لایه های کره زمین

حفر عمیق‌ترین سوراخ کره زمین برای دستیابی به انرژی نامحدود

استارتاپ Quaise قصد دارد با استفاده از فناوری‌های نوین، عمیق‌ترین سوراخ زمین را حفر کند؛ حالا این پروژه چه پیامدهایی خواهد داشت؟

«کوئیس» (Quaise)، شرکت پیشروی فعال در حوزه انرژی، از زمان راه‌اندازی‌اش در سال 2020 به‌خاطر هدف بلندپروازانه خود برای حفر عمیق‌ترین سوراخ پوسته زمین تاکنون، به شدت مورد توجه قرار گرفته است. این استارتاپ که ریشه‌اش به مؤسسه فناوری ماساچوست بازمی‌گردد، با پایان دور اول جذب سرمایه خود مجموعاً 63 میلیون دلار آمریکا جمع‌آوری کرده است. این می‌تواند شروع قابل قبولی برای پروژه این شرکت با هدف گسترده‌تر ساختن دسترسی به نیروی ژئوترمال یا زمین‌گرمایی در سراسر دنیا باشد.

پروژه جاه‌طلبانه شرکت Quaise برای حفر عمیق‌ترین سوراخ کره زمین

کوئیس قصد دارد در راستای نزدیک‌تر شدن به هسته زمین، ترکیبی از روش‌های مرسوم حفاری و دستگاهی با نام «ژیروترون» (Gyrotrons) را به کار بگیرد. دستگاه مذکور با الهام از نوعی فناوری توسعه پیدا کرده است که می‌تواند در آینده همجوشی هسته‌ای را ممکن سازد.

کره زمین

درحالی که انرژی خورشیدی و بادی امروزه بازار انرژی سبز را تسخیر کرده‌اند، کمتر به منبع عظیم گرمای زیر پاهای ما توجه می‌شود و انرژی ژئوترمال کم‌کم به فراموشی سپرده شده است. البته درک علت این موضوع چندان دشوار نیست. علی‌رغم اینکه انرژی زمین‌گرمایی منبعی پاک، ثابت و نامحدود محسوب می‌شود، در کمتر قسمتی در نزدیکی سطح زمین می‌توان به راحتی سنگ‌های داغ مناسب برای استخراج این نوع انرژی را پیدا کرد. با این حال، شرکت Quaise به دنبال ایجاد تحولی در این زمینه با حفر عمیق‌ترین سوراخ زمین است.

تا به اینجا انسان موفق شده تا عمق تقریباً 12.3 کیلومتری زمین به پیش برود. شاید چاه ابرژرف کولا به‌عنوان بزرگ‌ترین حفره کره زمین و همچنین سایر نمونه‌ها به نهایت حد خود رسیده باشند، اما در هر صورت دستاوردهای شگفت‌انگیزی از لحاظ مهندسی به شمار می‌روند. حالا انسان برای اینکه بتواند باری دیگر مرزها را جابه‌جا کند، باید موادی را که زیر کیلومترها سنگ قرار دارند خرد کند و سپس آن‌ها را به سطح زمین بیاورد.

چاه ابرژرف کولا

چاه ابرژرف کولا، عمیق‌ترین چاه زمین در حال حاضر

همچنین ابزار حفاری باید در دمای بالای 180 درجه سانتی‌گراد هم توانایی خرد کردن سنگ‌ها را داشته باشند و استفاده از مته‌ها در چنین مسافتی نیازمند ارزیابی دقیق و هوشمندانه است. یکی از روش‌های جایگزین جهت رفع موانع مذکور این است که بیشتر از حفاری، تمرکز روی سوزاندن مواد گذاشته شود. شرکت کوئیس نیز در این راستا راهکار استفاده از امواج میلی‌متری تابش الکترومغناطیسی را ارائه داده که باعث ذوب اتم‌ها کنار همدیگر می‌شود.

دستگاه‌های ژیروترون قادر هستند با لرزاندن الکترون‌ها با سرعت بالا در میدان‌های مغناطیسی قوی، پشت سر هم پرتوهای الکترومغناطیسی تولید و منتشر کنند. کوئیس انتظار دارد با اتصال یک ژیروترون مگاواتی به جدیدترین ابزارهای بُرِش، از سخت‌ترین و داغ‌ترین سنگ‌ها بگذرد و طی تنها چند ماه به عمق تقریباً 20 کیلومتری زمین راه پیدا کند. دمای سنگ‌های پیرامون در این عمق به حدود 500 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. این دما هر آب مایعی را به یک ماده فوق بحرانی (Supercritical) بخار مانند تبدیل می‌کند که گزینه‌ای عالی برای تولید الکتریسیته به حساب می‌آید.

لایه های زمین

Quaise پیش‌بینی می‌کند طی دو سال آینده دستگاه‌هایی قابل استقرار در محل با قابلیت انجام عملیات اثبات مفهوم را ارائه بدهد. اگر همه‌چیز مطابق برنامه به جلو برود، این شرکت تا سال 2026 سیستم عملی و نهایی را آماده خواهد ساخت و تا سال 2028 تاسیسات مبتنی بر انرژی بخار را جایگزین نیروگاه‌های قدیمی مبتنی بر زغال سنگ خواهد کرد.

انرژی ژئوترمال یا زمین‌گرمایی؛ یک منبع انرژی عظیم برای ده‌ها کشور

فناوری مورد توجه کوئیس همزمان هم قدیمی و هم نو محسوب می‌شود که این می‌تواند سوالات متعددی را درباره امکان موفقیت آن به وجود بیاورد. حتی بدون این فناوری، می‌توان حدود 8.3 درصد از انرژی دنیا را از منبع ژئوترمال به دست آورد که نیاز حدود 17 درصد از جمعیت زمین را تامین می‌کند. در حال حاضر، این امکان برای نزدیک به 40 کشور وجود دارد که 100 درصد الکتریسیته خود را از طریق منابع ژئوترمال به تولید برسانند.

کره زمین

با وجود این پتانسیل فراوان، کمتر از نصف الکتریسیته دنیا از طریق انرژی ژئوترمال تامین می‌شود. جهت پیشروی در مسیر دستیابی به صفر خالص در تولید آلایندگی‌ها تا سال 2050، انرژی زمین‌گرمایی باید سالانه حدود 13 درصد رشد پیدا کند. این درحالی است که میزان رشد آن در نقطه کنونی اصلاً با چنین درصدی قابل مقایسه نیست. از این رو، هنوز جای زیادی برای رشد وجود دارد و درحالی که روز به روز مسئله آلایندگی‌ها و گرمایش زمین حیاتی‌تر می‌شود، باید امیدوار بود که شرکت‌هایی نظیر Quaise تحول بزرگی را در آینده رقم بزنند.