Мікрохвильовка для планети: як дістати енергію з-під ніг?
Поки світ шукає літій, в MIT навчилися випаровувати скелі, щоб отримати нескінченну електрику
Дослідники Масачусетського технологічного інституту розробляють методи видобутку енергії з надглибоких шарів землі. Їхні інновації можуть перетворити геотермальну енергію з екзотики на головне джерело чистої електрики у світі. Геотермальна енергія — це тепло самої Землі, яка працює 24 на 7 незалежно від сонця чи вітру. Проте сьогодні вона забезпечує менше ніж 1% світових потреб, бо дістатися до справжнього жару під товщею скель неймовірно дорого і складно. Та команда МІТ вирішила змінити правила гри.
Найгучніша інновація МІТ — це міліметрове буріння. Замість того, щоб гризти твердий граніт механічними свердлами, які швидко тупляться і ламаються, вчені пропонують використовувати потужний мікрохвильовий промінь. Цей промінь буквально випаровує гірську породу і дозволяє бурити в рази швидше і заглиблюватися на 10–20 км, де панує температура понад 400°. На такій глибині енергія доступна практично в будь-якій точці планети, а не лише в гарячих зонах на кшталт Ісландії чи Кенії.
В МІТ пояснюють, що є три способи отримати тепло з глибин. І кожен зараз активно вдосконалюється. Перший: покращена геотермія, створення штучних тріщин. Якщо скеля гаряча, але суха, вчені створюють у ній мікротріщини і закачують туди воду, яка нагрівається і повертається на поверхню як пара. Другий — удосконалена геотермія. Замкнутий контур. Це схоже на величезну підземну батарею. Вода циркулює по герметичних трубах, вкопаних глибоко в землю, забираючи тепло від каміння без прямого контакту з ним. І третій спосіб — надгаряча геотермія. Екстремальний рівень роботи при температурах понад 374°. У таких умовах вода переходить у надкритичний стан, стає чимось середнім між газом і рідиною. Така вода несе в собі в 4–10 разів більше енергії, ніж звичайна пара.
Окрім буріння, проєкт MIT Proto Ventures розробляє також розумну начинку для цих станцій. Найважливіша, мабуть, розробка — це датчики для тріщин. Вони, так би мовити, чують, як розтріскується камінь на глибині кілометрів, допомагаючи керувати підземними потоками.
Ще одна — дешеві сплави. Вчені знайшли заміну дорогому титану. Нові метали, що витримують агресивну хімію глибоких надр, на відміну від традиційних сплавів, де є один головний метал, наприклад, залізо в сталі. Вони складаються з п’яти або більше елементів у рівних пропорціях. Використовуючи комбінацію дешевих металів: хром, залізо, марганець, кобальт, нікель у спеціальних пропорціях, вченим вдалося досягти корозійної стійкості титану за 20% його вартості.
І третій важливий елемент — антикорозійне покриття. Спеціальний шар захищає труби від накипу та солей, які зазвичай швидко забивають свердловини. Кераміко-металеві нанопокриття дозволяють досягти антипригарного ефекту. Солі та кремній — силікати, які зазвичай забивають труби, — просто не можуть зачепитися за поверхню. Це дозволяє експлуатувати свердловину без зупинок на промивку протягом багатьох років.
Чому це актуально саме зараз? Попит на енергію зростає, особливо через гігантські датацентри штучного інтелекту. Геотермальна станція, побудована поруч із таким центром, може стати ідеальним джерелом живлення. Експерти МІТ прогнозують: якщо вартість технологій продовжить падати, геотермальна енергія зможе забезпечити до 15% приросту світового попиту на електрику до 2050 року. До речі, цікавий факт. Потужність однієї станції на надгарячих породах може зрівнятися з невеликою АЕС, але без жодного ризику радіації та викидів вуглецю. Де там у нас кора тонша в Україні? Пишіть у коментарях.