لحظة الطاقة الحرارية الأرضية قد حانت
لعقود من الزمن، احتلت الطاقة الحرارية الأرضية موقعاً فريداً في مشهد الطاقة المتجددة: معترفاً بها عالمياً كمصدر طاقة مثالي تقريباً - نظيفة وقادرة على توفير الحمل الأساسي ومستقلة عن الطقس وذات موطئ قدم صغيرة - لكنها ظلت مظللة باستمرار بالنمو المتفجر للطاقة الشمسية والرياح. هذا الديناميكي يتغير بسرعة. أدى التقارب بين دعم السياسة والابتكار التكنولوجي والطلب المتزايد على كهرباء نظيفة موثوقة إلى دفع الطاقة الحرارية الأرضية إلى دائرة الضوء بطريقة لم تشهدها من قبل.
شهدت الأشهر القليلة الماضية سلسلة غير مسبوقة من الانتصارات لقطاع الطاقة الحرارية الأرضية. وقد أقرت الهيئات التشريعية الفيدرالية والولايات تدابير تبسط تصاريح مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية وتوسع الإعفاءات الضريبية التي كانت متاحة سابقاً فقط لمنشآت الطاقة الشمسية والرياح وتمويل البحث في تقنيات الحفر من الجيل القادم. الدعم ثنائي الحزبين ملحوظ في مشهد سياسة الطاقة الذي ينقسم بشكل عميق على خطوط حزبية.
في الوقت نفسه، أدت التطورات في تقنية الحفر - العديد منها مستعار مباشرة من صناعة النفط والغاز - إلى توسيع النطاق الجغرافي للموارد الحرارية الأرضية القابلة للاستخدام بشكل كبير. تعني تقنيات مثل الأنظمة الحرارية الأرضية المعززة (EGS)، التي تنشئ خزانات اصطناعية بحقن المياه في تشكيلات الصخور الساخنة، أن الطاقة الحرارية الأرضية لم تعد محصورة في المناطق البركانية بالولايات المتحدة الغربية. من حيث المبدأ، يمكن نشر EGS في أي مكان تقريباً، مستفيداً من الخزان الضخم من الحرارة المخزنة في قشرة الأرض.
ثورة التكنولوجيا
يبدو التحول في تقنية الطاقة الحرارية الأرضية بمثابة دراسة حالة في نقل المعرفة بين الصناعات. لعقود من الزمن، اعتمد حفر الطاقة الحرارية الأرضية على تقنيات ومعدات لم تتغير بشكل أساسي منذ الأيام الأولى للصناعة. كانت الآبار مكلفة وبطيئة في الحفر ومحصورة في خزانات حرارية طبيعية حيث يمكن الوصول إلى الماء الساخن أو البخار بسهولة نسبية بالقرب من السطح.
بدأت ثورة النفط والغاز التي فتحت تشكيلات الصخور الزيتية من خلال الحفر الأفقي والضخ الهيدروليكي الآن إلى إعادة تشكيل تطوير الطاقة الحرارية الأرضية. أثبتت شركات مثل Fervo Energy أن نفس تقنيات الحفر الاتجاهي المستخدمة لاستخراج النفط من الصخور الضيقة يمكن تطبيقها لإنشاء خزانات حرارية أرضية هندسية على أعماق تصل إلى عدة كيلومترات.
يتضمن نهج Fervo حفر آبار أفقية مقترنة في تشكيلات الجرانيت الساخنة، ثم تحفيز الصخور بينهما لإنشاء شبكة من الكسور التي يمكن للماء أن ينتشر من خلالها. يتم ضخ الماء البارد أسفل أحد الآبار، ويتم تسخينه بواسطة الصخور، ويعود إلى السطح عبر البئر الأخرى كماء ساخن أو بخار يدير التوربين. أثبتت الشركة بالفعل التكنولوجيا في مشروع تجريبي في Nevada وتتجه نحو العمليات التجارية.
تسعى شركات أخرى إلى نهج أكثر طموحاً. تقوم Quaise Energy بتطوير تقنية حفر بموجات ميليمتر تستخدم الطاقة الموجهة لتبخير الصخور، مما قد يمكن الآبار من الوصول إلى أعماق تبلغ 20 كيلومتر أو أكثر - بعيداً جداً عن متناول الحفر التقليدي. في تلك الأعماق، تتجاوز درجات الحرارة 500 درجة مئوية، مما يوفر كثافات طاقة ستجعل الطاقة الحرارية الأرضية قابلة للمنافسة مع الوقود الأحفوري على أساس التكلفة لكل ميجاوات.
تأتي التكنولوجيا الكبرى
ربما يكون أوضح مؤشر على أن الطاقة الحرارية الأرضية عبرت عتبة هو اهتمام شركات التكنولوجيا الرئيسية. وقعت Google و Microsoft و Meta أو تتفاوض على اتفاقيات شراء الكهرباء لكهرباء الطاقة الحرارية الأرضية لتزويد مراكز البيانات الخاصة بهم. بالنسبة لهذه الشركات، توفر الطاقة الحرارية الأرضية شيئاً لا يمكن للطاقة الشمسية والرياح توفيره: كهرباء نظيفة على مدار الساعة لا تتطلب أنظمة تخزين بطارية ضخمة لتسوية عدم الاستقرار.
جاذبية هذا قوية بشكل خاص لمراكز بيانات AI، التي تعمل بمعدلات استخدام عالية جداً وتتطلب كهرباء موثوقة للغاية. لا يمكن لمركز بيانات يدرب نماذج AI الكبيرة أن يتحمل فقدان الكهرباء حتى لفترات قصيرة، مما يجعل مصادر الطاقة النظيفة الأساسية مثل الطاقة الحرارية الأرضية جذابة بشكل خاص.
كانت Google هي الشركة الأكثر ظهوراً في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، حيث شاركت مع Fervo Energy في مشروع في Nevada كان يعمل منذ 2023. وصفت الشركة الطاقة الحرارية الأرضية بأنها عنصر رئيسي في استراتيجيتها لمطابقة جميع استهلاك الكهرباء مع الطاقة الخالية من الكربون على مدار الساعة بحلول 2030.
رياح السياسة المواتية
بيئة السياسة للطاقة الحرارية الأرضية لم تكن أفضل من أي وقت مضى. وسعت قانون الحد من التضخم لعام 2022 إعفاءات ضريبة الإنتاج والإعفاءات الضريبية الاستثمارية على مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية، مما وضعها على قدم المساواة تقريباً مع الطاقة الشمسية والرياح للمرة الأولى. ذهب التشريع اللاحق أبعد من ذلك، بتمويل البحث والتطوير للطاقة الحرارية الأرضية في وزارة الطاقة وتوجيه مكتب إدارة الأراضي بتسريع المعالجة على الأراضي الفيدرالية.
العمل على مستوى الولاية كان ذا أهمية متساوية. أقرت عدة ولايات غربية قوانين تشجع بشكل خاص تطوير الطاقة الحرارية الأرضية، معترفة بها كمكمل للقدرة الشمسية والرياح المتقطعة التي تهيمن بالفعل على شبكات الطاقة الخاصة بهم. برز Texas، الذي لا يملك توليد حراري أرضي كبير اليوم، كداعم مفاجئ، حيث يرى المشرعون إمكانية في أحواض الرسوبيات العميقة بالولاية والقوى العاملة في النفط والغاز الموجودة.
ينعكس الطابع ثنائي الحزبين لهذا الدعم الموقف السياسي الفريد للطاقة الحرارية الأرضية. إنها نظيفة بما يكفي لإرضاء دعاة المناخ، وصناعية بما يكفي لجذب صقور الطاقة، وعضو محلي بما يكفي ليتناسب مع روايات الاستقلالية في الطاقة. كما أنها تعد بإنشاء وظائف براتب عالي للعمال الذين لديهم خبرة في الحفر والعمل في حقول النفط - حجة قوية في الولايات حيث تكون صناعة الوقود الأحفوري من أصحاب العمل الرئيسيين.
الحجم والتحديات
على الرغم من الزخم، تواجه الطاقة الحرارية الأرضية تحديات توسع كبيرة. تمتلك الولايات المتحدة حالياً حوالي 3.7 غيغاوات من القدرة الحرارية الأرضية المركبة، مقابل أكثر من 200 غيغاوات من الطاقة الشمسية وما يقرب من 180 غيغاوات من الرياح. سيتطلب إغلاق هذا الفجوة استثماراً ضخماً في منصات الحفر وتطوير القوى العاملة وقدرة سلسلة الإمداد.
تظل تكاليف الحفر أكبر عقبة واحدة. آبار الطاقة الحرارية الأرضية مكلفة - غالباً ما تتراوح من 5 ملايين إلى 10 ملايين دولار لكل بئر - وليس كل الآبار تنتج حرارة قابلة للاستخدام تجارياً. إن تقليل هذه التكاليف من خلال التحسينات التكنولوجية والتعلم من خلال الممارسة ضروري لكي تحقق الصناعة الحجم الذي يتصوره مؤيدوها.
استهلاك المياه هو اعتبار آخر. تتطلب أنظمة EGS المياه لحلقة التداول، مما يثير أسئلة حول منافسة الموارد في المناطق الجافة حيث تكون موارد الطاقة الحرارية الأرضية أكثر إمكانية الوصول. يتم تطوير التصاميم بدورة مغلقة التي تقلل استهلاك المياه ولكنها تضيف التعقيد والتكلفة.
ومع ذلك، المسار واضح لا لبس فيه. تنتقل الطاقة الحرارية الأرضية من مساهم متخصص إلى عنصر محتمل يحول في مزيج الطاقة النظيفة. ما إذا كان بإمكانها التوسع بسرعة كافية لتلبية اللحظة يبقى أن يرى، لكن مزيج التكنولوجيا والسياسة والطلب في السوق يشير إلى أن الطاقة المتجددة طويلة المدى المغفولة أخيراً تحصل على يومها.
تستند هذه المقالة إلى التقارير من CleanTechnica. اقرأ المقالة الأصلية.
