שישי הגיע, והפינה 'טעימה של מדע לסופש' שוב כאן - מספר 103.
והפעם - מהו נוזל על קריטי, והאם עתיד האנושות מסתתר בעומק האדמה.
-
כדור הארץ הוא סוללה ענקית.
מתחת לרגלינו מתערבלת לאיטה עיסה לוהטת בטמפרטורה של אלפי מעלות, תוצאה של כבידה שדוחסת אותו והתפרקויות רדיואקטיביות. חלק קטן מהאנרגיה הזו מגיע אל קרום כדור הארץ, ומספק מאגר אנרגיה אינסופי שניתן להמיר לחשמל.
תחנות כוח גיאותרמיות מתבססות על שאיבה של החום הזה מעומק האדמה באמצעות נוזל מוליך. הנוזל מתחמם ונשאב חזרה כשהוא לוהט, והופך לקיטור שמסובב טורבינה לייצור חשמל.
יישום של השיטה הזו אפשרי בעיקר במקומות מסוימים בכדור הארץ. באזורים האלו קיימת שכבת סלע עם סדקים אליהם המים יכולים לחדור לעומק ולהתחמם מאוד. כשהם מתחממים הם עולים מעלה אל מאגר מים טבעי, ומים קרים מחליפים את מקומם.
במקומות בהם התנאים האלו לא מתקיימים באופן טבעי, צריך לחדור דרך שכבות של סלעים קשים באמצעות קידוח כדי להגיע לעומק הנדרש. בעת הקידוח, החום העצום בעומק האדמה מרכך ומעקם את הלהבים, המינרלים המומסים שבאדמה מתגבשים בדרכם מעלה וסותמים את הצינורות, ולחץ הקיטור גורם לבלאי גבוה של המערכת ועלול לפרק אותה.
-
הרעב האינסופי לאנרגיה שמאפיין את מהפכת הבינה המלאכותית, הוביל לפריחה מחודשת של התחום, וחברות טכנולוגיה כמו גוגל ומטא כבר חתמו הסכמים ארוכי טווח לרכישת אנרגיה כזו.
כדי להגדיל את התפוקה, פותחו בשנים האחרונות שיטות חדשות להפקה של אנרגיה גם מאזורים בהם אין את התנאים הטבעיים הנדרשים. בשיטה אחת מוזרקים מים בלחץ גבוה לשכבת סלע קשה בעומק האדמה, עד שנוצרים בה סדקים אליהם המים יכולים לחדור ולהתחמם.
בשיטה אחרת צנרת מתכת מוחדרת לעומק האדמה בלולאה סגורה, והמים בצנרת סופגים את החום דרך דפנות הצינור. השיטה הזו יציבה ואמינה יותר אבל גם מורכבת יותר לביצוע.
-
שיטה מעניינת נוספת מתבססת על נוזל על קריטי.
נוזל על קריטי הוא נוזל בטמפרטורה ולחץ גבוהים כל כך, עד שההבדל בין גז לנוזל מפסיק להתקיים לגביו. הוא צפוף ומכיל אנרגיה רבה כמו נוזל, אבל הצמיגות שלו דומה לשל גז והוא יכול לחדור גם לסדקים זעירים.
העובדה המרתקת בנוגע לנוזל על קריטי היא שהוא לא מייצר ומפרק קשרי מימן פנימיים בדומה למים רגילים, ולכן מסוגל לשאת בין פי 5 לפי 10 יותר אנרגיה.
במקומות מסוימים בכדור הארץ קיימים מאגרים תת קרקעיים של מים במצב כזה, אבל לא קיים עדיין מקדח קשיח מספיק כדי להגיע אליהם ולשרוד את הטמפרטורת הלוהטות שבדרך.
כדי לפתור את בעיית הקידוח נבחנות כיום שיטות יוצאות דופן, כמו קידוח באמצעות פולסים חשמליים רבי עוצמה, סילון של גז לוהט, ואפילו גלים אלקטרומגנטיים.
קידוח באמצעות גלים אלקטרומגנטיים מתבסס על אורכי גל מילימטריים בעלי אנרגיה גבוהה. האנרגיה של הגלים האלו מתיכה ומאדה את הסלע, ובניסויים שנערכו לאחרונה הוכח כי ניתן לקדוח בשיטה הזו במהירות גבוהה פי 50 משל קידוח רגיל.
אם תימצא הדרך הכלכלית להפיק אנרגיה בצורה כזו, יהיה ניתן להקים תחנת כוח שתספק אנרגיה ירוקה לחלוטין בכל מקום בכדור הארץ, והעולם שאנו מכירים ישתנה לבלי היכר.
בסרטון: תחנת כוח גיאותרמית באיסלנד.
שבת שלום 😊
--
👋 היי, אני שלמה שטראוס והפוסטים שלי לא נכתבים על ידי בינה מלאכותית.
מוזמנים לעקוב אחריי לעוד תוכן מעניין בנושאי מדע וטכנולוגיה, או לחפש ׳הבלוג של שלמה שטראוס׳ בגוגל.
#טעימה_של_מדע_לסופש