Công ty khởi nghiệp năng lượng sạch Quaise Energy đã bắt đầu triển khai giai đoạn đầu tiên của dự án nhà máy điện địa nhiệt Obsidian, tọa lạc tại Oregon, gần núi lửa Newberry. Nhà máy có công suất 50 MW, sử dụng năng lượng địa nhiệt siêu nóng, dự kiến đi vào hoạt động năm 2030.
Các nhà máy điện địa nhiệt hoạt động bằng cách khai thác nguồn nước nóng tự nhiên sâu dưới lòng đất, sử dụng nhiệt lượng này để tạo ra điện. Nước nóng hoặc hơi nước được đưa lên bề mặt thông qua các giếng, nơi nó làm quay turbine được kết nối với máy phát điện để sản xuất điện.
Địa nhiệt siêu nóng đề cập đến việc khai thác đá có nhiệt độ cao hơn 300°C. Ở nhiệt độ cực nóng như vậy, các giếng địa nhiệt có khả năng cung cấp nhiều năng lượng hơn so với các hệ thống thông thường, trong khi sử dụng ít đất hơn.
Quaise Energy đặt mục tiêu khai thác các nguồn năng lượng địa nhiệt sâu hơn nhiều so với các nhà máy thông thường, tận dụng nguồn địa nhiệt có nhiệt độ trên 300°C ở độ sâu khoảng 5km, bằng hệ thống khoan sử dụng năng lượng sóng milimet tần số cao.
Các phương pháp khoan truyền thống sử dụng mũi khoan cơ học để phá vỡ đá. Tuy nhiên, mũi khoan cơ học khó chịu được nhiệt độ và áp suất sâu dưới lòng đất. Trong khi đó, công nghệ năng lượng sóng milimet của Quaise làm tan chảy, rồi bốc hơi đá để tạo ra các lỗ khoan sâu hơn.
Tuy nhiên, Quaise vẫn sử dụng cách khoan thông thường để loại bỏ đá gần bề mặt. Khi chạm đến lớp đá gốc, Quaise sẽ chuyển sang sử dụng năng lượng sóng milimet để xuyên qua lớp đá nền bên dưới. Năng lượng này sẽ được tạo ra bởi máy phát sóng gyrotron, được dẫn đến mục tiêu dưới lòng đất thông qua các ống dẫn sóng.
Giai đoạn đầu tiên của dự án Obsidian sẽ khoan hai giếng riêng biệt, một giếng nhắm vào đá có nhiệt độ lên tới 365°C, với nhiệt độ trung bình là 315°C; giếng còn lại nhắm vào đá có nhiệt độ tới 415°C, với nhiệt độ trung bình là 365°C.
Mỗi hệ thống giếng khoan sẽ gồm ba giếng. Nước sẽ được bơm xuống một trong những giếng này đến tầng đá nóng. Hai giếng ở hai bên sẽ thu gom nước nóng sinh ra từ quá trình chảy qua tầng đá nóng, đưa trở lại máy phát điện.
Giai đoạn đầu tiên này cũng sẽ có một giếng thứ bảy, được nhóm Quaise sử dụng để phân tích các đặc tính địa cơ học của đá siêu nóng. Dữ liệu này sẽ giúp cung cấp thông tin, độ bền của đá, điều kiện dưới lòng đất, đặc tính của chất lỏng và cách tạo ra các vết nứt để cho phép nước chảy. Giếng thăm dò này dự kiến sẽ đi vào hoạt động cuối năm nay.
Mục tiêu cuối cùng của Quaise Energy là khai thác năng lượng địa nhiệt “siêu nóng, siêu sâu”, hướng tới độ sâu lên đến 19km. Theo công ty, đây là chìa khóa để biến năng lượng địa nhiệt thành nguồn năng lượng thực sự trên toàn cầu.
