حفاری تا سنگهای ۴۰۰ درجه؛ شرطبندی ۱۳۵ میلیون دلاری روی برق زمین
انرژی زمینگرمایی سالها با یک محدودیت جغرافیایی شناخته میشد: نیروگاه باید جایی ساخته شود که آب داغ یا بخار طبیعی در دسترس باشد. نسل تازه شرکتهای این حوزه میخواهد این قاعده را تغییر دهد و بهجای انتظار برای مخزن آماده، تا سنگهای بسیار داغ حفاری کند و مسیر گردش سیال را بسازد. Mazama Energy یکی از همین شرکتهاست و اکنون ۱۳۵ میلیون دلار سرمایه سری B جذب کرده تا چاههای افقی در سنگهایی با دمای نزدیک به ۴۰۰ درجه سانتیگراد توسعه دهد.
دور تازه سرمایهگذاری بیش از تقاضای اولیه متقاضی داشته و با هدایت Centaurus Capital و Doerr Capital انجام شده است. ConocoPhillips و Shell Ventures نیز در آن حضور دارند و سرمایهگذاران قبلی مانند Khosla Ventures و Gates Frontier دوباره مشارکت کردهاند. ورود شرکتهای انرژی سنتی و سرمایهگذاران فناوری در کنار هم، نشان میدهد زمینگرمایی پیشرفته از پروژهای آزمایشگاهی به گزینهای جدی برای تأمین برق پایدار تبدیل شده؛ بهویژه در زمانی که مراکز داده و صنایع بزرگ به منبع شبانهروزی نیاز دارند.
پانزده هزار پا تا نقطهای متفاوت از زیرزمین
Mazama در پروژه اورگن خود ظرف ۱۵ روز از عمق ده هزار پا عبور کرده و مسیرش را به سوی حدود پانزده هزار پا، معادل ۴.۵ کیلومتر، ادامه داده است. در این عمق، دمای سنگ میتواند به ۷۵۰ درجه فارنهایت یا حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد برسد. آب تحت فشار بالا در چنین محیطی به حالت فوقبحرانی نزدیک میشود؛ حالتی میان مایع و گاز که میتواند انرژی بسیار بیشتری از بخار معمولی حمل کند. همین ویژگی، اقتصاد هر چاه را دگرگون میکند.
شرکت هدف گذاشته هر چاه افقی تا ۱۵ مگاوات برق تولید کند و میگوید این مقدار ممکن است ده برابر چاههای زمینگرمایی متعارف باشد. چاه عمودی تنها راه رسیدن به لایه داغ است؛ بخش افقی سطح تماس بیشتری با سنگ ایجاد میکند و انتقال گرما را بالا میبرد. این منطق تا حدی از صنعت نفت و گاز گرفته شده، جایی که حفاری افقی و هدایت دقیق مته طی چند دهه تکامل یافته است. تفاوت در این است که محصول نهایی سوخت سوختنی نیست، بلکه گرمایی است که میتواند بارها از همان مخزن استخراج شود.
سایت نخست در اورگن اکنون از سوی شرکت دارای ظرفیت بالقوه ده گیگاوات توصیف میشود؛ دو برابر برآورد پنج گیگاواتی که سال قبل مطرح شده بود. این رقم ظرفیت نظری کل منطقه است، نه برقی که فردا وارد شبکه میشود. Mazama میخواهد از سال آینده تولید اولیه را آغاز کند و توسعه مرحله نخست را تا سال ۲۰۳۰ به ۲۰۰ مگاوات برساند. فاصله میان ظرفیت زمینشناختی و نیروگاه عملیاتی، همان جایی است که مهندسی، مجوز، هزینه و اتصال شبکه تعیینکننده خواهند بود.
چرا برق پیوسته دوباره ارزشمند شده است؟
رشد سریع مراکز داده هوش مصنوعی تقاضا برای برقی را بالا برده که در تمام ساعات سال در دسترس باشد. خورشید و باد ارزان و پاکاند، اما خروجی آنها با زمان و آبوهوا تغییر میکند. باتری میتواند نوسان ساعتی را جبران کند، ولی ذخیرهسازی چندروزه هنوز پرهزینه است. زمینگرمایی، در صورت موفقیت، مانند نیروگاه حرارتی بهطور پیوسته کار میکند و در عین حال سوخت فسیلی نمیسوزاند. همین ترکیب آن را به «اسب تیره» رقابت انرژی مراکز داده تبدیل کرده است.
البته نیروگاههای زمینگرمایی پیشرفته بیاثر نیستند. حفاری عمیق انرژی و آب میخواهد، ساخت چاه فولاد و سیمان مصرف میکند و تحریک سنگ میتواند لرزشهای کوچک القایی ایجاد کند. مدیریت فشار، انتخاب محل و پایش لرزهای برای جلوگیری از اثر بر گسلها ضروری است. همچنین سیال داغ ممکن است مواد معدنی خورنده را حل کند و به تجهیزات آسیب بزند. دمای بالاتر انرژی بیشتری میدهد، اما همزمان انتخاب آلیاژ، آببندی و عمر چاه را دشوارتر میکند.
چالش اصلی اقتصادی، هزینه پیش از نخستین کیلووات است. توسعهدهنده باید زمینشناسی را بررسی و چاه گرانقیمتی حفاری کند، در حالی که نتیجه کامل فقط پس از رسیدن به عمق هدف معلوم میشود. صنعت نفت برای چنین ریسکی زنجیره تأمین، نیروی متخصص و مدلهای مالی جاافتاده دارد؛ زمینگرمایی تازه در حال ساخت این اکوسیستم است. سرمایه ۱۳۵ میلیون دلاری به Mazama فرصت میدهد داده عملی جمع کند و نشان دهد کاهش زمان حفاری میتواند هزینه هر چاه را قابل پیشبینی کند.
قدرت نهفته در یک درصد سنگهای فوقداغ
پژوهش دانشگاه توئنته و Clean Air Task Force برآورد کرده دسترسی به تنها یک درصد از سنگهای فوقداغ جهان میتواند بیش از ۶۳ تراوات ظرفیت تولید ایجاد کند. این عدد برای نشان دادن مقیاس منبع جذاب است، اما نباید با ظرفیت اقتصادی و قابل اتصال امروز اشتباه گرفته شود. همه مناطق داغ به شبکه، آب، جاده و مجوز مناسب نزدیک نیستند و فناوری حفاری در هر نوع سنگ عملکرد یکسانی ندارد. با این حال، حتی بخش کوچکی از این پتانسیل میتواند نقشه تولید برق را تغییر دهد.
مزیت دیگر، اشغال زمین نسبتاً کم است. پس از پایان حفاری، چند سر چاه و واحد نیروگاه میتوانند خروجی بزرگی را در مساحتی محدود فراهم کنند. چاههای افقی از یک سکوی مشترک به جهات مختلف میروند و نیاز به پراکندگی سطحی را کاهش میدهند. برای مناطقی که انتقال برق یا تعارض کاربری زمین مشکلساز است، تراکم بالای تولید ارزش دارد. البته خطوط انتقال همچنان باید ساخته شوند و پروژه اورگن نیز بدون ظرفیت شبکه نمیتواند دهها یا صدها مگاوات را تحویل دهد.
Mazama زمین پروژه دوم خود را نیز تأمین کرده، هرچند جزئیات مکان و زمان توسعه هنوز محدود است. داشتن بیش از یک سایت برای اثبات تکرارپذیری اهمیت دارد. یک مخزن موفق ممکن است نتیجه ویژگی استثنایی محلی باشد؛ فناوری زمانی صنعتی میشود که در زمینشناسیهای متفاوت با هزینه و زمان قابل پیشبینی اجرا شود. سرمایهگذاران به همان اندازه که به نخستین برق اهمیت میدهند، به منحنی یادگیری چاههای دوم، سوم و دهم نگاه خواهند کرد.
رقابت زمینگرمایی فقط میان استارتاپها نیست. گاز طبیعی با زیرساخت آماده، انرژی هستهای با خروجی پایدار و باتریهای در حال ارزان شدن، همگی برای قراردادهای بلندمدت برق رقابت میکنند. برنده الزاماً فناوری با بالاترین ظرفیت نظری نیست؛ گزینهای است که مجوز، ساخت و اتصال آن بهموقع تمام شود و قیمت ثابت ارائه دهد. برای مشتری مرکز داده، تأخیر یکساله ممکن است از تفاوت چند درصدی هزینه برق مهمتر باشد.
سرمایه تازه Mazama رأی اعتماد به این ایده است که مهارت حفاری میتواند جغرافیای زمینگرمایی را بازنویسی کند. هنوز راه زیادی میان یک چاه داغ و نیروگاهی ۲۰۰ مگاواتی وجود دارد، اما اعداد پروژه دیگر کوچک نیستند. اگر چاه ۱۵ مگاواتی در شرایط واقعی دوام بیاورد، سنگهای عمیقی که امروز فقط هزینه حفاری محسوب میشوند، میتوانند به منبع برق پیوسته تبدیل شوند. آزمون اصلی از سال آینده آغاز میشود؛ زمانی که وعده دمای ۴۰۰ درجه باید خود را در صورتحساب تولید برق نشان دهد.
منبع: TechCrunch
