یک منبع انرژی پاک در زیر بیابان مدفون است، اما برای استفاده از آن نیاز به آب است

در زیر کوه‌های راکی، سیرا نوادا، و بیابان‌های بین آن‌ها، منبع عظیم انرژی نهفته است - و این یک سوخت فسیلی نیست. درهم شکستن و جداسازی صفحات تکتونیکی که بسیاری از چشمگیرترین مناظر غرب را به وجود آورد، همچنین باعث شده گرمای هسته سیاره تقریبا به سطح برسد. اکنون، انفجاری از شرکت‌های جدید انرژی زمین گرمایی می‌خواهند زمین را حفاری کنند و آن گرما را برای برق پاک جذب کنند. این شرکت‌ها فناوری‌های جدیدی برای دستیابی بهتر به گرما، و پایگاه مشتریان جدید گسترده‌ای دارند: مراکز داده تشنه انرژی.

غول‌های فناوری که به دنبال ساخت مراکز داده در عین دستیابی به اهداف اقلیمی خود هستند، زمین‌گرمایی را گزینه‌ای امیدوارکننده می‌دانند زیرا برخلاف خورشید و باد می‌تواند انرژی ثابتی را در سراسر ساعت تولید کند. متا و گوگل قراردادهایی را با استارت آپ های زمین گرمایی در نیومکزیکو و یوتا امضا کرده اند، از جمله قراردادی که در ماه جاری اعلام شد که در آن گوگل موافقت کرد 396 مگاوات از تاسیسات کیپ استیشن Fervo که به زودی به صورت آنلاین در جنوب غربی یوتا عرضه می شود، خریداری کند که برای تامین انرژی حدود 430000 خانوار کافی است.

دولت فدرال همچنین پیشنهادهای بی سابقه ای را در هر هکتار از توسعه دهندگانی که به دنبال ساخت زمین گرمایی در زمین های عمومی در کوهستان غربی بودند، دریافت کرد. فناوری جدید زمین گرمایی که از صنعت نفت و گاز وام گرفته شده است، همراه با اهداف کالیفرنیا در زمینه انرژی های تجدیدپذیر، به رونق کمک کرده است، اما کارشناسان می گویند تقاضا از سوی شرکت های فناوری عامل اصلی است.

ویلسون ریکز، که برنامه برق را در گروه غیرانتفاعی هوای پاک متمرکز بر آب و هوا مدیریت می‌کند، گفت: «بسیاری از این شرکت‌ها اهداف قدرت پاکیزه دارند، هرچند زمانی که عوامل دیگر در جریان هستند، اهداف قطعی نیستند. انرژی ثابت، نوعی که زمین گرمایی می تواند فراهم کند، برای تامین رشد مرکز داده تا حد امکان تمیز، و به طور خاص برای ارائه جایگزینی برای ساختن تعداد زیادی توربین گاز، بسیار کلیدی است.

این پروژه های جدید زمین گرمایی به دلیل زمین شناسی خود در ایالت های خشک غربی واقع شده اند، اما با یک چالش عملی طعنه آمیز روبرو هستند: اکثر فناوری های جدید زمین گرمایی به آب برای تولید نیرو نیاز دارند. اگر آنها در حال سرویس دهی به مراکز داده هستند، مصرف آب در بالای آبی قرار می گیرد که مراکز داده برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد سرورهایشان به آن لوله می کنند. پاسخگویی به تقاضای مراکز داده غربی با زمین گرمایی ممکن است نیاز به برنامه ریزی دقیق داشته باشد، با توجه به منابع آبی محدود منطقه، و نوآوری هایی برای کاهش تشنگی چاه های زمین گرمایی.

رونق فناوری و کسب و کار زمین گرمایی همه چیز در مورد آب است. نیروی زمین گرمایی سنتی با سوراخ کردن یک چاه در یک جیب فوق‌گرم آب زیرزمینی و آوردن آن آب به سطح مانند یک چشمه آب گرم مصنوعی کار می‌کند. آب یا تبدیل به بخار می شود یا مایع دیگری را به بخار تبدیل می کند که توربین را برای تولید برق می چرخاند. سپس آب دوباره به داخل زمین فرستاده می شود تا دوباره گرم شود.

این روش برای عملکرد به ترکیبی عالی از گرما و آب طبیعی نیاز دارد، بنابراین به چند ناحیه کوچک از نقشه محدود می شود. فناوری‌های جدیدتر و «نسل بعدی» زمین گرمایی سعی می‌کنند با آوردن آب خود به سنگ‌های خشک و داغ و گردش آن، این مشکل را برطرف کنند. مقدار آبی که توسعه دهندگان باید معرفی کنند، می تواند بسته به روش بسیار متفاوت باشد.

شرکتی به نام XGS Energy در تلاش است تا انرژی زمین گرمایی تقریبا بدون نیاز به آب را برای نیومکزیکو که در حال حاضر از خشکسالی چندین دهه رنج می برد، فراهم کند. XGS از فناوری «حلقه بسته» استفاده می‌کند که آب را در یک لوله پیوسته از طریق زمین می‌چرخاند، گرمای زمین را از طریق ماده خاصی که روی لوله قرار می‌دهد به آن آب منتقل می‌کند و سپس یک سیال ثانویه را گرم می‌کند که تبخیر می‌شود و توربین را راه‌اندازی می‌کند. این سیستم همان آب را بارها و بارها بدون از دست دادن آن در اثر تبخیر یا نشت بازیافت می کند.

در سال 2025، متا موافقت کرد که از پروژه XGS برای تولید 150 مگاوات برق در مکانی هنوز نامشخص در نیومکزیکو پشتیبانی کند.

XGS گفت که صرفه جویی در آب آن چیزی است که آن را از سایر سیستم های زمین گرمایی متمایز می کند و طراحی ساده آن از نظر مقیاس پذیری، هزینه عملیاتی و قابلیت پیش بینی عملکرد مزایایی را به همراه دارد.

XGS در بیانیه ای گفت: «برای اینکه زمین گرمایی در مقیاس وسیع در سراسر ایالات متحده باشد، جوامع به سیستم های زمین گرمایی نیاز دارند که به طور فعال آب را حفظ کنند. این طراحی به ما امکان می دهد در مکان های بیشتری در سراسر غرب توسعه پیدا کنیم و به طور مداوم قراردادهای رقابتی را به دست آوریم.

دوچرخه سواری در ژوئیه از بستر خشک رودخانه ریو گراند در آلبوکرکی، نیومکزیکو عبور می کند. سوزان مونتویا برایان / AP

اما به گفته رولند هورنای، سرپرست برنامه زمین گرمایی در دانشگاه استنفورد، نوع فناوری کارآمد آب XGS ممکن است برای تولید برق در مقیاس نیازهای انرژی مراکز داده مناسب نباشد. به گفته هورنای، سیستم‌های حلقه بسته معمولا در هر چاه برق کمتری تولید می‌کنند و چاه‌های آن‌ها طول عمر کمتری نسبت به سایر روش‌ها دارند. مگر اینکه فناوری بهبود یابد یا شرکت‌های فناوری هزینه‌های بالاتر را جذب کنند، زمین گرمایی بدون آب ممکن است برای تولید مقادیر زیادی نیرو از نظر اقتصادی مشکل داشته باشد.

یک رویکرد محبوب تر، "زمین گرمایی پیشرفته" است که از فرکینگ به سبک نفت و گاز برای گردش آب از طریق سنگ داغ استفاده می کند و نوع مخزن زیرزمینی زمین گرمایی سنتی را تولید می کند. به ناچار، این روش شامل از دست دادن مقداری آب در زیر زمین است. زمین گرمایی پیشرفته می تواند از آب کمتری نسبت به انرژی گاز طبیعی استفاده کند که از آن برای خنک کردن و تولید بخار استفاده می کند، اما مقایسه براساس پروژه متفاوت است.

در سایت Fervo's Project Red در نوادا - اولین پروژه زمین گرمایی پیشرفته برای تولید برق تجاری - اپراتورها گزارش داده اند که 30 درصد از آبی را که به زیر زمین تزریق می کنند از دست داده اند. Fervo می‌گوید ضرر و زیان در پروژه ایستگاه کیپ در یوتا، که قراردادی برای تامین برق گوگل است، به دلیل طراحی متفاوت آن بسیار کمتر خواهد بود. اما حتی با نرخ تلفات 5 درصد، استقرار در مقیاس بزرگ می تواند مقادیر قابل توجهی آب مصرف کند.

به عنوان مثال، شرکت نرم‌افزاری Oracle اخیرا پیشنهاد ساخت تا 2 گیگاوات انرژی تجدیدپذیر جدید، احتمالا از جمله زمین گرمایی، در نیومکزیکو را ارائه کرده است. (این اعلامیه در پاسخ به انتقادات در مورد تأثیرات آب و هوایی یک مرکز داده گازسوز است که Oracle در حال ساخت است که می تواند به یکی از بزرگترین انتشار دهنده های گاز گلخانه ای در ایالت تبدیل شود.) محاسبات تقریبی توسط کریستی مک لین، محقق اصلی در آزمایشگاه دولتی زمین گرمایی Utah FORGE، نشان می دهد که تامین این 2 میلیون گیگاوات می تواند به طور کامل با 2 گیگاوات افزایش یابد. گالن آب در هر روز

y - حدود نیمی از متوسط ​​نیاز روزانه آب آلبوکرکی.

مک‌لین گفت: «این یک مشکل واقعی است که صنعت باید کاملا تلاش کند تا آن را کشف کند. زمانی که افزودنی است و تمام منابع آب دیگر شما قبلا به مصارف دیگر اختصاص داده شده است، یافتن حجم آب مورد نیاز برای راه اندازی و حفظ زمین گرمایی پیشرفته می تواند چالش برانگیز باشد.

معترضان در خارج از دپارتمان محیط زیست نیومکزیکو تجمع کردند تا مخالفت خود را با مرکز داده پروژه مشتری در جریان تظاهراتی در سانتافه، نیومکزیکو، در 21 اوت اعلام کنند. سوزان مونتویا برایان / AP

Fervo از آب آشامیدنی در ایستگاه کیپ استفاده نمی کند. از آب های زیرزمینی شور و شور استفاده می کند. اما در منظره‌ای که خشکسالی هر منبع آبی را با ارزش و به طور بالقوه یافتن آن دشوار کرده است - و در بحبوحه اعتراض عمومی نسبت به مصرف آب خود مراکز داده - اتکا به منابع آب ثابت در دسترس می‌تواند مانع دیگری بر گسترش زمین گرمایی بیافزاید.

آب یکی از چندین عدم قطعیت، از جمله هزینه های انتقال، زمین شناسی و حفاری است که می تواند سرمایه گذاران را از پروژه های زمین گرمایی بترساند. ترکیب غیرمعمول اکتشاف به سبک نفت و گاز و تولید برق، جذب سرمایه را در برخی موارد دشوار کرده است. به گفته مایک اوکانر، مدیر کنسرسیوم زمین گرمایی کوهستان غرب، یک سازمان تحقیقاتی غیرانتفاعی، علاقه مرکز داده این فشار را کاهش داده است، اما آن را حل نکرده است. O'Connor در حال تحقیق در مورد مکانیسم های بودجه جدید برای زمین گرمایی برای غلبه بر برخی از این چالش ها است.

در همین حال، محققان یوتا FORGE، که تاسیسات آنها در کنار ایستگاه کیپ قرار دارد، در حال آزمایش راه‌هایی برای کاهش تلفات آب هستند، از جمله تغییر نحوه فاصله چاه‌ها و نحوه تزریق و بازیابی آب.

مک‌لین گفت: «یوتا فورج قرار است این فرصت‌های مختلف را برای کاهش تلفات آب نشان دهد و ببیند عملکرد بلندمدت چگونه است.

توانایی صنعت زمین گرمایی برای پاسخ به این سوالات فقط برای مراکز داده مهم نیست. کالیفرنیا اگر بخواهد تا سال 2045 به هدف خود برای تامین 100 درصد منابع برق پاک دست یابد، نیاز به نیروی پاکیزه مانند زمین گرمایی دارد. کالیفرنیا در حال حاضر بیش از نیمی از برق خود را از انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید و باد دریافت می کند، اما به نیروی قابل اعتمادی نیاز دارد که بتواند شکاف ها را در زمانی که این منابع و باتری ها کار نمی کنند پر کند.

رگولاتور آب و برق این ایالت، ارائه دهندگان برق را ملزم کرده است تا یک گیگاوات برق خالص را تا سال 2026 تهیه کنند، که باعث شد یک شرکت برق در کالیفرنیا قول خرید 320 مگاوات برق زمین گرمایی از ایستگاه کیپ را بدهد.

اوکانر می‌گوید: «قبل از مراکز داده بحثی برای انرژی زمین گرمایی وجود داشت و پس از ساخت این مراکز داده بحثی برای انرژی زمین گرمایی وجود خواهد داشت».

این داستان در ابتدا توسط Grist با عنوان منبع انرژی پاک در زیر صحرا مدفون است منتشر شد، اما برای استفاده از آن در 22 سپتامبر 2026 نیاز به آب است.