Geoterminen ja fuusioteknologia: Maan lämmön hyödyntäminen

• Kirjoittaja:
• tekijän nimi

  Quantumrun Foresight
• Voi 26, 2023

Quaise, Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) Plasma Science and Fusion Centerin yhteistyöstä syntynyt yritys, pyrkii hyödyntämään maan pinnan alle jäävää geotermistä energiaa. Yritys pyrkii hyödyntämään saatavilla olevaa teknologiaa valjastamaan tämän energian kestävään käyttöön. Hyödyntämällä tätä uusiutuvaa energialähdettä Quaise toivoo voivansa merkittävästi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.

Geoterminen fuusioteknologian konteksti

Quaise aikoo porata XNUMX–XNUMX mailia maan pintaan käyttämällä gyrotronivoimalla toimivia millimetriaaltoja kiven höyrystämiseksi. Gyrotronit ovat suuritehoisia mikroaaltooskillaattorit, jotka tuottavat sähkömagneettista säteilyä erittäin korkeilla taajuuksilla. Lasimainen pinta peittää poratun reiän kiven sulaessa, jolloin sementtivaippaa ei tarvita. Sitten argonkaasua lähetetään alas kaksoisolkirakenteeseen kivihiukkasten puhdistamiseksi. 

Kun vettä pumpataan syvyyksiin, korkeat lämpötilat tekevät siitä ylikriittistä, mikä tekee siitä 10–12 kertaa tehokkaamman lämmön kuljettamisessa takaisin ulos. Quaise pyrkii käyttämään uudelleen hiilipohjaisia ​​voimalaitoksia tuottamaan sähköä tästä prosessista syntyvästä höyrystä. 1,000 mailin kustannusarviot ovat 100 XNUMX dollaria metriltä, ​​ja pituus voidaan kaivaa vain XNUMX päivässä.

Gyrotronit ovat kehittyneet merkittävästi vuosien varrella tukemaan fuusioenergiateknologioiden kehitystä. Päivittämällä infrapunasta millimetriaaltoja Quaise parantaa porauksen tehokkuutta. Esimerkiksi koteloiden tarpeen poistaminen vähentää kustannuksia 50 prosenttia. Suoraenergiaporat vähentävät myös kulumista, koska mekaanista prosessia ei tapahdu. Tämä prosessi on kuitenkin erittäin lupaava paperilla ja laboratoriotesteissä, mutta se ei ole vielä osoittanut itsensä kentällä. Yhtiön tavoitteena on käynnistää ensimmäinen hiilivoimalansa uudelleen vuoteen 2028 mennessä.

Häiritsevä vaikutus 

Yksi Quaisen geotermisen energiateknologian merkittävistä eduista on, että se ei vaadi ylimääräistä maatilaa, toisin kuin muut uusiutuvat energialähteet, kuten aurinko tai tuuli. Sellaisenaan maat voivat vähentää hiilidioksidipäästöjään tinkimättä muista maankäyttötoiminnoista, kuten maataloudesta tai kaupunkikehityksestä.

Tämän teknologian mahdollisella menestyksellä voi olla myös kauaskantoisia geopoliittisia vaikutuksia. Maiden, jotka ovat riippuvaisia ​​energian tuonnista muista maista, kuten öljystä tai maakaasusta, ei ehkä enää tarvitse tehdä niin, jos ne voivat hyödyntää geotermisiä resurssejaan. Tämä kehitys saattaa muuttaa globaalia valtadynamiikkaa ja vähentää energiaresursseihin liittyvien konfliktien todennäköisyyttä. Lisäksi geotermisen energiateknologian kustannustehokkuus voi haastaa kalliit uusiutuvat ratkaisut, mikä johtaa viime kädessä kilpailukykyisempään ja edullisempaan energiamarkkinoihin.

Vaikka siirtyminen geotermiseen energiaan voi luoda uusia työpaikkoja, se voi vaatia myös energiateollisuuden työvoimaa alasektorin vaihtamiseen. Toisin kuin muut erikoisosaamista vaativat uusiutuvat energialähteet, kuten aurinkopaneelien asennus tai tuuliturbiinien huolto, geoterminen energiateknologia hyödyntää olemassa olevien mekanismien päivitettyjä versioita. Lopuksi Quaisen menestys voi asettaa merkittävän haasteen myös perinteisille öljy-yhtiöille, joiden tuotteiden kysyntä voi laskea ennennäkemättömällä tavalla. 

Geotermisen fuusioteknologian vaikutukset

Geotermisen tekniikan edistysaskeleen laajempia vaikutuksia ovat:

• Jokainen maa, joka mahdollisesti saa käyttöönsä kotimaisen ja ehtymättömän energianlähteen, mikä johtaa resurssien ja mahdollisuuksien tasapuolisempaan jakautumiseen erityisesti kehitysmaissa.
• Herkkien ekosysteemien ja alkuperäiskansojen omistamien maiden parempi suojelu, kun tarve kaivella niihin raakaenergian löytämiseksi vähenee.
• Parannettu mahdollisuus päästä nollapäästöihin ennen vuotta 2100. 
• Öljyrikkaiden kansojen vaikutus maailmanpolitiikkaan ja talouteen vähenee.
• Paikalliset tulot kasvoivat myymällä maalämpöä verkkoon. Lisäksi geotermisen tekniikan käyttöönotto voi alentaa polttoainekustannuksia, mikä saattaa johtaa edullisempiin tuotteisiin ja palveluihin.
• Mahdolliset ympäristövaikutukset geotermisten voimalaitosten rakentamisen ja käytön aikana, mukaan lukien veden käyttö ja jätemateriaalien hävittäminen.
• Merkittäviä teknologisia edistysaskeleita, mukaan lukien tehokkaammat ja kustannustehokkaammat energian varastointiratkaisut sekä poraus- ja energiantuotantotekniikoiden parannukset.
• Uusiutuvan energian teollisuudelle ja muille fossiilisista polttoaineista luopuville aloille syntyy uusia työpaikkoja. 
• Enemmän hallituksen kannustimia ja politiikkaa investointien ja kehityksen edistämiseksi alalla. 

Pohdittavia kysymyksiä

• Mitä komplikaatioita näet maailmassa siirtymässä geotermiseen energiaan?
• Omaksuvatko kaikki maat tämän lähestymistavan, jos se on mahdollista?