Отделение MIT хочет использовать ядерные технологии для использования геотермальной энергии
Геотермальная энергия представляет собой один из самых чистых и стабильных источников возобновляемой энергии на Земле. Теоретически под земной корой имеется достаточно геотермальной энергии, чтобы обеспечить устойчивое снабжение всей планеты энергией…
Так почему же мы используем его так мало? Проблема заключается в использовании этого лучистого тепла: только часть тепловой энергии Земли можно использовать с пользой. Но группа исследователей из Массачусетского технологического института считает, что они достигли технологического прорыва, позволяющего использовать гораздо больше потенциала геотермальной энергии Земли.
В настоящее время геотермальная энергия производится почти исключительно в местах, где тепло от ядра Земли поднимается на поверхность, например, в местах, где находятся гейзеры и природные горячие источники. По этой причине геотермальная энергия составляет лишь 0,5% возобновляемой энергии в глобальном масштабе. Ее доля в более широком энергетическом балансе, включая ископаемое топливо, бесконечно мала.
Чтобы поднять планку производства геотермальной энергии, нам нужно будет иметь возможность бурить Землю намного глубже, чтобы использовать лучистое тепло ядра Земли, и делать это эффективно и по доступной цене.
Это немалый подвиг. «Чтобы стать национальным решением, геотермальная энергия должна преодолеть важные технические и нетехнические барьеры для снижения затрат и рисков», — говорится во введении к отчету Министерства энергетики США (DOE) за 2019 год — GeoVision: использование тепла под нашими ногами» ( Использование тепла под ногами). «Разведка недр, необходимая для получения геотермальной энергии, является первым из этих препятствий, учитывая стоимость, сложность и риск этой деятельности».
В последние годы ученые добились больших успехов в создании масштабируемых «усовершенствованных геотермальных систем», которые извлекают тепло из глубин Земли. Согласно отчету Esquire за 2023 год , эта технология «позволит нам использовать энергию под нашими ногами по всей стране, при этом выбросы углекислого газа на удивление малы по сравнению с большинством источников, от которых мы зависим сейчас». Это не ограничивается Соединенными Штатами. Перспективы развития геотермальной энергии заключаются в том, что ее можно будет использовать практически в любой точке Земли.
Ранние усовершенствованные геотермальные проекты имели некоторый успех с использованием технологий глубокого бурения, первоначально использовавшихся для гидроразрыва. По иронии судьбы, методы гидроразрыва пласта, которые способствовали сланцевой революции, теперь рекламируются как потенциальный путь к декарбонизации в Соединенных Штатах, и администрация Байдена выделила значительную сумму денег на пилотные проекты геотермальных исследований и разработок, такие как проект Utah Forge. .
Но эти технологии ценны лишь в той мере, в какой они экономически эффективны, а пока это не так. «На данный момент федеральный анализ показывает, что этот тип геотермальной энергии стоит около 181 доллара за мегаватт-час, в то время как солнечная энергия для коммунальных предприятий стоит всего 25 долларов», — сообщило NPR в прошлом году.
Однако эксперты в области геотермальной энергии из частного сектора предсказывают, что в течение следующего десятилетия эти затраты значительно снизятся – достигнув примерно одной трети от нынешней цены.
Но теперь на сцену вышла еще одна революционная технология, впервые разработанная дочерним предприятием Массачусетского технологического института. И на этот раз технология заимствована не из сектора ископаемого топлива, а из еще более футуристического решения в области чистой энергетики: ядерного синтеза. Компания Quaise Energy, базирующаяся в Кембридже, штат Массачусетс, уже привлекла 95 миллионов долларов от инвесторов (включая Mitsubishi) для применения гиротронов для добычи геотермальной энергии.
Пример гиротрона
Гиротроны в настоящее время используются в экспериментах по ядерному синтезу для нагрева и поддержания плазмы. Это линейные излучатели электромагнитных волн, используемые для нагрева плазмы. Но эта команда утверждает, что их также можно использовать для более глубокого бурения Земли более эффективно, чем когда-либо прежде, плавя горные породы лучами энергии .
На основе экспериментов команды и математических моделей подсчитано, что «источник миллиметровых волн, направленный через волновод длиной около 20 сантиметров, может проделать дыру в скале размером с баскетбольный мяч со скоростью 20 метров в час », сообщает IEEE. Спектр. «При таких темпах 25 с половиной дней непрерывного бурения создадут самую глубокую дыру в мире». Более того, этого можно добиться, используя то же количество энергии, которое используется для питания обычной буровой установки.
Такая скорость и глубина означают, что бурение для получения геотермальной энергии будет быстрее и дешевле, чем когда-либо прежде, что может привести к потрясающим последствиям для отрасли. «Сверхкритическая геотермальная энергия потенциально может заменить ископаемое топливо и, наконец, предложить нам путь энергетического перехода к безуглеродной базовой энергетике», — говорит Карлос Араке, генеральный директор Quaise. «Нам нужно идти глубже и горячее, чтобы сделать геотермальную энергию жизнеспособной за пределами таких мест, как Исландия».
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей «Экономические сценарии».
Статья , дочерняя компания Массачусетского технологического института, хочет использовать ядерные технологии для использования геотермальной энергии, взята из «Экономических сценариев» .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/spin-off-del-mit-vuole-utilizzare-una-tecnologia-nucleare-per-sfruttare-lenergia-geotermica/ в Sun, 07 Apr 2024 20:36:17 +0000.