Füzyon destekli jeotermal enerji sondajıyla, 20 km derinliğe ulaşılarak sınırsız temiz enerjiye kapı aralanıyor.
MIT (Massachusetts Institute of Technology) kaynaklı, yenilikçi girişim Quaise Energy, geleneksel sondaj tekniklerinin sınırlarını aşarak, füzyon destekli jeotermal enerji ile dünyanın en derin noktalarına ulaşmayı hedefliyor. Şirket, milimetre dalga enerjisiyle kaya eritme teknolojisini kullanarak 20 km derinliğe inmeyi ve bu sayede süperkritik jeotermal enerji kaynaklarını açığa çıkarmayı amaçlıyor. Eğer başarılı olursa, bu yöntem fosil yakıt santrallerini doğrudan jeotermal enerjiyle çalıştırabilecek ve temiz, kesintisiz ve sınırsız bir enerji kaynağı sağlayarak, küresel enerji dönüşümünde çığır açabilir.
Dünyanın en büyük enerji kaynağı: Yeraltı ısısı
Gezegenimizin çekirdeği tahmin edilenden çok daha sıcak. Dünya’nın demir çekirdeğinde sıcaklık 5.200 °C’yi buluyor. Bu ısı, radyoaktif elementlerin bozunmasından ve gezegenin oluşumundan kalan enerjiden kaynaklanıyor.
MIT araştırmacıları, yeryüzünün sadece %0,1’lik ısısını kullanmanın 20 milyon yıl boyunca dünya enerji ihtiyacını karşılayabileceğini belirtiyor. Bu, yaklaşık 2.2 × 10²⁴ joule ya da 600 yottawatt saat (YWh) enerjiye denk geliyor ki bu da mevcut küresel enerji tüketiminin milyonlarca katı anlamına geliyor. Ancak bu enerjinin erişilebilir olması için derinlere inmek gerekiyor. Bugün jeotermal enerji, yalnızca yüzeye yakın sıcak noktalar sayesinde küresel enerji tüketiminin %0,3’ünü karşılayabiliyor.
Tarihteki en derin sondajlar neden başarısız oldu?
Dünya’nın kabuğu 5 ila 75 km arasında değişen kalınlığa sahip ve en ince bölgeler okyanus tabanında bulunuyor. Bu nedenle derin sondaj projeleri yüksek sıcaklık, düşük kaya yoğunluğu ve artan gözeneklilik gibi büyük zorluklarla karşılaşıyor.
- Kola Süper Derin Sondajı (SSCB): 1970’te başlayan ve 12.289 metreye ulaşan bu proje, beklenenden çok daha yüksek sıcaklıklar nedeniyle sonlandırıldı.
- KTB sondajı (Almanya): 1980’lerin sonunda başlayan bu çalışma, 9.101 metre derinliğe ulaştığında kayanın sıvı ve gaz sızdırması nedeniyle durduruldu.
Bu projeler, yüksek sıcaklıkların mekanik matkapları kullanılamaz hale getirdiğini gösterdi. Bu noktada yeni nesil bir teknolojiye ihtiyaç doğdu.
Gyrotron destekli yönlendirilmiş enerji sondajı
Geleneksel mekanik sondajların karşılaştığı zorlukları aşmak için füzyon araştırmalarından doğan yeni bir yöntem geliştirildi: Gyrotron destekli yönlendirilmiş enerji sondajı.
Bu yöntem, milimetre dalga enerjisini kullanarak kayayı buharlaştırıp eriterek ilerliyor. Avantajları şunlar:
- Matkap aşınması yok: Mekanik parçalar yerine, kaya elektromanyetik dalgalarla delinerek aşınma ve arızalar önleniyor.
- Sıcaklık sınırı yok: Geleneksel sondajlar yüksek sıcaklıkta başarısız olurken, bu yöntem 1000°C’ye kadar etkili çalışabiliyor.
- Vitrifiye kaplama: Delinen kaya cam gibi sertleşerek kuyunun sıvı ve gaz sızdırmasını önlüyor.
20 km derinliğe nasıl ulaşılacak?
Quaise Energy, gyrotron destekli sondajı ticari ölçeğe taşımayı hedefliyor. Teknolojilerini iki aşamalı olarak geliştiriyorlar:
- Düşük derinlikte hibrit sondaj: Geleneksel matkaplarla üst katmanları geçip, belirli bir derinlikte gyrotron ile devam edecekler.
- 20 km derinliğe ulaşmak: 100 gün içinde, geleneksel yöntemlerle 20 yılda ulaşılamayan derinliklere inmeyi planlıyorlar.
Şirket bugüne kadar 105 milyon dolar yatırım topladı. 2025’in sonlarında, ABD’deki Austin, Texas’ta bir granit ocağında ilk açık hava testlerini gerçekleştirmeye hazırlanıyor. Bu testler, gyrotron teknolojisinin kaya eritme verimliliğini, delme hızını ve sondaj stabilitesini değerlendirmek için yapılacak. Aynı zamanda, enerji tüketimi ve operasyonel maliyetler de analiz edilerek, teknolojinin ticari uygulanabilirliği test edilecek.
Süperkritik jeotermal enerji
Geleneksel jeotermal santrallerden ayrılan en önemli özellik, süperkritik suyun kullanımı. Bu yüksek sıcaklık ve basınçtaki su, klasik jeotermal sistemlere kıyasla 10 kat daha fazla enerji üretilebiliyor, böylece türbinlerin daha verimli çalışmasını sağlarken su tüketimini de önemli ölçüde azaltıyor. Bu özellikleriyle süperkritik jeotermal enerji, sanayi ve enerji sektörleri için büyük avantajlar sunuyor.
Süperkritik su
Süperkritik su, yüksek sıcaklık ve basınç altında, sıvı ve gaz özelliklerini aynı anda taşıyan özel bir akışkan haline geliyor. Süperkritik jeotermal enerji üretiminde bu su, 20 km derinlikte veya daha derinde bulunan aşırı sıcak kayalardan çekilerek kullanılıyor.
Derin sondaj ve ısı elde etme:
- Gyrotron teknolojisiyle açılan ultra derin kuyular aracılığıyla 500°C ve üzerindeki sıcaklıklara ulaşan süperkritik su yüzeye çıkarılıyor.
Yüksek verimli enerji dönüşümü:
- Süperkritik su, geleneksel buhar türbinlerinden çok daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahip.
- Buhar fazına dönüşerek türbinleri döndürüyor ve yüksek verimli elektrik üretimi sağlıyor.
Daha az su tüketimi ve sürdürülebilirlik:
- Klasik jeotermal santrallerde kullanılan suyun aksine, süperkritik su daha fazla enerji taşıdığından çok daha az su kullanımı gerektiriyor.
- Sistemde kapalı devre döngüler kullanılarak suyun büyük bir kısmı geri kazanılıyor ve çevresel etkiler en aza indiriyor.
Bu sayede süperkritik jeotermal enerji, fosil yakıtlı santrallere kıyasla daha yoğun ve kesintisiz bir enerji kaynağı sunuyor.
Jeotermal enerjinin geleceği
2025 yılı içinde yapılacak ilk saha testleri, bu teknolojinin geleceğini belirleyen kritik bir adım olacak. Bu testlerin başarısı, delme hızı (penetrasyon oranı), kuyunun stabilitesi, kaya eritme verimliliği ve süperkritik su üretim kapasitesi gibi spesifik teknik metriklerle değerlendirilecek. Ayrıca, enerji tüketimi, operasyonel maliyetler ve ticari ölçeklenebilirlik açısından da detaylı analizler yapılacak.Eğer Quaise’in geliştirdiği, füzyon destekli ultra derin sondaj teknolojisi başarılı olursa, süperkritik jeotermal enerji, dünyanın her yerinde kesintisiz, sürdürülebilir ve yüksek yoğunluklu bir enerji kaynağına dönüşerek, küresel enerji dönüşümünde yeni bir çağ başlatabilir.
İlgili makaleler
- Kapalı döngü sistemle, jeotermal enerji her yerde
- Türkiye’nin jeotermal enerji atılımı: 2030’a kadar hedef 3000 MW
- Jeotermal enerji yatırımları: Türkiye’deki potansiyel ve hedefler
View this post on Instagram