Dünyanın en derin deliği açılıyor!

Bugüne kadar gördüğüm en heyecan verici yeşil enerji projelerinden birini paylaşmak istiyorum sizlerle. Yeşil enerji deyince aklımıza genellikle yukarılar gelir öyle değil mi? Güneş ya da rüzgar enerjisi. Sonuçta doğal ve sürekli var olan kaynaklar bunlar. Bahsedeceğim enerji kaynağı da doğal ve sürekli ama yukarıda değil tam altımızda. Toprağın derinliklerinde. Yakın bir gelecekte dünyanın çekirdeğinden yayılan enerjiyi kullanmaya başlayabiliriz.

Dünyanın çekirdeğinin sıcak olduğunu biliyoruz. Ama öyle böyle değil, çok sıcak. Güneşin bizim gördüğümüz fotosfer adı verilen yüzeyinin sıcaklığı 5500°C. Dünyanın çekirdeğinin de yaklaşık bu sıcaklıkta olduğu zannediliyordu ancak yapılan son tahminlere göre 7000 derecelere ulaşabileceği bulundu. Yani Dünya’nın içinde Ay’ın yarıçapının %70’i büyüklüğünde demirden bir küre var ve bu küre Güneş’in yüzeyinden daha sıcak. 

Şimdi diyeceksiniz ki 3486 km altımızda güneş kadar sıcak bir bölge varsa niye bizi eritmiyor? Öncelikle ısı ve sıcaklığın aynı şeyler olmadığını hatırlamamız gerekiyor. Isı bir enerji çeşidi, sıcaklık ise bir ölçümdür. Bir maytaptan çıkan bir kıvılcım 1.500°C sıcaklığa sahip olabilir, ancak size gerçekten zarar vermeyebilir. Siz yine de bunu denemeyin. Öte yandan, sadece 100°C’de kaynar su banyosu sizi öldürebilir. Bunun nedeni, banyonun çok daha fazla ısı enerjisi içermesi. Çekirdeğin Dünya’yı eritebilmesi için var olan ısıdan çok daha fazla enerji gerekiyor. 

Ayrıca bu çekirdek katı bir kaya mantosu ile çevrili. Üzerinde yaşadığımız kabuk, bu mantonun üzerinde yüzüyor ve bizi Güneş’le aramızdaki uzay boşluğundan çok daha fazla koruyor.

O ısı kabuğu eritemiyor belki ama yine de oldukça güçlü bir enerji kaynağı. MIT Üniversitesi’nde füzyon araştırma mühendisi olan Paul Woskov’a göre, Dünya yüzeyinin altında o kadar çok ısı var ki, bunun sadece binde birini kullansak 20 milyon yıldan fazla bir süre boyunca tüm dünyanın enerji ihtiyacını karşılayabilir.

“E hadi kullanalım o zaman” diyesi geliyor insanın. Zaten çok küçük bir kısmını kullanıyoruz. Yer altı sıcak su kaynakları bazı yerlerde yüzeye çok yaklaşıyor. Türkiye bu konuda şanslı ülkelerden biri. 1970’li yıllarda başlayan çalışmalarla günümüzde jeotermal enerji kapasitesi ve doğrudan kullanımında Avrupa’nın lideri, dünyada da 4. sırada. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı verilerine göre Türkiye’nin jeotermal kaynaklarının % 94’ü düşük ve orta sıcaklıklı. O yüzden de doğrudan uygulamalar için uygun. Yani yer altından sıcak su çıkıyorsa kaplıca yapabilirsiniz ya da evleri ısıtabilirsiniz. Peki bu konuda şanssız olan bölgeler ne yapacak?

O bölgelerde daha derinlere inmek gerekiyor. Yeterince derin sondaj yapabilirsek, jeotermal enerji santrallerini istediğimiz her yere kurabiliriz. Ama bu göründüğünden çok daha zor. Yerkabuğunun kalınlığı 5 ila 75 km arasında değişiyor. En ince kısımları genellikle okyanusun derinliklerinde kalıyor. Dolayısıyla kabuğu delebilmek için çok derin delikler açmak gerekiyor. 

İnsanlığın bugüne kadar açmayı başardığı en derin delik Kola Süper Derin Sondaj Deliği. Norveç sınırına yakın olan bu Rus projesi 1970 yılında başladı. Kabuğu mantoya kadar delmeyi hedefliyorlardı. Kazmaya başladıktan 19 yıl sonra, 1989’da sondaj deliklerinden biri 12289 m dikey derinliğe ulaştı. Fakat paraları bitti. Daha doğrusu yaptıkları yatırımın elde edecekleri kazanca deymeyeceğini fark ettiler ve bu deliği şu gördüğünüz kapakla kapattılar. Cehenneme giriş kapağı! Onu kaldırıp içine bir şey atarsanız 12 km aşağıya düşer ve muhtemelen sert bir zemine çarpmadan önce eriyip gider! Çünkü o derinlikte, sıcaklığın 100 °C civarında olmasını bekleniyordu, ancak gerçekte 180 °C’ye yakın olduğunu buldular. Kaya, beklenenden daha az yoğun ve daha gözenekliydi ve bu faktörler yüksek ısı ile birleşince sondaj açısından bir kabusa dönüştü. 

Fiziksel matkap uçları böyle bir ortamda çalışamaz. O yüzden araştırmacılar farklı teknikler deniyorlar. Yönlendirilmiş enerji ışınlarının ısıtma, eritme, kırma ve hatta buharlaştırma yeteneklerini test ediyorlar. Silikon Vadisi’nde yeni kurulan bir startup “Swifty” adında bir robot geliştirmiş. Şu anda Dünya’nın en sert kayalarından birinin sabun gibi eridiğini izliyorsunuz. Üstelik robot kayaya dokunmuyor bile!

Özel bir şirket oldukları için teknolojinin detaylarını açıklamıyorlar. Büyük bir ihtimalle ‘Doğrudan Enerjili Sondaj’ tekniğini kullanıyorlar. 1960’larda lazerin icadından bu yana derin delikleri açmak isteyen herkesin hayali olan bir yöntem bu. Hatta yaptığım araştırmada bu konuda oldukça detaylı bir raporun hazırlandığını buldum. ABD’ye bağlı enerji departmanı tarafından hazırlatıldığı için 206 sayfalık bu rapor herkese açık olarak yayımlanmış ve tamamına ücretsiz olarak erişebilmek mümkün. Özetle delik açmak için aşırı yüksek frekans aralığının kullanılabileceğini gösteriyor. 30 ila 300 gigahertz aralığındaki bir frekansta dalga boyu 1 ila 10 milimetre arasında olduğundan buna milimetre bandı veya milimetre dalgası da deniliyor. Bu raporda dört farklı kaya türünü (granit, bazalt, kumtaşı, kireçtaşı) eritmek için yalnızca yüksek güçlü yoğun milimetre dalgalarını kullanmanın mümkün olabileceği 36 deneme testiyle kanıtlanmış. Bu şekilde 5 cm çapa kadar delik açılabileceği gösterilmiş. 

İşte 2014’te hazırlanan bu raporun ardından özel şirketler kendi çalışmalarını yapmaya başlamış. Fakat lazer teknolojisi enerji ve verimlilik açısından yetersiz ve çok pahalı olduğu için fazla bir ilerleme kaydedilememiş. 

Çözümü nerede bulmuşlar biliyor musunuz? Nükleer füzyon dünyasında… Sizlere birkaç ay önce ITER projesinden söz etmiştim. Hala deneme aşamasında olan bu çalışmaya uluslararası düzeyde çok büyük fonlar ayrıldığı için başka alanlarda icatların yapılmasını da kolaylaştıran bir takım sonuçlar elde edildi. Mesela “jirotron (gyrotron)lar”ın çok daha gelişmiş versiyonları yapıldı. Megavatlar gücünde sürekli enerji ışınları üretebilen jirotronlar artık kullanılabilir hale geldi. İşte bu, derin sondajcılar için harika bir gelişme!

2018’de MIT Üniversitesinin Plazma Bilimi ve Füzyon Merkezi, Quaise adlı bir işletme kurdu. Bu şirket özellikle ultra derin jeotermal konusuna odaklanıyor. Ultra derin derken şimdiye kadar inilmemiş derinliklerden söz ediyoruz. Dünyanın en derin doğal noktası Mariana çukuru yaklaşık 11 kilometre. İnsanların açtığı en derin delik olan Kola yaklaşık 12 km. Bu kez 20 km derine inmeyi planlıyorlar. Kola deliğini açmak 20 yıl yani yaklaşık 7305 gün sürmüştü. Ondan çok daha derin delikleri 100 günde açabilmeyi hedefliyorlar. Oralara inince jeotermal enerji verimliliği çok büyük bir sıçrama yapıyor. Çünkü deliğin alt kısımlarındaki sıcaklık 500 °C’ye ulaşıyor. 

Quaise, bunu yapabilecek ilk prototipi 2024’e yetiştirmek için çalışıyor. 2026 yılına kadar da Dünya’nın ilk “süper sıcak jeotermal sistemini” 100 megawatt’a kadar çalıştırmayı planlıyor.

Bu projenin teknolojik planlarının yanı sıra ticari stratejisi de çok ilginç. Şu anda kömürle çalışan enerji santrallerini dönüştürecekler. Bu tesisler halihazırda buharı elektriğe dönüştürmek için muazzam kapasitelere sahip. Yerleşik ticari operatörleri var ve deneyimli bir işgücü. Üstelik elektrik şebekesine bağlanmış durumda. Fakat çevreyi kirleterek enerji üretiyor. Çünkü fosil yakıtlı ısı kaynağı kullanıyor. Oraya bir delik açarak yerin altındaki ısıyla türbinlerin dönmesi sağlanırsa çok düşük yatırım maliyetleriyle her yerde enerji üretilebilir. Dünya çapında toplam 2.000 gigawatt’ın üzerinde kapasiteye sahip 8.500’den fazla kömürle çalışan elektrik santrali var ve global ısınmaya karşı alınan tedbirler nedeniyle bunların tamamı 2050 yılına kadar tasfiye edilecek. Onları çöpe atmak yerine dönüştürmek ve çevreye zararsız bir şekilde enerji üretmek gerçekten de çok mantıklı bir plan.

En azından kağıt üstünde öyle. Ama her zaman söylediğim gibi sadece fikirler, sadece teori yeterli değil. Uygulamada ne kadar başarılı olacak? Ve gerçekten de hiç yan etkisi yok mu?  1960’larda yapılmış bir filmde olduğu gibi dünyanın kabuğunu filan çatlatıp da başımıza iş açmayalım sonra 🙂

Daha önce de söyledim. Enerji herkes için çok önemli. O kadar önemli ki uygarlıkların teknolojik gelişimlerini, iletişim kurma doğrultusunda kullanabilecekleri enerji miktarına göre ölçen bir yöntem bile var: Kardaşev ölçeği.

İşte böylesine önemli bir konu olduğu için akla gelebilecek bazı soruları araştırdım ve şimdi bunlara projeden birinin verdiği cevapları hızlıca bir paylaşmak istiyorum sizlerle. 

Benim de aklıma gelen ilk soru şu.

Bir deprem açılan deliği kesip elektrik santralini devre dışı bırakabilir mi?

Düşük bir ihtimal. Depremler petrol ve gaz kuyularına çok nadir zarar veriyor. Bu delikler de onlara benzer ama 3-5 kat daha derin.

Peki bu ultra derin şaftlar ne kadar süre dayanacak?

Derinliğine bağlı olarak 50 ila 100 yıl arasında.

Böyle bir delik magmayı serbest bırakarak insan yapımı bir volkan yaratabilir mi? 

Mümkün değil. Bu kadar küçük bir deliğe giren herhangi bir magma ilk birkaç metrede katılaşır.

Bu çözüm geniş ölçekte uygulanırsa, yüzeyin altından yayılan ısı küresel ısınmayı arttırabilir mi?

Biz olsak da olmasak da, Dünya zaten 40 TW enerjiyi volkanlarla ya da diğer şekillerde içeriden sızdırıyor. Dolayısıyla bu kadar ince deliklerin bunlara kıyasla etkisi düşük olacaktır.

Bu fikir, sadece ılık su sağlamak için 1-2 km’lik daha sığ deliklere uyarlanabilir mi?

Elbette. Bu sadece 20 km değil; 100 metreden başlayarak her derinlikte delik açmayı kolaylaştırabilir.

Dünyanın en derin deliğinin açılmasına birkaç yıl kaldı. Kağıt üzerinde vaadettiği şeylerin yarısını bile gerçekleştirse insanlığın geleceği açısından çok önemli sonuçlar doğurabilir. Sadece global iklim değişikliğini yavaşlatabilme potansiyeli açısından değil. Şu sıralarda maalesef tekrar gündeme gelen savaşların en büyük sebebi enerji kaynakları. Eğer jeotermal enerjiye Dünya’nın her yerinden ulaşmak mümkün hale gelirse jeopolitik dengeler yeniden kurulabilir. Bizler gelecekte sadece daha temiz bir dünya değil; aynı zamanda daha huzurlu, barış dolu bir dünya hayal ediyoruz.