يساعد الطين الخاص شركة XGS Energy في الحصول على المزيد من الطاقة من آبار الطاقة الحرارية الأرضية
يمكن أن تكون آبار الطاقة الحرارية الأرضية الناشئة مثل المعجزات الناشئة، كل منها مليء بالقدرة على التفوق على أقرانه. ولكن مثل الناس، فإن معظمهم يتراجعون مع التقدم في السن. ففي كاليفورنيا، على سبيل المثال، انخفضت كمية الكهرباء المولدة بواسطة محطات الطاقة الحرارية الأرضية بنسبة 15% بين عامي 2001 و2018، ويرجع ذلك جزئيا إلى تدهور الآبار الموجودة.
قال جوش بروهير، الرئيس التنفيذي لشركة XGS Energy، وهي شركة ناشئة تعمل في مجال الطاقة الحرارية الأرضية: “لقد كان تاريخ الطاقة الحرارية الأرضية عبارة عن فكرة التدهور هذه”. “هذا يحدث في جميع أنحاء العالم.”
تقوم العديد من محطات الطاقة الحرارية الأرضية بحقن المياه تحت الأرض، حيث تتدفق عبر الشقوق في الصخور لامتصاص الحرارة المتولدة في أعماق الأرض. وعندما يتم إحضاره إلى السطح، يتم استخدامه لإنتاج البخار لتشغيل التوربينات وتوليد الطاقة. ولكن مع تقدم عمر الآبار الحرارية الأرضية، قد تمتص الشقوق الكثير من الماء، أو ربما تبدأ في الانغلاق، مما يؤدي إلى قطع حفرة البئر عن بعض الصخور الساخنة التي كانت على اتصال بها سابقًا.
تعتقد شركة بروهير أن هناك الكثير من آبار الطاقة الحرارية الأرضية القديمة حول العالم التي يمكن إعادة تأهيلها، والعديد من الأماكن الأخرى التي تم تجاهلها سابقًا والتي يمكن أن توفر الحرارة إذا تمكنوا من الاستفادة منها بالتكنولوجيا المناسبة. وقال إن هذه التكنولوجيا هي في الأساس عبارة عن طين متخصص يملأ الشقوق حول البئر بالمعادن الجيدة حقًا في توصيل الحرارة.
والنتيجة هي آبار ليست أكثر إنتاجية فحسب، بل أكثر قابلية للتنبؤ بها. وقال بروهير: “نحن نعرف في غضون 30 يومًا ما سنكون عليه خلال 30 عامًا” فيما يتعلق بإنتاج الطاقة.
يمكن لتقنية XGS Energy العمل مع الآبار الموجودة أو الآبار الجديدة. يمكن أن تكون الآبار الجديدة في حد ذاتها عبارة عن فتحات رأسية بسيطة لا تتطلب معدات حفر باهظة الثمن. سواء كانت قديمة أو جديدة، تقوم الشركة الناشئة بتغطية كل بئر بغلاف معدني. بين الغلاف والصخور، يتم إضافة ملاط من الماء والمواد المضافة الخاصة التي تستقر في الشقوق حول البئر، على بعد بضعة أقدام على الأكثر من الغلاف.
وقال بروهير إن الملاط عبارة عن مزيج من الماء والمعادن المعلقة بواسطة مادة خافضة للتوتر السطحي. (تُعرف المواد الخافضة للتوتر السطحي أيضًا باسم المستحلبات، وهي تحافظ على الأشياء غير القابلة للذوبان معلقة في الماء، مثلما يفعل الخردل مع الزيت في تتبيلة السلطة أو الصابون مع الأوساخ.) عندما يصل الملاط إلى عمق معين (وبالتالي درجة الحرارة)، فإن المواد الخافضة للتوتر السطحي “تتكسر” وإطلاق المعادن حتى تتمكن من الاستقرار في الشقوق. لم يخوض بروهر في التفاصيل، ولكن وفقًا لبراءة الاختراع، يمكن أن تكون المكونات الموصلة عبارة عن مزيج من المواد الشبيهة بالجرافيت مع بعض المعادن مثل السيليكا.
تحتاج شركة XGS Energy إلى بئر واحد فقط لإنتاج الحرارة، مما يوفر تكاليف الحفر. قد تقوم شركات أخرى بحقن الماء في حفرة واحدة، والسماح لها بالتدفق عبر الشقوق في الصخور، ثم سحبها إلى حفرة أخرى محفورة على مسافة ما. وعلى طول الطريق، قد تمتص تلك الصخور بعضًا من الماء، مما يتطلب من الشركة إضافة المزيد. من المحتمل أن الماء الذي يصل إلى السطح قد التقط معادن وبعض البكتيريا، والتي يمكنها تثبيت المعدات التي تنقل الحرارة من الماء إلى التوربينات البخارية. كل هذا يجعل تشغيل البئر أكثر تكلفة. من ناحية أخرى، لا تسمح شركة XGS Energy أبدًا لمياهها بمغادرة البئر المغطاة بالمعدن، وهو ما يمثل توفيرًا آخر في التكلفة.
ونظرًا لأن المياه معزولة، يمكن لشركة XGS Energy استخدام معدات أرخص لاستخراج الحرارة. لا داعي للقلق بشأن المعادن أو البكتيريا الموجودة في الصخور المحيطة. وقال بروهير: “يمكننا قلب الصفحة والوصول إلى مجموعة كاملة من المبادلات الحرارية منخفضة التكلفة للغاية وعالية الكفاءة والتي لم تتمكن الطاقة الحرارية الأرضية تاريخياً من الوصول إليها”.
تبدأ شركة XGS Energy في بناء نموذج أولي على نطاق تجاري في حقل الطاقة الحرارية الأرضية الحالي في كاليفورنيا في يوليو. للمساعدة في تمويل المشروع، قامت مؤخرًا بجمع تمويل إضافي بقيمة 20 مليون دولار من الفئة A بقيادة Val Ventures وVoLo Earth Ventures، بمشاركة B Current Impact Investment وMIH Capital وThin Line Capital، حسبما صرحت الشركة حصريًا لـ TechCrunch.
وفي المستقبل القريب، تخطط شركة XGS Energy لتطوير نسخة من تقنيتها التي ستعمل في آبار النفط والغاز القديمة. لن تكون جميعها مناسبة، نظرًا لأن معظم الحفارين يحاولون تجنب الحرارة الزائدة، ولكن هناك عددًا من المناطق في الولايات المتحدة حيث تكون آبار النفط والغاز ساخنة بدرجة كافية لدعم الطاقة الحرارية الأرضية.
وقال بروهير: “إن هذه فرصة كبيرة لأنك تتجنب بشكل فعال تكاليف التوصيل والتخلي”. “هذه تقنية مناسبة جدًا لإعادة تزويد تلك الآبار بالطاقة.”
