Oregonas štatā, uz aktīvā Ņūberijas vulkāna nogāzēm, norisinās neparasts enerģētikas eksperiments. Šeit zinātnieki un inženieri cenšas iegūt tīru enerģiju no ārkārtīgi karstajiem Zemes dzīlēm. Vietas izvēle ir drosmīgs solis, jo Ņūberija ir viens no bīstamākajiem vulkāniem ASV.
Superkarstās ģeotermālās enerģijas meklējumos
Projektu īsteno uzņēmums Mazama Energy, kas veic urbšanu krietni dziļāk un strādā daudz augstākās temperatūrās nekā jebkura iepriekšējā ģeotermālā elektrostacija. Viņu mērķis ir pārsniegt 400 grādu pēc Celsija robežu. Tas pavērtu ceļu jauniem fizikāliem procesiem, kas ļautu elektrību ražot ievērojami efektīvāk.
Parastās ģeotermālās stacijas izmanto dabiskos karstā ūdens un tvaika rezervuārus. Pie Ņūberijas vulkāna tiek pielietota cita pieeja: ūdeni mākslīgi iesūknē ļoti karstos, taču sausos iežos. Šim nolūkam izmanto urbšanas un spiediena tehnoloģijas, kas līdz šim vairāk saistītas ar naftas ieguvi.
Jums varētu patikt šie:
Ūdens virs kritiskā punkta
Izšķirošais brīdis pienāk tad, kad ūdeni sakarsē virs 374 grādiem un tas nonāk milzīga spiediena ietekmē. Šādos apstākļos tas kļūst par īpaši blīvu, virskritisku šķidrumu – stāvokli starp šķidrumu un gāzi. Šāds ūdens uzkrāj siltumu kā šķidrums, bet pārvietojas kā gāze, tāpēc nodod enerģiju ārkārtīgi ātri.
Uzņēmuma vadītājs Šrirams Vasantaradžans šo pārvērtību salīdzina ar supervaroni: ienirstot zemē ūdens vēl ir parasts, bet, atgriežoties virspusē, tas jau ir spēcīgs enerģijas nesējs. Tāpēc viens urbums superkarstā iežā var dot piecas līdz desmit reizes vairāk enerģijas nekā tradicionālās sistēmas, kas darbojas apmēram 200 grādu temperatūrā.
Mazama Energy plāno jaudu palielināt pakāpeniski. 2026. gadā paredzēts sasniegt pirmos 15 megavatus, kas pietiktu vairākiem tūkstošiem mājsaimniecību. Ilgtermiņā mērķis ir 200 megavati, kas spētu nodrošināt veselas mazpilsētas vai liela datu centra elektroapgādi.
Tehniskie izaicinājumi un riski
Lielākais izaicinājums šādam lēcienam ir tehnoloģijas, jo parastais urbšanas aprīkojums vairs nespēj izturēt vairāk nekā 400 grādu karstumu. Elektronika pārstāj darboties, un mehāniskās detaļas ātri nolietojas. Par risinājumu kļuvusi urbumu dzesēšana ar šķidras ogļskābās gāzes plūsmu, kas līdz 2025. gada sākumam ļāva sasniegt vairāk nekā trīs kilometru dziļumu un panākt 331 grāda temperatūru.
Tomēr dziļi zem zemes augsta spiediena apstākļos turētais ūdens rada arī seismisko risku. Vēsturē zināmi gadījumi, kad šādi eksperimenti izraisījuši jūtamas zemestrīces. Ņūberijas apkaimē pēdējo sešu mēnešu laikā reģistrētas piecas nelielas zemestrīces, spēcīgākā ar 2,5 magnitūdu. Tāpēc zinātnieki situāciju nepārtraukti uzrauga.
Jums varētu patikt šie:
Kas notiks tālāk?
Ja projektu izdosies ieviest kā plānots, tas var kļūt par pasaulē pirmo komerciāli darboties spējīgo ģeotermālo elektrostaciju superkarstajos iežos. Panākumi iedrošinātu arī citus investorus un valstis, jo ģeotermālā enerģija piedāvā stabilitāti, ko saules un vēja enerģija bieži nespēj nodrošināt. Tā nav atkarīga no laikapstākļiem vai diennakts laika un spēj ražot elektrību nepārtraukti.
Ņūberijas vulkāna enerģētiskais potenciāls tiek vērtēts kā milzīgs – nākotnē tas varētu sasniegt vairākus gigavatus. Šāda jauda būtu salīdzināma ar būtisku daļu visa Oregonas štata elektroenerģijas ražošanas. Virskritiska ūdens izmantošana, kas fiziķiem ir labi zināms fenomens, pirmo reizi tiek īstenota patiesi rūpnieciskā mērogā un var būtiski mainīt tīras enerģijas nākotni.
