الطاقة الحرارية الأرضية — ثورة هادئة في مجال الطاقة الأمريكية

تخوض الولايات المتحدة ثورة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، حيث تعيد أنظمة تبادل الحرارة الأرضية السطحية إلى عمق أكبر وتقنيات تعزيز الحرارة الأرضية، وتحقق اختراقات تقنية متعددة المستويات تعيد تشكيل صناعة الطاقة في البلاد. تشمل هذه الثورة تطبيقات مبتكرة في المباني الشاهقة الحضرية، بالإضافة إلى تقنيات حفر متطورة مدعومة من قبل عمالقة التكنولوجيا مثل بيل جيتس وجوجل.

في الشهر الماضي، تم تشغيل أكبر نظام تبادل حرارة أرضية في المباني الشاهقة في الولايات المتحدة، وهو مشروع The Riverie في بروكلين. يتضمن هذا المبنى 320 حفرة حفر، ويستخدم خصائص درجة حرارة الأرض الطبيعية لتوفير التدفئة والتبريد. ووفقًا لمجلة Scientific American، من المتوقع أن يقلل هذا النظام من انبعاثات الكربون الناتجة عن التدفئة والتبريد بنسبة 53% سنويًا مقارنة بالمباني السكنية التقليدية.

وفي الوقت نفسه، تتطور تقنية الحرارة الأرضية المعززة بسرعة. تتوقع وزارة الطاقة الأمريكية أن توفر مشاريع الحرارة الأرضية المعززة حوالي 90 جيجاوات من الطاقة الخالية من الكربون بحلول عام 2050، تكفي لتزويد حوالي 65 مليون منزل بالكهرباء. وقد حظيت هذه التقنية الناشئة بدعم واضح من إدارة ترامب، وهو أمر نادر في مجال تقنيات الطاقة النظيفة في الولايات المتحدة حيث تحظى بمساندة حزبية من كلا الطرفين.

يعد ازدياد الطلب على الطاقة المدفوع بطفرة الذكاء الاصطناعي محفزًا رئيسيًا لنمو استثمارات الطاقة الحرارية الأرضية. إن مشاركة عمالقة التكنولوجيا العميقة وابتكاراتهم التقنية يدفعان الولايات المتحدة لتصبح رائدة عالمية في هذا المجال الناشئ.

مخطط توضيحي للطاقة الحرارية الأرضية

اختراق أنظمة الحرارة الأرضية السطحية في المباني الحضرية

يمثل مشروع The Riverie تطبيقًا عمليًا لتقنية تبادل الحرارة الأرضية في البيئة الحضرية. يستخدم النظام حفرًا سطحيًا سهل الحفر، حيث ينقل الحرارة الدافئة نسبيًا من تحت الأرض إلى داخل المبنى في الشتاء، ويعمل بشكل عكسي في الصيف، حيث يضخ الحرارة إلى الأسفل ويخزنها في الأرض.

وفقًا لمجلة Scientific American، نظرًا لأن هذا النظام ينقل الحرارة بدلاً من إنتاجها، فإن كفاءته عالية بشكل ملحوظ. على الرغم من أن التكاليف الأولية والعقبات التنظيمية قد تعيق انتشار مشاريع مماثلة في أماكن أخرى، إلا أن الفوائد الاقتصادية والبيئية تفوق التكاليف في العديد من الحالات. من المحتمل أن يكون The Riverie رائدًا في حركة أوسع، حيث ستصبح أنظمة كهذه أكثر انتشارًا في المدن الأمريكية والعالمية.

تقنيات الحرارة الأرضية المعززة تتلقى دعم عمالقة التكنولوجيا

على عكس أنظمة تبادل الحرارة السطحية، تتبع تقنية الحرارة الأرضية المعززة مسارًا مختلفًا تمامًا — وهو تطوير طرق جديدة تسمح بالحفر إلى أعماق غير مسبوقة. تقليديًا، كانت أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية ممكنة فقط في المناطق التي يتسرب فيها حرارة نواة الأرض بشكل طبيعي، مثل الينابيع الساخنة والحمامات الحرارية.

لجعل الطاقة الحرارية الأرضية مصدر طاقة بديل يمكن تطبيقه في أي مكان على سطح الأرض، تعمل الشركات الناشئة العالمية على تطوير تقنيات تعزيز الحرارة الأرضية التي يمكنها الحفر إلى أعماق قصوى. تستفيد هذه الشركات من تقنيات مثل التكسير الهيدروليكي وحتى الاندماج النووي، بهدف إيجاد طرق أكثر تقدمًا لتفجير وذوبان الصخور الأم، للحصول على حرارة نواة الأرض.

حصلت شركات ناشئة مثل Fervo Energy في هيوستن على دعم من شخصيات وراس مال من عمالقة التكنولوجيا مثل بيل جيتس وجوجل. قال Drew Nelson، نائب رئيس مشروع InnerSpace، في مقابلة مع Cipher News العام الماضي: “الولايات المتحدة تمتلك العديد من القدرات الخارقة، وأحدها هو الحفر في الأرض واستخراج الموارد من هذه الثقوب — وهو أكثر كفاءة وأرخص بكثير مقارنة بمعظم الأماكن على كوكب الأرض.”

الذكاء الاصطناعي سلاح ذو حدين

يعد طفرة الذكاء الاصطناعي محركًا رئيسيًا لنمو استثمارات البحث والتطوير في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، حيث يسرع من التقدم التكنولوجي. على الرغم من أن الذكاء الاصطناعي يساهم في حل المشكلات المتعلقة بالطاقة التي يمكن أن توفرها الحرارة الأرضية، إلا أنه يوفر أيضًا حلولًا رئيسية لتطوير ونشر تقنيات الحرارة الأرضية. يُستخدم الذكاء الاصطناعي بشكل متزايد في تحديد أفضل المواقع لنظم الحرارة الأرضية.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات رئيسية تواجه توسع الطاقة الحرارية الأرضية، بما في ذلك التكاليف العالية للمرحلة الأولى، ونقص المواهب في هذا القطاع الناشئ والأقل شهرة. بينما تحظى تقنيات الحرارة الأرضية المعززة باهتمام كبير وتواجه عوائق رئيسية، فإن مشاريع أصغر وأكثر تواضعًا مثل The Riverie تستمر في الانطلاق، وتغيير طرق التدفئة والتبريد في المدن. قد تكون هذه الاختراقات الصغيرة بمثابة بداية لثورة كبيرة في كفاءة الطاقة خلال السنوات القادمة.

تحذيرات المخاطر وشروط الإعفاء

السوق محفوف بالمخاطر، ويجب الحذر عند الاستثمار. لا تشكل هذه المقالة نصيحة استثمارية شخصية، ولم تأخذ في الاعتبار الأهداف أو الحالة المالية أو الاحتياجات الخاصة للمستخدمين. يجب على المستخدمين تقييم مدى توافق الآراء أو وجهات النظر أو الاستنتاجات الواردة مع ظروفهم الخاصة. يتحمل المستثمرون المسؤولية الكاملة عن قراراتهم.