Geothermie und Fusionstechnologie: Nutzung der Erdwärme

IMAGE CREDIT:
Bildnachweis
iStock

Geothermie und Fusionstechnologie: Nutzung der Erdwärme

Geothermie und Fusionstechnologie: Nutzung der Erdwärme

Untertiteltext
Verwenden von fusionsbasierter Technologie, um Energie tief im Inneren der Erde zu nutzen.
    • Autor:
    • Autorenname
      Quantumrun-Vorausschau
    • 26. Mai 2023

    Quaise, ein Unternehmen, das aus der Zusammenarbeit zwischen dem Plasma Science and Fusion Center des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hervorgegangen ist, versucht, die unter der Erdoberfläche eingeschlossene geothermische Energie zu nutzen. Ziel des Unternehmens ist es, die verfügbare Technologie zu nutzen, um diese Energie für eine nachhaltige Nutzung nutzbar zu machen. Durch die Nutzung dieser erneuerbaren Energiequelle hofft Quaise, einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen zu leisten.

    Kontext der Geothermie-Fusionstechnologie

    Quaise plant, zwei bis zwölf Meilen tief in die Erdoberfläche zu bohren und mithilfe von Gyrotron-angetriebenen Millimeterwellen das Gestein zu verdampfen. Gyrotrons sind Hochleistungs-Mikrowellenoszillatoren, die elektromagnetische Strahlung mit sehr hohen Frequenzen erzeugen. Während das Gestein schmilzt, bedeckt eine glasige Oberfläche das Bohrloch, sodass keine Zementverrohrung erforderlich ist. Anschließend wird Argongas durch eine doppelte Strohstruktur geleitet, um die Gesteinspartikel auszuspülen. 

    Wenn Wasser in die Tiefe gepumpt wird, wird es durch hohe Temperaturen überkritisch, wodurch es die Wärme fünf- bis zehnmal effizienter zurückbefördert. Ziel von Quaise ist die Umnutzung von Kohlekraftwerken zur Stromerzeugung aus dem bei diesem Prozess entstehenden Dampf. Kostenschätzungen für 10 Meilen liegen bei 12 USD pro Meter, und die Länge kann in nur 1,000 Tagen gegraben werden.

    Gyrotrons haben sich im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt, um die Entwicklung von Fusionsenergietechnologien zu unterstützen. Durch die Umstellung von Infrarot auf Millimeterwellen steigert Quaise die Bohreffizienz. Beispielsweise werden durch den Wegfall von Gehäusen 50 Prozent der Kosten eingespart. Direktenergiebohrmaschinen verringern außerdem den Verschleiß, da kein mechanischer Prozess stattfindet. Obwohl dieses Verfahren auf dem Papier und in Labortests sehr vielversprechend ist, muss es sich in der Praxis erst noch bewähren. Das Unternehmen will sein erstes Kohlekraftwerk bis 2028 wieder mit Strom versorgen.

    Störende Wirkung 

    Einer der wesentlichen Vorteile der Geothermie-Technologie von Quaise besteht darin, dass sie im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Sonne oder Wind keine zusätzliche Landfläche benötigt. Auf diese Weise können Länder ihre Kohlendioxidemissionen reduzieren, ohne Kompromisse bei anderen Landnutzungsaktivitäten wie der Landwirtschaft oder der Stadtentwicklung einzugehen.

    Der potenzielle Erfolg dieser Technologie könnte auch weitreichende geopolitische Auswirkungen haben. Länder, die auf Energieimporte aus anderen Ländern wie Öl oder Erdgas angewiesen sind, müssen dies möglicherweise nicht mehr tun, wenn sie ihre geothermischen Ressourcen nutzen können. Diese Entwicklung könnte die globale Machtdynamik verändern und die Wahrscheinlichkeit von Konflikten um Energieressourcen verringern. Darüber hinaus kann die Kosteneffizienz der Geothermietechnologie teure erneuerbare Lösungen in Frage stellen und letztendlich zu einem wettbewerbsintensiveren und erschwinglicheren Energiemarkt führen.

    Während der Übergang zur Geothermie neue Beschäftigungsmöglichkeiten schaffen kann, kann es auch sein, dass die Arbeitskräfte der Energiebranche ihren Teilsektor wechseln müssen. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen, die spezielle Fähigkeiten erfordern, wie etwa die Installation von Solarmodulen oder die Wartung von Windkraftanlagen, nutzt die Geothermietechnologie jedoch verbesserte Versionen bestehender Mechanismen. Schließlich könnte der Erfolg von Quaise auch eine erhebliche Herausforderung für traditionelle Ölunternehmen darstellen, die einen beispiellosen Rückgang der Nachfrage nach ihren Produkten erleben könnten. 

    Auswirkungen der geothermischen Fusionstechnologie

    Zu den umfassenderen Auswirkungen der Fortschritte in der Geothermietechnologie gehören:

    • Jedes Land erhält potenziell Zugang zu einer heimischen und unerschöpflichen Energiequelle, was zu einer gerechteren Verteilung von Ressourcen und Chancen führt, insbesondere in Entwicklungsländern.
    • Besserer Schutz empfindlicher Ökosysteme und indigener Gebiete, da die Notwendigkeit, dort nach Rohstoffen zu graben, abnimmt.
    • Eine verbesserte Möglichkeit, vor 2100 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. 
    • Ein Rückgang des Einflusses ölreicher Nationen auf die Weltpolitik und -wirtschaft.
    • Erhöhte lokale Einnahmen durch den Verkauf von Geothermie an das Netz. Darüber hinaus können durch den Einsatz der Geothermietechnologie die Treibstoffkosten gesenkt werden, was möglicherweise zu erschwinglicheren Waren und Dienstleistungen führt.
    • Mögliche Umweltauswirkungen beim Bau und Betrieb von Geothermiekraftwerken, einschließlich Wasserverbrauch und Abfallentsorgung.
    • Bedeutende technologische Fortschritte, darunter effizientere und kostengünstigere Energiespeicherlösungen sowie Verbesserungen bei Bohr- und Energieerzeugungstechniken.
    • Neue Arbeitsplätze entstehen in der Branche der erneuerbaren Energien und anderen Branchen, die sich von fossilen Brennstoffen abwenden. 
    • Mehr staatliche Anreize und Maßnahmen zur Förderung von Investitionen und Entwicklung in der Branche. 

    Fragen zu berücksichtigen

    • Welche Komplikationen sehen Sie bei der weltweiten Umstellung auf Geothermie?
    • Werden alle Länder diesen Ansatz übernehmen, wenn er machbar ist?

    Insight-Referenzen

    Für diesen Einblick wurde auf die folgenden beliebten und institutionellen Links verwiesen: