Wykorzystanie zaledwie 1 proc. energii z supergorących skał mogłoby dostarczyć ponad ośmiokrotność obecnej globalnej produkcji prądu.
Głęboko pod powierzchnią Ziemi kryje się olbrzymie źródło energii, które – zdaniem naukowców – może pomóc zasilić niskoemisyjną przyszłość.
REKLAMA
REKLAMA
Coraz więcej badaczy i firm energetycznych ściga się dziś, by odblokować potencjał „supergorącej” energii geotermalnej – bardzo starego, a zarazem nowego źródła mocy, które mogłoby dostarczać nieprzerwaną, bezemisyjną energię elektryczną niemal w każdym miejscu na Ziemi.
Na początku tego roku Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) wyróżniła supergorącą geotermię w raporcie State of Energy Innovation (źródło w Angielski), określając ją jako obiecujące źródło „czystej, stabilnej mocy”, które może wspierać odchodzenie od paliw kopalnych.
Obecnie jeden z najbaczniej obserwowanych projektów w tej branży wchodzi w fazę realizacji w amerykańskim stanie Oregon. Startup Quaise Energy zapowiada tam budowę – do 2030 roku – pierwszej na świecie elektrowni geotermalnej wykorzystującej supergorące złoża.
Na czym polega supergorąca energia geotermalna?
Energia geotermalna wykorzystuje ciepło z wnętrza Ziemi do produkcji energii elektrycznej lub ogrzewania budynków.
Jej rola jako źródła prądu i ciepła nie jest niczym nowym.
Na Islandii woda geotermalna ogrzewa domy od prawie stu lat. Dziś około 30 proc. energii elektrycznej w tym kraju pochodzi ze źródeł geotermalnych.
Według IEA (źródło w Angielski) tradycyjne elektrownie geotermalne opierają się na naturalnych podziemnych zbiornikach gorącej wody lub pary, które zazwyczaj występują w rejonach aktywnych wulkanicznie lub wzdłuż granic płyt tektonicznych Ziemi.
Supergorąca geotermia sięga znacznie głębiej.
Technologia ma docierać do skał o temperaturze powyżej 300°C, gdzie woda osiąga stan nadkrytyczny i może przenosić znacznie więcej energii niż w konwencjonalnych systemach geotermalnych.
Zgodnie z danymi amerykańskiej organizacji non profit Clean Air Task Force (źródło w Angielski), wykorzystanie zaledwie 1 proc. tych zasobów mogłoby dostarczyć ponad ośmiokrotność obecnej globalnej produkcji energii elektrycznej.
Dlaczego to takie trudne?
Główną przeszkodą było dotąd wiercenie na wystarczającą głębokość, by dotrzeć do tak wysokich temperatur.
Jak podają różne agencje energetyczne (źródło w Angielski), tradycyjne systemy wiertnicze – w dużej mierze zaadaptowane z branży naftowo-gazowej – mają poważne ograniczenia w warunkach skrajnej temperatury i ciśnienia panujących kilka kilometrów pod ziemią. Im głębszy odwiert, tym szybciej rosną koszty.
Dlatego naukowcy zaczęli szukać alternatywnych technologii wiercenia.
Quaise Energy planuje wykorzystać tradycyjne wiertnie w górnych partiach odwiertów w Oregonie, a następnie przejść na technologię fal milimetrowych (źródło w Angielski) opracowaną w Massachusetts Institute of Technology, z którego badań wywodzi się ten startup.
System wykorzystuje wysokoczęstotliwościowe fale elektromagnetyczne, podobne do mikrofal, które topią i odparowują skałę zamiast mechanicznie ją wiercić.
Jeśli się sprawdzi, taka metoda pozwoliłaby docierać odwiertom do znacznie głębszych zasobów geotermalnych, niż umożliwiają to obecne technologie.
Do odwiertów tłoczona byłaby woda. Ogrzana przez otaczającą skałę wracałaby na powierzchnię w postaci pary, aby wytwarzać energię elektryczną, po czym znów trafiałaby do systemu.
Quaise zapowiada, że taki system zapewni 50 megawatów stałej, odnawialnej mocy – dość, by zasilić dziesiątki tysięcy domów. Spółka liczy, że wkrótce po uruchomieniu instalacji rozbuduje ją do 200 megawatów, co mogłoby być przełomem dla świata, który próbuje ograniczać emisje, a jednocześnie nadążyć za rosnącym popytem na energię.
Dlaczego to ważne?
W przeciwieństwie do energii słonecznej i wiatrowej, geotermia może pracować bez przerw, niezależnie od pogody. Coraz tańsze magazyny energii sprawiają jednak, że także inne źródła odnawialne są w stanie dostarczać prąd przez całą dobę po cenach konkurencyjnych wobec paliw kopalnych – wynika z nowego raportu Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA).
Zwolennicy podkreślają też, że elektrownie geotermalne zajmują stosunkowo niewielki teren w porównaniu z dużymi farmami słonecznymi lub wiatrowymi.
Nic więc dziwnego, że zainteresowanie supergorącą geotermią rośnie na całym świecie.
Na Islandii naukowcy niedawno pozyskali 10 mln euro (źródło w Angielski) z funduszy unijnych na rozwój podobnych projektów. W ubiegłym roku Nowa Zelandia (źródło w Angielski) zawarła z kolei porozumienie o współpracy z Islandią w dziedzinie technologii geotermalnych, wpisane w jej długoterminowe plany bezpieczeństwa energetycznego.
Eksperci sądzą, że w przyszłości ten rodzaj energii może wyjść poza obszary aktywne wulkanicznie. Według IEA postępy w technologii głębokich odwiertów mogą uczynić go opłacalnym na znacznie większych obszarach Europy, Azji i Ameryki Północnej.
Choć perspektywy są obiecujące, minie jeszcze sporo czasu, zanim ta technologia zmieni sieci energetyczne na świecie.
Na razie nigdzie nie działa komercyjna elektrownia supergorącej geotermii, a naukowcy muszą jeszcze wykazać, że systemy wiertnicze, podziemne formacje skalne i infrastruktura energetyczna wytrzymają skrajne warunki przez długie lata.
Pojawiają się też obawy dotyczące środowiska.
Badacze zwracają uwagę, że wiercenia geotermalne mogą wywoływać drobne wstrząsy sejsmiczne – zjawisko znane jako sejsmiczność indukowana. Większość z nich jest zbyt słaba, by ludzie je odczuli, ale niektóre mogą być poważne.
W 2017 roku w pobliżu instalacji geotermalnej w mieście Pohang w Korei Południowej doszło do trzęsienia ziemi o magnitudzie 5,4, które spowodowało rozległe zniszczenia. Za jego przyczynę uznano właśnie sejsmiczność indukowaną po wtłoczeniu do gruntu cieczy pod wysokim ciśnieniem.
Mimo to, jak podkreślają zwolennicy technologii, trudno przejść obojętnie obok jej potencjalnych korzyści.
Według Clean Air Task Force około 2 proc. energii geotermalnej zgromadzonej na głębokości od 3 do 10 kilometrów pod powierzchnią Ziemi mogłoby dostarczyć równowartość 2 tys. obecnego zapotrzebowania na energię w samych tylko Stanach Zjednoczonych.