Παγκόσμια πρωτιά: Υποθαλάσσιο ηφαίστειο μετατράπηκε σε σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Τη θερμότητα ενός ενεργού υποθαλάσσιου ηφαιστείου αξιοποίησαν Αμερικανοί μηχανικοί για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια στον βυθό του Ειρηνικού Ωκεανού. Το πείραμα διήρκεσε μόλις 8,7 δευτερόλεπτα, αλλά απέδειξε ότι μια τέτοια εγκατάσταση μπορεί, έστω και προσωρινά, να παράγει περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνει.

Η εταιρεία Endurance Energy, με έδρα το Σιάτλ, ανακοίνωσε πρόσφατα τα αποτελέσματα του πειράματος «Adélie», το οποίο πραγματοποιήθηκε στις 27 Σεπτεμβρίου στο υποθαλάσσιο ηφαίστειο Axial, περίπου 480 χιλιόμετρα από τις ακτές του Όρεγκον, σύμφωνα με το Science Alert.

Σε βάθος περίπου 1.500 μέτρων, το θαλασσινό νερό εισχωρεί σε ρωγμές του βυθού, θερμαίνεται από τα πετρώματα κοντά στο μάγμα και επιστρέφει στον ωκεανό μέσα από υδροθερμικές πηγές. Η θερμοκρασία του μπορεί να ξεπεράσει τους 280 βαθμούς Κελσίου, καθώς η τεράστια πίεση εμποδίζει τον βρασμό του.

Οι μηχανικοί επιχείρησαν να αξιοποιήσουν αυτή τη φυσική πηγή θερμότητας, εφαρμόζοντας μια αρχή που χρησιμοποιείται ήδη στους γεωθερμικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην ξηρά.

Ένα πείραμα στον βυθό του Ειρηνικού
Αρχικά, η ομάδα πραγματοποίησε γεώτρηση 16 μέτρων κάτω από τον πυθμένα, εγκαθιστώντας σωλήνα για την άντληση θερμού νερού. Παρότι η θερμοκρασία έφτανε τους 260 βαθμούς Κελσίου, η ροή δεν ήταν αρκετή για να λειτουργήσει η γεννήτρια.

Έτσι, οι μηχανικοί συνέδεσαν το σύστημα με μια γειτονική φυσική υδροθερμική πηγή, από την οποία αναδυόταν νερό θερμοκρασίας περίπου 281 βαθμών Κελσίου.

Το πρωτότυπο Adélie της Endurance Energy, που χρησιμοποιήθηκε για τη δοκιμή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τη θερμότητα ενός υποθαλάσσιου ηφαιστείου

Η θερμότητα ενεργοποίησε μια τουρμπίνα που έφτασε τις 26.000 στροφές το λεπτό. Για 8,7 δευτερόλεπτα η γεννήτρια παρήγαγε περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από όση απαιτούσαν οι αντλίες και τα υπόλοιπα εξαρτήματα της εγκατάστασης. Σύμφωνα με την εταιρεία, το διάμεσο καθαρό πλεόνασμα ισχύος ήταν περίπου 2 κιλοβάτ, ενώ στιγμιαία έφτασε τα 16,5 κιλοβάτ.

Το πείραμα ελεγχόταν εξ αποστάσεως από το Σιάτλ, μέσω υποθαλάσσιου δικτύου καλωδίων του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον, το οποίο χρησιμοποιείται για την επιστημονική παρακολούθηση του ηφαιστείου.

Δεν πρόκειται πάντως για την πρώτη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από υποθαλάσσιες υδροθερμικές πηγές. Το 2016, Κινέζοι επιστήμονες είχαν παρουσιάσει μια συσκευή που αξιοποιούσε τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ θερμού και ψυχρού θαλασσινού νερού, παράγοντας μικρές ποσότητες ηλεκτρισμού.

Τα επόμενα βήματα και οι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι
Η Endurance Energy φιλοδοξεί να μετατρέψει την τεχνολογία σε εμπορική πηγή ενέργειας. Το πρώτο σχετικό έργο αναπτύσσεται στην Τόνγκα, ένα νησιωτικό κράτος του Ειρηνικού που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από εισαγόμενο πετρέλαιο. Στόχος είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας το 2027.

Ωστόσο, παραμένουν σημαντικές τεχνικές προκλήσεις. Το αρχικό πείραμα διακόπηκε όταν ενεργοποιήθηκε μηχανισμός προστασίας της μπαταρίας από υπερβολικό ρεύμα, ενώ μια επόμενη προσπάθεια απέτυχε εξαιτίας βλάβης σε καλώδιο τροφοδοσίας αντλίας.

Η εταιρεία ετοιμάζει μια βελτιωμένη γεννήτρια ισχύος 100 κιλοβάτ, με την ονομασία «Gentoo», καθώς και νέο γεωτρύπανο που θα μπορεί να φτάνει σε βάθος 500 μέτρων κάτω από τον πυθμένα.

Η εγκατάσταση γεωθερμικής γεώτρησης της Endurance Energy στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού, στο υποθαλάσσιο ηφαίστειο Axial

Παράλληλα, εξετάζονται οι πιθανές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, καθώς οι υδροθερμικές πηγές φιλοξενούν ιδιαίτερα οικοσυστήματα μικροοργανισμών και θαλάσσιων ζώων. Η εταιρεία υποστηρίζει ότι δεν εντοπίστηκαν σημαντικές μεταβολές στην τοπική θαλάσσια ζωή, αναγνωρίζει όμως ότι οι μακροχρόνιες συνέπειες παραμένουν άγνωστες.

Το επόμενο μεγάλο στοίχημα είναι να αποδειχθεί ότι η τεχνολογία μπορεί να λειτουργεί συνεχώς, με ασφάλεια και επαρκή απόδοση, επί μήνες ή χρόνια.