Przełom w geotermii: AI odkrywa ukryte złoża w Nevadzie

Większość dyskusji na temat przyszłości energetyki odnawialnej skupia się na słońcu i wietrze, jednak potencjał geotermii, zwłaszcza tej ukrytej głęboko pod ziemią, pozostaje w dużej mierze niewykorzystany. Jak się okazuje, może się to jednak zmienić. Startup Zanskar ogłosił, że dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji zdołał zidentyfikować komercyjnie opłacalny obszar do budowy elektrowni geotermalnej w Nevadzie. Odkrycie to, według firmy, jest pierwszym tego typu w branży od dziesięcioleci i może świadczyć o zwrocie w kierunku systematycznego poszukiwania ukrytych złóż.

Geotermia i wyzwanie ukrytych złóż

Geotermia w teorii jest jedną z prostszych metod wytwarzania czystej energii. Podziemne zbiorniki gorącej wody, ogrzewane przez jądro Ziemi, produkują parę napędzającą turbiny na powierzchni. Nie wymaga to intensywnego górnictwa ani skomplikowanej konwersji paliw. Regiony takie jak zachodnie Stany Zjednoczone, gdzie płyty tektoniczne stykają się, a skorupa ziemska jest cieńsza, są idealnymi kandydatami do rozwoju tej technologii.

Jednak kluczowym wyzwaniem od zawsze było zlokalizowanie tych zasobów. Znalezienie gorących źródeł czy otworów wentylacyjnych na powierzchni, które wskazują na produktywne miejsce, jest rzadkością. Większość systemów geotermalnych, wystarczająco gorących, aby wytworzyć energię elektryczną, znajduje się głęboko pod ziemią i nie pozostawia na powierzchni żadnych widocznych śladów. Są to tak zwane „ukryte” lub „ślepe” systemy, a ich identyfikacja jest niezwykle trudna. W efekcie wiele elektrowni geotermalnych powstawało w miejscach odkrytych przypadkowo, na przykład podczas wierceń w poszukiwaniu wody dla rolnictwa, minerałów czy ropy naftowej.

Jak zauważa Joel Edwards, współzałożyciel Zanskar, odnalezienie tych złóż przypomina szukanie igły w stogu siana, ponieważ tylko niewielki procent terenu zawiera system geotermalny.

Historia poszukiwań i utracone inwestycje

W latach 70. XX wieku, w obliczu kryzysu naftowego, rząd federalny USA próbował zwiększyć produkcję energii geotermalnej. W ramach tych wysiłków podjęto próbę metodycznego wiercenia w Nevadzie w celu znalezienia ukrytych systemów. Pomimo tych działań, późniejsze inwestycje rządowe zostały przekierowane na inne technologie, takie jak szczelinowanie, energia jądrowa, słoneczna i wiatrowa. Branża geotermalna, pozbawiona finansowania, skupiła się na już znanych złożach. W rezultacie, jak szacuje Edwards, opłacalne ukryte systemy odkryte po latach 80. były wyłącznie dziełem przypadku lub wynikiem badań akademickich i rządowych. Obecnie geotermia odpowiada za mniej niż 1 procent dostaw energii w USA.

Naukowcy podkreślają ogromny i w dużej mierze niewykorzystany potencjał ukrytych systemów w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Technologia Zanskar, opierająca się na AI przetwarzającej masywne ilości danych geologicznych, ma pomóc w efektywnym ich lokalizowaniu.

AI w poszukiwaniu energii

Technologia Zanskar bazuje na pracach naukowców takich jak James Faulds, profesor geologii na Uniwersytecie Nevady, Reno. Faulds, którego badania w dużej mierze współgrają z założeniami Zanskara (był promotorem pracy magisterskiej Edwardsa), w latach 2000. rozpoczął katalogowanie atrybutów znanych systemów, aby stworzyć techniki lokalizowania ukrytych złóż. W ostatnich latach Faulds, wspierany grantem z Departamentu Energii, prowadził zespół badawczy, który wykorzystywał dane dotyczące wzorców uskoków i przewodności elektrycznej do triangulacji potencjalnych lokalizacji systemów. W 2018 roku zespołowi udało się zlokalizować ukryty system wystarczająco gorący do produkcji energii elektrycznej.

Chociaż odkrycie Zanskar jest obiecujące, firma zaznacza, że potrzeba dalszych testów, aby określić rozmiar i kształt zbiornika, a także tempo przepływu wody – kluczowe czynniki do ustalenia, ile energii może dostarczyć dane złoże.

Ukryty potencjał kontra modne EGS

W ostatnich miesiącach wiele uwagi poświęcono technologii ulepszonych systemów geotermalnych (EGS), która manualnie tworzy warunki dla geotermii poprzez proces podobny do szczelinowania, eliminując potrzebę poszukiwania „ślepych” systemów. Prym wiodą takie firmy jak Fervo, które podpisują umowy z gigantami naftowymi i dostarczają energię do centrów danych Google.

Jednak Hoiland przestrzega, że EGS, choć mniej inwazyjne niż tradycyjne szczelinowanie, nadal wymaga zewnętrznych źródeł wody do procesu wstrzykiwania i może powodować niskopoziomową aktywność sejsmiczną. Co więcej, jest to technologia bardziej złożona, która wprowadza nowy etap technologiczny kruszenia skał, w przeciwieństwie do bezpośredniego wiercenia w istniejący system. „Inżynieria zawsze wiąże się z dodatkowymi kosztami” – podkreśla Hoiland.

Ostatecznie współzałożyciele Zanskar są przekonani, że potencjał energetyczny ukrytych systemów geotermalnych może być znacznie większy niż wcześniej szacowano. Raport rządu USA z 2008 roku oceniał niewykryte systemy geotermalne na średni potencjał 30 gigawatów energii elektrycznej, co wystarczyłoby do zasilenia ponad 25 milionów domów. Faulds sugeruje, że te dane „mogą być niedoszacowane o ponad rząd wielkości”, wskazując na potencjał „dziesiątek do setek gigawatów” z samych ukrytych systemów w USA.

W miarę jak technologia wiertnicza będzie się rozwijać, umożliwiając głębsze wiercenia w gorętszych warunkach, rozwijać się będzie również zdolność do wykorzystania tej energii.