https://frosthead.com

Kan vulkanisk magma tvinge fremtiden?

Det er ikke ofte, at en idé, der oprindeligt betragtes som et mislykket eksperiment, til sidst bliver hyldet som et gennembrud. Men det er nøjagtigt, hvad der skete, da et team af videnskabsfolk på Island, der borede dybt inde i jordskorpen for fem år siden, ramte smeltet sten. Ikke kun var det ikke, hvad de ledte efter på det tidspunkt, men det betød også, at de var nødt til at opgive deres søgen efter at finde et reservoir, der ryktes at indeholde en form for vand så varmt, at det eksisterede i en tilstand et sted mellem en normal væske og en gas.

Konsekvenserne af at afsløre en sådan energitæt væske ville have været enorme. Vand, der er blevet opvarmet til en "superkritisk" tilstand, med temperaturer helt op til 1.100 grader celsius, er kun muligt, hvor der er en tilstrækkelig opbygning af tryk og varme. Laboratoriet er et sted, hvor forskere har været i stand til at genskabe sådanne forhold. Men hvis det blev produceret naturligt et eller andet sted, ville et iskaldt geotermisk arnested som Island være et godt bud, så tankegangen går.

I løbet af mere end et årti har den islandske regering sammen med et internationalt konsortium af energifirmaer og videnskabsfolk hældt over 22 millioner dollars til at finde ud af, om det er muligt at benytte en potentielt rigelig ressource, der pakker 10 gange energimængden som opvarmet damp. Håbet var, at geotermiske anlæg en dag vil kunne føre denne enorme, men alligevel rene strømkilde til ikke kun lokale hjem og virksomheder, men også til lande som England og andre kul- og gasafhængige nationer i nærheden.

Derfor blev Island Deep Drilling Project delvis udtalt som et forsøg på at placere den lille vulkaniske ø på omkring 320.000 indbyggere som en primær leverandør af vedvarende energi. Det, der imidlertid gjorde den mislykkede borehændelse især demoraliserende, var timingen, da den skete midt i en dyb økonomisk krise. Med det tætte sammenbrud af landets centrale banksystem var let adgang til en næsten ubegrænset forsyning med geotermisk energi, der bruges til at drive 90 procent af husholdningerne, en af ​​de få resterende iboende rigdomme, som embedsmænd mente kunne hjælpe med at få et opsving.

Stadigvis viste det sig, at tilfældigvis at slå underjordisk magma ikke være et totaltab, som forskerne senere ville opdage. Ved bunden af ​​en vulkan brænder varme, der er fanget i smeltet sten, ved en konsistent 900 til 1.000 grader celsius. Dette er vigtigt, da meget af det viskose stofs styrke går tabt i det øjeblik, det strømmer ud fra spidsen af ​​en vulkan i form af lava, idet atmosfæren udøver en afkølende virkning, der ændrer den smeltede klippes sammensætning markant. Problemet var nu, at at slå magma er en sådan sjælden forekomst (det er kun sket en gang på Hawaii), forskere har ikke haft meget mulighed for at finde frem til en pålidelig metode til at udnytte dets enorme potentiale. Udvinding af brugbar energi krævede først, at vandreserverne på en eller anden måde samles på stedet. Og hvis det skete, ville IDDP-teamet på en eller anden måde skulle danne et system, der er både elastisk og i stand til at trække damp fra brønden.

I en overraskende rapport, der blev offentliggjort i tidsskriftet Geothermics, detaljerede forskerne nøjagtigt, hvordan de formåede at opnå dette. Efter at have opdaget et naturligt reservoir af regnvand, som med tiden siv ind i spalterne lige over magma-strømmen, ledte IDDP-teamet, ledet af geologen Guðmundur Ó. Friðleifsson kunne med succes afprøve et specialbygget transportsystem designet til at tragtke den varme væske, når den steg op. Ifølge samtalen er det sådan forskerne kom med deres såkaldte magmaforbedrede geotermiske system:

Dette betød at cementere et stålhus i brønden, et med et perforeret afsnit i bunden tættest på magmaen. Varme fik lov til at bygge langsomt i borehullet, og til sidst strømte overophedet damp op gennem brønden i de næste to år.

[Wilfred] Ældste [en geolog ved University of California i Riverside og medforfatter af papiret] sagde, at succesen med boringen var ”forbløffende, mildest sagt” og tilføjede: ”Dette kunne føre til en revolution i energieffektivitet i højtemperatur geotermiske projekter i fremtiden. ”

Den overophedede damp, der blev bragt til overfladen, blev registreret ved over 450 grader Celsius - et langt fra superkritiske væsker, men stadig den højeste temperatur, hvor der er produceret dampgenereret elektricitet, ifølge forfatterne. I perspektiv producerer geotermiske planter, der pumper vand ind i underjordiske brønde for at generere damp, strøm ved temperaturer på ca. 180 grader Celsius. Mængden af ​​elektricitet, der genereres på et anlæg, afhænger af et antal variabler, herunder hvor meget vand der opvarmes og tragtes per minut, og hvor effektivt systemet er til at konvertere den energi til elektricitet. Brønden alene, der har en potentiel elektrisk ydelse på 36 megawatt, producerer mere end halvdelen af ​​den samlede produktion af de 33 borehuller beliggende ved det nærliggende Krafla kraftværk og nok til at drive cirka 9.000 hjem på ethvert givet tidspunkt. Det varer dog stadig noget i forhold til 660 megawatt kulanlæg.

Så hvad er det næste? Nå, der har ikke været nogen bekræftede tilbud til at bygge en geotermisk station oven på brønden - i det mindste endnu ikke. Men det faktum, at forskere var i stand til at generere elektricitet via et vulkansk stof, skulle tages som et opmuntrende tegn. De har heller ikke givet op på deres mere eksotiske forfølgelse efter at mine for disse undvigende lommer med superkritisk væske. Holdet har allerede tagget et sted i det sydvestlige Island for den næste fase af projektet. IDDP-2, der er planlagt til senere på året, sigter mod at bore et borehul fem kilometer dybt på jagt efter endnu varmere strømkilder.

Kan vulkanisk magma tvinge fremtiden?