世界で最も深い穴を掘削することで気候変動とどのように闘えるか

地球の太陽で熱い核に近づくことが、地熱エネルギープラントを拡張する鍵となります。 しかし、何マイルも地面を掘るのは、見た目よりも困難です。

地表の下に閉じ込められた膨大な地熱エネルギーは、全世界にクリーン エネルギーを提供する可能性を秘めているため、科学者たちはよだれを垂らしています。 この自然の力を利用するために、エンジニアは地球の数十マイル、岩石の奥深くまで掘削するための新しい戦略を考案する必要があります。 MIT のスピンオフ企業は、ミリ波掘削という答えを持っていると信じています。

「地下に蓄えられた熱の総エネルギー量は、地球としての年間エネルギー需要を10億倍も上回っています」とQuaise Energyの共同創設者Matt Houde氏はニュースリリースで述べている。 「したがって、その一部を利用するだけで、近い将来のエネルギー需要を満たすには十分です。」

問題なのはタッピングだけです。

マサチューセッツ工科大学プラズマ科学・核融合センターのポール・ウォスコフ氏の研究を基に、Quaise Energy社は、世界で最も深い穴を作るのに十分な量の岩石を蒸発させ、化石燃料を必要とせずに人間のエネルギー消費を満たす大規模な地熱エネルギーを採取できると信じている。

地熱エネルギーとは、簡単に言えば、地球深部に含まれる熱のことです。 米国エネルギー情報局によると、その熱は地球の核にあるウラン、トリウム、カリウムなどの放射性粒子がゆっくりと崩壊することによって発生するという。 ここは非常に暑くなる可能性があり、華氏 10,800 度の太陽の表面のように熱くなります。

この地熱エネルギーを利用するために、アイスランドのような国は蒸気を使って地熱エネルギーを電気に変換しています。 地球の地熱貯留層や帯水層で水が加熱されると蒸気が発生し、その蒸気がタービンを回転させて発電機を作動させ、最終的に電気を吐き出します。 蒸気は再び水になると地面に戻り、再びサイクルを繰り返すことができます。

これは持続可能なエネルギー生産のほぼ無限の形式ですが、現在十分に活用されていません。 国際エネルギー機関によると、2020年の地熱発電量は200メガワットの追加容量にもかかわらず約2％の伸びにとどまり、過去5年間に見られた伸びからは著しく低下した。 憂慮する科学者連合によると、典型的な石炭火力発電所の発電能力は約 600 MW です。

2030 年までに実質ゼロ排出を達成するには、世界の地熱エネルギー生産量を 2021 年から 2030 年の間に毎年 13%、つまり約 3.6 ギガワットの容量増加する必要があります。 それを実現するには、地球の核からのこの超熱水へのアクセスを改善する必要があります。 そこでミリ波ドリリングの出番です。

現在、世界で最も深い掘削孔は、ノルウェーに近いロシアのコラ超深ボーリング孔です。 ソビエト連邦のプロジェクトであり、米国とのあまり知られていない科学競争の結果であったが、それは大陸の下で平均約 30 キロメートル (18.6 マイル) の厚さの地殻を可能な限り深く掘削する試みであった。米国地質調査所によると。 しかし、この穴は地殻のわずか12.2マイルに達しており、機械ドリルなどの従来の設備ではその深さの状況に対処できないため、完成までに20年かかりました。

ミリ波で岩石を爆破するように設計されたQuaise技術が解決策になるかもしれない。 従来のドリルビットをジャイロトロンマシンを動力源とするミリ波エネルギーに置き換えることで、岩石を溶かして蒸発させ、このような深い穴を多数開けることが可能になります。 MIT が研究室で一般的な技術を開発するまでに 15 年以上かかり、最終的にはミリ波が玄武岩に穴を開けることができることを実証しました。 クイズ氏によると、その技術により、温度が華氏900度以上に達する地中20キロメートル（12.4マイル）まで到達できるという。

この計画はハイブリッド設計を導入するもので、まず石油・ガス産業が開発した従来の回転掘削技術を使用して地球の表層を掘削するというものである。 その後、作業員が基盤の岩石に到達すると、高出力ミリ波に切り替える。これは「従来の掘削では困難だった深部の硬くて熱い結晶質の岩石に最適である」とハウド氏は言う。