یک استارت‌آپ به تازگی برق را از آتشفشان زیر آب خارج از اورگان برداشت. قدم بعدی بسیار سخت تر است

استارت‌آپ Endurance Energy مستقر در سیاتل به تازگی اولین نیروگاه زمین گرمایی زیردریایی جهان را در Axial Seamount، یک آتشفشان فعال زیر آب در حدود 300 مایل (500 کیلومتر) از سواحل اورگان آزمایش کرد. نتایجی که هفته گذشته اعلام شد، نشان می دهد که فناوری آن از نظر فنی امکان پذیر است.

کارخانه آزمایشی «آدلی» این شرکت، سیال هیدروترمال کوه دریا را برای تولید 8.7 ثانیه الکتریسیته مثبت خالص، تولید می‌کند که میانه‌ای حدود 2 کیلووات توان خالص و حداکثر 16.5 کیلووات توان خالص تولید می‌کند. این مقدار کمی انرژی است، اما هدف این آزمایش اول صرفا نشان دادن این بود که آدلی می‌تواند بیش از آنچه مصرف می‌کند تولید کند. با دستیابی به این نقطه عطف، مهندسان اکنون می توانند به سمت توان بالاتر و تولید پایدار طولانی تر کار کنند، اما رسیدن به آن چالش برانگیز خواهد بود.

Endurance که در ژانویه 2025 توسط مهندس سابق اسپیس ایکس، اندرو رد، تأسیس شد، اولین سرمایه گذاری تجاری در زمینه انرژی زمین گرمایی زیر دریا محسوب می شود. این شرکت آینده‌ای را متصور است که در آن سیستم‌های تجاری‌سازی شده‌اش برق مستمر، مستقل از آب‌وهوا و برق پاک را برای شبکه‌های ساحلی و سایت‌های صنعتی در اطراف اقیانوس آرام و در نهایت در سراسر جهان فراهم می‌کنند.

این شرکت در حال توسعه اولین پروژه تجاری خود در پادشاهی تونگا است و اولین قدرت را در سال 2027 هدف قرار می دهد - یک جدول زمانی بلندپروازانه با توجه به نتایج این اولین آزمایش. کارشناسان به Gizmodo گفتند که Endurance با یک راه طولانی و دشوار برای بقای تجاری روبرو است، اما Redd ابراز اطمینان کرد که شرکت او توسعه خواهد یافت.

او در ایمیلی به Gizmodo گفت: «بسیاری از مکان‌هایی که دارای قوی‌ترین منابع دریایی هستند نیز به شدت به سوخت وارداتی وابسته هستند. برای آنها، این فرصتی برای جایگزینی گازوئیل با قدرت بار پایه پاک و محلی و امنیت انرژی واقعی است. با بلوغ فناوری، ما انتظار داریم در بازارهای باز برق بر سر قیمت رقابت کنیم.

پشته های میانی اقیانوس پتانسیل گرمایی بسیار زیاد و در عین حال تا حد زیادی دست نخورده دارند. استخراج انرژی زمین گرمایی از این مناطق فعال زمین ساختی می تواند مزایای متعددی را نسبت به ابتکارات خشکی ارائه دهد. این منبع انرژی نسبتا نزدیک به کف دریا قرار دارد و امکان حفاری کم عمق را فراهم می کند. راه اندازی یک نیروگاه در اعماق اقیانوس همچنین از سرمایش و فشار آزاد محیط از آب دریای اطراف بهره می برد. علاوه بر این، نیروگاه‌های زیر دریا می‌توانند از محدودیت‌های کاربری زمین که گاهی پروژه‌های زمین گرمایی خشکی را مختل می‌کنند، اجتناب کنند.

زمین گرمایی فراساحلی در سال های اخیر پیشرفت هایی داشته است، اما بیشتر ابتکارات بر تحقیق متمرکز شده است، نه تجاری سازی. در سال 2017، پروژه ای در ایسلند با موفقیت یک چاه زمین گرمایی در نزدیکی خط الراس میانی اقیانوس اطلس حفر کرد اما به دلیل آب دریا خورنده با مشکلاتی مواجه شد. سال قبل، محققان در چین حدود 4 وات برق پایدار از خط الراس جنوب غربی هند تولید کردند.

غلبه بر چالش های مهندسی یک محیط سخت زیر آب، بزرگترین مانع برای Endurance خواهد بود، زیرا هدف آن این است که زمین گرمایی دریایی از نظر تجاری قابل دوام باشد. این شرکت برای نمایش آدلی خود از یک مته کاوشگر زیردریایی برای ایجاد دو سوراخ با فاصله کمتر از 2 فوت (0.6 متر) استفاده کرد که هر دو شروع به تخلیه سیال گرمابی کردند. این تیم سپس سوراخ دوم را محفظه، سیمان کردند و درپوش سوراخ دوم را با یک دریچه قبل از تکمیل یک چاه زمین گرمایی 52 فوتی (16 متری) که پس از سیمان شدن در دمای 500 درجه فارنهایت (260 درجه سانتیگراد) جریان داشت، بستند.

هنگامی که نیروگاه 100 کیلوواتی آدلی در کف دریا نصب شد، استقامت متوجه شد که چاه مایع گرمابی کافی برای راه اندازی نیروگاه را تامین نمی کند. بنابراین، آنها به یک دریچه طبیعی در همان نزدیکی چرخیدند. در آنجا، سیال هیدروترمال قبلا در حدود 538 درجه فارنهایت (281 درجه سانتیگراد) جریان داشت و آدلی برای مدت کوتاهی توانست انرژی خالص مثبت تولید کند تا اینکه یک مشکل نرم افزاری سیستم را متوقف کرد. تیم تلاش کرد دوباره راه اندازی شود، اما سپس کابل برقی که پمپ مبرد آدلی را تغذیه می کرد با شکست مواجه شد و به نمایش پایان داد.

رد گفت: «هیچ یک از این [مسائل] به مشکلی در منابع یا فیزیک اشاره نمی کند. آنها مسائل مهندسی هستند و ما از قبل راه‌حل‌های آن را می‌دانیم: چاه‌های عمیق‌تر و بزرگ‌تر برای جریان بیشتر، تجهیزات الکترونیکی قدرت قوی‌تر و روشی جدید برای ساخت و آزمایش کابل‌های زیر دریا.»

دنی مرینو-گارسیا، معاون تحقیقات در پروژه Innerspace، یک سازمان غیرانتفاعی که به رشد انرژی زمین گرمایی اختصاص دارد، به Gizmodo گفت: "آیا از نظر فنی این امکان وجود دارد که این دستگاه بتواند بیش از 10 ثانیه کار کند؟ من معتقدم که پاسخ مثبت است." اما رفع این موانع مهندسی ممکن است ساده تر از انجام آن باشد. مرینو گارسیا بر چالش های طراحی سیستمی که بتواند در درازمدت شرایط اعماق اقیانوس را تحمل کند، تاکید کرد.

مرینو-گارسیا گفت: "شما دریچه ای دارید که بسیار گرم است و مایعاتی با pH بسیار بسیار پایین وارد می کند." این می تواند باعث شود که اجزای حیاتی - به ویژه مبدل حرارتی، که گرما را از سیال هیدروترمال به سیال کاری که توربین را می چرخد ​​منتقل می کند - دچار خوردگی یا پوسته پوسته شدن شود.

اگر یک نیروگاه زمین گرمایی خشکی از کار بیفتد، دسترسی تکنسین ها و تعمیر آن به بخش معیوب آسان است. این را نمی توان در مورد سیستم زیردریایی گفت - هر گونه تعمیر و نگهداری که نیاز دارد ریسک بالایی دارد و بسیار گران است، بنابراین طراحی آن برای ماندگاری کلیدی برای دوام تجاری است. با این گفته، Redd خاطرنشان کرد که Endurance توانست در عرض 16 ساعت پس از اولین تلاش ناموفق تولید برق، آدلی را بازیابی کند، آن را سرویس کرده و آن را به کف دریا برای عملیات دریچه گرمابی بازگرداند، و نشان می‌دهد که شرکت چقدر می‌تواند در دریا کار کند.

در ایمیلی به Gizmodo، رولاند هورن، مدیر برنامه زمین گرمایی در دانشگاه استنفورد، با مرینو-گارسیا موافقت کرد که آدلی از نظر فنی امکان پذیر است، اما اشاره کرد که استقرار در زیر دریا نیز احتمالا پرهزینه خواهد بود.

Endurance قصد دارد در زمستان امسال نسخه بازسازی شده و ارتقا یافته Adélie به نام Gentoo را آزمایش کند. به گفته Redd، این ارتقاها شامل کابل‌های زیردریایی بازطراحی‌شده، تجهیزات الکترونیکی قوی‌تر و چاه‌های عمیق‌تر است. مرینو گارسیا گفت که کنجکاو است ببیند چگونه شرکت پیشرفت می‌کند و افزود که فناوری‌هایی که در حال توسعه است می‌تواند در محیط‌های کمتر شدید زیر آب قابل اجرا باشد.

او گفت: «این واقعیت که آنها می‌توانند واحدهای تولید برق را در زیر دریا نصب کنند، یک دستاورد فنی است که می‌تواند برای منابع کم‌عمق یا شرایط خوش‌خیم‌تر اعمال شود.»