İlk bakışta jeotermal enerji parlak bir enerji kaynağı gibi görünüyor. Temizdir, Dünya'da öngörülebilir bir gelecek için uygarlığa güç sağlayacak kadar ısı vardır ve tek yapmanız gereken onu kullanmak için sondaj yapmaktır.
Daha da iyisi süperkritik jeotermal denilen şeydir. Geleneksel jeotermal sistemler, volkanların ya da sıcak su kaynaklarının bulunduğu bölgelere delikler açarak ve ya toprağa su pompalayarak ve ardından buharı çıkararak ya da kapalı bir boru döngüsü içinde suyu ısıtmak için bir ısı eşanjörü kurarak ısıdan yararlanarak çalışır.
Bu işe yarıyor, ancak bu tür tesislerin kurulumu çok pahalı ve dünyada inşa edilebilecekleri çok az yer var. Ayrıca sadece yaklaşık 200 °C sıcaklığa ulaşabildikleri için üretimleri de sınırlıdır, bu da tek bir üretim tesisi için 5 MW'lık bir enerji çıkışına denk gelmektedir.
Pratik açıdan bu, jeotermal enerjinin dünyadaki enerji üretiminin yalnızca %0,5'ini oluşturduğu ve hiçbir yıl %3,5'ten fazla büyümediği anlamına gelmektedir.
Süperkritik jeotermal, ya yüzeye yakın 2 km kadar az derinlikte magma cepleri bularak ya da 20 km kadar derinlikte sıcak iç Dünya'yı arayarak konsepti bir sonraki seviyeye taşır. Burada sıcaklık ve basınç o kadar yüksektir ki su 373 °C ve 220 barın (3,190.83 lb/in², 217 ATM) üzerinde bir basınçla ısıtılır. Bu durumda su aşırı ısınır, ancak buhara dönüşemez. Ayrıca normal su veya buhardan dört ila 10 kat daha fazla enerji tutabilir.
Başka bir deyişle, süperkritik bir jeotermal tesis 50 MW kapasiteye sahip olabilir ve üç kuyu 42 geleneksel jeotermal kuyunun güç çıkışına sahip olabilir. Buna ek olarak, süperkritik ısıyı bulmak sadece bir magma cebi bulmak ya da herhangi bir yerde yeterince derin kazmak meselesidir.
Bu kulağa harika geliyor, ancak sondaj tekniklerini ve malzemelerini en uç noktaya kadar zorlayan büyük bir mühendislik mücadelesi. Sadece fevkalade derin sondaj kuyularının kazılması değil, aynı zamanda bu kuyuların herhangi bir geleneksel sondaj makinesini hızla yok edecek basınçlara, gazlara ve aşındırıcı etkilere karşı da dayanıklı olması gerekir. Ancak, daha büyük bir sorun var.
O sevimli süperkritik katmana veya kabarcığa ulaşmak için sondaj makinesinin Gevrek-Sünek Geçiş Bölgesi (BDTZ) olarak adlandırılan bölgeden geçmesi gerekir. Basitçe söylemek gerekirse, süperkritik bölgenin üzerindeki kaya, bu derinlikteki sıcaklık ve basınçlara maruz kaldığında bir değişim geçirir. Kaya kırılgan olmak yerine esnek ve plastik hale gelir. Hamuru yılan gibi yuvarlayabileceğiniz bir granit düşünün, ne demek istediğimi anlayacaksınız.
BDTZ tekdüze değildir. Üst bölge hala kırılgan, alt bölge plastik ve merkez ise bu ikisinin bir karışımıdır. Bunun anlamı, delmek için kötü bir malzeme olduğu, çok az ilerleme için çok fazla çaba gerektirdiği ve matkap uçları ve diğer ekipmanlar için çok zor olduğudur.
Karthik Subramanian'a göre, BDTZ'yi aşmak için sondaj alanını iyice anlamak ve kırılgan noktaları bulmak gerekiyor — tabii böyle noktalar varsa. Bu aynı zamanda doğrudan ısı ve hidrojen sülfür ve sülfür dioksit içerebilen aşağıdan çıkan aşındırıcı volkanik gazlarla uğraşmak anlamına geliyor.
Aslında bu sorunlar sadece zor değil, mevcut teknolojiyle aşılamaz olabilir, bu da süperkritik jeotermal enerji hayalinin sadece bir hayal olarak kalabileceği anlamına geliyor.
Subramanian, "Süperkritik jeotermal ticarileşmekten çok uzakta ve enerji üretimi için bu kaynaklara erişmek için sondaj yöntemleri, dijital kaynak modelleme ve malzeme geliştirmedeki ilerlemelere bağlı olacak" dedi. "Potansiyeline rağmen süperkritik jeotermal, doğasında var olan teknik engeller nedeniyle enerji dönüşümünde önemli bir rol oynamayacaktır. Teknik engeller aşılırsa, yeni derin jeotermal sondaj yöntemleri aksini kanıtlamadıkça, süperkritik jeotermal yalnızca daha düşük derinliklerde volkanik veya tektonik aktiviteye sahip bölgelerde ekonomik olacaktır."
Derin sondaj sorunları, süperkritik jeotermalin İzlanda veya Pasifik Ateş Kıyıları gibi volkanik bölgelerle sınırlı kalabileceği anlamına gelebilir, ancak BDTZ'yi aşmak, MIT ve Cambridge Üniversitesi destekli Quaise girişimi tarafından geliştirilen teknoloji ile fethedilebilir. Bu şirket, bir "Gyrotron" tarafından üretilen ve rahatsız edici plastik kaya tabakasını kırabilecek, eritebilecek ve buharlaştırabilecek bir parçacık ışını kullanmayı planlıyor.
Bunu ne kadar iyi başarabileceğini ise sadece zaman ve deneme gösterecek.