدون کربن است اما قابل تجدید نیست) می‌تواند نقش مشابهی را ایفا کند، اگرچه هزینه‌ها، مشکلات زباله و تصور 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 معمولاً آب گرم یا بخار را از زمین به سطح پمپ می کنند تا توربین را به حرکت درآورند و برق تولید کنند. سپس آب به عقب پمپاژ می شود تا فشار را در زیر زمین نگه دارد تا این روند ادامه یابد.

مکان‌های زمین گرمایی اولیه دارای ویژگی‌های خاصی هستند: گرما، سنگ‌های شکاف‌دار و آب، همگی نزدیک به هم و در چند مایلی سطح. اما تا به امروز، در دسترس ترین منابع زمین گرمایی – عمدتاً غرب محور در ایالات متحده – استفاده شده است. در حالی که محققان بر این باورند که بسیاری از سایت‌های بالقوه دیگر وجود دارند که هنوز می‌توان آنها را پیدا کرد، تعیین دقیق مکان‌های آنها دشوار است. و در بسیاری از ایالت های شرقی ایالات متحده و بسیاری از نقاط دیگر در سراسر جهان، سنگ های زیرزمینی برای گیاهان سنتی مناسب نیستند و یا در آنجا آب وجود ندارد.

برخی از محققان و استارت آپ ها در تلاش هستند تا انرژی زمین گرمایی را به مکان های جدید گسترش دهند. با EGS، آنها سعی می کنند آنچه را که در زیر زمین است با پمپاژ سیال به داخل سنگ نفوذ ناپذیر طراحی کنند تا شکاف ها باز شوند. این فضایی ایجاد می کند که آب می تواند آزادانه در آن حرکت کند و گرم شود و بخار مورد نیاز برای تامین انرژی آن تولید شود. همانطور که پروژه های اولیه در کره جنوبی و سوئیس نشان دادند، این فرآیند پتانسیل ایجاد زلزله را دارد. رابینز می‌گوید، با این حال، EGS مشابه فرکینگ است، که در ایالات متحده گسترده است، و خطر آن احتمالاً در بیشتر مکان‌ها قابل کنترل است.

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

با این حال، دستیابی به این منابع آسان نخواهد بود. چاه‌های تجاری معمولاً خیلی عمیق‌تر از هفت کیلومتر (چهار مایل) نمی‌روند – اغلب حتی به دلیل هزینه کمتر – و بسیاری از مکان‌هایی که می‌توانند از انرژی زمین گرمایی بهره ببرند در این عمق به اندازه‌ای گرم نیستند که به 150 درجه سانتیگراد مورد نیاز برای تولید اقتصادی برسند. برق رسیدن به دمای کافی می‌تواند به معنای پایین آمدن عمیق‌تر باشد، که به تکنیک‌ها و فناوری‌های جدیدی نیاز دارد که بتواند دما و فشار بالا را تحمل کند.

Fervo روی برخی از این جزئیات در پروژه های خود کار می کند، از جمله پروژه ای که اوایل سال جاری از سوی گوگل اعلام شد، برای نصب برق زمین گرمایی در نزدیکی مراکز داده این شرکت در نوادا. او همچنین اخیراً در پروژه DOE در مرکز شهر یوتا به نام FORGE (رصدخانه مرزی برای تحقیقات در انرژی زمین گرمایی) مشارکت داشته است.

دانشگاه و صنعت FORGE به دنبال یافتن بهترین شیوه ها برای اجرای EGS، از جمله حفاری و نگهداری مخزن هستند. لورن بوید، مدیر برنامه EGS در دفتر فناوری زمین گرمایی وزارت انرژی، می‌گوید: این مکان به این دلیل انتخاب شد که زمین‌شناسی آن نسبتاً نماینده مکان‌هایی است که می‌توان در آن‌ها نیروگاه‌های EGS دیگر در ایالات متحده احداث کرد.

با بودجه جدید از قانون زیرساخت، DOE چهار سایت نمایشی اضافی را تامین مالی خواهد کرد. این امر درک دانشمندان را از نحوه ایجاد اشیاء EGS افزایش می دهد زیرا آنها می توانند در مکان های مختلف و با انواع مختلف سنگ کار کنند. حداقل یک نیروگاه در شرق ایالات متحده ساخته خواهد شد، جایی که انرژی زمین گرمایی کمتر رایج است.

سوزان هام، مدیر دفتر فناوری ژئوترمال DOE می‌گوید، اما موانع فناوری تنها چیزی نیستند که پیشرفت در انرژی زمین گرمایی را کند کرده‌اند. ساخت یک نیروگاه زمین گرمایی با توجه به کلیه مجوزهای مربوطه می تواند تا یک دهه طول بکشد. ساده‌سازی این اسناد می‌تواند این زمان را تقریباً به نصف کاهش دهد و ظرفیت زمین گرمایی پیش‌بینی‌شده را تا سال ۲۰۵۰ دو برابر کند.