Nowe metody wiercenia i progresywnych technologii wydobycia ciepła z jelita Ziemi obietnicy szybkiego przekształcenia energii geotermalnej dla konkurencyjnego gracza na rynku produkcji energii elektrycznej, naukowcy z USA są pewni. Stanie się to szybko – za kilka lat. Prognozy mówią, że już w 2027 r. Koszt wytwarzania energii elektrycznej przy użyciu ciepła jelita planety będzie równy koszt dzisiejszej energii elektrycznej z gniazdka.
Raport na temat perspektyw energii geotermalnej (EGS) został przedstawiony przez wiodącego specjalistę w branży Roland Horne, profesor energii i inżynierii Uniwersytetu Stanforda (Uniwersytet Stanforda). Zaczął od historycznego dostępu do energii geotermalnej, wiąże się wyłącznie z czynnikami geograficznymi. W przypadku zwykłych elektrowni geotermalnych wymagane są gorące, przepuszczalne skały i dużą liczbę podziemnych płynów, co jest charakterystyczne dla miejsc o niedawnej aktywności wulkanicznej, takich jak Japonia, Nowa Zelandia, Filipiny, Kenia, Salvador, Islandia i zachodnia część Stany Zjednoczone.
Ale to było w przeszłości. W ciągu ostatnich 50 lat metody wiercenia i pęknięcia warstw otworzyły możliwość dostępu do ciepła podwodnego przez większość planety, a nie tylko obok wulkanów. Jak dotąd tylko pojedyncze firmy korzystały z nowych technologii, ale ukryty jest ogromny potencjał produkcji energii elektrycznej na dużą skalę. Dzisiaj, w skali globalnej, udział energii geotermalnej jest jeszcze mniej niż pół procent. Udział energii słonecznej i kurczaka jest ponad 25 razy wyższy, co można poprawić w dającej się przewidzieć czasu.
Aby uzyskać dostęp do podziemnego ciepła, należy zastosować metody wiercenia zaprojektowane do produkcji gazu łupkowego, w tym wiercenia poziomego i hydrauliczne warstwy. Dzięki pompowaniu cieczy pod wysokim ciśnieniem do studni przemysł naftowy rozszerzający pęknięcia istniejące w rasie i tworzą nowe, z powodu którego występuje przepływ oleju i innych cieczy na powierzchnię. W systemach geotermalnych o ulepszonych cechach ciecz jest po prostu gorącą wodą z naturalnych podziemnych zbiorników.
Inne dostosowane metody obejmują wiercenie kilku studni z jednego miejsca w celu zwiększenia wydajności i zmniejszenia kosztów. Syntetyczne korony wiertnicze diamentów, które mogą skutecznie przechodzić przez twarde skały, również okazały się krytyczne, umożliwiając ukończenie budowy nowej studni geotermalnej w ciągu kilku tygodni, a nie miesięcy. „Przyspieszenie wiercenia ma ogólnie ogromny wpływ na gospodarkę EGS” – wyjaśnił naukowiec.
Zgodnie z obliczeniami wyższa prędkość wiercenia może już sprawić, że systemy geotermalne są konkurencyjne w 2027 r. W odniesieniu do „podstawowych” systemów produkcyjnych energii elektrycznej w większości Stanów Zjednoczonych, które dziś są około 80 USD za MWH.
W Kalifornii, która obecnie otrzymuje około 5 % energii elektrycznej ze źródeł geotermalnych, autorzy obliczyli, że za pomocą energii geotermalnej EGS może wzrosnąć dziesięć razy i osiągnąć 40 GW do 2045 r., Które zastąpi paliwo kopalne jako generację podstawową. Zatem EG uzupełnia niestabilne odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce, i zwiększą stabilność nieszkodliwego systemu energetycznego.
Ale jest jeden punkt, który należy wziąć pod uwagę. Podobnie jak w przypadku hydraulicznego rozszerzenia warstw do produkcji ropy i gazu, zmiażdżenie głębokich skał w celu dostępu do zbiorników geotermalnych może powodować trzęsienia ziemi. Aby zmniejszyć ryzyko katastrof, profesor zaleca nie wiercenie tam, gdzie ryzyko trzęsień ziemi jest wysokie i gdzie przechodzą wady skorupy ziemskiej. Powinieneś również wiercić ostrożnie i przestać działać za każdym razem, gdy tylko zdarzenia sejsmiczne przekroczą określony poziom. Jeśli wstrząsanie nie jest silne, pracy nie można zatrzymać.
Innym sposobem uniknięcia trzęsień ziemi w miejscach wiercenia może być miękki wtrysk wody dla mocy hydraulicznej – nie pod wysokim ciśnieniem, ale znacznie słabszy. „Stopniowe utwardzanie płynu zamiast wykorzystywania ciśnienia pod ciśnieniem może znacznie zmniejszyć ryzyko i skalę indukowanej aktywności sejsmicznej”, powiedział Horn.
Naukowiec i jego koledzy mają nadzieję, że nowe badanie będzie zachętą do dalszych badań i rozwoju EGS jako zrównoważonego i wiarygodnego źródła energii. „EGS może zmienić zasady gry w produkcji energii przyjaznej dla środowiska nie tylko w Kalifornii, ale w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie”, powiedział Horn. „Bezpieczne wykorzystanie wewnętrznego ciepła Ziemi może znacząco wpłynąć na energię naszej przyszłości”.
