Niezwykły postęp geotermalnych technologii może rozwiązać problem dostępu do energii

O tym, że dysponujemy praktycznie nieskończonymi zasobami odnawialnej energii, przekonują nas wyniki geotermalnej konferencji, jaka odbyła się w od 19 do 23 lioca br. na University of Texas w Austin w USA. Jej wyniki są rewelacyjne.

Okazuje się, że jeżeli uda się nam udoskonalić techniki wiertnicze, to istnieje szansa, że dostęp do odnawialnej energii będzie ciągły i przynajmniej teoretycznie nieograniczony. Jest to o tyle istotne, że z energii tej będzie można korzystać teoretycznie w każdym miejscu na świecie.

Konferencja potwierdziła, że gorące skały zalegające kilka kilometrów pod powierzchnią ziemi mogą być wykorzystane do wytwarzania energii w ilościach wystarczających dla obecnej i przyszłej populacji ludzi zamieszkujących naszą planetę. Energia ta pochodzi z jądra Ziemi, które od miliardów lat od środka ogrzewa naszą planetę. Jest ona tak, duża, że jej wykorzystanie przez człowieka, przynajmniej obecnie, w niezauważalnym stopniu wpłynie na jej schłodzenie.

Ponieważ szczegółowa wiedza geologiczna i geotermalna nie jest powszechnie znana, rewelacje tej konferencji przyjmowane są z umiarkowanym sceptycyzmem.

Konferencja Geothermal Entrepreneurship Organisation (GEO) z University of Texas w Austin zgromadziła 165 ekspertów i liderów myśli technicznej z całego świata. Jej organizator miał na celu zwrócenie uwagi na rozkwit innowacji i nowe startupy pojawiające się w branży geotermalnej. Organizatorzy otrzymali dziesiątki zgłoszeń i w czerwcu przeprowadzili rundę półfinałową.

Punktem kulminacyjnym rywalizacji było spotkanie czterech finalistów.  Oprócz zwycięzcy - GreenFire Energy Inc. finalistami byli: Carbfix, Hephae Energy i Hypersciences. Publiczność głosowała na startup, który postrzegali jako ten o największym potencjale globalnego oddziaływania. Z tej okazji Joseph Scherer, prezes i dyrektor generalny GreenFire Energy powiedział:

- Jesteśmy zaszczyceni, że mogliśmy zostać zwycięzcą PIVOT2021 w konkursie New Venture i być obok tak wielu imponujących firm. GreenFire Energy cieszy się z ogromnego zainteresowaniem naszą technologią GreenLoop w celu przyspieszenia wytwarzania energii geotermalnej.

Konwencjonalne elektrownie geotermalne osiągają temperaturę ok. 230 st. C, wykorzystując gorącą wodę z otworów geotermalnych o głębokości ok. dwóch km. Super gorące skały występują blisko powierzchni ziemi na kilku obszarach naszego globu, ale dla większości świata znajdują się one od siedmiu do 20 km pod powierzchnią ziemi.

Według uczestników konferencji, sprawy te stają się szczególnie interesujące przy ok. 374 st. C, kiedy woda pompowana do skały osiąga nadkrytyczną fazę przypominającą parę. Ta woda w stanie nadkrytycznym może przenosić około 5-10 razy więcej energii niż zwykła gorąca woda, co czyni ją niezwykle wydajnym źródłem energii.

Jednakże granicą umożliwiającą sięgnięcie do tych źródeł energii geotermalnej jest potrzeba opracowania technologii wiercenia do głębokości 20 km. Obecnie standardowa głębokość tego rodzaju otworów osiąga ok. 5 km głębokości, a rekordowa z trudem przekracza 10 km i to tylko na zasadzie badawczej i eksperymentalnej. Pokonanie tej bariery głębokości otworów wiertniczych może spowodować, że energia geotermalna stanie się terawatowym (miliony megawatowym) źródłem energii o gęstości mocy paliw kopalnych. Głębokie wiercenia do 20 km, umożliwią pozyskiwanie wody o temperaturze nadkrytycznej ok. 500 st. C.

Punktem wyjścia dla nowych technologii wiertniczych było stwierdzenie, że konwencjonalne urządzenia skrawające stosowane w przemyśle naftowym i gazowym zawodzą w ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach związanych z dotarciem do tak głęboko położonych źródeł geotermalnych. W przeciwieństwie do tradycyjnych technologii wiertniczych firma Quaise Energy zaprezentowała urządzenie, które działa wytwarzając krótkofalową energię, podobną do tej, z jakiej korzysta mikrofalówka do gotowania. Energia ta kierowana jest do głębokich, gorących skał za pomocą falowodów. Gaz towarzyszący krótkofalowej energii przenosi odparowaną skałę z powrotem na powierzchnię.

Kolejne możliwości wiertnicze stwarza wykorzystanie do tego celu energetyzowanego gazu w postaci plazmy do rozbijania skał na drobne części. Jeszcze innym rozwiązaniem jest zastosowanie hipersonicznych pocisków wystrzeliwanych przed obracającym się wiertłem, które mają umożliwiać wiercenie ok. 10 razy szybciej w twardej skale o wysokiej temperaturze.

Ta technologia – podobnie jak pozostałe – jest testowana w próbach terenowych, a także jest wykorzystywana do drążenia tuneli, w górnictwie i lotnictwie. Technologie te były ostatnio badane na najnowocześniejszym tego rodzaju obiekcie w pobliżu Bratysławy na Słowacji. Wspomniane projekty wspierane są przez Unię Europejską i zostały zaprezentowane przez naukowców z ARMINES/MINES-ParisTech we Francji. Ich technika, będąca wciąż jeszcze w fazie rozwoju, polega na łączeniu wysokociśnieniowego czyszczenia wodą z wierceniem udarowym.

Prace nad zagospodarowaniem ciepła, które wytwarza nasza planeta, nabierają tempa i stwarzają szansę, że być może już w niedalekiej przyszłości, wszystkie inne jej źródła energii staną się mało efektywne technologicznie i staną się nieekonomicznymi. Tego rodzaju geotermia ma szansę w naturalny sposób wyeliminować z powszechnego użytku wszystkie konkurencyjne jej źródła.