31 August 2026, 17:24
Redacţia PiataAuto.md
Când vorbim despre energia regenerabilă, aproape toate categoriile acesteia au problema intermitenţei, fiindu-le imposibil să producă energie 24 ore din 24, 7 zile din 7. Energia din surse solare e produsă doar în orele zilei şi depinde foarte mult şi de condiţiile meteo, şi doar unele centrale cu concentrare solară au stocări termice pentru a produce parţial electricitate şi noaptea din căldura stocată. Energia eoliană depinde direct de condiţiile de vânt şi poate avea perioade de zile în şir fără producţie. Şi până şi hidrocentralele, deşi fac uz de un debit oarecum constant de apă, sunt de obicei calibrate să poată produce mai mult decât debitul permanent, pentru a putea interveni cu puteri mai mari în orele de vârf şi a staţiona când cererea e mai mică, foarte puţine hidrocentrale având toate turbinele conectate 24 ore din 24 la aceeaşi putere. Sigur, centralele de stocare cu baterii rezolvă parţial aceste intermitenţe, dar există o sursă de energie regenerabilă care e deopotrivă cea mai abundentă şi cea mai puţin explorată — cea geotermală. Principiul de bază al acesteia e simplu — să se capteze căldura din interiorul pământului, tot mai mare pe măsură ce se avansează în adâncime, şi să se transforme în energia utilizabilă de care avem nevoie la suprafaţă. Doar că energia geotermală e şi complexă în a fi implementată, întrucât pentru a obţine mai multă energie, e nevoie să se foreze mai adânc, iar cu cât mai adânc se forează, cu atât mai dificilă şi scumpă devine construcţia. Ei bine, acum o echipă de ingineri din SUA, parte din startup-ul Quaise Energy, a primit 180 milioane de dolari pentru a construi prima centrală geotermală de mare adâncime din lume, folosind o tehnologie genială care ar trebui să uşureze procesul.
Cei 180 milioane de dolari obţinuţi acum reprezintă cea de-a doua serie de investiţii, seria B, după ce în prima rundă s-au mai obţinut 100 milioane. Deci, finanţarea totală a proiectului a ajuns deja la 280 milioane de dolari. O sumă uriaşă, care n-ar fi fost oferită de investitori doar pentru o idee vagă, ci doar pentru o tehnologie care poate schimba cu adevărat paradigma în energia geotermală.
Problema energiei geotermale este accesul la adâncime mare. Forările geotermale mai simple se fac la doar câteva sute de metri adâncime şi e cel mai logic să se facă acolo unde există ape fierbinţi subterane, ca în Islanda. Atunci munca de forare e moderată, iar temperaturile la care se obţine acces sunt deja suficiente pentru a apă caldă pentru încălzire de locuinţe au chiar căldură industrială şi producţie de electricitate. Însă pentru a obţine aceleaşi temperaturi în zone de roci obişnuite, trebuie să se foreze mult mai adânc, iar forarea e scumpă, iar după asta şi montarea unor circuite în sondele forate reprezintă o sarcină poate şi mai complexă de atât.
În scoarţă normală, la 1 km adâncime se va ajunge la vreo 50°C, la 2 km — până la 60-85°C şi abia pe 3 km există şanse să se treacă la 90-120°C, dar nu în toate regiunile planetei. Chiar şi la 5 km adâncime, intervalul de temperaturi poate fi cuprins între 85°C şi 190°C. Doar pe la 10 km există deja un interval garantat cuprins între 160°C şi 350°C.
În scoarţă geotermală mai favorabilă, la 1 km adâncime pot exista deja 60-120°C, la 2 km pot fi 90-200°C, iar la 3 km se ajunge la 120-280°C. La 5 km se poate ajunge la 250-400°C, iar la 10 km se ajunge şi până la 350-600°C. Şi doar în zonele vulcanice excepţionale se pot atinge 100-200°C la 1 km şi 200-350°C la 2 km.
Echipa de ingineri despre care vorbim azi îşi are originea în cercetările studenţeşti din laboratoarele MIT, cu simulări şi perfecţionări avansate a ceea ce e cunoştea despre energia geotermală. Echipa a ales statul american Oregon pentru construcţia centralei geotermale, pentru că acolo regiunea e una foarte favorabilă energiei geotermale, cu temperaturi care cresc cu aproximativ 100°C cu fiecare 1 km adâncime.
Ei au înţeles că pentru a oferi un randament industrial mare, la nivelul unor centrale termice sau nucleare, au nevoie să foreze foarte adânci, preferabil la 4-5 km, unde s-ar putea obţine acces la temperaturi de 300°C şi mai mult. Or, dacă o sondă geotermală porneşte din adâncuri cu o asemenea temperatură, ea va produce în final de 5-10 mai multă electricitate decât o sondă care ajunge la doar puţin peste 100-120°C.
Marea piedică în randamentul economic era forarea la mai mult de 2-3 km. Până la 3 km, forarea mecanică poată fi făcută în mod obişnuit, cu costuri relativ predictibile. Dar la adâncime mai mare, de multe ori apar roci super dure, care sunt imposibil de forat în mod similar şi generează uzuri şi defecţiuni frecvente ale capului sonde, cu pauze lungi pentru schimbarea lui.
Tehnologia genială, care va fi folosită de echipa de ingineri de la Quaise vine din cercetările de fuziune nucleară. Primii 3 km de sondă vor fi executaţi mecanic, în mod tradiţional. Mai departe, însă, se va folosi un burghiu cu forare bazată pe microunde milimetrice.
Burghiul va avea integrat în el un girotron de mare putere, care canalizează la vârful său undele microunde cu o putere uriaşă, generate la suprafaţă şi transmise prin interiorul sondei. Această tehnologie e folosită în cercetările de fuziune nucleară pentru a genera plasma şi a încălzi reactoarele, iar aici rolul ei va fi efectiv să topească roca din faţa sa. Astfel, burghiul nu va mai miza doar pe forţă mecanică, pentru a eroda roca, ci o va topi şi pulveriza, roaderea mecanică având doar rolul de a îndepărta mecanic roca topită şi a o aspira prin interiorul sondei, transportând-o la suprafaţă.
Această tehnologie va fi cea care va permite avansarea forării cu un ritm mult mai predictibil, la costuri absolut clare, ceea ce reduce considerabil costurile şi complicaţiile de a fora la mare adâncime. Inginerii vor ca noua lor centrală să ajungă la peste 5 km adâncime prin această tehnologie, devenind astfel prima centrală geotermală de mare adâncime din lume funcţională.
Odată ce va fora sondele de tur şi de retur, echipa de ingineri va ajunge la temperaturi cuprinse până la 400°C în acea regiune din Oregon. Lichidul care va prelua efectiv căldura din adâncuri va fi apa, care va intra rece în pământ, se va încălzi uşor pe măsură ce înaintează, apoi la adâncime maximă va fi injectată prin multiple fisuri de roci, fiind captată de cealaltă parte. Aceste fisuri vor fi formate de ingineri sunt forma unor canale de tranzit mai eficient al apei pentru a prelua căldura, după principiul unui radiator. Iar presiunea mare va menţine apa sub formă de lichid şi o va împinge la suprafaţă.
În total, centrala e proiectată să aibă 6 sonde 2 de injecţie ape în subteran şi 4 de retur spre suprafaţă. Aceste sonde de retur sunt mai înguste şi se îngustează pe măsură ce se apropie de nivelul superior, pentru a păstra o presiune mai mare.
Când ajunge la suprafaţă, apa încă are sute de grade Celsius, fiind menţinută sub formă lichidă de presiune, iar ea ajunge apoi într-un schimbător de căldură uriaş în interiorul centralei de la suprafaţă, care transferă căldură unui circuit intern al centrale, ce foloseşte ciclopentan drept refrigerent.
Ciclopentanul a fost ales pentru calităţile sale termodinamice cu randament mai mare, iar el ajunge să propulseze o turbină cu abur. Ciclopentanul are un punct de fierbere de -49°C, deci capacitatea lui de a propulsa o turbină cu abur va fi excepţional de bună. În acelaşi timp, inginerii au ales în mod deliberat să nu trimită aburul venit din adâncuri în turbina cu abur, pentru a o feri pe aceasta din urmă de acţiuni corozive şi impurităţi. Ba chiar şi în interiorul schimbătorului de căldură se va menţine constat peste 100°C, pentru a nu exista depuneri în interior. Iar apa geotermală va fi controlată şi echilibrată chimic în permanenţă.
În etapa iniţială a centralei, numită Project Obsidian, vor fi două circuite care vor însuma o producţie electrică de 50 MW putere la noua centrală. În faza 2, însă, cea care e deja aprobată din start şi se va munci şi pentru construcţia ei, producţia va fi de 250 MW. Ulterior în aceeaşi locaţie se vor fora noi sonde, ceva mai adânci, şi s vor instala noi circuite şi turbine, iar producţia totală a centralei va atinge 1 GW, deci echivalentul unei centrale cu reactoare nucleare moderne. Iar marele punct de atracţie e că energia geotermală funcţionează fără intermitenţe, deci centrala la livra 1 GW putere 24 ore din 24, 7 zile din 7.
Aşadar, aceşti ingineri au perfecţionat periculos fiecare componentă a unui sistem geotermal, eliminând punctual toate riscurile şi punctele de uzură şi perfecţionând metoda de forare pentru a putea ajunge în adâncuri cu costuri moderate. Totodată, temperaturile la care ajung ei le permit să folosească turbine cu abur actuale, cu tehnologie matură, verificată şi predictibilă în costuri. Iar asta face ca tot proiectul să aibă costuri decente şi predictibilitate. Noua centrală ar trebui să fie gata în 2030 la o putere iniţială de 50 MW, cu trecerea la 250 MW în următorii 1-2 ani, iar până în 2035-2036 am putea estima şi o atingere a scopului măreţ de 1 GW. Pentru faza de 1 GW, însă, vor fi nevoie de noi investiţii, care vor veni cu siguranţă dacă fazele iniţiale vor confirma viabilitatea.
1
13,637
ŞTIRI DE CARE AŢI PUTEA FI INTERESAT