MIT衍生公司Quaise正努力创造由世界上最深的洞制成的地热井

导读：麻省理工学院的一个衍生公司Quaise Energy正在努力创造由世界上最深的洞制成的地热井。

麻省理工学院的一个衍生公司Quaise Energy正在努力创造由世界上最深的洞制成的地热井。在纽约州北部有一个废弃的煤电厂，大多数人认为这是一个没有价值的遗迹。而麻省理工学院的Paul Woskov则有不同的看法。

麻省理工学院等离子体科学和聚变中心的研究工程师Woskov指出，该电厂的发电涡轮机仍然完好无损，输电线路仍然通向电网。使用他在过去14年里一直在开发的方法，他希望它能在十年内重新上线，完全无碳。

事实上，Quaise Energy公司是将Woskov的研究商业化的公司，它相信如果它能改造一个发电厂，同样的过程将适用于世界上几乎所有的煤炭和天然气发电厂。

挖掘我们脚下深处的能源是Quaise希望实现这些崇高目标的方式。该公司雄心勃勃的计划要求汽化足够多的岩石，以创造世界上最深的洞，并以可满足人类数百万年能源消耗的规模采集地热能源。尽管他们还没有解决所有相关的工程挑战，但Quaise的创始人已经设定了一个积极的时间表，在2026年之前开始从试验井中采集能源。

如果该计划是基于新的和未经证实的技术，那么它将更容易被认为是不现实的。然而，Quaise公司的钻井系统以一种被称为回旋振荡管的微波发射装置为中心，这种装置已经在研究和制造领域使用了几十年。

“一旦我们解决了传输清洁光束的直接工程问题，并使其在高能量密度下运行而不发生故障，这将很快发生，”Woskov解释说，他担任的Quaise顾问。他解释说：“它将快速发展，因为底层技术，即回旋振荡管，在商业上是可用的。你可以向一家公司下订单，现在就可以得到一套系统--当然，这些光束源从来没有被全天候使用过，但它们被设计成可以长期运行。在五或六年内，我认为如果我们解决了这些工程问题，我们将有一个工厂在运行。我非常乐观。”

Woskov和许多其他研究人员几十年来一直使用回旋振荡管来加热核聚变实验中的材料。然而，直到2008年，在麻省理工学院能源倡议（MITEI）发布了关于新地热钻探技术的提案请求后，Woskov才想到将陀螺仪用于新的应用。

Woskov表示：“（回旋振荡管）在一般的科学界还没有得到很好的宣传，但是我们这些从事核聚变研究的人知道它们是非常强大的光束源--就像激光，但是在不同的频率范围。我想，为什么不把这些高功率的光束，而不是进入核聚变等离子体，引向岩石，使洞口气化？”

随着其他可再生能源的电力在近几十年来的爆炸性增长，地热能源已经趋于平稳，主要是因为地热厂只存在于自然条件允许在地表下400英尺的相对浅层提取能源的地方。在某一点上，传统的钻探变得不切实际，因为更深的地壳既热又硬，这将磨损机械钻头。

沃斯科夫利用回旋加速器光束汽化岩石的想法使他走上了从未真正停止的研究之旅。在MITEI的一些资助下，他开始进行测试，很快他的办公室里就堆满了他用麻省理工学院等离子体科学和聚变中心的小型回旋振荡管发出的毫米波爆破的小岩层。

2018年左右，Woskov的岩石引起了卡洛斯-阿拉克01年和SM02年的注意，他在石油和天然气行业度过了他的职业生涯，当时是麻省理工学院投资基金The Engine的技术总监。

那一年，Araque和一直在地热公司AltaRock Energy工作的Matt Houde成立了Quaise公司。Quaise很快就得到了美国能源部的资助，以利用更大的回旋振荡管扩大Woskov的实验规模。

有了更大的机器，该团队希望能将一个深度为Woskov实验室实验的10倍的洞蒸发掉。预计这将在今年年底前完成。在那之后，该团队将汽化一个深度为前者10倍的洞--Houde称之为100比1的洞。

“这是（能源部）特别感兴趣的事情，因为他们想解决在这些更大长度上的材料清除所带来的挑战--换句话说，我们能否证明我们完全冲走了岩石蒸汽？”Houde解释说。“我们相信，100比1的测试也给了我们信心，可以出去调动现场的原型陀螺仪钻机进行第一次现场演示。”

对100比1洞的测试预计将在明年某个时候完成。Quaise还希望在明年年底开始在现场测试中汽化岩石。短暂的时间表反映了Woskov在他的实验室中已经取得的进展。

尽管还需要更多的工程研究，但最终，该团队期望能够安全地钻探和操作这些地热井。“我们相信，由于Paul过去十年在麻省理工学院的工作，如果不是所有的核心物理问题都得到了回答和解决，”Houde说。“我们必须回答的是工程方面的挑战，这并不意味着它们很容易解决，但我们不是在违背物理定律工作，因为没有答案。这更多的是要克服一些更多的技术和成本考虑，以使其大规模地发挥作用。”

该公司计划到2026年开始从试点地热井中采集能量，这些井的岩石温度最高可达500℃。从那里，该团队希望开始使用其系统重新利用煤炭和天然气工厂。

Houde说：“我们相信，如果我们能钻到20公里以下，我们可以在全球90%以上的地方获得这些超高温。”

Quaise与能源部的合作正在解决它所认为的关于钻探前所未有的深度和压力的孔的最大遗留问题，如材料清除和确定最佳套管以保持孔的稳定和开放。对于后一个井的稳定性问题，Houde认为需要额外的计算机建模，并预计在2024年底前完成该建模。

通过在现有电厂钻洞，Quaise公司将能够比获得建造新电厂和输电线路的许可更快地行动。而且，通过使他们的毫米波钻探设备与现有的全球钻机队兼容，还将使该公司能够利用石油和天然气行业的全球劳动力。

“在这些（我们正在获取的）高温下，我们生产的蒸汽非常接近，甚至超过今天的燃煤和燃气发电厂的运行温度，”Houde说。“因此，我们可以对现有的发电厂说，‘我们可以通过开发地热田和从地球上生产蒸汽来取代你们95%到100%的煤炭使用，温度与你们燃烧煤炭运行涡轮机的温度相同，直接取代碳排放’。”

在如此短的时间内改造世界能源系统，创始人认为这对于帮助避免最灾难性的全球变暖情况至关重要。

Houde表示：“在过去的十年里，可再生能源取得了巨大的进展，但今天的大形势是，我们的速度还不够快，无法达到我们为限制气候变化的最坏影响所需的里程碑。（深层地热）是一种可以在任何地方扩展的电力资源，并且有能力利用能源行业的大量劳动力，随时为一种完全无碳的能源重新包装他们的技能。”