8 Minuty
Americký startup tvrdí, že umělá inteligence přesně lokalizovala skryté geotermální pole v Nevadě, které by mohlo vyprodukovat dostatek tepla pro napájení elektrárny. Tento objev podtrhuje rostoucí přesvědčení, že pod západní částí USA leží mnoho nevyužitých, vysokoteplotních zásobníků — a že nové nástroje mohou změnit způsob jejich průzkumu a využití v oblasti geotermální energie a obnovitelné energie obecně.
How AI is mapping heat where nothing appears on the surface
Kalifornský startup Zanskar využívá strojové učení a pokročilé metody umělé inteligence ke zpracování rozsáhlých geologických a geofyzikálních datasetů a k označování pravděpodobných „skrytých“ geotermálních systémů — zásobníků, které leží hluboko pod povrchem bez viditelných pramenů nebo vývěrů páry. Zakladatelé Karl Hoyland a Joel Edwards uvádějí, že jejich modely opakovaně identifikovaly teplé anomálie v oblastech, které geotermální průmysl dlouho opomíjel. „Když jsme firmu zakládali, často se opakovalo, že geotermál je mrtvý,“ říká Hoyland. „Dnešní lepší data a pokročilé algoritmy nám umožňují tyto lokality systematicky nalézat a snižovat riziko průzkumu.“
Skryté, někdy nazývané „blind“ systémy, představují výzvu, protože poskytují jen málo povrchových stop. Historicky byly objeveny náhodou — při zemědělském vrtání, těžbě nerostů nebo při průzkumu ropy a zemního plynu. Přístup Zanskaru kombinuje vzory zlomu, měření elektrické vodivosti, gravitační data a další geofyzikální měření, aby vytvořil pravděpodobnostní mapu míst, kde se teplo a fluidum mohou kumulovat v zemské kůře.
Tento typ analýzy zahrnuje integraci více typů dat: seismických profilů, magnetických map, satelitních snímků teplotních anomálií, geochemických vzorků a historických vrtů. Strojové učení se v těchto případech často trénuje na datech z ověřených geotermálních polí, aby se naučilo rozpoznat kombinace signálů, které signalizují přítomnost horkého zásobníku, i když chybějí povrchové příznaky. Takový přístup snižuje počet náhodných vrtů a umožňuje soustředit investice na lokality s vyšší pravděpodobností komerčního úspěchu.
Why Nevada — and why this matters
Západní USA jsou pro geotermální energii mimořádně příhodné: tektonická aktivita, tenčí zemská kůra a regionální geotermální gradienty dělají žhavé horniny a hluboké akvifery relativně snadněji dostupné. Nejdéle rozvinuté geotermální pole světa leží v Kalifornii na pramenech, které lidstvo využívá po tisíciletí, a první elektrárna zde začala pracovat již ve 20. letech 20. století. Přesto většina vysokoteplotních zdrojů zůstává skrytá pod povrchem.
Zanskar uvádí, že objev v Nevadě ukazuje, že jejich modely mohou nalézt zásobníky potenciálně dostatečně horké a produktivní, aby zásobovaly elektrárnu. Společnost však varuje, že k potvrzení komerční životaschopnosti jsou stále nutné hlubší testy — především hlubinné vrtání k měření teploty zásobníku, permeability hornin a průtokových parametrů. „Tento nález vysílá trhu signál, že lokalita by v budoucnu mohla generovat elektrickou energii,“ říká Edwards.
Pro stát Nevada, který má dlouhou historii těžby a energetického průzkumu, by potvrzení takového ložiska znamenalo možnost diverzifikace energetického mixu a posílení lokální ekonomiky. Geotermální elektrárny nabízejí stabilní základní zatížení (baseload) bez přerušení v důsledku proměn počasí, což je klíčová vlastnost pro integraci obnovitelných zdrojů, jako jsou solární a větrné farmy. Navíc geotermální zdroje mohou snížit závislost na fosilních palivech a přispět k dosažení klimatických cílů.
Je však důležité zdůraznit, že mezi identifikací anomálie pomocí AI a plně funkční geotermální elektrárnou existuje několik mezistupňů: licencování, environmentální posudky, potvrzovací vrty, testování průtoků, výstavba povrchové infrastruktury a provozní řešení pro odvádění solanky a řízení koroze. Tyto kroky jsou nákladné a technicky náročné, ale zkušenosti z již rozvinutých polí ukazují, že pokud jsou parametry zásobníku příznivé, investice se mohou v dlouhodobém horizontu vrátit.
New tools, old estimates — and bigger potential
Zájem o nevyužité geotermální zdroje není novinkou. Během ropné krize 70. let americká federální vláda financovala mapovací programy v Nevadě, aby systematicky hledala skryté systémy. Tyto projekty přinesly cenné databáze, které dnes mohou posloužit jako historické tréninkové datové sady pro algoritmy umělé inteligence. Financování však později přesměrovalo až na jiné energetické technologie, jako jsou solární a větrné zdroje či jaderné programy. Podle některých ukazatelů dnes geotermální energie dodává méně než 1 % elektřiny v USA.
V roce 2008 odhadla vládní studie, že neobjevené geotermální systémy by mohly dodávat přibližně 30 gigawattů — což by postačilo pro více než 25 milionů domácností. Nicméně odborníci jako James Folds, který pomáhal katalogizovat tepelné prvky a vyvíjet detekční techniky, tvrdí, že tato čísla mohou být konzervativní. S moderním zpracováním dat, hlubším vrtáním a vylepšenými průzkumnými nástroji by Spojené státy mohly potenciálně vytěžit desítky až stovky gigawattů ze skrytých zásobníků.
Pokrok v datové vědě a rozvoj geoprostorových technologií umožnil reintegrovat dřívější mapovací práce s novými informacemi — jako jsou vysokorozlišovací satelitní snímky, LIDAR, gravimetrická měření nových generací a rozsáhlé databáze vrtů. Tyto zdroje lze kombinovat pomocí pokročilých statistických modelů a hlubokého učení, což zlepšuje přesnost lokalizací. Integrace geochemie, geofyziky a historických provozních dat může navíc poskytnout lepší charakterizaci potenciálních ložisek před započetím nákladných vrtů.
Dalším důležitým aspektem je ekonomie: ceny vrtací techniky, náklady na hlavní komponenty elektráren a dostupnost financování určují, zda bude objev přetaven do komerčního projektu. Snižování nákladů na vrtání, inovace v technologiích čerpání a lepší modely predikce mohou snížit investiční rizika a zvýšit míru realizace identifikovaných lokalit.
.avif)
EGS versus blind systems: two paths to geothermal growth
Velká část současného zájmu se soustředí na engineered geothermal systems (EGS), tedy na řízené geotermální systémy, které cíleně hydraulicky rozrušují horkou horninu (proces částečně podobný hydraulickému štěpení), aby vytvořily síť pro výměnu tepla tam, kde žádná přirozená neexistuje. Firmy jako Fervo již zahájily komerční pilotní projekty — například jedna elektrárna začala v roce 2023 dodávat energii do datového centra Google v Nevadě.
EGS snižuje závislost na přírodně existujících zásobnících, ale zároveň přináší dodatečné technické nároky: zvýšené nároky na inženýrství, spotřebu vody a riziko indukované seismické aktivity, tedy mikrozemětřesení. Lokální regulace a komunální souhlas jsou u těchto projektů často klíčovými faktory. Naopak nalezení a přímé využití „blind“ systémů může být jednodušší: pokud existuje vysokoteplotní akvifer, vývojář může vrtem přímo dosáhnout zdroje a napojit elektrárnu bez předchozího vytváření umělé síťi poruch. Oba přístupy mají své místo a pravděpodobně budou paralelně přispívat k rozvoji geotermální energie.
Výběr mezi EGS a využitím přirozených skrytých ložisek závisí na místní geologii, dostupnosti vody, regulačním rámci a ekonomickém modelu projektu. EGS může otevírat možnosti tam, kde přírodní zásobníky chybějí, ale vyžaduje sofistikovanou inženýrskou infrastrukturu a provozní protokoly pro řízení rizik. Naopak úspěšné využití blind systémů představuje rychlejší cestu k nízkouhlíkovému výkonu s menší inženýrskou intervencí.
Practical hurdles and the next steps
- Verifikace: Vrtání zůstává zásadní. Pouze pokusy v hlubokých vrtech mohou potvrdit teplotu, permeabilitu a průtok — faktory, které určují, kolik elektřiny dané místo může vyrobit. Testy zahrnují měření tlaků, odvoz průtoků, chemické analýzy geotermálních fluid a testy trvalého čerpání.
- Environmentální kompromisy: EGS vyžaduje vodu a může vyvolávat mikrozemětřesení; konvenční geotermál má menší povrchovou stopu, ale závisí na příznivé geologii. Dále je třeba řešit otázky likvidace solanky, korozivních účinků a případného uvolňování plynů z hlubinných struktur.
- Náklady a inženýrství: Těžba tepla v větších hloubkách a při vyšších teplotách vyžaduje pokročilé vrtací technologie a ekonomiku, která dokáže konkurovat jiným nízkouhlíkovým možnostem. Rozvoj nových materiálů pro potrubí a povrchové zařízení, lepších čerpadel a efektivnějších turbogeneratorů může zvýšit celkovou efektivitu projektu.
Prozatím oznámení Zanskaru o Nevadě slouží jako důkazní bod pro průzkum asistovaný umělou inteligencí: algoritmy mohou zúžit oblasti hledání a upřednostnit cíle pro vrtání, čímž snižují riziko, které geotermální rozvoj dlouhodobě provázelo. Jak se zlepšují vrtací nástroje, klesají náklady na průzkum a dozrává datová věda, skryté teplo pod našima nohama by se mohlo stát významně větší součástí mixu čisté energie.
Další kroky budou zahrnovat víceúrovňové přístupy: zvyšování počtu validačních vrtů, pilotní EGS projekty na testování inženýrských konceptů, a vytváření modelů ekonomické životaschopnosti, které zohlední náklady na vrtání, připojení do sítě, provozní náklady a případné příspěvky či stimuly od státu. Současně bude nezbytné vést veřejnou diskusi o environmentálních otázkách, místních dopadech a způsobech minimalizace rizik pro komunity v okolí projektů.
V širším kontextu může kombinace umělé inteligence, pokročilých geofyzikálních metod a inovací v oblasti vrtání změnit tempo a rozsah rozvoje geotermální energie. Pro energetickou bezpečnost a dekarbonizaci představuje geotermální energie atraktivní doplněk k solární a větrné energii, zvláště tam, kde je potřeba stabilní základní výkon bez výkyvů počasí.
Zdroj: smarti
Zanechte komentář