مصدر طاقة أخضر ضخم غير مستغل يختبئ تحت قدميك

قلة من الناس على لقد اقتربت الأرض من مركزها أكثر من Buzz Speyrer ، وهو مهندس حفر ذو خبرة طويلة في مجال النفط والغاز. إنه على بعد حوالي 1800 ميل حتى القلب ، مشتعلًا من التأثيرات السماوية التي تعود إلى مليارات السنين وتؤججها الاحتكاك والنشاط الإشعاعي حتى يومنا هذا. هذه الحرارة التي تتسرب إلى الأعلى تحول الصخور الموجودة في الأعلى إلى سائل لزج وما وراء ذلك إلى حالة هلامية يسميها الجيولوجيون البلاستيك. في حدود 100 ميل فقط من السطح تصبح الصخور مألوفة وصعبة وقابلة للحفر.

في الوقت الحالي ، تقع معدات Speyrer على ارتفاع حوالي 8.500 قدم تحتنا ، أو حوالي 2 في المائة من الطريق عبر تلك الطبقة ، حيث تكون الحرارة كبيرة بالفعل لدرجة أن كل قدم إضافية ، وكل بوصة إضافية ، هي انتصار تم تحقيقه بشق الأنفس. في الأسفل ، سيصبح أي سائل تضخه ، كما يقول شباير ، ساخنًا بدرجة كافية لقلي الديك الرومي. يقول: “تخيل أن هذا يرشقك”. عند درجة الحرارة هذه ، حوالي 450 درجة فهرنهايت (228 درجة مئوية) يمكن أن تبدأ معداته في مواجهة المشاكل. الالكترونيات تفشل. محامل الاعوجاج. قد تسقط معدات بقيمة مئات الآلاف من الدولارات في بئر ، وإذا تعطلت هناك ، فتأكد من عدم تعثرها. في هذه الحالة ، من الأفضل سد تلك الحفرة ، والتي ربما تكلف الملايين لحفرها ، وحصر خسائرك ، والمضي قدمًا.

حتى عندما تسير الأمور على ما يرام هناك ، من الصعب معرفة ذلك من الأعلى على سطح الأرض. يقول جوزيف مور ، الجيولوجي بجامعة يوتا ، وهو يراقب الحركات المتوقفة لمنصة يبلغ ارتفاعها 160 قدمًا عبر نافذة مقطورة: “إنه أمر محبط مثل الجحيم”. إنه يوم بارد في عام 2022 ، في مقاطعة نائية بغرب ولاية يوتا تُدعى بيفر ، نسيم يضرب الجبال المعدنية باتجاه مزارع الخنازير وتوربينات الرياح في قاع الوادي أدناه. تبدو الحفارة مثل أي منشأة للنفط والغاز تنتشر في الغرب الأمريكي. لكن لا توجد هيدروكربونات في الجرانيت أسفلنا ، فقط الحرارة.

منذ عام 2018 ، قاد مور رهانًا بقيمة 220 مليون دولار من قبل وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ، يُدعى FORGE ، أو المرصد الحدودي لأبحاث الطاقة الحرارية الأرضية ، بأن هذه الحرارة يمكن تسخيرها لإنتاج الكهرباء في معظم أنحاء العالم. تعد الطاقة الحرارية الجوفية اليوم موردًا نادرًا ، ولا يتم استغلالها إلا في الأماكن التي تتشقق فيها القشرة قليلاً وتختلط الحرارة بالمياه الجوفية ، مما ينتج عنه ينابيع ساخنة أو سخانات يمكنها تشغيل التوربينات المولدة للكهرباء. لكن مثل هذه البقع المائية الساخنة نادرة. أيسلندا ، التي تقع على جانبي صفحتين تكتونيتين متباينتين ، تصطدم بالجائزة الجيولوجية وتنتج حوالي ربع طاقتها الكهربائية بهذه الطريقة ؛ في كينيا ، يساعد النشاط البركاني في وادي ريفت العظيم في دفع هذا الرقم إلى أكثر من 40 في المائة. في الولايات المتحدة ، تبلغ النسبة 0.4 في المائة فقط ، ويأتي معظمها تقريبًا من ولايتي كاليفورنيا ونيفادا.

ومع ذلك ، هناك صخرة ساخنة في كل مكان ، إذا قمت بحفر عميق بما فيه الكفاية. يحاول مشروع مور إنشاء نظام “معزز” للطاقة الحرارية الأرضية ، أو EGS ، من خلال الوصول إلى الصخور الساخنة الكثيفة مثل الجرانيت ، وتكسيرها لتشكيل خزان ، ثم ضخ المياه لامتصاص الحرارة. ثم يُسحب الماء من خلال بئر ثانٍ ، ويخرج بضع مئات من درجات الحرارة أكثر مما كان عليه من قبل: ينبوع ساخن اصطناعي يمكنه تشغيل التوربينات البخارية. يمكن أن يبدو هذا التصميم مباشرًا ، حيث يتم توصيل المياه من النقطة أ إلى النقطة ب ، ولكن على الرغم من نصف قرن من العمل ، فإن تعقيدات الهندسة والجيولوجيا تعني أنه لم يتمكّن أحد من جعل EGS تعمل على نطاق عملي – حتى الآن.

يحاول مور إثبات إمكانية القيام بذلك. وفي هذه العملية ، ربما يمكنه الحصول على المزيد من رواد الأعمال والمستثمرين الذين يتفوقون على الطاقة الحرارية الأرضية كما هو. عادةً ما يوفر توليد الكهرباء المتجددة ، سواء من الشمس أو الرياح أو الأرض الساخنة ، عوائد ثابتة ولكن غير ملحوظة بمجرد بدء تدفق الطاقة. هذا جيد إذا كانت تكاليفك الأولية رخيصة – تفي الآن بشكل عام بتوربينات الرياح والألواح الشمسية المطلوبة. تتطلب الطاقة الحرارية الأرضية مشروع حفر محفوف بالمخاطر بملايين الدولارات للبدء. في حين أن الطاقة النظيفة التي يمكن الاعتماد عليها المستمدة من نواة الأرض يمكن أن تكمل العصير المتكرر والمتقطع من طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، إلا أن هناك رهانات أكثر أمانًا تحت الأرض لأولئك الذين لديهم الخبرة والتمويل اللازم للحفر: قد يستغرق دفع بئر الطاقة الحرارية الأرضية 15 عامًا عن نفسه؛ جهاز الغاز الطبيعي يقوم بذلك في قسمين.

ليس من المستغرب إذن أن يكون هناك 2 مليون بئر نفط وغاز نشطة في جميع أنحاء العالم ، ولكن فقط 15000 بئر للطاقة الحرارية الأرضية ، وفقًا لشركة استشارات الطاقة النرويجية Rystad Energy. كلها تقريبًا مائية حرارية ، وتعتمد على تلك المصادر الطبيعية للماء الساخن. عدد قليل فقط من EGS. تنتج ثلاثة مصانع عاملة في شرق فرنسا القليل من الطاقة ، بعد أن حفرت في الصخور الباردة نسبيًا. ثم هناك تجارب أكثر سخونة ، كما هو الحال هنا في يوتا وعبر الحدود في نيفادا ، حيث تعمل شركة ناشئة في هيوستن تدعى Fervo على ربط بئرين خاصين بها ، وهو مشروع يهدف إلى توفير طاقة نظيفة لمركز بيانات Google.

يعتقد مور أن FORGE يمكن أن تجعل EGS أكثر جاذبية من خلال إظهار أنه من الممكن أن تصبح أكثر سخونة. يجب أن تعني كل درجة إضافية المزيد من الطاقة في الشبكة والمزيد من الأرباح. لكن حفر الجرانيت الصلب والساخن ، بدلاً من الصخر الزيتي الأكثر برودة والأكثر نعومة الذي تنفصل فيه أجهزة التكسير الغازية مثل Speyrer ، ليس بالأمر الهين. كما لا يلزم حفر الآبار العريضة لنقل كميات كبيرة من المياه لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية. وبالتالي ، مشكلة الدجاج والبيض: تحتاج صناعة الطاقة الحرارية الأرضية إلى أدوات وتقنيات تتكيف من النفط والغاز – وفي بعض الحالات ، جديدة تمامًا – ولكن نظرًا لأن لا أحد يعرف ما إذا كانت EGS ستنجح أم لا ، فهي غير موجودة بعد. وهنا يأتي دور FORGE ، ويلعب دورًا يصفه مور بأنه “إزالة المخاطر” من الأدوات والأساليب. يقول: “لن ينفق أحد هذه الأموال إلا إذا أنفقت تلك الأموال”.