ใช้ทางวิทยาศาสตร์

โครงการที่ใหญ่ที่สุดในงานวิจัยด้านพลังงานขั้นสูง (ARPA-E) ครั้งแรกของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯซึ่งประกาศเมื่อสามปีที่แล้วอาจจะเป็นผลดีสำหรับอุตสาหกรรมเลเซอร์ Foro Energy (Littleton, CO และ Houston, TX) ได้แสดงให้เห็นว่าพลังงานเลเซอร์ 20 กิโลวัตต์ที่ส่งผ่านใยแก้วนำแสงพิเศษสามารถเจาะผ่านฮาร์ดร็อคได้ “เราได้เสร็จสิ้นการทดสอบความสามารถในการพิสูจน์แนวคิดแล้วและตอนนี้กำลังพัฒนาฮาร์ดแวร์ที่สามารถปรับใช้งานได้ฟิลด์” นายมาร์คซูเดอร์หัวหน้าฝ่ายเทคนิคของ Foro กล่าว เลเซอร์แรงสูงเขาคาดการณ์การใช้งานในด้านพลังงานความร้อนใต้พิภพและการผลิตน้ำมันและก๊าซธรรมชาติการขุดเจาะระบบเครื่องกลได้รับมาตรฐานในการผลิตน้ำมันและก๊าซมานานกว่าศตวรรษ อย่างไรก็ตามการเจาะหินที่แข็งที่สุดเช่นหินแกรนิตและหินบะซอลต์ต้องใช้น้ำหนักหลายสิบหลายตันเพื่อกดสว่านเจาะลึกลงไป ที่สามารถทำให้การขุดเจาะไม่ประหยัดพลังงานสำหรับแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพหลายแห่งที่มีศักยภาพหรือสำหรับแหล่งน้ำมันและก๊าซที่ปกคลุมด้วยหินแข็ง

 

ในปีพ. ศ. 2552 ARPA-E ได้มอบเงินทุนจำนวน 9.14 ล้านดอลลาร์ให้กับ Foro เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการขุดเจาะแบบ “ต่ำติดต่อ” เพื่อช่วยในการพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพซึ่งมักจะต้องสกัดจากหินภูเขาไฟที่แข็งมาก เป้าหมายของเอเยนซีคือการลดต้นทุนการขุดเจาะได้ถึง 10 เท่าช่วยให้พลังงานความร้อนใต้พิภพที่ปราศจากคาร์บอนสามารถแข่งขันกับการผลิตพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ด้วยการจัดหาเงินทุนส่วนตัว Foro กำลังศึกษาเทคโนโลยีเดียวกันกับกระบวนการผลิตน้ำมันและก๊าซกระบวนการ Foro มอบแสงเลเซอร์ที่มีกำลังสูงไปยังพื้นผิวหินซึ่งทำให้ความร้อนสูงถึงร้อยองศาเซลเซียส พลังงานเลเซอร์รวมเข้ากับบิตเจาะแบบกล การช็อต “ช็อต” และทำให้หินเรียบลงสองถึงสองมิลลิเมตรจากนั้นเจาะกลจะล้างออก

ข้อเสนอสำหรับการขุดเจาะด้วยเลเซอร์สำหรับปิโตรเลียมย้อนกลับไปเกือบห้าสิบปีเลเซอร์แรงสูง แต่ขาดแคลนเลเซอร์ที่มีกำลังสูงและเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่เหมาะสม เลเซอร์มีประสิทธิภาพมากที่สุดในตลาดในปีพ. ศ. 2523 คือเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ขนาด 10 กิโลวัตต์ซึ่งรวมถึงอุโมงค์ลม เลเซอร์การวิจัยทางทหารมาถึงเมกะวัตต์ แต่เป็น behemoths ที่ขจัดงบประมาณซึ่งวิ่งเป็นระยะ ๆ สั้น ๆ สิ่งที่ช่วยให้ระบบของ Foro สามารถทำได้ในเชิงพาณิชย์คือการพัฒนาเลเซอร์ใยไฟเบอร์สูงเช่นเลเซอร์ใยไฟขนาด 20 กิโลวัตต์ที่ซื้อมาจาก IPG Photonics (Oxford, MA) Zediker กล่าวว่า “ความสามารถในเชิงพาณิชย์ของโปรแกรมนั้นดีขึ้นอย่างมากโดยเลเซอร์เหล่านั้นเลเซอร์แรงสูง

 

กระบวนการทางกลเลเซอร์ไฮบริดนี้ช่วยลดความต้องการพลังงานได้อย่างมาก เครื่องเจาะขนาดใหญ่ต้องใช้ประมาณ 2000 HP เทียบเท่า 1.5 MW การเปิดใช้ไฟเบอร์กลาสขนาด 20 กิโลวัตต์ใช้พลังงานเพียง 100 กิโลวัตต์และการเจาะที่ต้องการเพื่อขจัดหินที่อ่อนนุ่มต้องใช้เพียง 10 แรงม้าหรือ 7.5 กิโลวัตต์เท่านั้น

 

Advertisements
Standard

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s