Jarðhita- og samrunatækni: Nýting hita jarðar

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Kann 26, 2023

Quaise, fyrirtæki sem er byggt á samstarfi Massachusetts Institute of Technology (MIT) Plasma Science and Fusion Center, leitast við að nýta jarðhitann sem er fastur undir yfirborði jarðar. Fyrirtækið stefnir að því að nýta tiltæka tækni til að nýta þessa orku til sjálfbærrar notkunar. Með því að nýta þennan endurnýjanlega orkugjafa vonast Quaise til að stuðla verulega að því að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda.

Jarðhitasamruna tækni samhengi

Quaise ætlar að bora niður tvo til tólf kílómetra niður í yfirborð jarðar með því að nota gírótónknúnar millimetrabylgjur til að gufa upp bergið. Gyrotrons eru örbylgjusveiflur með miklum krafti sem mynda rafsegulgeislun á mjög háum tíðnum. Glerkenndur flötur hylur boraða holuna þegar bergið bráðnar, sem útilokar þörfina fyrir sementshúð. Síðan er argongas sent niður tvöfalda strábyggingu til að hreinsa grýtta agnirnar. 

Þegar vatni er dælt niður í dýpið gerir hár hiti það ofurgagnrýnið, sem gerir það fimm til 10 sinnum skilvirkara við að flytja varma aftur út. Quaise stefnir að því að endurnýta raforkuver sem byggjast á kolum til að framleiða raforku úr gufunni sem hlýst af þessu ferli. Kostnaðaráætlanir fyrir 12 mílur liggja á $1,000 USD á metra og hægt er að grafa lengdina á aðeins 100 dögum.

Gyrotrons hafa þróast verulega í gegnum árin til að styðja við þróun samrunaorkutækni. Með því að uppfæra í millimetrabylgjur úr innrauðu eykur Quaise skilvirkni borunar. Til dæmis, með því að útrýma þörfinni fyrir hlífar, skera 50 prósent af kostnaði. Beinar orkuæfingar draga einnig úr sliti þar sem ekkert vélrænt ferli á sér stað. Hins vegar, þó að það sé mjög efnilegt á pappír og í rannsóknarstofuprófum, á þetta ferli enn eftir að sanna sig á þessu sviði. Fyrirtækið stefnir að því að endurnýta fyrsta kolaverksmiðjuna árið 2028.

Truflandi áhrif 

Einn af mikilvægum kostum jarðvarmatækni Quaise er að hún krefst ekki aukins landrýmis, ólíkt öðrum endurnýjanlegum orkugjöfum eins og sól eða vindi. Sem slík geta lönd dregið úr losun koltvísýrings án þess að skerða aðra landnýtingarstarfsemi, svo sem landbúnað eða borgarþróun.

Hugsanleg velgengni þessarar tækni getur einnig haft víðtæk geopólitísk áhrif. Lönd sem reiða sig á orkuinnflutning frá öðrum þjóðum, eins og olíu eða jarðgas, þurfa ef til vill ekki lengur að gera það ef þau geta nýtt jarðhitaauðlindir sínar. Þessi þróun gæti breytt hnattrænni kraftvirkni og dregið úr líkum á átökum um orkuauðlindir. Að auki getur hagkvæmni jarðhitatækninnar ögrað dýrum endurnýjanlegum lausnum, sem að lokum leitt til samkeppnishæfari og hagkvæmari orkumarkaðar.

Þótt umskipti yfir í jarðhita geti skapað ný atvinnutækifæri, gæti það líka þurft vinnuafl í orkuiðnaði til að breyta undirgrein sinni. Hins vegar, ólíkt öðrum endurnýjanlegum orkugjöfum sem krefjast sérhæfðrar færni, eins og uppsetningu sólarplötur eða viðhald vindmylla, nýtir jarðhitatæknin uppfærðar útgáfur af núverandi aðferðum. Að lokum gæti velgengni Quaise einnig verið veruleg áskorun fyrir hefðbundin olíufyrirtæki, sem gætu séð samdrátt í eftirspurn eftir vörum sínum með áður óþekktum hraða. 

Afleiðingar jarðhitasamrunatækni

Víðtækari afleiðingar framfara í jarðhitatækni eru:

• Sérhvert land hefur hugsanlega aðgang að innlendum og ótæmandi orkugjafa, sem leiðir til réttlátari dreifingar auðlinda og tækifæra, sérstaklega í þróunarlöndum.
• Betri verndun viðkvæmra vistkerfa og landa í eigu frumbyggja þar sem þörfin á að grafa í þau til að finna hráar orkuauðlindir minnkar.
• Bættur möguleiki á að ná núlllosun fyrir 2100. 
• Minnkandi áhrif olíuríkra þjóða á heimspólitík og efnahagsmál.
• Auknar staðbundnar tekjur með sölu jarðvarma til netsins. Að auki getur notkun jarðhitatækni dregið úr eldsneytiskostnaði, sem gæti leitt til hagkvæmari vöru og þjónustu.
• Hugsanleg umhverfisáhrif við byggingu og rekstur jarðvarmavirkjana, þar með talið vatnsnotkun og förgun úrgangs.
• Verulegar tækniframfarir, þar á meðal skilvirkari og hagkvæmari orkugeymslulausnir og endurbætur á borunar- og orkuöflunartækni.
• Ný störf skapast í endurnýjanlegri orkuiðnaði og öðrum atvinnugreinum sem hverfa frá jarðefnaeldsneyti. 
• Fleiri hvatar og stefnur stjórnvalda til að hvetja til fjárfestinga og þróunar í greininni. 

Spurningar sem þarf að íhuga

• Hvaða fylgikvillar sérðu í heiminum að skipta yfir í jarðhita?
• Munu öll lönd taka upp þessa nálgun ef hún verður framkvæmanleg?