الطاقة الحرارية الأرضية.. تقنية أميركية لتوليد الكهرباء النظيفة بالتكسير المائي

أعلنت شركة فيرفو الناشئة -ومقرّها مدينة هيوستن الأميركية- أنها تمكنت من توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية بنجاح، في محطة التوليد الأولى من نوعها على نطاق تجاري، باستعمال تقنيات التكسير المائي الهيدروليكي وابتكارات التنقيب عن النفط الصخري، لإنتاج كهرباء محايدة كربونيًا.

وعلى الرغم من أن الحفر الأفقي يتيح لمنتجي النفط الوصول إلى طبقات جديدة من الوقود الأحفوري، تقوم شركة فيرففو بالحفر بشكل جانبي في الصخور الساخنة المسامية التي يسخّنها النشاط التكتوني، وفقًا لما نشرته مجلة تايم الأميركية (time.com).

بعد ذلك، تقوم الشركة بضخّ المياه عبر تلك الصخور لتوليد البخار وإنتاج الكهرباء، وفي الوقت الحالي، يستطيع مشروعها في شمال ولاية نيفادا إنتاج نحو 3.5 ميغاواط من الكهرباء، أو ما يكفي لتشغيل نحو 2600 منزل، حسبما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

عند ربط المحطة بالشبكة في وقت لاحق من هذا العام، ستُستعمَل تلك الكهرباء لتشغيل مراكز بيانات غوغل وعمليات شركة ألفابت الاستثمارية الأخرى.

أفاد بذلك موظف النفط السابق، تيم لاتيمر، الذي بدأ حياته المهنية في قطاع النفط والغاز، قبل أن يشارك في تأسيس شركة فيرفو عام 2017.

وتحدَّث تيم لاتيمر إلى مجلة تايم بشأن إيجاد طريقة لاستعمال تكنولوجيا صناعة النفط لصالح كوكب الأرض، ورؤيته لمستقبل الطاقة الحرارية الأرضية.

الاستفادة من ابتكارات صناعة الوقود الأحفوري

يرى موظف النفط السابق في الولايات المتحدة، تيم لاتيمر، أن سلسلة من ابتكارات صناعة الوقود الأحفوري التي ساعدت في إشعال طفرة النفط الصخري في الولايات المتحدة كان لها أكبر تأثير منفرد بمسار الجغرافيا السياسية العالمية، والتأثير الأكبر بالسياسة العالمية والمحيط الحيوي في العالم.

وأشار تيم لاتيمر إلى أن الحفر الأفقي والتكسير المائي الهيدروليكي أدّيا إلى تحويل الولايات المتحدة من كونها مستوردًا صافيًا للوقود إلى مصدِّر.

وأوضح أن هذا التحول يمثّل إعادة تنظيم للمشهد الإستراتيجي العالمي، ويظهر حاليًا في أساطيل ناقلات النفط والغاز الطبيعي الأميركية التي تساعد في التحايل على حصار الطاقة الذي تفرضه أوروبا على روسيا.

وفي الوقت نفسه، ساعد كل هذا الوقود الجديد الرخيص الثمن على إطالة إدمان الولايات المتحدة للكربون لسنوات، مع عدم قدرة مصادر الطاقة المتجددة الناشئة على منافسة الغاز الطبيعي، وفقًا لما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

على عكس الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، التي تولّد الكهرباء فقط عندما تكون الشمس مشرقة أو تهبّ الرياح، يمكن لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية توفير تغذية مستمرة من الكهرباء، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق التوازن في الشبكة، وتمثّل هذه الطاقة الأرضية -حاليًا- نحو 0.4% من الكهرباء في الولايات المتحدة.

وقال تيم لاتيمر، إنه كما هو الحال في طفرة التكسير المائي الهيدروليكي في الولايات المتحدة، فإن تكنولوجيا شركة فيرفو يمكن أن تجعل من الممكن تطوير محطات الطاقة الحرارية الأرضية في العديد من المناطق التي لم تكن مربِحة ماليًا من قبل.

وأوضح أن هذا التغيير يمكن أن يساعد في زيادة الطاقة الحرارية الأرضية بصفتها تقنية مهمة في إزالة الكربون من شبكة الولايات المتحدة.

طريقة عمل تقنية شركة فيرفو

قال موظف النفط السابق في الولايات المتحدة، تيم لاتيمر، إن توليد الكهرباء بالطاقة الحرارية الأرضية موجود منذ أكثر من 100 عام. وتمّ بناء أول محطة للطاقة الحرارية الأرضية في إيطاليا مطلع القرن الماضي.

وأضاف: "تعمل جميع أنواع الطاقة الحرارية الأرضية بالطريقة نفسها، وتقوم الشركة بالحفر إلى طبقات أرضية ذوات درجة حرارة عالية، ثم تنتج الماء الساخن أو البخار من الآبار التي تحفر فيها، ثم تلتقط ذلك على السطح لتوليد الكهرباء.

وأشار إلى بناء محطات في جميع أنحاء العالم، وأنها تمثّل جزءًا كبيرًا من مزيج الكهرباء في بلاد مثل أيسلندا ونيوزيلندا وكينيا.

وأشار إلى أنه "كان يتعيّن على الشركات تقليديًا الاستفادة من الأحواض الطبيعية الساخنة والضحلة والمنتجة لتكون فعالة من حيث التكلفة، ملمّحًا إلى أن تلك المواقع استُغِلَّت منذ عقود مضت، وكان يجب الحفر بشكل أعمق إلى أماكن أقلّ حرارة وآبارًا أقل إنتاجًا، ولم تواكب التكنولوجيا حقًا".

ويعود السبب وراء عدم توسّع الطاقة الحرارية الأرضية هو أنه بمجرد اختيار هذه النقاط الجيولوجية الساخنة ومحاولة الانتقال إلى أماكن أخرى، لم تكن التكنولوجيا موجودة لجعلها فعالة من حيث التكلفة، وفقًا لما نشرته مجلة تايم الأميركية (time.com).

وأردف قائلًا: "تقليديًا، يمكنك حفر آبار عمودية بسيطة، وسوف تتدفق المياه بين آبار الحقن وآبار الإنتاج، والأمر الجديد في موقعنا هو أننا حفرنا نحو 8000 قدم (2438.4 مترًا)، ثم استدرنا وحفرنا أفقيًا لمسافة 4000 قدم (1219.2 مترًا)".

وتابع: "ثم قمنا بنقل المياه من بئر أفقي إلى الآخر عبر عدّة مئات من الأقدام في تلك الصخور ذات درجة الحرارة المرتفعة، وعلى عمق 8000 قدم (2438.4 مترًا) تحت أقدامنا، وهذا يحلّ بعضًا من هذه التحديات الاقتصادية، ويسمح لنا بالذهاب إلى أماكن أعمق والاستمرار في إنجاح الاقتصاد".

مواءمة تكنولوجيا النفط والغاز مع الطاقة الحرارية الأرضية

أوضح موظف النفط السابق في الولايات المتحدة، تيم لاتيمر، أن "متطلباتنا الجيولوجية مختلفة تمامًا، في الولايات المتحدة، حُفِر ما يزيد عن 100 آلاف بئر نفط وغاز أفقي، ولكن عمومًا، توجد تلك الآبار في أماكن ضحلة حيث تكون الصخور أكثر ليونة، وليست ساخنة.

وأضاف: "لذلك، استغرق الأمر الكثير من العمل حتى تتمكن من تكييف المعدّات، لأن درجة حرارة آبارنا أعلى بكثير، وكان المشروع الذي قمنا به هنا نحو 400 درجة فهرنهايت (204.44 درجة مئوية).. نحن نحفر عبر الغرانيت، وهذا صخر أصعب بكثير".

التكنولوجيا الجديدة للحفر عبر الصخور

قال موظف النفط السابق في الولايات المتحدة، تيم لاتيمر، إن بعض المعدّات والتقنيات كان عبارة عن أدوات متطورة، مثل مثاقب الحَفر ذات الأسطح الصلبة، والمحركات والإلكترونيات المصممة للتعامل مع درجات الحرارة المرتفعة.

وبيّن أن "بعضها مجرد تقنيات متطورة، وأن أحد الأشياء التي دفعناها للأمام كانت طريقة ضخ السوائل للأسفل خلال الحفر، والتي تعمل على تبريد نظام الحفر الخاص بك بشكل أكثر كفاءة من عملية النفط والغاز"، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

مشروعات شركة فيرفو الحالية

قال موظف النفط السابق في الولايات المتحدة، تيم لاتيمر: إن "مشروعاتنا الحالية تقع في ولايات مثل يوتا ونيفادا، التي تتمتع بطبقات جيولوجية طبيعية ملائمة للطاقة الحرارية الأرضية، إذ ما يزال بإمكاننا حفر آبار ضحلة نسبيًا، والوصول إلى درجات حرارة عالية الصخور".

 

وأضاف: "لقد بدأنا للتو هناك أولًا لأنها الحصيلة الميسَّرة. أساسًا، هناك فعليًا كمية غير محدودة من الطاقة الحرارية الأرضية.

وتابع قائلًا: "نعتقد أنه باستعمال التكنولوجيا الحالية، ربما يكون الحفر إلى عمق نحو 4 آلاف متر -أكثر من 13 ألفًا و100 قدم- مُجديًا من حيث التكلفة.

موضوعات متعلقة..

• توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية يتصدر اهتمامات أميركا
• الطاقة الحرارية الأرضية فرصة تحتاج إلى تعاون أكبر لجني ثمارها
• الطاقة الحرارية الأرضية.. سوق واعدة تضمن توليدًا مستقرًا للكهرباء (تقرير)

اقرأ أيضًا..

• غاز حقل الجافورة السعودي يدعم صناعة البتروكيماويات وتصدير النفط (تقرير)
• مسؤول سابق: النفط الإيراني مُحاصَر.. والخفض السعودي غير كافٍ للمنافسة
• نتائج أعمال سينوبك في النصف الأول 2023 تشهد انخفاض الأرباح 20%