تحول الطاقة الحرارية الأرضية نحو مستقبل مستدام

مقدمة حول الطاقة النظيفة ودور سيندي تاف

عندما كانت سيندي تاف تشغل منصب نائب رئيس شركة شل العملاقة للنفط والغاز في هيوستن، كانت ابنتها بريانا التي تدرس في المرحلة الإعدادية تنظر أحيانًا من فوق كتفها أثناء عملها من المنزل.

"سألت ابنتها أكثر من مرة: "لماذا لا تزالين تعملين في مجال النفط والغاز؟ "هل هناك مستقبل في هذا المجال؟ لماذا لا تنتقلين إلى شيء نظيف؟"

أثقلت الكلمات على طاف.

"بصفتك أحد الوالدين تريد أن تعطيها التوجيه، وهل كنت أعطيها التوجيه الصحيح؟

في شركة شل، كانت تاف مسؤولة عن حفر الآبار وإدخالها في الإنتاج. عملت على النفط والغاز الطبيعي الذي يسمى غير تقليدي في هذه الصناعة، لأن النفط أو الغاز الطبيعي يصعب إخراجه من باطن الأرض - فهو لا يتدفق بشكل طبيعي كما في الأفلام. وهو مصطلح يستخدم عادةً للإشارة إلى الصخور الصخرية الزيتية. كانت تاف غير تقليدية إلى حد ما بالنسبة لهذه الصناعة أيضاً. فقد اعتاد زملاؤها في العمل على مضايقتها لقيادتها سيارة هجينة فعالة.

كانوا يقولون لها: "أنت لا تساعدين أسعار النفط والغاز بقيادتك لسيارة بريوس".

أرادت تاف أن تسعى شركة شل إلى الطاقة التي تأتي من حرارة الأرض الطبيعية - الطاقة الحرارية الأرضية. وقد بحث فريقها في الأمر، لكن شل لم تعطِ الضوء الأخضر لأي من تلك المشاريع، قائلة إن الأمر سيستغرق وقتاً طويلاً لاسترداد الاستثمار.

عندما التحقت بريانا بالجامعة، كانت شغوفة بالطاقة أيضاً، لكنها أرادت العمل في مجال الطاقة المتجددة. بعد سنتها الدراسية الثانية، في صيف عام 2020، حصلت على تدريب في شركة للطاقة الحرارية الأرضية - شركة كان زملاء تاف السابقون في شل قد أطلقوها للتو في الواقع - شركة Sage Geosystems في هيوستن.

والآن، كانت تاف تراقب ابنتها وتسألها وهي تعمل من المنزل أثناء الجائحة.

وكان المسؤولون التنفيذيون في شركة سايج يتحدثون إلى بريانا أيضاً. وقالوا: "يمكننا الاستفادة من أمك هنا، هل يمكنك أن تجعليها تأتي للعمل لدينا؟ تذكرت بريانا مؤخراً.

هكذا تركت سيندي تاف مسيرتها المهنية التي استمرت 36 عاماً في شركة شل لتصبح مديرة العمليات في شركة سيج.

قالت عن تطبيق خبرتها في مجال الحفر في الشركة في مجال الطاقة الحرارية: "لم أفهم لماذا لم تكن شل تسعى إلى ذلك". "ثم حصلت على هذه الفرصة الرائعة للتحول من النفط والغاز والعمل مع هؤلاء الأشخاص الذين أكن لهم كل الاحترام. وبصراحة تامة، أردت أن أجعل ابنتي فخورة بي."

تعمل بريانا بيرد، البالغة من العمر الآن 24 عاماً، مهندسة عمليات ومتحدثة باسم الشركة. وهي سعيدة لأن والدتها، التي أصبحت الآن الرئيس التنفيذي للشركة، تركت العمل في مجال النفط والغاز.

وقالت: "بالطبع أنا متحيزة، فهي أمي، لكنني لا أعتقد أن شركة Sage كانت ستصل إلى ما وصلت إليه بدونها".

تطور الطاقة الحرارية الأرضية في الولايات المتحدة

تعد الولايات المتحدة رائدة عالميًا في مجال الكهرباء المولدة من الطاقة الحرارية الأرضية، لكن هذا النوع من الكهرباء لا يزال يمثل أقل من نصف في المائة من إجمالي توليد الكهرباء على نطاق واسع في البلاد، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية. في عام 2023، جاءت معظم الكهرباء المولدة من الطاقة الحرارية الأرضية من كاليفورنيا ونيفادا ويوتا وهاواي وأوريغون وأيداهو ونيو مكسيكو، حيث توجد خزانات البخار، أو المياه الساخنة جدًا، بالقرب من السطح.

وتقدر وزارة الطاقة أن هذا الجيل القادم من مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية، مثل ما تقوم به شركة سيج يمكن أن يوفر حوالي 90 جيجاوات بحلول عام 2050 - وهو ما يكفي لتزويد 65 مليون منزل أو أكثر بالطاقة. ويتوقف ذلك على الاستثمار الخاص، وعلى شركات مثل سيج التي تقدم هذا النوع من الطاقة إلى مناطق كان يُعتقد حتى الآن أنه من المستحيل أن يتم توليد الطاقة منها.

كيف تعمل تقنيات شركة سيج للطاقة الحرارية

لدى سيج تقنيتان رئيسيتان: الأولى تنتج الكهرباء من الحرارة. تقوم الشركة بحفر الآبار وتشق الصخور الساخنة والجافة. ثم تقوم المضخات الكهربائية بدفع المياه إلى تلك الكسور وتسخينها، ثم تقذف المياه الساخنة إلى السطح حيث تدور توربينات.

ولكن حدث شيء مضحك أثناء الاختبار في مقاطعة ستار بولاية تكساس. ففي أواخر عام 2021، أدرك الفريق أن الكثير من تقنيتهم يمكن استخدامها أيضاً لتخزين الطاقة.

وإذا نجح ذلك، فقد يكون ذلك أمراً مهماً. في الوقت الحالي، لتخزين الطاقة على نطاق واسع، تضيف الولايات المتحدة بطاريات، معظمها من نوع ليثيوم أيون، إلى مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، حتى تتمكن من شحنها وإرسال الكهرباء إلى الشبكة الكهربائية عندما لا تكون الشمس مشرقة أو عندما لا تهب الرياح. وتوفر هذه البطاريات عادة أربع ساعات كحد أقصى من الطاقة.

تخزين الطاقة باستخدام تقنيات جديدة

وتتصور شركة سيج وضع بعض تقنياتها في مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أيضاً. عندما يكون الطلب على الكهرباء منخفضًا، ستستخدم الطاقة الإضافية من مزرعة الطاقة الشمسية أو مزرعة الرياح لتشغيل المضخات الكهربائية، وضخ المياه في التصدعات تحت الأرض، وتركها هناك حتى يزداد الطلب على الكهرباء - تخزين الطاقة تحت سطح الأرض لساعات أو أيام أو حتى أسابيع.

قال سيلفيو ليفسكو، المؤلف الرئيسي لتقرير يبحث في مستقبل الطاقة الحرارية الأرضية في تكساس، إنها طريقة جديدة لاستخدام هذه التكنولوجيا. يعرف ليفيسكو شركة تاف وتابع التقدم الذي أحرزته الشركة.

تأثير الطاقة الحرارية الأرضية على تغير المناخ

قال ليفيسكو الذي شارك في تأسيس شركة ناشئة أخرى للطاقة الحرارية الأرضية في أوستن، تكساس: "إنها اللحظة المناسبة لشركات مثل Sage ذات هدف ومهمة وتكنولوجيا لإظهار أن الطاقة الحرارية الأرضية هي بالفعل مصدر الطاقة الذي نحتاجه لمعالجة تغير المناخ".

مستقبل شركة سيج للطاقة الحرارية

في هذه الأيام، غالبًا ما تكون تاف في الواجهة، وتتحدث مع السياسيين وصانعي السياسات حول إمكانات الطاقة الحرارية الأرضية. وقد حضرت محادثات الأمم المتحدة بشأن المناخ COP28 العام الماضي لمشاركة رؤيتها لهذا النوع من الطاقة.

وقد جمعت سيج 30 مليون دولار حتى الآن وهي آخذة في النمو.

مشاريع جديدة وشراكات استراتيجية

وهي تقوم ببناء نظام صغير (3 ميغاواط) لتخزين الطاقة الحرارية الأرضية في تعاونية سان ميغيل الكهربائية، جنوب سان أنطونيو هذا العام. وهي تعمل مع المنشآت العسكرية الأمريكية في تكساس التي ترى في الطاقة الحرارية الأرضية وسيلة لتزويد قواعدها بالطاقة بشكل آمن. أعلنت شركة سيج مؤخرًا عن شراكات لتدفئة المجتمعات المحلية في بوخارست، رومانيا؛ والكهرباء النظيفة من الطاقة الحرارية الأرضية لمراكز بيانات ميتا، ومشاريع تخزين الطاقة والطاقة الحرارية الأرضية في كاليفورنيا.

وتقوم الشركة بالاختبار النهائي لتوربين خاص بها لتحويل الحرارة إلى كهرباء بشكل أكثر كفاءة.

تحسين كفاءة تحويل الحرارة إلى كهرباء

وبسبب خلفيتها في مجال النفط والغاز، قالت تاف إنها تعرف أن الطاقة الحرارية الأرضية لن يتم اعتمادها على نطاق واسع إلا إذا انخفضت التكلفة. الشعار في سيج هو: ستكون نظيفة ورخيصة. وهي متحمسة للعمل في مجال تشعر أنه على أعتاب لعب دور كبير في تنظيف الشبكة الكهربائية واستقرارها.

وقالت: "لم أنظر إلى الوراء أبداً، أنا أحب ما أقوم به وأعتقد أنه سيكون تحويلياً."