エネルギー問題の答え、それともユートピア?

または 超臨界 地熱エネルギー 何百万年にもわたって人類のエネルギー需要を満たすことが約束されていますが、どれほど実用的でしょうか?の新たな分析 カルティク・スブラマニアン 彼女 ラックスリサーチ この見通しはありそうもないことと不可能の間のどこかにある可能性があることを示しています。

一見すると、 地熱エネルギー それは素晴らしいエネルギー源のように見えます。地球はきれいで、地球には近い将来に文明の燃料となるのに十分な熱があり、私たちがしなければならないのは、その熱を利用するために掘削することだけです。

さらに良いのは、その名前です 超臨界地熱エネルギー。従来の地熱システムは、火山や温泉がある地域に穴を掘削し、水を地下に汲み上げて蒸気を抽出するか、閉ループのパイプ内に水を加熱する熱交換器を設置して熱を利用することで機能します。

これは機能しますが、そのような施設の設置には非常に費用がかかり、世界中で建設できる場所は非常に限られています。また、温度は約 200°C までしか到達しないため、性能も制限されます。 エネルギー効率 5 MW 単一の生産単位の場合。

実際には、これは、地熱エネルギーが世界のエネルギー生産のわずか 0.5% を占めており、毎年 3.5% を超えて増加することはないことを意味します。

超臨界地熱は、深さわずか 2 キロメートルの地表近くでマグマ ポケットを発見するか、深さ 20 キロメートルの高温の地球内部を探索することにより、このアイデアを次のレベルに引き上げます。ここでは温度と圧力が非常に高いため、水は 373 °C 以上に加熱され、圧力は 220 bar (3,190.83 ポンド/平方インチ、217 ATM) を超えます。この状態では、水は過熱されていますが、蒸気になることはできません。また、通常の水や蒸気よりも 4 ～ 10 倍のエネルギーを保持することができます。

言い換えれば、超臨界地熱発電所は 50 MW の容量を持つことができ、3 つの井戸は従来の地熱井 42 個分の容量を持つことができます。さらに、超臨界熱を見つけるには、マグマ ポケットを見つけるか、特定の場所を十分に深く掘るだけで済みます。

それは素晴らしいことのように聞こえますが、掘削技術と材料を限界まで押し上げるエンジニアリングにとっては大きな課題です。非常に深い井戸を掘削する必要があるだけでなく、従来の井戸をすぐに破壊してしまうような圧力、ガス、腐食作用にも耐える必要があります。しかし、さらに大きな問題があります。

この素晴らしい超臨界層または泡に到達するには、ドリルはいわゆる超臨界層を通過する必要があります。 脆性-延性遷移領域 (BDTZ)。簡単に言えば、超臨界帯の上の岩石は、その深さの温度と圧力にさらされると変化します。岩石は脆くなるのではなく、柔軟で可塑的になります。 花崗岩を粘土のように丸めることができると想像してみてください。。

または インド それは均一ではありません。上部はまだ脆く、下部はプラスチック、中央はその 2 つの混合物です。これは、この材料が穴あけには不快であり、ほとんど進歩しないのに多大な労力を必要とし、ドリルやその他の機器に非常に負担がかかる材料であることを意味します。

彼によると カルティク・スブラマニアン、BDTZ を横断するには、途中に脆弱な箇所がある場合はそれを見つけるために掘削エリアを詳細に理解する必要があります。それはまた、下から放出される熱や硫化水素や二酸化硫黄などの腐食性火山ガスに直接対処することも意味します。

実際には、 これらの問題は難しいだけでなく、現在のテクノロジーでは克服できない可能性がありますつまり、超臨界地熱エネルギーの夢は、単なる夢にとどまり得るということです。

«超臨界地熱は商業化にはほど遠く、エネルギー生産のためにこれらの資源にアクセスするための掘削方法、資源のデジタルモデリング、および材料の開発の進歩に依存します。“、 言った スブラマニアン. «超臨界地熱は、その可能性にもかかわらず、固有の技術的障害により、おそらくエネルギー転換において重要な役割を果たすことはないだろう。技術的なハードルが克服されれば、新しい深層地熱掘削方法がそうでないことが証明されない限り、超臨界地熱はより浅い深さの火山活動または地殻活動の領域でのみ経済的になるでしょう。」。

深部掘削の問題は、超臨界地熱エネルギーがアイスランドや環太平洋火山帯などの火山地域に限定される可能性があることを意味するかもしれないが、BDTZゾーンを越えることは、Quaiseスタートアップによって開発されている技術によって達成できる。 MITとケンブリッジ大学。

同社は、問題のプラスチック岩層を破壊、溶解、蒸発させることができる「ジャイロトロン」によって生成される粒子のビームを使用することを計画している。彼がどれだけうまくやっていけるかは、時間とテストによってのみ分かるだろう。

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