استخراج انرژی از اعماق زمین

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از رویترز، محققان مشغول آزمایش روشی برای حفر چاه‌هایی به عمق پنج کیلومتر هستند تا بخارهای داغ به دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد بالای صفر را به سطح زمین بیاورند. اگر همه چیز به‌خوبی پیش برود، این انرژی گرمایی قادر است میزان تولید الکتریسیته را ۱۰ برابر افزایش بدهد.

مایع داغ و جریان‌های بخارهای داغ در داخل زمین، پتانسیل زیادی برای تولید برق دارند. ایسلند از مدت‌ها قبل این کار را شروع کرده است. محققان اروپایی طرح موسوم به «حفاری عمیق» در اینجا مشغولند تا با حفر چاه‌هایی بسیار عمیق، بخارهای داغ را که گاه دمایشان به ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد هم می‌رسد، به سطح زمین هدایت کنند.

در شبه جزیره «ریکیانس» یکی از داغ‌ترین چاه‌ها در سرتاسر جهان حفر شده است. این چاه از چاه‌‌های زمین گرمایی (ژئوترمال) معمولی که 2/5 کیلومتر عمق دارند، عمیق‌تر است.

این چاه به مخزن «بخار آب ابربحرانی (یا بالای نقطه بحرانی)» رسیده است که با دمایی نزدیک به 500 درجه سانتی‌گراد نزدیک به مخازن مواد مذاب داخل زمین است.

گودموندور او فریدلایفسون، زمین‌شناس ارشد شرکت برق ایسلند موسوم به « اچ‌اس‌اورکا» درباره بخار آب بالای نقطه بحرانی می‌گوید: «باید چاه را عمیق‌تر و به طبیعت در انتقال گرمای درون زمین به سطح زمین کمک کنیم. می‌گوییم سیالی که در این دما هست بالای نقطه بحرانی یا ابربحرانی است و اگر بتوانیم این سیال را از مسیر چاه به سطح زمین و به نیروگاه برسانیم انتظار داریم که بتوانیم 30 تا 50 مگاوات برق تولید کنیم».

این پروژه تحقیقاتی را کنسرسیومی بین‌المللی به رهبری شرکت‌های ایسلندی اجرا می‌کند. این کنسرسیوم به دنبال افزایش استفاده از سیستم‌‌های زمین گرمایی (ژئوترمال) در اروپاست و یافتن جایگزینی برای انرژی‌‌های تجدیدپذیر است.

او فریدلایفسون، مسئول هماهنگ کننده این طرح می‌گوید: «تجربه‌‌هایی را که در ایسلند به دست می‌آید می‌توان در ایتالیا به کار برد و همینطور تجربه‌‌هایی که در ژاپن و زلاند نو به دست می‌آید. تا بتوان از همان روش‌‌ها استفاده کرد. این کار نوعی فرایند یادگیری است. از یکدیگر یاد می‌گیریم».

اطلاع از ترکیبات خاک برای حفاری لازم است

یکی از چالش‌های اصلی تیم تحقیقاتی هنگامِ آزمایشِ روش‌های حفاری عمیق، اطلاع از خصوصیات سنگ‌‌هایی است که سوراخ می‌شود. برای پرهیز از آسیب به ساختارها و پیشگیری خطرات احتمالی، دانستن ترکیب خاک زیرزمین لازم است.

آلبرت آلبرتسون، مهندس مکانیک از شرکت برق ایسلند می‌گوید: «حفاری در ماده‌ای که نمی‌شناسیم چالشی بزرگ است. امروز راهی نداریم که ببینم دقیقا چه چیزی را سوراخ (مته) می‌کنیم. باید بدانیم سیال چه واکنش‌‌های شیمیایی دارد. باید با مشکل تشکیل لایه‌‌های رسوبی، خوردگی، و مشکلات دیگر مقابله کرد».

حفاری پوسته زمین کاری خطرناک است چون مته ممکن است وارد مخزن مواد مذاب شود یا باعث زلزله‌‌های خفیف به خصوص در مناطق آتشفشانی شود.

او فریدلایفسون که مسئول هماهنگ کننده این طرح اروپایی نیز هست می‌گوید: «تلاش می‌کنیم با استفاده از وسایل ژئوفیزیکی و سابقه تاریخی منطقه آتشفشانی و نقشه‌‌های منطقه خطرات را به حداقل برسانیم و از ابزارهای علمی هم به وفور استفاده می‌کنیم».

بیرون کشیدن بخار آب از قلب داغ سیاره زمین باعث استخراج مواد زیان آوری مثل گاز کربنیک و گوگرد می‌شود. رهیافت محققان اروپایی در ایسلند بازیافت همه این مواد است.

آلبرت آلبرتسون، مهندس مکانیک از شرکت برق ایسلند درباره بازیافت این مواد می‌گوید: «اگر نیروگاه را به شکل جعبه‌ای در نظر بگیریم باید جریان هر منبع انرژی را که وارد جعبه می‌شود به حساب آوریم. هر منبع انرژی مثل گرما، آب گرم، آب‌های زیرزمینی جریان انرژی ارزشمندی است که نباید به هدر برود».