I juni 2009 fik en bor borende tusinder af meter ned i den vulkanske klippe i det nordøstlige Island uventet at sidde fast. Efter at have udvundet det opdagede forskerne, at det var indkapslet i en glaslignende, siliciumrig klippe kaldet rhyolit. Det var størknet magma; boren havde udsat en lomme magma dybt inde i jorden, og magmaen var afkølet og fastklemte boret.
Det var Island Deep Drilling Project's første indsats, en efterforskning af geologien og gennemførligheden af en ny slags geotermisk kraft baseret på super varm, superkomprimeret væske fundet dybt under jorden. Nu, mere end syv år senere, er de ved det igen og strækker sig en lignende bore endnu længere under overfladen af den sparsomme Reykjanes-halvø på Islands sydvestlige side. For mindre end to uger siden nåede IDDP-2 3.640 meter i dybden og blev det dybeste hul nogensinde boret i Island.
At ramme magmaen var en ulykke, forklarer Wilfred Elders, en af de vigtigste efterforskere på IDDP og en professor emeritus for geologi ved University of California, Riverside. Bortset fra skader på udstyret og start på ny i en anden del af landet, gav det nogle interessante indblik i klippetypen i regionen. Det producerede endda strøm i kort tid, og det er det ultimative mål for projektet i første omgang.
"Hvis vi kan bevise konceptet med at bruge superkritiske væsker her, kan dette gøres overalt, hvor vi kan bore til den slags temperaturer og pres, " siger Robert Zierenberg, professor i geokemi ved University of California, Davis og en anden hovedundersøger.
Så på en måde er IDDP-2 et bevis på koncept. Men det er en stor en med en omkostning på omkring 15 millioner dollars, drevet af Islands største kraftselskaber samt Islands energimyndighed og i samarbejde med internationale universiteter. Landet på 300.000, der allerede er drevet udelukkende med geotermisk og vandkraft, har fundet det passende at tage en risiko for mere effektiv geotermisk energi - den slags, der med tiden kan give et døgnkomplement til de periodiske drift af vind og solenergi.
Geotermisk, siger Bill Glassley, administrerende direktør for Californien Geotermisk Energikollaborativ ved University of California, Davis, har potentialet til at brænde hele verden, rent, på ubestemt tid.
Generelt produceres geotermisk energi ved at udvinde opvarmet vand fra en dyb brønd, enten via damp direkte eller via en varmeveksler og bruge det til at drive en turbin. Jo større temperatur, jo mere effektivt er systemet.
”Geotermisk kraft har indtil relativt for nylig koncentreret sig om lavthængende frugt, ” siger Glassley, der ikke har været involveret i IDDP. "[IDDP er] en slags indledende indsats for at bevæge sig i retning af at være i stand til at få adgang til disse meget højere temperaturressourcer."
Men for IDDP er det ikke kun temperatur. I dybderne, de borer, er trykket så højt, at vandet ikke kan blive damp. Ved højt temperaturtryk - 378 grader celsius og 220 bar - bliver det en superkritisk væske med sine egne egenskaber og meget mere energi end damp.
”Vores modellering indikerer, at produktion af superkritisk væske betyder, at vi ville have en brønd, der kunne producere en størrelsesorden mere elektrisk energi end en konventionel subkritisk brønd, ” siger Elders. Det kan være op til 50 megawatt, generelt beskrevet som strøm til 50.000 hjem.
Når boret på 8, 5 tommer i diameter når måldybden på 5.000 meter, vil de finde ud af, om klippen har de brud og vand, der er nødvendigt for at udtrække superkritisk væske direkte, eller om det skal pumpes ned, en proces, der forsigtigt introducerer brud, når det relativt kølige vand opvarmes. (Det er slet ikke som fracking, forskere er hurtige til at påpege.)
Island har af flere grunde været det ideelle hjem. Energiselskaberne har været villige til at tage en risiko for en teknologi, der ikke udbetaler med det samme, siger ældste, og landet er allerede åbent for og endda afhængig af vedvarende energikilder. Geografisk havde projektet brug for et sted, hvor de kunne bore tæt på vulkansk aktivitet, men (forhåbentlig) undgå at ramme den faktiske magma, som, selvom den indeholder en masse energi, ikke kan bruges til at køre en turbin, og sandsynligvis ville ødelægge bor alligevel. På trods af den tidligere indsats er Island blevet relativt godt undersøgt, og da det sidder på Mid-Atlantic Ridge, ligger forholdene, som borerne prøver at nå, relativt tæt på overfladen.
Der er en håndfuld andre steder, der kunne give passende steder i fremtiden - overraskende sammen med andre steder med vulkaner og seismisk aktivitet, som det vestlige USA, New Zealand, Italien og den østafrikanske Rift. Men selvom succes med netop dette borehul kan give andre lande og virksomheder den tillid, de har brug for for at starte deres egne projekter, er der meget arbejde, der skal gøres, inden det begynder at producere energi. De skal måle forholdene, placere en foring i hullet, lade det hele varme op, teste strømmen og opbygge et kraftværk til at konvertere den superkritiske væske til elektricitet.
”Vi ved ikke, før vi har gjort det med succes, hvordan økonomien kan se ud. Hvis det lykkes os at producere en superkritisk brønd på Reykjanes, der har tilstrækkelig superkritisk vand til at generere ækvivalentet med 50 megawatt, så har vi bevist konceptet, ”siger ældste. ”Det vil tage årtier at udvikle det som en industriel proces og prøve det i andre dele af verden.”
