https://frosthead.com

Ali lahko vulkanska magma napaja prihodnost?

Ni pogosto, da se ideja, ki se sprva šteje za neuspeli eksperiment, na koncu pozdravi kot preboj. Prav to se je zgodilo, ko je pred petimi leti ekipa znanstvenikov na Islandiji, ki je vrtala globoko v Zemljino skorjo, udarila na staljeno skalo. Ne le da ni bilo tisto, kar so takrat iskali, ampak je tudi pomenilo, da se morajo prepustiti iskanju rezervoarja, za katerega so govorili, da vsebuje tako vodo vročo vodo, da je obstajala v stanju nekje med normalno tekočino in plin.

Posledice izkopavanja tako energijsko goste tekočine bi bile ogromne. Voda, ki je bila segreta do "nadkritičnega" stanja, s temperaturami do 1100 stopinj Celzija, je možna le, če je dovolj pritiska in toplote. Laboratorij je eno mesto, kjer so znanstveniki lahko poustvarili takšne pogoje. Če pa bi bili nekje pridelani po naravni poti, bi bilo dobro ledeno geotermično žarišče, kot je Islandija, zato razmišljanje gre.

V več kot desetletju je islandska vlada skupaj z mednarodnim konzorcijem energetskih podjetij in znanstvenikov naložila več kot 22 milijonov dolarjev, da bi ugotovila, ali je mogoče uporabiti potencialno bogat vir, ki zbere 10-krat več energije ogrevana para. Upanje je bilo, da bodo nekega dne geotermalne elektrarne to ogromno, a čistega vira energije začele izvajati ne le v lokalnih domovih in podjetjih, temveč tudi v državah, kot so Anglija in druge države, povezane s premogom in plinom, v bližini.

Projekt globinskega vrtanja Islandije je bil delno zasnovan kot prizadevanje, da majhen vulkanski otok s približno 320.000 prebivalci postavi kot primarni dobavitelj obnovljive energije. Vendar pa je bil neuspešni vrtalni incident še posebej demoralizirajoč čas, saj se je zgodil v času globoke gospodarske krize. S skorajšnjim propadom centralnega bančnega sistema v državi je bil enostaven dostop do skoraj neomejene oskrbe z geotermalno energijo, ki se je uporabljala za 90 odstotkov gospodinjstev, eno redkih preostalih bogastva, za katere so uradniki menili, da bi lahko pripomogli k okrevanju.

Kljub temu pa se slučajno napadanje podzemne magme ni izkazalo za popolno izgubo, kot so kasneje ugotovili raziskovalci. V vznožju vulkana se toplota, ujeta v staljeni kamnini, gori pri konstantnih 900 do 1000 stopinjah Celzija. To je pomembno, saj se velik del viskozne snovi izgubi v trenutku, ko se izteče iz vrha vulkana v obliki lave, atmosfera pa ima hladilni učinek, ki bistveno spremeni sestavo staljene kamnine. Težava je bila zdaj v tem, da je presenetljiva magma tako redek pojav (zgodilo se je le enkrat na Havajih), raziskovalci niso imeli veliko možnosti, da bi izbrali zanesljivo metodo, da bi izkoristili njen velik potencial. Pridobivanje uporabne energije je najprej zahtevalo, da se rezerve vode nekako zbirajo na lokaciji. In če bi se to zgodilo, bi ekipa IDDP morala nekako oblikovati sistem, ki je hkrati prožen in sposoben črpati pare iz vodnjaka.

V presenetljivem poročilu, objavljenem v reviji Geothermics, so raziskovalci natančno opisali, kako jim je to uspelo. Ko je odkrila naravni rezervoar deževnice, ki je sčasoma prodrl v razpoke tik nad tokom magme, je ekipa IDDP, ki jo je vodil geolog Guðmundur Ó. Friðleifsson, je lahko uspešno preizkusil transportni sistem, narejen po meri, zasnovan za prelivanje vroče tekočine, ko se je dvignil. Tako pravijo znanstveniki The Conversation ustvaril svoj tako imenovani geotermalni sistem, ki je povečan z magmo:

To je pomenilo cementiranje jeklenega ohišja v vrtino, enega s perforiranim odsekom na dnu, ki je najbližje magmi. V vrtini je bilo dovoljeno, da se je v vrtino počasi vgradila toplota, na koncu pa je v vodnjaku za naslednji dve leti tekla pregreta para.

[Wilfred] Elders (geolog na kalifornijski univerzi v Riversideju in soavtor prispevka) je dejal, da je bil uspeh vrtanja "najmanj izrazit", in dodal: "To bi lahko privedlo do revolucije v energetska učinkovitost visokotemperaturnih geotermalnih projektov v prihodnosti. "

Avtorji so pregreto paro, ki je bila privedena na površino, zabeležili pri več kot 450 stopinjah Celzija, kar je daleč od nadkritičnih tekočin, a še vedno najvišja temperatura, pri kateri se proizvaja električna energija, ustvarjena s paro. Z vidika perspektive geotermalne naprave, ki črpajo vodo v podzemne vrtine za proizvodnjo pare, proizvajajo moč pri temperaturah približno 180 stopinj Celzija. Količina električne energije, proizvedene v elektrarni, je odvisna od številnih spremenljivk, vključno s tem, koliko vode se segreva in obratuje na minuto in kako učinkovit je sistem pri pretvorbi te energije v električno energijo. Sam vodnjak s potencialno električno močjo 36 megavatov proizvede več kot polovico skupne moči 33 vrtin, ki se nahajajo na bližnji elektrarni Krafla, in dovolj za napajanje približno 9.000 domov v vsakem trenutku. Kljub temu še vedno nekoliko bledi v primerjavi s 660-megavatnimi elektrarnami premoga.

Kaj torej sledi? No, še ni bilo nobenega potrjenega posla za gradnjo geotermalne postaje na vrtini - vsaj še ne. Toda dejstvo, da so znanstveniki lahko proizvajali električno energijo prek vulkanske snovi, je treba jemati kot spodbuden znak. Prav tako se niso odpovedali svojemu bolj eksotičnemu prizadevanju, da mine za tiste nedosegljive žepe nadkritične tekočine. Skupina je že označila lokacijo na jugozahodu Islandije za naslednjo fazo projekta. Cilj IDDP-2, predviden za konec tega leta, je nameniti vrtanje vrtine globoko pet kilometrov v iskanju še bolj vročih virov energije.

Ali lahko vulkanska magma napaja prihodnost?