Энергия сверхгорячих горных пород может обеспечить энергией геотермальные системы в любом месте

Новости сегодня - Энергия сверхгорячих горных пород может обеспечить энергией геотермальные системы в любом месте

Согласно новому отчету исследователей Корнелла и некоммерческой организации Clean Air Task Force (CATF), геотермальная энергия может стать источником обильной возобновляемой энергии по стоимости, эквивалентной стоимости ископаемого топлива, а целевые инвестиции могут быстро ускорить ее развитие.

В отчетах « Пробелы, проблемы и пути развития энергии сверхгорячих горных пород » рассматриваются существующие и перспективные технологии для расширения использования геотермальной энергии и определяются приоритетные области для инвестиций в исследования.

Эксперты по предметам изучают технологические пробелы и стратегии их преодоления в бурении, строительстве скважин, извлечении тепла, производстве электроэнергии и размещении. Отчет о размещении является соавтором Сета Салтиеля, доцента-исследователя наук о Земле и атмосфере, общего факультета Инженерного колледжа и Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни; Чанмали Чхуна, постдокторанта в лаборатории Салтиеля; Паскаля Караччиоли Салинаса, аспиранта в лаборатории Салтиеля, и коллег из Cascade Institute.

Традиционные геотермальные энергетические системы ограничены регионами, где концентрированное тепло существует вблизи поверхности Земли, особенно вблизи границ тектонических плит, где кора тоньше и вулканическая активность обеспечивает тепло. Однако технологии следующего поколения стремятся сделать геотермальную энергию возможной практически в любом месте.

Пробурив более глубокие скважины в недрах Земли, геотермальные системы смогут получить доступ к энергии сверхгорячих горных пород (SHR), где горные породы нагреваются до 374 градусов по Цельсию или выше — температуры, достаточно высокой, чтобы переносить значительно больше энергии и производить электроэнергию более эффективно.

Исследователи обнаружили, что безопасный доступ к этим источникам энергии потребует тщательного размещения и понимания ключевых особенностей недр, таких как структуры горных пород, расположение трещин и линий разломов, тепловой поток и источники тепла. Это связано с тем, что проекты геотермальных проектов в значительной степени опираются на подробные характеристики температур предлагаемого участка, напряжения, гидрологических условий и свойств горных пород — условий, которые могут меняться со временем по мере закачки жидкостей и извлечения тепла, сказал Салтиел.

«В отличие от других легко масштабируемых технологий возобновляемой энергии, аспекты производства геотермальной энергии , тесно связанные с местом ее использования , создают риск, который стал серьезным препятствием для коммерческого развития», — сказал он.

«Выявляя передовые технологии и возможности для исследований и разработок с целью улучшения и проверки методов характеризации, мы надеемся помочь преодолеть эти препятствия и ускорить коммерческое развитие этой технологии».

Отчеты CATF являются результатом партнерства с многопрофильными командами, включая некоммерческие организации, буровые компании, компании по производству наземного оборудования, ученых и других заинтересованных лиц. Сотрудничество Saltiel с Terra Rogers, директором программы Superhot Rock Energy в CATF, было частично поддержано премией Innovation for Impact Fund от Cornell Atkinson Center for Sustainability.

«Эта серия отчетов и ее идеи стали возможны благодаря сотрудничеству между академическими кругами, правительством и промышленностью — жизненно важный элемент продвижения SHR к коммерциализации в разумных темпах», — сказал Роджерс. «Обмен знаниями, ресурсами и инвестициями сегодня, мы можем удовлетворить потребности в чистой энергии завтра».

Чтобы получить доступ к сверхгорячим сухим породам, скважины необходимо пробурить в твердой, плотной коренной породе. Технологические инновации, разработанные для современных геотермальных систем и для гидроразрыва пласта для добычи нефти и газа, уже существуют для поддержки этой концепции; однако необходимы «значительные инновации» для снижения риска и повышения эффективности, включая усовершенствования в буровых установках, буровых долотах, датчиках и оборудовании для управления температурой, говорится в отчетах.

В 2022 году Корнелл пробурил разведочную скважину глубиной 2 мили на территории своего кампуса в Итаке, чтобы изучить способность глубинной геотермальной энергии обеспечивать тепло Земли. Однако ожидается, что этот объект не будет работать достаточно глубоко, чтобы получить доступ к сверхгорячим породам, для чего потребуется бурение по меньшей мере на 6 миль ниже поверхности Земли в районах с низким тепловым потоком, таких как восточная часть США.

Согласно отчету CATF , существующие исследования показывают, что 2% геотермальной энергии в радиусе от 3 до 10 километров от поверхности Земли могли бы обеспечить эквивалент в 2000 раз превышающий нынешний спрос на энергию в Соединенных Штатах.

«Геотермальная энергия может стать неисчерпаемым, всегда доступным источником чистой энергии», — говорится в отчете. «С инновациями энергия сверхгорячих пород может иметь потенциал для обеспечения долгосрочной, масштабируемой, возобновляемой базовой мощности во многих других местах по всему миру в масштабах и по стоимости, эквивалентных ископаемому топливу».

Новости партнеров: