استغلال الطاقة الحرارية الأرضية يتوسع بتقنية حفر جديدة

بهدف إتاحة موارد الطاقة الحرارية الأرضية لجميع البلدان المعنية، تعمل شركة كوايز إنرجي الأميركية الناشئة، التي تأسست عام 2018، على تطوير تقنية حفر لزيادة الاستفادة من الطاقة الحرارية الأرضية من مسافة تصل إلى 19.31 كيلومترًا تحت سطح الأرض.

وتسعى الشركة إلى تطوير نظام حفر بالموجة المليمترية لتحويل المحطات الكهروحرارية الحالية لاستعمال طاقة الأرض الحرارية فائقة العمق، بحسب ما نشره موقع إنرجي مونيتور (Energy Monitor) في مايو/أيار الجاري.

ويعيد هذا النظام استعمال تقنية الغيروترونات الحالية -الأجهزة الإلكترونية الفراغية المستعملة في أبحاث الاندماج النووي لتسخين البلازما- للحفر بعمق 19.31 كيلومترًا تحت سطح الأرض، إذ تتجاوز درجات الحرارة 400 درجة مئوية، بحسب تقرير اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

ولذلك؛ ليس هناك حاجة إلى التكسير، بهدف تفادي احتمالية حدوث الزلازل التي حدثت في أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية الأخرى.

وتأمل شركة كوايز إنرجي في أن يصبح الحَفْر باستعمال هذه التقنية سريعًا، بهدف استكمال حفر الآبار في غضون 100 يوم باستعمال تقنية الغيروترونات الموجودة بقدرة 1 ميغاواط.

مدى تقدم تقنية الحفر الجديدة

للاطلاع على مدى تقدم تقنية الحَفْر الجديدة، ومناقشة تطورها وإمكانات الطاقة الحرارية الأرضية العميقة المحتملة لتحوّل الطاقة في العالم، التقى موقع إنرجي مونيتور الرئيسَ التنفيذي لشركة كوايز إنرجي الأميركية كارلوس أراكي.

وقال المؤسس المشارك الرئيس التنفيذي لشركة كوايز إنرجي الأميركية كارلوس أراكي: "نحن نقدّم طريقة جديدة تهدف -أساسًا- إلى الحفر بصورة أعمق وأكثر سخونة.. ونتيجة لتقدمنا في ذلك، سندخل في النهاية مشروعًا ونطور حقلًا، لكن هذا لن يحدث حتى الجزء الأخير من هذا العقد".

وأضاف أن هذه التقنية نشأت في مركز علوم البلازما والانصهار بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ضمن نطاق أبحاث الاندماج.

وأشار إلى عمله على هذه التقنية لمدة 10 سنوات قبل تأسيس شركة كوايز إنرجي، مضيفًا أنه في السنوات الـ4 منذ انطلاق الشركة، انتقلت التقنية من الجامعة إلى المختبر الخاص بها في مدينة هيوستن، وتم توسيع نطاق وظائف التقنية 100 مرة.

• الطاقة الحرارية الأرضية في الإمارات محور تعاون بين أدنوك ومصدر

وأكّد الحاجة إلى "توسيع نطاقها 100 مرة أخرى، وللقيام بذلك نحتاج إلى الدخول في الميدان، نحن بحاجة إلى بناء إصدارات ميدانية للتقنية حتى نتمكن من القيام بذلك على منصة حفر أو شاحنة".

وأردف قائلًا: "إذا سارت الأمور على ما يرام فسنباشر التجارب الميدانية الأولى على الإطلاق في غضون عام من الآن"، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

مراحل تطوير تقنية الحَفْر الجديدة

قال المؤسس المشارك الرئيس التنفيذي لـ"كوايز إنرجي" الأميركية كارلوس أراكي، إن الشركة وضعت 3 سنوات رئيسة في الحسبان، هي: 2024 و2026 و2028، لتطوير تقنية حفر آبار الطاقة الحرارية الأرضية.

وأضاف: "سيشهد عام 2024 توظيف تقنية الحفر الجديدة ميدانيًا لأول مرة، وسيكون عام 2026 الموعد الذي يُستخرَج فيه البخار لأول مرة من الأرض (عادة ما تأخذ الطاقة الحرارية الأرضية شكل بخار الماء الساخن)".

وتابع: "سيشهد عام 2028 التعاون مع إحدى الشركات المستعدة لشراء هذا البخار، ويمكن أن تكون محطة كهرباء، على سبيل المثال، حتى لا تضطر إلى حرق الوقود الأحفوري لتوليد البخار".

وأشار إلى أن "المشروعات الحقيقية الأولى ستبدأ في النصف الثاني من هذا العقد -2025 فصاعدًا- وستتوج بأول عرض توضيحي شامل بحلول عام 2028".

• توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية يتصدر اهتمامات أميركا

وبيّن كارلوس أراكي أن هذه المشروعات ستكون الأولى من بين الآلاف التي يجب القيام بها لإزالة الكربون من قطاع الطاقة الحرارية الأرضية، بحسب ما نشره موقع إنرجي مونيتور (Energy Monitor) في مايو/أيار الجاري.

تكلفة توليد الكهرباء

قال المؤسس المشارك الرئيس التنفيذي لشركة كوايز إنرجي، كارلوس أراكي: "لقد نظرنا في التكلفة المستوية للكهرباء المحتملة على نطاق واسع بأنفسنا واستغللنا الاستشارات في مجال الطاقة للتحقق من صحة عملنا".

وأوضح أنه وفقًا للتكنولوجيا التي تعمل بالطريقة المستدفة -وهذا يعني مدى السرعة والتكلفة المنخفضة لعمليات الحَفْر- نبدأ في الحديث عن التكلفة المستوية للكهرباء بين 20 و40 دولارًا لكل ميغاواط/ساعة.

• تعزيز الطاقة الحرارية الأرضية بين المزايا المتعددة والتحديات الكبيرة (تقرير)

وأشار إلى أن "فرق التكلفة المستوية للكهرباء بين 20 دولارًا و40 دولارًا له علاقة بمدى العمق الذي نحتاج إليه للحفر في أماكن مختلفة، وما إذا كنا بحاجة إلى بناء محطة كهرباء".

وأضاف: "عادةً ما تتراوح التكلفة المستوية للكهرباء لطاقة الرياح والطاقة الشمسية بين 20 دولارًا و100 دولار".

ويكشف الرسم التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- عن طريقة توليد الكهرباء عبر الطاقة الحرارية الأرضية:

إتاحة الطاقة الحرارية الأرضية لجميع البلدان

نادرًا ما يحدث التنقيب عن النفط والغاز على مسافة تقل عن 4.82 كيلومترًا، ويُعَد النفط ضحلًا نسبيًا مقارنة بمكامن الطاقة الحرارية الأرضية، وفق ما اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وتنعم بلدان مثل أيسلندا وكينيا بتدرجات حرارة أرضية عالية (حرارة أرضية في أعماق ضحلة)، لذلك يمكنها ببساطة استعارة تقنية الحَفْر من صناعة النفط والغاز، وهي جيدة بما يكفي للقيام بهذه المهمة.

وتُعدّ الأعماق من 4.82 إلى 19.31 كيلومترًا المكان المثالي للطاقة الحرارية الأرضية، وهذا صعب للغاية بالنسبة إلى تقنيات استخراج النفط والغاز.

وقال المؤسس المشارك الرئيس التنفيذي لشركة كوايز إنرجي الأميركية كارلوس أراكي: "إن الفرق بين أيسلندا ونيويورك هو مدى العمق اللازم للوصول إلى درجات الحرارة المطلوبة".

وأضاف: نريد الوصول إلى 300-500 درجة مئوية، مشيرًا إلى أنه في أيسلندا يمكن الوصول إلى تلك الحرارة على عمق 4.82 كيلومترًا، وفي نيويورك، فمن المحتمل الحفر حتى 12.87 كيلومترًا.

وأوضح أنه عند النظر إلى العالم بأسره، فإن أقصى عمق سنحتاج إلى حفره للاستفادة من الطاقة الحرارية الأرضية سيكون 19.31 كيلومترًا.

وأردف قائلًا: "في أيسلندا، على سبيل المثال، يأتي 30% من كهربائها من الطاقة الحرارية الأرضية التي توفر نحو 70-80% للتدفئة"، و"تحصل كينيا على نصف احتياجاتها من الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية".

وتابع قائلًا: "أعتقد أنه إذا نجحنا في كسر الحواجز التكنولوجية فإن الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن تزيد على 50% من إجمالي إمدادات الكهرباء الأولية".

اقرأ أيضًا..

• أكبر الدول المنتجة للنفط في أفريقيا خلال أبريل 2023
  
• هل يخفّض النفط الروسي حصة السعودية في أسواق الهند؟ أنس الحجي يجيب
• 4 دول عربية تنعش واردات إسبانيا من الغاز المسال.. ودور مهم للجزائر