マイクロ波掘削はSFのように聞こえますが、最も熱い岩石まで掘削するのもSFのようです

Quaise Energy について説明を求められたとき、最高財務責任者の Kevin Bonebrake 氏は、「最も単純に言えば、蒸気を製造します」と述べました。

彼らの目標は、化石燃料で動作するように作られた発電機に電力を供給するのに十分な高温の蒸気を生成することです。 彼らは、岩石の温度が400〜500℃になるまで10〜20キロメートル下に水を注入することによってそれを行うことを計画しています。

非常に硬い基盤岩に井戸を掘削する動機は、主要市場に供給されている送電網に接続された古い発電所に再電力を供給するために使用できる蒸気を生成することで、地熱発電を手頃な価格にすることです。

これまで、地熱発電はほとんど利用されていませんでした。高品質の蒸気を供給するために必要な、熱い岩石、水、透水性の適切な組み合わせを備えた場所が世界中にほとんどないからです。

高温で乾燥した岩石は一般的に入手可能ですが、必要な超臨界蒸気を生成するには、米国のその地域の温度勾配に応じて、深さ 10 ～ 20 km まで掘削する必要があります。 その深さでは、掘削者は花崗岩や玄武岩などの岩に直面することになります。 この岩石は過熱蒸気を生成することと、方向性掘削に必要なマイクロチップとシールを破壊することの両方が可能です。

クイズ氏は、掘削現場で高出力のマイクロ波を発生させて超深穴を掘削する計画を立てている。 マイクロ波をダウンホールに送信し、基盤岩を溶かして蒸発させて穴をあけます。 唯一のダウンホール設備は、波をターゲットに導くための長いチューブです。

これは、ほとんどの人が最初に「SF のようだ」という反応を示すアイデアの 1 つであり、問​​題と提案された解決策の両方を物語っています。

「そのような温度に対処するには、違った考え方をする必要があります」と、この発明を工学的に現実のものにすることが仕事であるクワイズのエンジニアリング担当副社長、ヘンリー・ファン氏は語った。

深さ 10 ～ 20 km (33,000 ～ 66,000 フィート) の井戸の掘削には高い障壁があるため、代替案はないのかと疑問が生じます。

より簡単で、より速く、より安価な選択肢は、実績のある掘削方法を使用して、生成される蒸気がそれほど熱くない、それほど深くないレベルに到達することです。 ファンはそれを「より冷たく、より低圧で、より湿った蒸気」と表現しました。

油田下の熱水地帯のエネルギーを利用するオマーンの取り組みの分析によると、この種の地熱エネルギーは、淡水化のための熱や集中冷却システムのためのエネルギーの提供などの目的に役立つ可能性がある。 これらのゾーンは発電できるほど高温ではありませんでした。

それほど深くないゾーンからの蒸気を使用するという話もありますが、クイズ氏の分析では、その蒸気を発電に使用できる発電所の建設に多額の投資が必要となり、出力が非経済的に高価になると結論付けています。

クイズ氏は、極端な井戸を掘削する方法を見つけることは、発電所の建設コストを節約できるため、新技術やあまり知られていない地層への掘削に伴うコストと技術的リスクを支払う価値があると主張している。 その目標は、環境規制を順守するには莫大な費用がかかるため、所有者が地熱蒸気への転換を熱望するであろう古い化石燃料プラントを供給することです。

Quaise のコスト分析に基づくと、地熱蒸気で稼働する転換発電所の kWh あたりの生涯コストは、石炭やガスのコスト、および低温地熱蒸気のコストの数分の 1 と競合できるでしょう。

これは、大口径の坑井（約 8.5 インチ）をそこまで掘削する方法を、取引キラーにならない価格で確実に掘削できる方法を開発できることが前提となっている。

これを実現するために、彼らは従来の掘削方法とマイクロ波掘削方法を組み合わせて使用​​することを計画しています。 彼らは、極度の熱、硬い岩石、長いトリップ時間の組み合わせによりコストのかかる選択肢になるまでは、より速くて安価なロータリー掘削を使用することになります。

「最も安価で経済的な方法を使用して、可能な限り深く掘削します」とファン氏は言いました。 最近のテストでは、花崗岩で PDC ビットを使用すると、より速く、より長時間の掘削が可能であることが示されていますが、「ある時点で（回転掘削の）経済性が機能しなくなり、その後は交換することになります」と同氏は述べた。