تريد شركة Sage Geosystems حل أزمة الطاقة في مراكز البيانات عن طريق تخزين المياه المضغوطة في أعماق الأرض
كانت سيندي تاف تقف في مساحة مسطحة من مقاطعة ستار بولاية تكساس، في أوائل عام 2022 عندما شعرت بذلك. وقالت لـ TechCrunch: “لقد كانت تهتز الأرض حرفيًا”. “لقد كانت تلك لحظة” آه ها “بالنسبة لي.”
كانت شركتها الناشئة، Sage Geosystems، تختبر المعدات المستخدمة لجمع الحرارة من أعماق الأرض. وكان الفريق قد قام بحقن الماء في البئر ويقوم الآن بإخراجه مرة أخرى. وكانت النتيجة تدفقاً، ليس من النفط، بل من المياه الساخنة النظيفة التي يمكن أن تحل محل الغاز الطبيعي كمصدر ثابت للطاقة في جميع أنحاء العالم.
لقد استخدم الناس الحرارة في أعماق الأرض منذ فترة طويلة، وهذا ما تفعله شركة Sage Geosystems أيضًا. لكنها تقترح أيضًا استخدام الآبار التي تمتد لآلاف الأقدام كبطاريات، لتخزين المياه تحت الضغط لتوليد الكهرباء لاحقًا. قامت الشركة باختبار هذا المفهوم في مقاطعة ستار لأكثر من عام. أعلنت شركة Sage Geosystems يوم الثلاثاء أنها تقوم حاليًا ببناء أول منشأة لها على نطاق تجاري خارج مدينة سان أنطونيو مباشرةً.
سيشغل المشروع الجديد معظم مساحة 10 أفدنة إلى جانب محطة لتوليد الطاقة بالفحم مملوكة لشركة San Miguel Electric Cooperative Inc. (المعروفة باسم SMECI). هناك، تخطط شركة Sage لحفر آبار لتخزين الكهرباء من مجموعة شمسية صغيرة واستخدامها لتشغيل مركز بيانات صغير بشكل مستمر، كما قال تاف، واصفًا إياه بأنه “منزل نموذجي لمركز بيانات كبير”.
وسيتم تصنيف نظام الطاقة الحرارية الأرضية المضغوط، كما تسميه الشركة، لإنتاج 3 ميجاوات من الكهرباء، وهو ما يكفي لأكثر من 600 منزل، بحوالي 10 سنتات لكل كيلووات في الساعة.
وقال تاف إن شركة Sage ستبدأ الحفر في منتصف سبتمبر، وستبدأ تشغيل المصنع في ديسمبر.
انتهى الأمر بتاف وزملائها في شركة Sage بعد مسيرة مهنية طويلة في مجال النفط والغاز. كان تاف، الرئيس التنفيذي للشركة، يعمل لدى شركة شل لعقود من الزمن، وفي نهاية المطاف كان يشغل منصب نائب الرئيس لشؤون الحفر البري. وكان آخرون يشغلون مناصب طويلة بالمثل في شركات شل وإكسون وأماكن أخرى.
وقال تاف: “أردنا أن نتجه نحو مصادر الطاقة المتجددة”، لكن التحول لم يكن واضحاً المعالم. تهيمن الرياح والطاقة الشمسية على مصادر الطاقة المتجددة ولا تتداخل كثيرًا مع مجموعة مهاراتها، والتي تتضمن فهم ما هو موجود في أعماق الأرض والحفر للوصول إليه. “ولكن عندما فكرنا في أي شيء يتعلق بالجيولوجيا – مثل تخزين الطاقة أو الطاقة الحرارية الأرضية – كان الأمر مناسبًا تمامًا”.
مثل العديد من الشركات الناشئة الأخرى العاملة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، بدأت Sage Geosystems بخطة لخفض تكلفة الكهرباء. يعد وضع المياه في الأرض أحد التكاليف الأكبر التي يواجهها مطورو الطاقة الحرارية الأرضية. نعم، يمكنك الانتظار حتى يتدفق الماء عبر الأنبوب إلى الصخور المكسورة المحيطة به، لكنك ستنتظر بعض الوقت. وبدلاً من ذلك، يقومون بحقن الماء تحت الضغط، وهذا يتطلب طاقة.
عندما بدأت الشركة العمل في البئر الاختباري، أدركت تاف وزملاؤها أنهم يستطيعون استعادة بعض هذه الطاقة عن طريق تشغيل الماء المضغوط عبر توربين.
وقال تاف: “إنك في الأساس تعمل على تضخم الكسر، وتقوم بتخزين الماء تحت الضغط”. “ثم عندما تحتاج إليه، تقوم بفتح صمام على السطح، وهذا الكسر يريد الإغلاق، ويتخلص من الماء مرة أخرى.”
وهناك، بدأت بعض أوجه التشابه بين الطاقة الحرارية الأرضية والنفط والغاز في التلاشي. لتكسير بئر النفط أو الغاز، تقوم الشركات بحقن المياه والشبكة (المعروفة باسم الدعامة) لتكسير الصخور وإبقائها مفتوحة حتى يتمكن الوقود الأحفوري من التدفق مرة أخرى إلى البئر. يتم فقدان الكثير من المياه المستخدمة في الحفر، وفي كثير من الأحيان، تظهر المياه المالحة إلى جانب النفط والغاز. لذلك لا يتطلب التكسير الكثير من المياه فحسب، بل ينتج أيضًا الكثير من مياه الصرف الصحي.
ومن ناحية أخرى، تهدف شركة سيج إلى تقليل خسائر المياه. ويحدث معظمها على السطح عندما يتبخر الماء من بركة التخزين. ويتبقى المزيد عندما يتم ضخ الماء من تلك البركة إلى البئر. وقال تاف إنه بمرور الوقت، سوف تتشبع الصخور المحيطة بالبئر، لتشكل حاجزًا يبطئ الخسائر. وعندما تم فتح بئر الاختبار لأول مرة، فقد حوالي 2% بسبب التسربات والتبخر لكل دورة حقن واسترداد. وبعد ما يزيد قليلا عن شهر، تم فقدان حوالي 1٪ فقط في كل دورة.
وبمجرد أن أثبتت شركة Sage تقنيتها من خلال البئر الأول، قال تاف إن الشركة يمكنها إضافة ما يصل إلى 10 آبار أخرى لزيادة قدرة الموقع إلى 50 ميجاوات. وتخطط شركة SMECI، تعاونية الطاقة التي تمتلك العقار، لإغلاق مصنع الفحم الخاص بها في الموقع في عام 2026، واستبداله بالألواح الشمسية. لتوفير نوع الطاقة المتسقة التي توفرها محطة الفحم، تبحث الشركة في إقران تلك الألواح بشكل ما من أشكال تخزين الطاقة. وبشكل عام، تتوقع الشركة استرداد ما لا يقل عن 70% من الكهرباء المستخدمة لحقن المياه.
قال تاف: “إنهم يريدون هذا المقعد الأمامي لما نقوم به”. “على الرغم من أنها مخزنة للطاقة وليست طاقة حرارية أرضية، إلا أنها تسمح لنا بإثبات حوالي 80% من التكنولوجيا التي لدينا.”
بالإضافة إلى SMECI، تعمل Sage مع شركات التكنولوجيا الكبرى لتطوير مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية وتخزين الطاقة لمراكز البيانات الخاصة بها. في حين أن البطاريات على نطاق الشبكة قد حظيت بالكثير من الاهتمام، إلا أنها باهظة الثمن إلى حد ما بحيث لا يمكن تشغيل مركز بيانات يعمل بالطاقة الشمسية بين عشية وضحاها.
“نحن لا نحاول التنافس مع بطاريات الليثيوم أيون لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات لأنها ستتفوق علينا من حيث التكلفة. وقال تاف: “لكن عندما يتعين عليك البدء في تكديس بطاريات أيون الليثيوم، يمكننا التغلب عليها من حيث التكلفة”.
