فناوری زمین گرمایی و همجوشی: مهار گرمای زمین

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• ممکن است 26، 2023

Quaise، شرکتی که از همکاری مرکز علوم پلاسما و فیوژن مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) به وجود آمده است، به دنبال بهره برداری از انرژی زمین گرمایی محبوس شده در زیر سطح زمین است. این شرکت قصد دارد از فناوری موجود برای استفاده از این انرژی برای استفاده پایدار استفاده کند. با بهره برداری از این منبع انرژی تجدیدپذیر، Quaise امیدوار است به طور قابل توجهی به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک کند.

زمینه فناوری همجوشی زمین گرمایی

Quaise قصد دارد با استفاده از امواج میلی‌متری ژیروترون، دو تا دوازده مایل در سطح زمین حفاری کند تا سنگ را تبخیر کند. ژیروترون ها نوسانگرهای مایکروویو با قدرت بالا هستند که تشعشعات الکترومغناطیسی را در فرکانس های بسیار بالا تولید می کنند. با ذوب شدن سنگ، یک سطح شیشه ای، سوراخ حفر شده را می پوشاند و نیازی به پوشش سیمانی را از بین می برد. سپس، گاز آرگون یک ساختار دو کاهی به پایین فرستاده می شود تا ذرات سنگی را پاک کند. 

همانطور که آب به اعماق پمپ می شود، دمای بالا آن را فوق بحرانی می کند و باعث می شود پنج تا 10 برابر در انتقال گرما به بیرون کارآمدتر شود. هدف Quaise این است که نیروگاه‌های تولید برق مبتنی بر زغال سنگ را برای تولید برق از بخار حاصل از این فرآیند تغییر کاربری دهد. برآورد هزینه برای 12 مایل 1,000 دلار در هر متر است و طول آن را می توان تنها در 100 روز حفر کرد.

ژیروترون ها در طول سال ها به طور قابل توجهی توسعه یافته اند تا از توسعه فناوری های انرژی همجوشی حمایت کنند. Quaise با ارتقاء امواج مادون قرمز به امواج میلی متری، کارایی حفاری را افزایش می دهد. به عنوان مثال، حذف نیاز به پوشش 50 درصد از هزینه ها را کاهش می دهد. مته های انرژی مستقیم همچنین باعث کاهش سایش و پارگی می شود زیرا هیچ فرآیند مکانیکی رخ نمی دهد. با این حال، در حالی که روی کاغذ و در آزمایشات آزمایشگاهی بسیار امیدوارکننده است، این فرآیند هنوز خود را در این زمینه ثابت نکرده است. این شرکت قصد دارد اولین نیروگاه زغال سنگ خود را تا سال 2028 تقویت کند.

تاثیر مخرب 

یکی از مزایای قابل توجه فناوری انرژی زمین گرمایی Quaise این است که بر خلاف سایر منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشیدی یا باد، به فضای زمین اضافی نیاز ندارد. به این ترتیب، کشورها می توانند انتشار دی اکسید کربن خود را بدون به خطر انداختن سایر فعالیت های کاربری زمین، مانند کشاورزی یا توسعه شهری، کاهش دهند.

موفقیت بالقوه این فناوری ممکن است پیامدهای ژئوپلیتیکی گسترده ای نیز داشته باشد. کشورهایی که به واردات انرژی از سایر کشورها، مانند نفت یا گاز طبیعی متکی هستند، اگر بتوانند از منابع زمین گرمایی خود استفاده کنند، ممکن است دیگر نیازی به این کار نداشته باشند. این توسعه می تواند پویایی قدرت جهانی را تغییر دهد و احتمال درگیری بر سر منابع انرژی را کاهش دهد. علاوه بر این، مقرون به صرفه بودن فناوری انرژی زمین گرمایی ممکن است راه حل های گران قیمت تجدیدپذیر را به چالش بکشد و در نهایت منجر به بازار انرژی رقابتی تر و مقرون به صرفه تر شود.

در حالی که انتقال به انرژی زمین گرمایی ممکن است فرصت های شغلی جدیدی ایجاد کند، ممکن است نیاز به نیروی کار صنعت انرژی برای تغییر زیربخش خود داشته باشد. با این حال، بر خلاف سایر منابع انرژی تجدیدپذیر که نیاز به مهارت های تخصصی، مانند نصب پنل خورشیدی یا تعمیر و نگهداری توربین بادی دارند، فناوری انرژی زمین گرمایی از نسخه های ارتقا یافته مکانیسم های موجود استفاده می کند. در نهایت، موفقیت Quaise ممکن است چالش مهمی برای شرکت‌های نفتی سنتی باشد که می‌تواند شاهد کاهش تقاضا برای محصولات خود با نرخ بی‌سابقه‌ای باشد. 

مفاهیم فناوری همجوشی زمین گرمایی

پیامدهای گسترده تر پیشرفت در فناوری زمین گرمایی عبارتند از:

• هر کشوری به طور بالقوه به یک منبع داخلی و پایان ناپذیر انرژی دسترسی دارد که منجر به توزیع عادلانه‌تر منابع و فرصت‌ها، به ویژه در کشورهای در حال توسعه می‌شود.
• حفاظت بهتر از اکوسیستم های حساس و زمین های بومی، زیرا نیاز به حفاری در آنها برای یافتن منابع انرژی خام کاهش می یابد.
• امکان بهبود یافته برای رسیدن به انتشار خالص صفر قبل از سال 2100. 
• کاهش نفوذ کشورهای نفت خیز بر سیاست و اقتصاد جهانی.
• افزایش درآمد محلی از طریق فروش انرژی زمین گرمایی به شبکه. علاوه بر این، اتخاذ فناوری زمین گرمایی می تواند هزینه سوخت را کاهش دهد و به طور بالقوه منجر به کالاها و خدمات مقرون به صرفه تر شود.
• اثرات زیست محیطی بالقوه در طول ساخت و بهره برداری از نیروگاه های زمین گرمایی، از جمله مصرف آب و دفع مواد زائد.
• پیشرفت‌های فن‌آوری مهم، از جمله راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر، و بهبود تکنیک‌های حفاری و تولید انرژی.
• ایجاد مشاغل جدید در صنعت انرژی های تجدیدپذیر و سایر صنایع که از سوخت های فسیلی دور می شوند. 
• مشوق ها و سیاست های بیشتر دولت برای تشویق سرمایه گذاری و توسعه در صنعت. 

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• چه عوارضی را در تغییر جهان به سمت انرژی زمین گرمایی می بینید؟
• آیا همه کشورها این رویکرد را در صورت امکان پذیر شدن اتخاذ خواهند کرد؟