Sprawili, że geotermia będzie wreszcie wydajna. Dzięki tej technologii już produkują prąd

Fervo Energy to firma mieszcząca się w Houston, w Texasie, w USA i właśnie zakończyła trwający trzydzieści dni eksperyment o nazwie „Project Red” na pustyni w Nevadzie.

Starup Fervo Energy obrał za swoją misję „wykorzystanie innowacji w naukach geologicznych w celu przyspieszenia przejścia świata na zrównoważoną energię”, jak można przeczytać w jego statucie. Według jego przedstawicieli dziedzina, jaką jest geotermia, ma przed sobą wielki potencjał i jednocześnie istotną rolę do odegrania w zaopatrywaniu milionów ludzi w prąd. Jak na razie, wygląda na to, że dzięki postępom Fervo Energy w zakresie wierceń i analizy podpowierzchniowej, energia elektryczna wytwarzana przy użyciu źródeł geotermalnych może być konkurencyjna cenowo, a to kluczowe do tego, by technologia mogła zacząć rozwijać się z pełną mocą i służyć milionom ludzi.

Przeczytaj także:
- Powstała niesamowita mapa ludzkich narządów. Dzięki niej dowiemy się, jak działają i jak je leczyć
- Nigdy nie zgadniesz, jak doszło do powstania popularnego Super Glue
- Tak chcieli ochronić pilnie strzeżone tajemnice. Oto najsłynniejsze miasta zamknięte na świecie

Brzmi to trochę jak truizm, ale to bardzo istotne, że firmy rozwijające nowe technologie dbają w równym stopniu o działanie samej technologii, jak i o to, by była ona opłacalna i dostępna cenowo. Żadna najlepsza nawet technologia nie zmieni sytuacji ludzkości w kwestii zmian klimatu, jeśli nie będzie odpowiednio atrakcyjna dla inwestorów, którzy muszą na niej zarobić.

Sądząc po sukcesach branży kosmicznej, przynajmniej w warunkach USA, częściowe postawienie na konkurencyjny sektor prywatny może przynieść znakomite rezultaty. Dostęp do funduszy, czy utalentowanych, wykształconych ludzi, jakich nie brakuje w kraju posiadającym wiodące uniwersytety i instytuty badawcze to, można powiedzieć, w Stanach Zjednoczonych warunki naturalne.

To sprawia, że nowe technologie, które powstają w Ameryce, są nie tylko obiecujące i zaawansowane technologicznie, ale od razu są gotowe do wejścia na rynek i zarabiania pieniędzy. To atuty, które są nie do przecenienia, zwłaszcza w sytuacji, gdy ludzkości zostaje z każdym dniem coraz mniej czasu na ograniczenie wzrostu średnich temperatur na Ziemi do max. 3 st. Celsjusza. Już dziś, Stany Zjednoczone wytwarzają najwięcej energii geotermalnej na świecie - ponad 3,7 gigawata. To wystarczająco dużo, aby zasilić około 2,7 miliona amerykańskich domów.

Pomimo wszystkich swoich zalet, trzeba jednak wciąż pamiętać, że energia geotermalna wciąż ma do pokonania poważne wyzwania związane z wysokimi kosztami wytwarzania prądu z takiego źródła. Rząd Stanów Zjednoczonych dąży do obniżenia kosztów nawet o 90 proc. w ciągu kolejnej dekady. Oprócz tego Departament Energii Stanów Zjednoczonych ustanowił dla całej branży protokoły dla zawierające konkretne „kamienie milowe” do spełnienia. Tyle jeśli chodzi o tło całego przedsięwzięcia, a o co chodzi konkretnie w przypadku prądu z energii geotermalnej?

Energia geotermalna to jedno ze źródeł energii odnawialnej, jakie przykuwają uwagę sektora energetycznego, w miarę jak świat odchodzi od paliw kopalnych. Aby źródła geotermalnego ciepła mogły się przydać, skały w miejscu, w którym się ono znajduje, muszą być przepuszczalne dla płynów. W większości miejsc skały głęboko pod powierzchnią są wystarczająco gorące, aby można było dzięki niemu generować energię elektryczną. Nie wszędzie jednak skały są wystarczająco porowate, by mogły przez nie przenikać odpowiednie płyny.

Z pomocą przychodzą tu tzw. ulepszone systemy geotermalne (EGS). Jeśli jednak miejsce jest odpowiednie, i nie ma przeszkód w wykorzystaniu energii geotermalnej, na jaw szybko wychodzą związane z nią korzyści. W odróżnieniu od elektrowni wiatrowych lub słonecznych źródła geotermalne mogą służyć przez okrągłą dobę bez przeszkód, co pozwala na zaspokojenie ewentualnych, ponadnadmiarowych potrzeb.

Czym są w takim razie wspomniane EGS, czyli ulepszone systemy geotermalne? Startupy i firmy energetyczne działające w sektorze geotermalnym, takie jak Fervo Energy prowadzą swoje prace w bardzo podobny sposób. Wykonują one głębokie odwierty, a następnie wtryskiwany jest do nich specjalny płyn w celu utworzenia szczelin w skałach i zwiększenia ich przepuszczalności. Dzięki temu powstają warunki niezbędne do generowania energii elektrycznej.

Jak to działa? Zasada pozyskiwania energii ze źródeł geotermalnych jest tak naprawdę prosta i, jak w wielu przypadkach, kluczową rolę odgrywa w niej powstająca na skutek ciepła, para wodna. Gorące skały, krążąca w nich woda oraz odpowiednia przepuszczalność skał to trzy najważniejsze czynniki. Małe podziemne kanały i szczeliny, przewodzą wody gruntowe, które przenikają przez gorące skały. Dzięki odwiertom, w których pozyskuje się i transportuje na powierzchnię gorącą wodę, można uzyskać sprężoną parę wodną. Parę można natomiast zaprząc do poruszania turbinami zasilającymi generatory, które wytwarzają prąd.

W swoim eksperymencie na pustyni w Nevadzie Fervo Energy wykorzystał dwa pionowe, a następnie przechodzące na odpowiedniej głębokości w poziome, odwierty sięgające 990 m pod powierzchnię Ziemi. Temperatura, jaka w nich panowała to około 191 st.o Celsjusza. Natężenie przepływu, jakie osiągnięto, było równe 63 litrom na sekundę. Czy to dużo? Wystarczyło to do wygenerowania 3,5 MW energii elektrycznej. Jeden megawat energii może jednocześnie zasilić około 750 domów. Całkiem nieźle, jak na eksperyment demonstracyjny.

Fervo Energy planuje teraz podłączyć swój zakład w Nevadzie do lokalnej sieci elektrycznej i dostarczać energię do centrów danych Google, z którymi podpisał on umowę na bezemisyjną energię w 2021 r. To pierwsza umowa korporacyjna na dostarczanie prądu w sektorze geotermalnym w USA. Dane zebrane podczas wspomnianej, 30-dniowej demonstracji zostaną teraz wykorzystane do dalszych prac i udoskonalenia, kolejnej pary odwiertów, co ma doprowadzić do podwojenia generowanej energii przez Fervo Energy.

Fervo Energy buduje właśnie drugą stację pozyskiwania energii w graniczącym z Nevadą stanie Utah. Oczekuje się, że dzięki zdobytemu doświadczeniu i ulepszeniom projektu, do 2028 r. obiekt będzie w stanie generować nie 3,5 MV, a 400 MW mocy. To wystarczy do zasilenia 300 000 domów lub po prostu, zapewnienia prądu jednej czwartej mieszkańców Utah. Jednak, według Tima Latimera, dyrektora generalnego i współzałożyciela Fervo Energy, to nie wszystko: