تولید انرژی پاک از اعماق زمین

گنجی عظیم زیر کوهپایه‌های سبز کوهستان‌های آپنین در توسکانی مدفون شده است. در این منطقه خرپاهای مستحکم فلزی برج حفاری Venelle-2 شبیه علامت ضربدر در یک نقشه دیده می‌شود. ‌سایت WIRED در گزارشی نوشته است: این چاه زمین‌گرمایی یا ژئوترمال(geothermal) تقریبا 1600متر زیر سطح زمین حفر شده و به منطقه‌ای رسیده که دما و فشار به حدی بالاست که سنگ‌ها نرم می‌شوند. در این مکان، شرایط لازم برای سیالات ژئوترمال فوق‌بحرانی(supercritical) مهیاست. این سیالات، آب غنی شده از مواد معدنی است که هم ویژگی‌های مایع و هم ویژگی‌های گاز را داراست. این سیالات به ارزشمندی طلا نیستند، اما اگر چاه Venelle-2 بتواند به مخزن سیالات فوق‌بحرانی برسد و از آن برای چرخاندن توربین روی سطح زمین استفاده کند، آنگاه یکی از پرقدرت‌ترین اشکال انرژی تجدیدپذیر در جهان خواهد بود.
با این حال، دستیابی به این سیالات چندان ساده نیست. اگر یک قطعه سنگ بزرگ از جای خود حرکت کند، می‌تواند باعث یک زمین‌لرزه خطرناک شود. این مخاطره زمانی تقویت می‌شود که چاه Venelle-2 قصد نفوذ به افق K را داشته باشد. این نقطه یک مرز نامشخص بین سنگ‌های سخت سطح زمین و سنگ‌های نرم‌تر زیر سطح زمین است. زمانی این اتفاق رخ می‌دهد که دستگاه حفار این لایه را سوراخ می‌کند و به سیالات فوق‌بحرانی که هر دستگاهی می‌تواند وجود آن را حدس بزند می‌رسد.
اما این پدیده همچنان در هاله‌ای از رمز و راز باقی مانده است. حفاری در چاه Venelle-2 زمانی که دمای انتهای چاه کارکرد تجهیزات را با مشکل مواجه کرد متوقف شد. سنسورهای انتهای چاه نشان دادند که دما از 537درجه سانتی‌گراد عبور کرده و فشار این منطقه 300برابر بیشتر از سطح زمین است. با این اوصاف، چاه Venelle-2 داغ‌ترین چاهی است که تاکنون حفاری شده و نشان‌دهنده این است که امکان حفاری در شرایط فوق‌بحرانی وجود دارد. در مقاله‌ای که در مجله تحقیقات ژئوفیزیکال منتشر شد عنوان شده بود که این حفاری‌ها می‌تواند بدون ایجاد هرگونه لرزشی انجام شود.
نویسندگان این مقاله می‌گویند که امیدوارند مطالعات آنها نگرانی‌های موجود از تمام حفاری‌های ژئوترمال را که باعث زمین‌لرزه می‌شود کاهش دهد. با این حال، عموم مردم معمولا فقط چیزهایی را درباره چاه‌های ژئوترمال می‌شنوند که نگران‌کننده است. ریکاردو مینتو، پژوهشگر دانشگاه جنوا و یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: نکات مثبت بسیاری در مورد حفاری چاه‌ها با اهداف مرتبط با انرژی ژئوترمال وجود دارد.
چاه Venelle-2 یکی از چندین چاهی است که در زمین‌های ژئوترمال Larderello-Travale در مرکز ایتالیا حفر شده است. این همان نقطه‌ای است که در ابتدا از دمای زمین برای تولید برق استفاده شد. این کار نخستین بار در سال 1904انجام شد که فقط برق کافی برای 5لامپ را تولید کرد، اما امروزLarderello-Travale حدود 10درصد از برق ژئوترمال دنیا را تولید می‌کند. در سال 2015، یک کنسرسیوم از شرکت‌های اروپایی تولید برق و مؤسسات پژوهشی پروژه Descramble را راه‌اندازی کردند تا بتوانند انرژی بیشتری از زمین‌های ژئوترمال استخراج کنند. اگر سیالات دارای انرژی از یک چاه در این منطقه استخراج شوند، یک رکورد تاریخی دیگر برایLarderello-Travale رقم خواهد خورد.
تیم پروژه Descramble نخستین گروهی نیست که برای دستیابی به سیالات فوق‌بحرانی اقدام می‌کند. در آمریکا، ژاپن، ایتالیا و مکزیک این حفاری‌ها انجام شده است. با این حال، فقط یک پروژه به این سیالات دسترسی پیدا کرده است. پژوهشگران در سال 2017با همکاری دولت ایسلند و یک کنسرسیوم از شرکت‌های ملی انرژی پروژه Iceland Deep Drilling را اجرا کردند. آنها طی گزارشی اعلام کردند که در عمق 2400متری از سطح زمین به این سیالات رسیده‌اند. آنها اکنون و پس از گذشت 3سال، هنوز برای تولید انرژی مفید از این چاه تلاش می‌کنند.
تیم Descramble حفاری چاه Venelle-2 را تقریبا همان زمانی آغاز کرد که پروژه Iceland Deep Drilling سیالات فوق‌بحرانی را کشف کرد. آنها از تکنولوژی حفاری سخت برای نفوذ به این منطقه استفاده کردند که در عین حال از سایر چاه‌های ژئوترمال داغ‌تر هم بود. اما 6‌ماه پس از حفاری و درحالی‌که فاصله زیادی برای دستیابی به هدف نداشتند، مجبور شدند که کار خود را متوقف کنند. 
دمای موجود در انتهای این حفره تقریبا 200درجه بیشتر از آن چیزی بود که در چاه ایسلندی با آن مواجه شدند. این دما به اندازه‌ای بود که ادامه کار به‌صورت ایمن را ناممکن می‌کرد.

داغ‌ترین چاه
چاه Venelle-2 داغ‌ترین چاهی است که تاکنون حفاری شده و نشان‌دهنده این است که امکان حفاری در شرایط فوق‌بحرانی وجود دارد