Αγώνας δρόμου για την «υπερθερμή» γεωθερμική ενέργεια: γιατί έχει σημασία

Βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης κρύβεται μια τεράστια πηγή ενέργειας, που οι επιστήμονες θεωρούν ότι μπορεί να συμβάλει στην τροφοδότηση ενός μέλλοντος με χαμηλές εκπομπές άνθρακα.

ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ

ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ

Ένας ολοένα και μεγαλύτερος αριθμός ερευνητών και ενεργειακών εταιρειών σπεύδει σήμερα να αξιοποιήσει την «υπερθερμή» γεωθερμική ενέργεια, μια πολύ παλιά αλλά ταυτόχρονα και νέα μορφή παραγωγής ρεύματος που θα μπορούσε να προσφέρει συνεχή, χωρίς άνθρακα ηλεκτρική ενέργεια σχεδόν οπουδήποτε στη Γη.

Νωρίτερα φέτος, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA) ανέδειξε την υπερθερμή γεωθερμία στην έκθεσή του State of Energy Innovation (πηγή στα Αγγλικά), περιγράφοντάς την ως μια πολλά υποσχόμενη πηγή «καθαρής, σταθερής ισχύος» ικανή να στηρίξει τη μετάβαση πέρα από τα ορυκτά καύσιμα.

Τώρα, ένα από τα πιο στενά παρακολουθούμενα έργα του κλάδου περνά στη φάση της κατασκευής στην πολιτεία Όρεγκον των ΗΠΑ, όπου η νεοφυής εταιρεία Quaise Energy δηλώνει ότι σχεδιάζει να δημιουργήσει έως το 2030 αυτό που αποκαλεί τον πρώτο υπερθερμό γεωθερμικό σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο.

Τι είναι η υπερθερμή γεωθερμική ενέργεια;

Η γεωθερμική ενέργεια αξιοποιεί τη θερμότητα από κάτω από την επιφάνεια της Γης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή για θέρμανση.

Ο ρόλος της ως πηγής ηλεκτρισμού ή θέρμανσης δεν είναι κάτι νέο.

Στην Ισλανδία, το γεωθερμικό νερό χρησιμοποιείται για τη θέρμανση κατοικιών εδώ και σχεδόν έναν αιώνα. Σήμερα, περίπου το 30 τοις εκατό της ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας προέρχεται από γεωθερμικές πηγές.

Σύμφωνα με τον IEA (πηγή στα Αγγλικά), οι παραδοσιακοί γεωθερμικοί σταθμοί βασίζονται σε φυσικούς υπόγειους ταμιευτήρες ζεστού νερού ή ατμού, οι οποίοι συνήθως συγκεντρώνονται σε ηφαιστειακά ενεργές περιοχές ή κατά μήκος των ορίων των τεκτονικών πλακών της Γης.

Η υπερθερμή γεωθερμία στοχεύει πολύ βαθύτερα.

Η τεχνολογία στοχεύει σε πετρώματα με θερμοκρασία πάνω από 300°C, όπου το νερό φτάνει σε υπερκρίσιμη κατάσταση και μπορεί να μεταφέρει σημαντικά περισσότερη ενέργεια από ό,τι τα συμβατικά γεωθερμικά συστήματα.

Σύμφωνα με την αμερικανική μη κερδοσκοπική οργάνωση Clean Air Task Force (πηγή στα Αγγλικά), η αξιοποίηση μόλις του 1% αυτών των πόρων θα μπορούσε να προσφέρει πάνω από οκταπλάσια της σημερινής παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Γιατί είναι δύσκολο;

Η βασική πρόκληση μέχρι σήμερα ήταν η διάνοιξη σε αρκετό βάθος ώστε να φτάσει κανείς σε αυτές τις ακραίες θερμοκρασίες.

Σύμφωνα με διάφορες ενεργειακές υπηρεσίες (πηγή στα Αγγλικά), τα συμβατικά συστήματα γεωτρήσεων, πολλά εκ των οποίων προέρχονται από τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, αντιμετωπίζουν σοβαρές δυσκολίες στις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις που επικρατούν σε βάθος αρκετών χιλιομέτρων. Το κόστος επίσης αυξάνεται όσο τα φρέατα βαθαίνουν.

Αυτό έχει οδηγήσει τους ερευνητές να εξετάζουν εναλλακτικές τεχνολογίες γεώτρησης.

Η Quaise Energy σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει συμβατικές γεωτρήσεις για τα ανώτερα τμήματα των γεωτρήσεών της στο Όρεγκον και στη συνέχεια να περάσει στην τεχνολογία κυμάτων χιλιοστομετρικού μήκους (πηγή στα Αγγλικά) που αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT), όπου και γεννήθηκε η εταιρεία μέσα από ερευνητικά προγράμματα.

Το σύστημα χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας, παρόμοια με τα μικροκύματα, για να λιώσει και να εξαερώσει το πέτρωμα αντί να το διαπερνά μηχανικά.

Εάν πετύχει, η διαδικασία θα μπορούσε να επιτρέψει στα φρέατα να φτάσουν σε πολύ βαθύτερους γεωθερμικούς πόρους από ό,τι επιτρέπει η σημερινή τεχνολογία.

Στη συνέχεια, το νερό θα αντλείται στο υπέδαφος, θα θερμαίνεται από τα γύρω πετρώματα και θα επιστρέφει στην επιφάνεια ως ατμός για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια, πριν ανακυκλωθεί εκ νέου στο σύστημα.

Η Quaise αναφέρει ότι το σύστημα θα μπορούσε να προσφέρει 50 μεγαβάτ σταθερής, ανανεώσιμης ισχύος, αρκετής για να τροφοδοτεί δεκάδες χιλιάδες νοικοκυριά. Η εταιρεία ελπίζει να επεκτείνει το έργο στα 200 μεγαβάτ σύντομα μετά την έναρξη λειτουργίας του, μια εξέλιξη που θα μπορούσε να αλλάξει τα δεδομένα για έναν κόσμο που προσπαθεί να μειώσει τις εκπομπές διατηρώντας παράλληλα την αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας.

Γιατί έχει σημασία;

Σε αντίθεση με την ηλιακή και την αιολική ενέργεια, η γεωθερμική ενέργεια μπορεί να λειτουργεί συνεχώς, ανεξάρτητα από τις καιρικές συνθήκες. Ωστόσο, η ραγδαία πτώση του κόστους αποθήκευσης με μπαταρίες βοηθά τις ανανεώσιμες πηγές να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια όλο το εικοσιτετράωρο σε τιμές που ανταγωνίζονται τα ορυκτά καύσιμα, σύμφωνα με νέα έκθεση του Διεθνούς Οργανισμού Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (IRENA).

Οι υποστηρικτές της επισημαίνουν επίσης τη σχετικά μικρή επιφάνεια γης που απαιτεί σε σύγκριση με μεγάλα φωτοβολταϊκά ή αιολικά πάρκα.

Δεν προκαλεί έκπληξη που το ενδιαφέρον για την υπερθερμή γεωθερμία αυξάνεται παγκοσμίως.

Στην Ισλανδία, ερευνητές πρόσφατα εξασφάλισαν χρηματοδότηση 10 εκατ. ευρώ (πηγή στα Αγγλικά) από την ΕΕ για την ανάπτυξη παρόμοιων έργων. Πέρυσι, η Νέα Ζηλανδία (πηγή στα Αγγλικά) υπέγραψε επίσης συμφωνία συνεργασίας με την Ισλανδία για την ανάπτυξη γεωθερμικής τεχνολογίας στο πλαίσιο των μακροπρόθεσμων σχεδίων της για ενεργειακή ασφάλεια.

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι αυτό το είδος ενέργειας θα μπορούσε τελικά να επεκταθεί πέρα από τις ηφαιστειακά ενεργές περιοχές. Σύμφωνα με τον IEA, οι πρόοδοι στις βαθιές γεωτρήσεις θα μπορούσαν να την καταστήσουν βιώσιμη σε μεγαλύτερα τμήματα της Ευρώπης, της Ασίας και της Βόρειας Αμερικής.

Όσο ελπιδοφόρα κι αν είναι, η τεχνολογία έχει ακόμη πολύ δρόμο μπροστά της προτού μεταμορφώσει τα ενεργειακά δίκτυα παγκοσμίως.

Μέχρι στιγμής δεν λειτουργεί ακόμη κανένας εμπορικός υπερθερμός γεωθερμικός σταθμός, και οι ερευνητές πρέπει ακόμη να αποδείξουν ότι τα συστήματα γεώτρησης, οι υπόγειοι σχηματισμοί πετρωμάτων και οι υποδομές ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να αντέξουν τις ακραίες συνθήκες για μεγάλα χρονικά διαστήματα.

Υπάρχουν και πιθανές περιβαλλοντικές ανησυχίες.

Ερευνητές αναφέρουν ότι οι γεωθερμικές γεωτρήσεις μπορούν να προκαλέσουν μικρούς σεισμούς (ένα φαινόμενο γνωστό ως επαγόμενη σεισμικότητα). Αν και οι περισσότεροι είναι τόσο ασθενείς που δεν γίνονται αισθητοί, κάποιοι μπορεί να είναι σοβαροί.

Το 2017, σεισμός μεγέθους 5,4 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ σημειώθηκε κοντά σε γεωθερμική εγκατάσταση στην Ποχάνγκ της Νότιας Κορέας, προκαλώντας εκτεταμένες ζημιές. Πιστεύεται ότι οφειλόταν σε επαγόμενη σεισμικότητα, μετά την έγχυση ρευστού υψηλής πίεσης στο υπέδαφος της περιοχής.

Παρά ταύτα, υποστηρικτές της τεχνολογίας τονίζουν ότι τα πιθανά οφέλη δύσκολα μπορούν να αγνοηθούν.

Σύμφωνα με την Clean Air Task Force, περίπου το 2% της γεωθερμικής ενέργειας που βρίσκεται μεταξύ τριών και δέκα χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια της Γης θα μπορούσε να προσφέρει ενέργεια ισοδύναμη με 2.000 φορές τη σημερινή ενεργειακή ζήτηση των Ηνωμένων Πολιτειών μόνο.