Как ИИ находит скрытые геотермальные ресурсы
Геотермальные аномалии иногда выдают себя гейзерами и горячими источниками на поверхности. Но многие перспективные зоны спрятаны на глубине в сотни и тысячи метров и никак себя не проявляют. Сейчас искусственный интеллект может помочь находить такие скрытые запасы энергии.
Стартап Zanskar сообщил, что с помощью ИИ и других вычислительных методов обнаружил так называемую «слепую» геотермальную систему в пустыне на западе Невады — участок недр без очевидных признаков активности на поверхности. По данным компании, это первый за более чем 30 лет слепой геотермальный объект, для которого удалось подтвердить коммерческий потенциал.
От бурения наугад к точечному поиску
Традиционно поиск площадок для геотермальных электростанций выглядел довольно грубо: компании бурили множество глубоких скважин и тратили значительные средства, чтобы просто понять, где вообще есть смысл строить станцию.
Подход Zanskar гораздо более прицельный. Используя ИИ, команда пытается «взяться за задачу, которая десятилетиями считалась неразрешимой, и наконец найти эти ресурсы, показав, что их намного больше, чем предполагалось», объясняет сооснователь и CEO компании Карл Хойланд (Carl Hoiland).
Чтобы площадка подошла для геотермальной электростанции, в недрах должны сочетаться несколько факторов: высокая температура на глубине, до которой реально добраться, и достаточная проницаемость пород, чтобы флюид мог циркулировать по трещинам и переносить тепло. В новом проекте, которому дали название Big Blind, ключевой ресурс — геотермальный резервуар с температурой около 250 °F (примерно 121 °C) на глубине примерно 2 700 футов (около 820 метров).
На фоне роста потребления электроэнергии по всему миру такие геотермальные системы могут стать стабильным источником энергии, который работает круглосуточно и практически не выбрасывает парниковые газы.
По словам сооснователя и CTO Zanskar Джоэла Эдвардса (Joel Edwards), внутренние модели компании уже выделили множество потенциальных горячих зон. «У нас десятки участков, которые выглядят так же многообещающе, как этот», говорит он. Но именно для Big Blind команда провела полный цикл полевых исследований и смогла подтвердить прогнозы ИИ.
Как устроен поиск: от региональных моделей до бурения
Первый шаг в поиске нового объекта — прогон больших территорий через региональные модели ИИ. Команда обучает нейросети на данных об уже известных геотермальных зонах, дополняя их результатами собственных численных симуляций. Затем в модель загружают геологические, спутниковые и другие наборы данных, включая информацию о разломах и структуре пород. На этой основе ИИ оценивает, где могут скрываться новые горячие участки.
Применение ИИ здесь особенно полезно, потому что модели способны разбирать очень сложные многомерные зависимости в данных. «Если в строении земной коры есть какая-то закономерность, даже если это крайне сложное явление, которое человеку тяжело осмыслить, при достаточном объеме данных нейронные сети могут научиться её распознавать», говорит Хойланд.
Когда модель выдает перспективный «хотспот», на место выезжает полевая команда. Участок, как правило, может занимать порядка 100 квадратных миль (больше 250 квадратных километров). На этой территории специалисты собирают дополнительную информацию — используют геофизические методы, а также бурят неглубокие скважины, чтобы проверить наличие повышенных температур под поверхностью.
Big Blind: от прогноза ИИ к реальному резервуару
В случае с Big Blind данные разведочного этапа дали компании достаточную уверенность, чтобы выкупить у федеральных властей лицензию на эксплуатацию участка. Такая аренда дает право разрабатывать месторождение и строить на нем геотермальную станцию.
После оформления лиза команда вернулась на площадку уже с тяжелой буровой техникой. В июле и августе были пробурены скважины на глубину в несколько тысяч футов. Рабочие действительно обнаружили горячие, достаточно проницаемые породы, на которые рассчитывали по модели.
Теперь предстоит получить все необходимые разрешения на строительство станции, подключение к энергосистеме и подготовить финансирование проекта. Параллельно команда продолжит испытания на площадке, в том числе длительные тесты для отслеживания динамики температуры и потоков воды в резервуаре.
Технический руководитель по управлению ресурсами в Utah FORGE, национальном полигоне для геотермических исследований под эгидой Министерства энергетики США, Джон Макленнан (John McLennan) подчеркивает: «Сейчас очень нужны методики, которые позволяют «видеть» крупномасштабные структуры в недрах». Новый объект он называет «обнадеживающим» примером такого подхода.
Первые результаты Zanskar и планы на будущее
Big Blind — первый для Zanskar подтвержденный объект, который до этого не изучался и не осваивался геотермальной отраслью. Но компания уже успела применить свои инструменты и в других проектах разведки.
Ранее в этом году Zanskar объявила о новом открытии на участке, который ранее уже привлекал внимание индустрии, но так и не был доведен до стадии разработки. Кроме того, компания приобрела и вновь запустила геотермальную электростанцию в штате Нью-Мексико.
В Zanskar надеются, что подобные проекты станут началом крупного сдвига в отрасли. По словам Эдвардса, «это старт волны новых природных геотермальных систем, где в недрах достаточно тепла, чтобы обеспечивать работу электростанций».