Wird es 20 Kilometer tief in den Boden gehen, wird es endlose Energie geben?

Windenergie, Solarenergie, Geothermie, Kernenergie… Mit einer großen Menge an Treibhausgasen und dem globalen Klimawandel wird die Entwicklung erneuerbarer und sauberer Energie für die zukünftige Entwicklung der menschlichen Gesellschaft immer dringender. Infolgedessen haben wir immer mehr Windkraftanlagen und Sonnenkollektoren gesehen und haben auch hart daran gearbeitet, eine kontrollierte Kernfusion zu erreichen.

Geothermie scheint darunter nicht oft genannt zu werden, aber im Boden unter unseren Füßen steckt neben fossilen Brennstoffen tatsächlich eine riesige Menge an Energie.

Quaise Energy, ein aus dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) hervorgegangenes Start-up-Unternehmen, plant eine „Erdbohrung“, um ein etwa 20 Kilometer langes tiefes Loch in die Erde zu bohren, um die größte unerforschte Energie freizusetzen – Geothermie.

Quaise hat sich für die Entwicklung geothermischer Energie entschieden, weil es glaubt, dass diese saubere Energiequelle im Terawatt-Maßstab (1 Terawatt entspricht 10 hoch 12) ein beträchtliches Potenzial hat. Da Geothermie unterirdisch erkundet wird, können Ressourcen wie Bohrinseln, Lieferketten und Gerüste aus der Industrie für fossile Brennstoffe verwendet werden, anstatt von Grund auf neu zu bauen.

Außerdem wird ein stetiger Strom geothermischer Wärme nicht so intermittierend sein wie Wind und Sonne, und er ist zugänglicher als die kontrollierte Kernfusion, an der noch gearbeitet wird. Es wird kein Brennstoff benötigt, es entstehen keine Abfälle und die verwendeten Flächen und Materialien stellen weniger als 1 % anderer erneuerbarer Energiequellen dar. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Quellen ist Geothermie bequemer und „sauberer“.

Da die Geothermie ein so großes Potenzial hat, warum ist das „Gefühl der Präsenz“ bei sauberer Energie nicht hoch? Tatsächlich haben die Menschen schon vor langer Zeit begonnen, geothermische Energie zu nutzen. Zum Beispiel haben flache geothermische Ressourcen in der Nähe der Oberfläche heiße Quellen und landwirtschaftliche Gewächshäuser geschaffen. Viele Länder, einschließlich meines Landes, haben auch geothermische Kraftwerke gebaut, aber die Nutzung Rate ist begrenzt.

Es ist nicht so, dass die Menschen keine geothermische Energie wollen, aber – sie können es nicht. Das Innere der Erde ist ein „großer Feuerball". Je tiefer es von der Oberfläche nach unten geht, desto höher wird die Temperatur. Anhand des vulkanischen Magmas und Erdbeben, die von Zeit zu Zeit in der Verwerfung ausbrechen, sieht man das „heiße" und "heiß" tief in der Schicht riesige Energie. Dies hindert Menschen daran, den Untergrund zu erkunden.

Das Kola Superdeep Borehole in Russland, Wissenschaftler aus der Sowjetzeit wollten ursprünglich bis zum Erdmantel vordringen, aber nachdem eines der Löcher 1989 12.289 Meter erreichte, hohe Temperaturen von mindestens 200 °C Beschädigung des Bohrers, poröses Gestein , Gas und andere Flüssigkeiten, die in das Loch strömten, und eine dringende Finanzierung versiegelten das tiefe Loch.

Die Kola-Höhle ist nur etwa 12 Kilometer lang, und Quaises Ziel ist es, 20 Kilometer unter die Erde zu reichen, wo die Umgebung etwa 500 °C erreichen könnte. Wenn Sie weiter gehen wollen, sind die Werkzeuge zur „Wegbereitung“ natürlich stärker.

Quaise entwickelt ein neues ultratiefes Bohrverfahren: Zunächst wird mit konventionellem Drehbohren in die unterirdische Formation gebohrt. Wechseln Sie dann zu Hochleistungs-Millimeterwellen, um harte Materie zu schmelzen, zu brechen und zu verdampfen, bevor Sie nach unten gehen. Sowjetische Wissenschaftler brauchten mehr als 20 Jahre, um etwa 12 Kilometer zu bohren, und Hochleistungs-Millimeterwellen 20 Kilometer hinunter, vielleicht nur 100 Tage.

Erwähnenswert ist, dass die hochenergetischen Millimeterwellen, die es Quaises Bohrungen ermöglichen könnten, neue Höhen zu erreichen, mit einer anderen sauberen Energiequelle zusammenhängen: Kernenergie aus kontrollierter Kernfusion. Um eine kontrollierte Kernfusion zu erreichen, muss das Instrument hohen Temperaturen von Hunderten von Millionen Grad standhalten.Die Forscher, die das Tokamak-Design (Kernfusionsreaktionsgerät) entworfen haben, fanden heraus, dass Millimeterwellen das Plasma stark erhitzen können.

Im Forschungsprozess der steuerbaren Kernfusion, der die inneren Reaktionen der Sonne nachahmen will, sind Zyklotrone und Millimeterwellen bahnbrechende Ergebnisse der Fusionsforschung, die auch für die „unterirdische Sonne“ von großer Bedeutung sind.

Gemäß dem Plan von Quaise wird es 2024 über die erste vollwertige Hybridbohranlage verfügen, die traditionelle Drehbohr- und Millimeterwellenbohrfähigkeiten kombiniert, und 2026 wird es in der Lage sein, das erste ultrathermisch verbesserte geothermische System zu nutzen und Zugang zu erhalten 100 Megawatt thermischer Energie, das erste fossile Kraftwerk, das mit sauberem geothermischem Dampf wieder mit Strom versorgt wird, wird 2028 gebaut.

Energie hat die Menschen schon immer geplagt. Wenn Quaises Plan wahr werden kann, haben wir „unerschöpfliche“ geothermische Energie und die Zukunft der Menschheit könnte eine neue Vision haben.

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Liebe Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo