La tecnologia di fusione è pronta per essere sbloccata nelle vicinanze

Tutti sanno che il nucleo della Terra è caldo, ma forse le sue dimensioni hanno ancora il potere di sorprendere. Si stima che le temperature al centro del ferro del nucleo siano intorno ai 5.200 °C (9.392 °F), generate dal calore degli elementi radioattivi in ​​decomposizione che si combinano con il calore che rimane ancora dalla formazione stessa del pianeta: un evento di violenza catastrofica quando un Una nube vorticosa di gas e polvere venne schiacciata in una palla dalla sua stessa gravità.

Dove c'è accesso al calore, c'è energia geotermica utilizzabile. E c'è così tanto calore sotto la superficie terrestre, secondo Paul Woskov, un ingegnere senior di ricerca sulla fusione al MIT, che sfruttarne solo lo 0,1% potrebbe soddisfare il fabbisogno energetico dell'intero mondo per più di 20 milioni di anni.

Il problema è l'accesso. Laddove le fonti di calore sotterranee si trovano naturalmente vicino alla superficie, facilmente accessibili e sufficientemente vicine a una rete elettrica rilevante per una trasmissione economicamente sostenibile, l’energia geotermica diventa un raro esempio di generazione di energia verde totalmente affidabile e 24 ore su 24. Il sole smette di splendere, il vento smette di soffiare, ma la roccia è sempre calda. Naturalmente, queste condizioni sono piuttosto rare e, di conseguenza, la geotermia attualmente fornisce solo lo 0,3% circa del consumo energetico globale.

Se potessimo perforare abbastanza in profondità, potremmo posizionare le centrali geotermiche praticamente ovunque volessimo. Ma è più difficile di quanto sembri. Lo spessore della crosta terrestre varia tra circa 5 e 75 km (3-47 miglia), con le parti più sottili che tendono a trovarsi nelle profondità dell'oceano.

Il buco più profondo che l’umanità sia mai riuscita a scavare è il pozzo super profondo di Kola. Questo progetto russo vicino al confine norvegese venne avviato nel 1970, con l'obiettivo di perforare la crosta fino al mantello, e uno dei suoi fori raggiunse una profondità verticale di 12.289 m (40.318 piedi) nel 1989, prima che il team decidesse che era irrealizzabile. per andare ancora più a fondo e ho finito i soldi.

A quella profondità, i membri del team di Kola si aspettavano che la temperatura fosse intorno ai 100 °C (212 °F), ma in realtà hanno scoperto che era più vicina ai 180 °C (356 °F). La roccia era meno densa e più porosa del previsto e questi fattori, combinati con il calore elevato, creavano condizioni di perforazione da incubo. Il sito di Kola è caduto in completa rovina, e questo “ingresso all’inferno”, l’apice (o forse il punto più basso) delle conquiste umane, è ora un anonimo buco chiuso.

La Germania ha speso l’equivalente di più di un quarto di miliardo di euro per la propria versione alla fine degli anni ’80, ma il programma tedesco di perforazione profonda continentale, o pozzo KTB, è arrivato solo a 9.101 metri (29.859 piedi) prima di terminare. Ancora una volta, la temperatura è aumentata molto prima del previsto e il team KTB è stato sorpreso di scoprire che la roccia a questa profondità non era solida e grandi quantità di fluidi e gas si riversavano nel foro di trivellazione per complicare ulteriormente lo sforzo.

Queste temperature erano abbastanza calde da ostacolare il processo di perforazione, ma non abbastanza da poter realizzare un buon business nel settore dell’energia geotermica. Quindi, anche se questi e altri progetti si sono rivelati risorse scientifiche di inestimabile valore, sono necessarie nuove tecnologie per sbloccare il potenziale geotermico che abbiamo sotto i piedi.

Laddove le condizioni diventano troppo difficili per il funzionamento delle punte fisiche del trapano, i ricercatori hanno testato le capacità dei raggi di energia diretta di riscaldare, fondere, fratturare e persino vaporizzare la roccia del seminterrato in un processo chiamato spallazione, prima ancora che la testa del trapano la tocchi. Puoi vedere l'effetto della spallazione sulla roccia dura nella GIF qui sotto del noioso robot "Swifty" di Petra, anche se Petra non rivela esattamente cosa viene utilizzato per creare quel calore.

Gli esperimenti militari alla fine degli anni '90 hanno mostrato risultati promettenti che indicano che la perforazione assistita dal laser potrebbe attraversare la roccia 10-100 volte più velocemente della perforazione convenzionale, e puoi scommettere che questo era di grande interesse per le compagnie petrolifere e del gas.

Un processo di perforazione a energia diretta, ha scritto il presidente di Impact Technologies Kenneth Oglesby in un rapporto del MIT del 2014 per il programma di tecnologie geotermiche del DOE degli Stati Uniti, offrirebbe alcuni enormi vantaggi: "1) nessun sistema meccanico nel pozzo che potrebbe usurarsi o rompersi, 2) nessun limite di temperatura, 3) uguale facilità di penetrazione in qualsiasi roccia dura e 4) possibilità di sostituire la necessità di rivestimento/cementazione con un rivestimento vetrificato durevole."