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[재생에너지] 스타트업 퀘이즈 에너지(Quaise Energy)는 지하의 무한한 에너지를 활용하기 위해 지각에 12마일을 드릴로 뚫는다. 지열에너지는 태양열이나 풍력에 필요한 것보다 100~1,000배 적은 발자국을 차지한다. 일단 연결되면 기본적으로 일상적인 업무가 된다. 터빈이 전기를 생성하고 기존 인프라를 통해 그리드와 가정, 자동차 및 기업에 전력을 공급한다.

https://singularityhub.com/2022/02/14/startup-aims-to-drill-12-miles-into-earths-crust-to-tap-the-boundless-energy-below/

JM Kim | 기사입력 2022/02/16 [00:00]

[재생에너지] 스타트업 퀘이즈 에너지(Quaise Energy)는 지하의 무한한 에너지를 활용하기 위해 지각에 12마일을 드릴로 뚫는다. 지열에너지는 태양열이나 풍력에 필요한 것보다 100~1,000배 적은 발자국을 차지한다. 일단 연결되면 기본적으로 일상적인 업무가 된다. 터빈이 전기를 생성하고 기존 인프라를 통해 그리드와 가정, 자동차 및 기업에 전력을 공급한다.

https://singularityhub.com/2022/02/14/startup-aims-to-drill-12-miles-into-earths-crust-to-tap-the-boundless-energy-below/

JM Kim | 입력 : 2022/02/16 [00:00]

재생 에너지에 관해서는 거의 모든 사랑이 태양열과 풍력에 가 있다. 두 기술 모두 놀라운 일이 아니다.

 

그러나 태양광과 풍력에는 단점이 있다. 어느 쪽도 지속적이거나 신뢰할 수 있거나 보편적으로 실용적이지 않다. , 에너지 저장 및 운송이 중요하다. 그리고 두 가지 측면에서 유망한 추세가 있지만 현재까지 배터리는 제조, 유지 관리 및 교체에 여전히 비싸고 자원 집약적이며 새로운 기반 시설을 구축하는 데 시간이 걸린다. 풍력과 태양광이 에너지를 생성하는 데 많은 공간을 차지한다는 사실은 말할 것도 없다.

 

그렇다면 지구상의 어느 곳에서나 사용할 수 있는 거의 무한한 에너지원이 있다면 어떨까? 우리가 언급한 에너지원을 활용하는 것을 방해하는 유일한 것이 기술이라면 어떨까? 그리고 그 기술이 100년 된 수조 달러 산업의 전문 지식을 활용하고 해당 산업을 위해 이미 구축된 많은 인프라에 쉽게 들어갈 수 있다면 어떨까?

 

이 질문에 대한 답은 항상 우리 발 아래에 있다. 우리 행성의 중심부는 태양보다 뜨겁다. 우리가 해야 할 일은 열의 일부를 방출할 수 있을 만큼 깊이 드릴하는 것뿐이다. 적어도 퀘이즈 에너지(Quaise Energy)가 던지고 있는 꿈은 2018 MIT에서 분사한 이 스타트업이 최근 4000만 달러의 자금을 확보했다.

 

큰 아이디어? 기존 드릴 비트를 밀리미터파 광선으로 교체하여 암석을 부수는 대신 기화시킨다이 비접촉식 드릴은 암석이 화씨 700도 이상의 온도에 도달하는 지각 깊숙이 12마일까지 구멍을 뚫을 수 있다. 물은 구멍 아래로 내려가 초임계 증기로 변환되고 지표로 다시 쏘아 올려 표준 터빈을 구동하고 그리드에 공급할 전기를 생산한다.

 

퀘이즈(Quaise)의 공동 설립자이자 CEO인 카를로스 아라크(Carlos Araque) 2020 IEEE Spectrum과의 인터뷰에서오늘 우리는 접근 문제가 있다. 약속은 우리가 10~20km 깊이로 시추할 수 있다면 기본적으로 무한한 에너지원에 접근할 수 있다는 것이다."

 

매력적인 엘리베이터 피치이며 Quaise MIT 기원 스토리가 있는 유망한 기반 위에 세워졌다. 그러나 스타트업은 여전히 실험실 외부에서 실험 기술이 작동함을 증명해야 하며 엄청난 압력을 받는 뜨거운 암석을 다룰 때만 관련이 있는 종류의 문제를 해결해야 한다. 잠시 후에 자세히 알아보자. 먼저, 약간의 컨텍스트이다.

 

간결하게 말해서 지열

 

지열에너지는 특수한 조건에 의존하기 때문에 그다지 주목받지 못한다. 예를 들어 아이슬란드는 그리드를 거의 100% 재생 가능하게 만들기 위해 지열(수력 발전과 함께)을 광범위하게 사용했다. 그리고 그렇다, 아이슬란드버스는 특별하다. 화산과 빙하로 형성된 장엄한 섬으로, 불과 물이 지표 근처에서 결합하면 지열은 생각할 필요도 없다.

 

기존 지열 발전소는 암석의 균열과 균열을 통해 상승하는 증기를 활용하여 건물을 가열하고 전기를 생산하는 터빈을 구동한다. 지구의 지하 세계는 보편적으로 불타고 있지만 전통적인 지열의 조건은 그렇게 광범위하게 분포되어 있지 않는다.

 

그렇기 때문에 차세대 지열 에너지는 자연 발생에 의존하는 것이 아니라 올바른 조건을 만드는 것이다. 강화 지열 시스템(EGS)은 자연적으로 발생하는 균열, 균열 및 물이 적은 뜨거운 암석을 드릴링한다. 그런 다음 그들은 고압 유체(석유 및 가스 산업에서 차용한 "프랙킹"으로 알려진 기술)로 암석을 쪼개고 물을 펌핑하여 열을 방출한다.

 

물론 프래킹에는 약간의 부담이 있지만 EGS 지지자들은 눈에 띄는 차이점이 있다고 강조한다. EGS에 사용되는 유체는 더 안전하고 지하수를 오염시킬 위험이 적다. EGS는 셰일의 오일 및 가스 회수에 비해 암석의 더 작은 균열을 사용하고 더 적은 압력을 사용하기 때문에 지진 활동을 유발할 가능성도 낮다.

 

이 훌륭한 Vox 설명자에 따르면 Quaise가 제안하는 지열 시스템의 종류는 "EGS의 먼 지평선"에 있다.

 

더 깊은 드릴링을 통해 스타트업은 더 높은 온도에서 암석에 부딪힐 것이다. 사실 너무 뜨거워서 액체도 기체도 아닌 몇 가지 특별한 특성을 지닌 물의 네 번째 단계인 초임계수를 생성할 수 있다. 예를 들어, 초임계수는 단위 질량당 4~10배의 에너지를 보유하고 전기로의 변환은 2배이다.

 

LucidCatalyst의 청정 에너지 분석가인 Eric Ingersoll "()에서 더 많은 에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 그 에너지에서 더 많은 전기를 얻을 수 있다."고 말했다.

 

Araque에 따르면 Quaise가 깊이가 아니라 온도를 목표로 한다는 점은 주목할 가치가 있다. 아이슬란드와 같은 세계의 일부 지역에서는 암석이 지표면 아래 3~5마일에 이르는 필수 온도에 도달한다. 그러나 다른 곳에서는 그 임시 직원이 지하 12마일에서만 발견된다.

 

Araque Power Podcast "우리는 지열이 세계 어디에 있든 실행 가능하기를 원하며 이를 위해서는 더 깊이 들어갈 필요가 있다."라고 말했다. "20km, 12마일은 세계 인구의 95%를 차지할 것이다."

 

따라서 Quaise의 첫 번째이자 가장 중요한 과제는 충분히 깊이 드릴링하는 것이다그리고 그것은 쉬운 일이 아닐 것이다.

 

핵을 두드리기

 

더 깊이 드릴수록 암석은 더 뜨거워진다. 이것은 축복이자 저주이다. Araque에 따르면 기존 기술을 사용하면 더 깊이 들어가는 것이 실용적이지 않은 과거가 있다. 한 가지 문제는 전자 제품이 녹는 것이다. 설상가상으로 드릴 비트는 온도와 단단한 암석으로 인해 찢어진다. 그 깊이에서 드릴 비트를 교체하려면 1주일은 잡아당기고, 2시간은 교체하고, 1주일은 다시 밀어 넣는다.

 

문제를 해결하기 위한 아이디어는 새로운 것이 아니라 비접촉식으로 전환하는 것이다.

 

Quaise의 접근 방식의 기반이 되는 연구가 MIT의 폴 워스코프(Paul Woskov)는 관련된 물리학을 증명하는 데 10년을 보냈다. 이 시스템은 표면의 자이로트론에 의해 생성된 밀리미터파 에너지 빔(마이크로파 영역의 전자기 주파수)을 사용한다. 마이크로파 빔은 가스(질소, 공기 또는 아르곤)와 함께 드릴 구멍을 쏘고 지구 깊숙한 암석층을 증발시킨다. 그런 다음 가스는 기화된 암석을 묶어 화산재 기둥처럼 표면으로 다시 운반한다.

 

팀은 총 6,300만 달러의 투자와 보조금을 사용하여 2024년에 미국 서부 지역에서 첫 번째 암석을 폭파할 수 있도록 확장하고 있다. 거기에서 목표에 도달할 때까지 깊이를 늘릴 것이다. Araque는 암석의 투과성을 생성하는 것부터 지구의 열을 수확하는 지열 발전소를 세우는 것에 이르기까지 나머지 대부분이 이미 입증되었다고 말한다.

 

Araque에 따르면 "병목 현상은 드릴링 기술이다." "그것을 깨뜨릴 수 있다면 다른 모든 것이 제자리에 놓이게 될 것이다."

 

어떤 모습일까? Quaise의 장기 계획은 화석 연료를 사용하는 발전소에 접근하여 기존 장비에 맞게 맞춤형으로 지열 지대를 시추하는 것이다. 필드는 태양열이나 풍력에 필요한 것보다 100~1,000배 적은 발자국을 차지한다. 일단 연결되면 기본적으로 일상적인 업무가 된다. 터빈이 전기를 생성하고 기존 인프라를 통해 그리드와 가정, 자동차 및 기업에 전력을 공급한다.

 

"우리는 메가와트에 만족하지 않는다."라고 Araque가 말했다. “전 세계 전력망에서 테라와트가 필요하다. 그것이 에너지 전환이다.”

 

이것은 큰 비전이며 아직 초기 단계이다. 효과가 있는지 확인하려면 몇 년을 기다려야 할 것이다그 동안 다른 회사들은 이 문제를 해결하여 더 얕은 프로젝트와 폐쇄 루프 시스템(프랙킹이 필요하지 않음)으로 지열 에너지의 범위를 확장할 것이다.

 

그럼에도 불구하고 가치 있는 프로젝트 이상으로 보인다. 지구의 지질 엔진은 10억 년 동안 죽지 않을 예정이며 에너지는 우리가 충분히 깊이 파낼 수 있는 한 표면의 어느 지점에서나 사용할 수 있다. 기술이 발전함에 따라 지열은 에너지 믹스에 풍부하고 신뢰할 수 있는 추가 요소가 될 수 있다.

 

이미지 출처: NASA/Goddard Media Studios

 

 
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