Тепло із серця Землі: розроблено технологію для доступу до невичерпного джерела енергії

Словацька компанія GA Drilling продемонструвала кілька нових технологій — якір, що крокує (Anchorbit) і плазмовий дриль (Plasmabit). Розробники вважають, що нові технології здатні відкрити доступ до виробництва геотермальної енергії, який більш-менш можна буде використовувати у будь-якій точці Землі, пише New Atlas.

Розробники зазначають, що нові технології обіцяють набагато швидше та дешевше буріння гарячої породи на глибині близько 10 кілометрів під землею. Суть у тому, що інтенсивне тепло під поверхнею Землі є майже невичерпним джерелом надійної чистої енергії, яка доступна 24/7 з будь-якої точки Землі. Передбачається, що її можна буде використовувати у вигляді пари для запуску турбін генератора, а можливо навіть направити безпосередньо до систем централізованого теплопостачання.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Основна проблема використання геотермальної енергії полягає у тому, що нам потрібно дістатися інтенсивного тепла під поверхнею планети. Найбільш легкодоступна ця енергія там, де вона знаходиться найближче до поверхні Землі — як правило, йдеться про геологічно нестабільні райони поблизу вулканів та високу сейсмічну активність. Однак такі регіони становлять лише близько 3% усієї поверхні планети. В іншому випадку, дістатися до цього джерела тепла буде вкрай складно.

Вчені зазначають, що температура і тиск, що виникає під час надглибокого буріння, швидко руйнують навіть високоякісні бурові долота. Це означає, що процес необхідно перервати, дістати бурову голівку, замінити її, потім знову опустити та продовжити – це забирає багато часу та фінансів.

В результаті найбільш слушними місцями для видобутку геотермальної енергії залишаються Ісландія, Сальвадор, Нова Зеландія та інші регіони, де вона доступна на дрібніших глибинах.

Таким чином словацька компанія GA Drilling поставила за мету зробити видобуток геотермального тепла набагато дешевшим, швидшим і доступнішим у будь-якій точці планети. Дослідники розробили дві ключові технології, які допоможуть у цьому процесі:

• Anchorbit — система ходячих якорів.
• Plasmabit – система імпульсного плазмового буріння.

Перша система передбачає, що за буровим долотом розміщують дві секції муфти, кожна з яких оснащена висувними поршнями, здатними висуватися і захоплювати стовбур свердловини. Коли верхня муфта захоплює отвір, нижня висувається донизу ближче до бурового долота, а потім виштовхує свої захватні поршні, дозволяючи верхній муфті відпустити й ковзати вниз, щоб зустріти її.

Винахідники впевнені, що ця система дозволить подвоїти швидкість проходу через тверду породу на перших шести кілометрах, а також значно збільшить термін служби бурових доліт. Однак для глибшого буріння на глибині близько 10 км під землею буде потрібна друга технологія — система імпульсного плазмового буріння.

Система Plasmabit може бути підключена до стандартної установки. У ній використовується електродуговий пальник, що обертається, для вибуху породи іонізованим газом при температурі 6000 °C. Вона використовується для того, щоб розколоти та послабити породу, а також обробити її водою під високим тиском, а далі відправити шматки породи вгору трубою. По суті, воно є безконтактним свердлом, а тому його не потрібно витягувати й замінювати.

Однак винахідники попереджають, що якщо ви хочете зайти глибше позначки в 10 кілометрів, вам знадобляться набагато екзотичніші технології. Наприклад, дочірня компанія Массачусетського технологічного інституту Quaise намагається пробурити вдвічі більшу глибину, використовуючи гіротрони, які були розроблені для перегріву плазми в термоядерних експериментах.

Зазначимо, що GA Drilling вже провела свою першу публічну демонстрацію у технологічному центрі у Г'юстоні. Однак потрібно деякий час, щоб ми змогли побачити, як ці технології працюють у реальному світі.

Раніше Фокус писав про те, що Китай копає яму до серця Землі: як глибоко вже дісталися і що шукають у надрах планети.