Zhruba před 3 lety jsme na OSLU psali o pozoruhodném spin-offu Quaise Energy, který hodlá učinit průlom, víceméně doslova, v geotermální energetice, s gyrotronem, což je maser mikrovlnného záření, který Quaise využívají k vrtání. Jejich cílem je dělat nejhlubší vrty v dosavadní historii.
V roce 2022 to stále znělo spíš jako science-fiction. Teď se ale ukazuje, že Quaise postupují ve vývoji této technologie slušnou rychlostí. Vznikli v roce 2018 jako spin-off centra MIT Plasma Science and Fusion Center. Myšlenka používat gyrotron k vrtání do hlubin, kam se klasické vrtné technologie v podstatě nemohou dostat, přitom pochází z roku 2008.
Cílem Quaise je proniknout tak hluboko, aby zajistili prakticky nevyčerpatelný zdroj čisté energie. Hodlají vrtat hlouběji, než se zatím lidstvu podařilo, více než 20 kilometrů pod zemský povrch. Quaise očekávají, že tam budou teploty kolem 500 °C. Takto hluboký vrt by pak měl poskytnout spoustu geotermální energie.
Jak píše Joe Salas na platformě New Atlas, letos 21. května (2025) Quaise uspořádali akci s demonstrací technologie v zařízení Nabors, které se nachází v Houstonu, stát Texas. Úspěšně tam předvedli vrtání s gyrotronem. Nový 100 kW gyrotron vyžaduje 50 kV stejnosměrného napětí a má účinnost 60 %.
Gyrotron byl instalovaný k vrtu Nabors F. Jak se ukazuje, mikrovlnný maser se propaluje horniny, kterou tvoří žula nebo čedič, jako nůž máslem za horkého dne. Při uvedené demonstraci pracoval gyrotron zhruba na výkonu 48 kW a propálil cca 2 centimetry horniny za minutu.
Výkon demonstračního gyrotronu 100 kW je už docela slušný. Ve skutečnosti ale představuje jenom desetinu výkonu, který Quaise plánují pro plnohodnotné vrtání geotermálních vrtů. Zhruba za měsíc by měli mít k dispozici 1 MW gyrotron a budou s ním pokračovat v testech. Další lokalitu pro testu mají v Marble Falls v Texasu, kde chtějí vrtat do hloubky 150 metrů rychlostí asi 30 centimetrů za hodinu.
Jak říká výkonný ředitel Quaise Carlos Araque, během tří let plánují spustit 50 MW geotermální elektrárnu v okolí Bendu, stát Oregon. Nejprve tam zprovozní 20 MW systém klasickým vrtem a v třetím roce hodlají přidat 30 MW s využitím vrtání gyrotronem. Na dotaz, co se stane, když si každé větší město na Zemi pořídí kilometry hluboké geotermální vrty, Araque s úsměvem odpovídá, že je tako jako píchat do moře špendlíky. Geotermální energie hlubin by podle něj měla vydržet miliony let. Přinejmenším.
Video: World's First MMW Hybrid Drilling Rig
Video: From Lab to Field Testing of Millimeter Wave Drilling
Literatura
HyperSciences se chystá geotermální energie dobrat střílejícím beranidlem
Autor: Josef Pazdera (25.07.2015)
Na Islandu vrtají nejžhavější díru na světě
Autor: Stanislav Mihulka (03.11.2016)
Nová geotermální baterie přeměňuje teplo přímo na elektřinu
Autor: Stanislav Mihulka (25.07.2019)
Ultrahlubinné vrty s gyrotronem nabízejí téměř neomezenou geotermální energii
Autor: Stanislav Mihulka (25.02.2022)
Diskuze:
?
Eva M,2025-06-04 10:07:06
geotermalnim elektrarnam jsem velmi fandila az do doby, kdy jsem si precetla, ze ve Svycarsku v souvislosti s geoterm. el. zaznamenali mensi zemetreseni,,,, od te doby - nevim. asi jak kdy, jak kde.....
https://www.technickytydenik.cz/rubriky/energetika-teplo/jak-elektrarna-muze-vyrobit-zemetreseni_44687.html
Re: ?
F M,2025-06-04 17:56:17
To se týká klasických vrtů, kdy se podzemní voda může "doplňovat" jiným vrtem kousek vedle, nebo rovnou frakovat tedy úmyslně horninu narušit aby voda mohla proudit mezi vrty a odebírala dostatek tepla (v principu, je možné že si vymysleli jiné slovíčko). Nedostatek tepla může být kvůli tomu že hornina je slušná izolace a je potřeba čerpat z větší plochy/objemu, každopádně riziko zemětřesení zde je reálné a záleží jak moc se bude tlačit na to aby se uvolnila tolerance.
U tohoto způsobu by to mělo být jinak, v podstatě to je jen prostá díra 1 složená trubka, obvodem dolů a středem nahorů přičemž po cestě se to má zahřát (na izolaci, tlaky a na další věci se mě neptejte). Zkrátka jedním slovem je to startup se vším zlým a nereálným.
Jak se tím vrtá do hloubky?
Oldřich Vašíček st.,2025-06-02 10:23:22
Jakožto vystudovaného vrtáka mě zajímá, jak se tím vrtá v hloubce? Propálit něco je celkem efektní demonstrace, ale jak se procesuje celé vrtání. Např. klasický vrt probíhá rozrušováním horniny a ta se následně vynáší výplachem. Což je velice jemné "bláto", které má takovou hustotu, aby při proudění odnášelo rozrušenou horninu. Současně chladí vrtací nástroj. Čerpá se až na povrch, kde se přeseje a zatláčí opět do hloubky. S postupující hloubkou se zvyšují i tlaky, aby proudění mělo dostatečnou rychlost. V případě zastavení proudění a nevhodného složení kapaliny by takto unášené úlomky mohly sednout na dno a "zabetonovat" celou vrtnou soupravu. Jedná se o jedny z nejhorších havárií při vrtání.
Zde dochází k odpařování a drolení propalovaného materiálu. Dle fotek dochází i ke kondenzaci, která by mohla způsobit zanešení vrtu (kor tak hlubokého). Bude stačit jen proudění vzduch k odnosu par a prachu?
Jakým způsobem se pak z této hloubky bude čerpat ohřáté médium, aby neztrácelo energii (teplotu a tlak,20km je opravdu dost). Je to asi jako pohánět parou z Dukovan turbínu na kraji Brna (i když v hloubce nemrzne :)).
Re: Jak se tím vrtá do hloubky?
F M,2025-06-03 01:09:35
Z toho New Čepovce (Atlasu): "Přebytečná horninová hmota (tavenina) se vtlačí do stěn vrtu a poté zeskelní do sklovité výstelky." Tedy to mi úplně nevychází, ale hádám ten roztavený objem bude o dost větší než díra a oni vycházejí z toho rozdílu hustot (?)
Obrovský úspěch spočívá v tom, že tu již poměrně vousatou technologii testují chystají se v nejbližší době v "až 150m hloubce", samozřejmě v rámci reklamy za účelem přísunu dalších financí. Jde jen o ten vrt, další technologie k vrtu hlubokému 20km se jich netýkají, ve výhledu mají to v článku 3r běžný vrt a trochu lepší tímto vrtákem.
S tou vodou může jít klidně o "frankování" to se děje, nebo se navrtají do stávajícího rezervoáru. Ale zde zřejmě půjde o verze s uzavřenou smyčkou trubka v trubce, vnějškem dolů středem nahoru (izolaci netuším, tuším se to jen zkouší a v relativně malé hloubce. https://en.wikipedia.org/wiki/Closed-loop_geothermal
Kam těch jejich reklamních 1,1-2,2 Kč za kWh v reálu vyšplhá s objevem dalších problémů?
No snad to vyjde, doufám že se pletu a nebude se to 5+krát násobit, s touhle cenou by se dalo existovat.
Tohle se mi líbí na jejich webu, ony ty jednotlivé OZE na ty ostatní taky lecos prásknou, třeba minule, že fotovoltaika na domech je nejdražší zdroj energie v USA, asi u nich již pracuje konkurence a dotace jsou řádně odčerpávány: Nízká spotřeba půdy z těchto geotermalů "činí jedinou možnost pro udržitelný přechod na čistou energii."
Re: Jak se tím vrtá do hloubky?
Florian Stanislav,2025-06-03 10:14:37
Nejsem vystudovaný vrták, ale souhlasím s Vámi, s hloubkou tlaky a potíže rostou.
AI vyGooglila :
"Hustota taveniny oxidu křemičitého se při teplotě topení (1713 °C) mění. Zatímco hustota pevné formy křemene (α-křemen) je 2,648 g·cm⁻³, hustota taveniny je nižší, a to zhruba 2,2 g/cm³. "
Teplota tání je zřejmě teplota "topení".
Nižší hustota taveniny je větší objem na jednotku hmotnosti, která se nemá kam ztratit. Že by hornina při těch tlacích a teplotě měla dutiny ?
A jak bude, když to vychladne a tavenina ztuhne a získá zase svoji hustotu a objem?
Demonstrační vrt s rychlostí 2 cm za minutu by se do 20 km provrtal ( kdyby makal podle trojčlenky) za víc jak 2 roky.
Re: Re: Jak se tím vrtá do hloubky?
F M,2025-06-03 13:01:15
Jen usuzuji, dle toho jednoho řádku který vylučuje možnost transportu směrem nahoru, někde se ten objem ztratit musí. Místo dutin tam může být voda a vycházet otvorem ven, ale na to, že dutiny a voda budou celu trasu směrem dolů se moc spoléhat nedá (nevím jak moc ta tavenina bude moci stoupat nahoru metr, metry, přehnaně max nižší desítky?), takže předpokládám proces který bude fungovat všude (snaží se tvrdit, že to všude půjde, ale je možnost, že je to myšleno jen na tu smyčku a ne na vrt) a měl by dělat z původního objemu menší. To zvětšení objemu taveniny může pomoci transportu. Je možné, že se zde dosahuje teploty/podmínek (to byla má první myšlenka; ionizace, mělo by k ní docházet) za kterých dojde k změně výsledného materiálu na hustší, případně uvolnění plynů změnou vazeb. Ale to tlačení nejen ke stěnám ale i do puklin (asi s omezení lokací kde to půjde), nebo uvolnění kapiček/dutinek vody/plynů i z blízkých materiálů (s tím transportem by se to mohlo průměrovat), vyloučit nemůžu, stejně jako něco co nás ani nenapadlo.
Díval jsem se i na žulu a nečekaně za běžných podmínek roztavení a znovu zpevnění se hustota nijak nemění ani u skla z něj.
Ale oficiálně jsem nic víc nenašel.
Ještě doplním, to IR se produkuje a zaostřuje nahoře v té "kostce" a až dolů musí mít hladkou cestu zvlášť středovou trubkou. Je možné/pravděpodobné, že se to tím i čistí, zároveň se to totiž profukuje, takže případné plyny mohou unikat. S délkou nečekaně problémy porostou, kvůli tomu ostření, ještě víc. Startup.
Re: Re: Re: Jak se tím vrtá do hloubky?
F M,2025-06-04 00:08:30
Našel jsem ještě toto MIT, ale staré: "Vysvětluje však, že s gyrotronem nahradí vysokoteplotní fyzika mechanické funkce nízkoteplotního kalu, což vrtačům umožní extrahovat horninovou hmotu odpařováním nebo vytlačovat taveninu tlakováním. Podobně vysokoteplotní roztavená hornina utěsní stěny vrtu a vysoký tlak ze zvýšené teploty zabrání jeho zhroucení. V principu, protože zvýšení teploty v uzavřeném objemu vždy povede ke zvýšení tlaku oproti lokálnímu tlaku, mohli by vrtači udržet stabilitu vrtu do větších hloubek, než je možné s vrtnými kaly.
https://news.mit.edu/2016/paul-woskov-explores-new-path-through-earth-crust-0412
Tady nějaká opozice: https://www.lesswrong.com/posts/gEbfCs2oxmwN2mfLM/microwave-drilling-is-impractical
volty ampéry
Martin Šíra,2025-05-31 08:59:42
Je to detail, ale zabolí: "pouštěli 50 tisíc voltů stejnosměrného proudu." - napětí vs proud. Jo, spousta lidí to tak zjednodušeně říká, ale to nic nemění na tom že volty jsou napětí, a proud je v ampérech. Takže to mohlo být napsané jako:
"pouštěli 50 tisíc voltů stejnosměrného napětí". Nebo možná lépe: "Nový 100 kW gyrotron vyžaduje 50 kV stejnosměrného napětí a má účinnost 60 %."
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
