Компания из Массачусетского технологического института пытается дать новое дыхание обычным геотермальным станциям. Новые технологии, используемые в термоядерных установках, позволяют бурить самые глубокие отверстия в Земле.
Чем глубже скважина, тем горячее становится порода, что позволяет использовать дармовую энергию для нагрева теплоносителя, приводящего в движением генераторы электростанций.
Новая концепция инженера МТИ позволит перепрофилировать угольные и газовые электростанции, создав на их террритории глубокие геотермальные скважины, в качестве источников тепла. “Грязные” электростанции, работающие на ископаемом топливе, могут таким образом правратиться в “чистые”- безуглеродные источники энергии для человечества.
Последние 14 лет, исследователь разрабатывал метод, который может вернуть заброшенную угольную электростанцию в рабочее состояние, но уже без выбросов углекислого газа.
Его метод пытается коммерциализировать компания Quaise Energy из США. Она полагает, что новая технология может работать почти на каждой угольной и газовой электростанции на нашей планете.
В конечном счете, компания намерена серьезно заявить о себе, испарив столько породы, чтобы пробурить самые глубокие в мире скважины и получить с их помощью геотермальную энергию в масштабе, достаточном для удовлетворения потребностей человека в энергии на миллионы лет.
Эти планы неразрывно связаны с энергией, лежащей у нас под ногами. Геотермальная энергия — это по сути, тепло внутри Земли: энергия, выделенная во время формирования нашей планеты, а также во время радиоактивного распада минералов, при котором выделяется тепло, которое сохраняется в горных породах и жидкостях в ядре Земли.
Поскольку это тепло постоянно генерируется в коре нашей планеты, то его можно считать возобновляемым источником энергии. Однако, несмотря на то, что технологии возобновляемых источников энергии в последние десятилетия получили большой импульс развития, геотермальная энергетика осталась на уровне 50-летней давности.
Фактически, геотермальные установки существуют только в регионах, где физические условия позволяют извлекать энергию на относительно небольших глубинах — до 120 метров под поверхностью Земли.
В пресс-релизе Массачусетского технологического института говорится, что обычное бурение становится невозможным за пределами определенной глубины, потому что порода становится более твердой, и горячей, что влечет резкий износ механического бурового долота и большие расходы. Поэтому необходимо новое решение.
Этим новым решением может стать устройство, излучающее микроволны, называемое гиротроном. Буровые системы Quaise спроектировары совместно с этим устройством, которое десятилетиями использовалось в исследованиях для нагрева материала в экспериментах по ядерному синтезу. Хотя компания еще не устранила все связанные с этим инженерные препятствия, она поставила перед собой амбициозную цель — использовать энергию пилотной скважины к 2026 году.
Использование гиротронных лучей для испарения камня
Идея использовать гиротронные лучи для испарения горных пород пришла в голову Воскову после того, как они много лет использовали их в экспериментах по ядерному синтезу. Он провел испытания, в ходе которых смог взорвать небольшие скальные образования с помощью компакного гиротрона из Центра плазменной науки и синтеза Массачусетского технологического института.
Компания Quaise, которая получила финансирование от Министерства энергетики, планирует провести более широкие испытания идеи Воскова, используя более крупный гиротрон.
Буровая платформа Quaise с использованием гиротрона испаряет породу в скважине, обеспечивая доступ к глубокому геотермальному теплу без необходимости в сложном скважинном оборудовании.
До конца года, команда Quaise планирует пробурить скважину глубиной в десять раз превышающую первую скважину с помощью более крупной машины. Последующая скважина, с использованием гиротрона, будет в десять раз глубже предыдущей. Она уже названа скважиной “100:1”.
В конечном счете, компания надеется начать испарять породу в ходе полевых испытаний в конце следующего года и получать энергию из пилотных геотермальных скважин с температурой горных пород до 500 градусов по Цельсию к 2026 году. Затем компания намерена начать повторное использование генерирущих мощностей старых электростанций на угле и природном газе.
«Это произойдет сразу, как только мы решим насущные инженерные проблемы передачи энергии излучения гиротрона и обеспечения его работы с высокой плотностью энергии без потерь», — заявляет автор идеи, который работает советником в компании Quaise.
«Это будет быстро, потому что базовая технология гиротронов коммерчески доступна. Проблема состоит в долговременном использовании этих источников излучения, которые никогда не эксплуатировались 24 часа в сутки 7 дней в неделю, но они спроектированы чтобы работать в течение длительного периода времени. Через пять или шесть лет, я думаю, у нас будет работающаю станция, если мы решим эти инженерные проблемы. Я очень оптимистичен».
Авторы убеждены, что глубинная геотермальная энергия — это как раз тот чистый возобновляемый энергетический ресурс, который можно масштабировать где угодно и который позволяет задействовать рабочую силу, высвобожденную при закрытии традиционных углеродных электростанций в энергетической отрасли.
