Voor iedere 300 meter die je de hoogte in gaat wordt het zo’n 2 graden kouder. Maar dat geldt ook andersom: hoe dieper je in de aarde graaft, hoe warmer het wordt. Waar een boor op een gegeven moment zijn maximumdiepte wel bereikt heeft, komt Quaise met een techniek die ons wellicht kilometers ver gaat brengen, en dus ook op honderden graden warmte.

Quaise werkt aan een ‘potentieel ontwrichtende en volstrekt unieke boortechnologie’. Zo’n enthousiaste omschrijving blijft natuurlijk hangen, en dus gingen we op onderzoek uit.  

Kritisch
De grootste bron van geothermische energie bevindt zich zo'n 4 tot 20 kilometer onder het aardoppervlak, waar de omstandigheden zo extreem zijn (denk aan een temperatuur van 375 graden) dat als er water naar het gebied gepompt zou kunnen worden, het in de zogeheten superkritische fase terechtkomt. Nee, dit water heeft geen oordeel klaarstaan. Superkritisch betekent dat dit water in een stoomachtige fase terechtkomt, in tegenstelling tot de bekende fasen vloeibaar water, ijs en de damp die wolken maakt.

De mens weet zich nog niet veel raad met dit water. Superkritisch water kan op zijn beurt zo'n vijf à tien keer meer energie dragen dan gewoon warm water, waardoor het een uiterst efficiënte energiebron wordt als het bovengronds naar turbines kan worden gepompt die het kunnen omzetten in elektriciteit.

Oude boor met nieuwe bron
Op dit moment kunnen we vrijwel nergens bij superkritisch water, behalve in IJsland en andere gebieden waar het zich relatief dicht bij de oppervlakte bevindt. Het grootste probleem is dat we niet ver genoeg kunnen boren. De boren die door de olie- en gasindustrie worden gebruikt, zijn niet bestand tegen de enorme temperaturen en druk die kilometers diep worden aangetroffen.

En dat is nu precies het doel dat Quaise voor ogen heeft. De techniek van het bedrijf vervangt de conventionele boorkoppen die het gesteente mechanisch openbreken door energie van millimetergolven. Deze golven zijn familie van de microgolven waarmee je je kant-en-klare bami bereidt.

Die millimetergolven (MMW's) smelten en verdampen het gesteente letterlijk om steeds diepere gaten te maken. De Quaise-benadering is volgens oprichter Matt Houde gebaseerd op technologie 'die al volwassen en gecommercialiseerd is'. Oorspronkelijk werd dergelijke technologie ontwikkeld voor onderzoek naar fusie-energie en voor de olie- en gasindustrie. Quaise zet diezelfde technologie om voor een andere toepassing.

Kernfusie als basis
De MMW-energie die de sleutel vormt tot de technologie wordt geproduceerd met een gyrotronmachine en via golfgeleiders naar het doelwit (diep, heet gesteente) geleid. Beide technieken zijn ontwikkeld in de loop van zo'n 50 jaar onderzoek naar kernfusie als energiebron. De Quaise-techniek maakt ook gebruik van conventionele boortechnologieën, die door de olie- en gasindustrie zijn ontwikkeld.

Met zo’n zelfde reguliere boor wordt door oppervlaktelagen heen geboord tot aan het vast gesteente, waarvoor de technologie is geoptimaliseerd. Daarna zal het systeem overschakelen op de MMW-technologie. "Deze laatste vereenvoudigt alles in het boorgat, zodat niets bijzonder gevoelig is voor de hoge temperaturen en drukken. Dat stelt ons in staat om veel van de problemen die we hebben met conventionele mechanische boorinstallaties op deze diepten te verminderen," aldus Houde.

Financieel haalbaar
De economische haalbaarheid van de Quaise-aanpak is veelbelovend, volgens een kostenmodel. Houde merkt op dat er nog maar weinig geothermische putten zijn geboord van meer dan tien kilometer. Om zo ver te komen met conventionele technologie kost meer dan $5000 per meter. Het kostenmodel geeft aan dat MMW-boringen tweemaal die diepte kunnen bereiken tegen boorkosten van ongeveer $1000 per meter.

Hoewel de experimenten aan het MIT de algemene haalbaarheid van boren met MMW-energie hebben aangetoond, moet de techniek nog in het veld worden bewezen. Quaise wil dat de komende jaren in het westen van de Verenigde Staten gaan doen.