https://frosthead.com

Μπορεί η ηφαιστειακή δύναμη Magma το μέλλον;

Δεν είναι συχνά ότι μια ιδέα που αρχικά θεωρήθηκε ως αποτυχημένο πείραμα καταλήγει τελικά να χαιρετίστηκε ως μια σημαντική ανακάλυψη. Αλλά αυτό ακριβώς συνέβη όταν, πριν από πέντε χρόνια, μια ομάδα επιστημόνων στην Ισλανδία, γεώτρηση βαθιά μέσα στο φλοιό της Γης, χτύπησε πάνω σε λιωμένο βράχο. Δεν ήταν μόνο αυτό που αναζητούσαν τότε, αλλά επίσης σήμαινε ότι έπρεπε να εγκαταλείψουν την προσπάθειά τους να βρουν μια δεξαμενή φημολογούμενη να περιέχει μια μορφή νερού τόσο ζεστή ώστε να υπήρχε σε μια κατάσταση κάπου ανάμεσα σε ένα φυσιολογικό υγρό και ένα αέριο.

Οι συνέπειες της ανεύρεσης ενός τέτοιου ενεργειακά πυκνού υγρού θα ήταν τεράστιες. Το νερό που έχει θερμανθεί σε "υπερκρίσιμη" κατάσταση, με θερμοκρασίες έως και 1.100 βαθμούς Κελσίου, είναι δυνατό μόνο όταν υπάρχει επαρκής συσσώρευση πίεσης και θερμότητας. Το εργαστήριο είναι ένα μέρος όπου οι επιστήμονες μπόρεσαν να αναδημιουργήσουν τέτοιες συνθήκες. Αν όμως παρήχθη φυσικά κάπου, μια παγωμένη γεωθερμική εστία όπως η Ισλανδία θα ήταν ένα καλό στοίχημα, οπότε η σκέψη πηγαίνει.

Κατά τη διάρκεια πάνω από μια δεκαετία, η ισλανδική κυβέρνηση, μαζί με μια διεθνή κοινοπραξία εταιρειών ενέργειας και επιστημόνων, έριξαν πάνω από 22 εκατομμύρια δολάρια για να διαπιστώσουν εάν είναι εφικτή η αξιοποίηση ενός δυνητικά άφθονου πόρου που συγκεντρώνει 10 φορές την ποσότητα ενέργειας θερμαινόμενο ατμό. Η ελπίδα ήταν ότι κάποια μέρα γεωθερμικά φυτά θα μπορούν να διοχετεύουν αυτήν την απέραντη, αλλά καθαρή πηγή ενέργειας όχι μόνο σε τοπικά σπίτια και επιχειρήσεις αλλά και σε χώρες όπως η Αγγλία και άλλα έθνη που εξαρτώνται από τον άνθρακα και το φυσικό αέριο.

Έτσι, το Ισλανδικό Deep Drilling Project σχεδιάστηκε εν μέρει ως μια προσπάθεια να τοποθετηθεί το μικρό ηφαιστειογενές νησί περίπου 320.000 κατοίκων ως κύριος προμηθευτής ανανεώσιμης ενέργειας. Ωστόσο, αυτό που προκάλεσε το αποτυχημένο περιστατικό γεώτρησης, ιδιαίτερα απογοητευτικό, ήταν το χρονοδιάγραμμα, όπως συνέβη εν μέσω βαθιάς οικονομικής κρίσης. Με την σχεδόν κατάρρευση του κεντρικού τραπεζικού συστήματος της χώρας, η εύκολη πρόσβαση σε μια σχεδόν απεριόριστη προσφορά γεωθερμικής ενέργειας, που χρησιμοποιείται για να λειτουργήσει το 90% των νοικοκυριών, ήταν ένα από τα λίγα εναπομείναντα έμφυτα πλούτη που οι αξιωματούχοι αισθάνονταν ότι θα μπορούσαν να συμβάλουν στην ανάκαμψη.

Ακόμα, το τυχαίο χτύπημα υπόγειας μάγματος δεν αποδείχθηκε ότι είναι ολική απώλεια, όπως αργότερα θα ανακαλύψουν οι ερευνητές. Στο θεμέλιο του ηφαιστείου, η θερμότητα παγιδεύεται μέσα σε τετηγμένα βράχια σε ένα σταθερό 900 έως 1000 βαθμούς Κελσίου. Αυτό είναι σημαντικό δεδομένου ότι μεγάλο μέρος της ισχύος της ιξώδους ουσίας χάνεται τη στιγμή που εκρέει από την κορυφή ενός ηφαιστείου με τη μορφή λάβας, με την ατμόσφαιρα να ασκεί ένα ψυκτικό αποτέλεσμα που μεταβάλλει σημαντικά τη σύνθεση του τηγμένου πέτρας. Το πρόβλημα τώρα είναι ότι το εντυπωσιακό μάγμα είναι τόσο σπάνιο γεγονός (αυτό συνέβη μόνο μία φορά στη Χαβάη), οι ερευνητές δεν είχαν πολλές ευκαιρίες να επεξεργαστούν μια αξιόπιστη μέθοδο για να αξιοποιήσουν τις τεράστιες δυνατότητές του. Η απόσπαση της χρησιμοποιήσιμης ενέργειας απαιτούσε κατ 'αρχάς ότι τα αποθέματα νερού κατά κάποιο τρόπο συγκεντρώνονται στο χώρο. Και αν συνέβαινε αυτό, η ομάδα IDDP θα χρειαζόταν να διαμορφώσει κάπως ένα σύστημα που είναι τόσο ανθεκτικό όσο και ικανό να αντλεί ατμό από το πηγάδι.

Σε μια εκπληκτική έκθεση, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Geothermics, οι ερευνητές αναλύθηκαν με ακρίβεια πώς κατάφεραν να το επιτύχουν. Ανακαλύπτοντας μια φυσική δεξαμενή βρόχινου νερού που, με την πάροδο του χρόνου, έπεσε στις ρωγμές ακριβώς πάνω από τη ροή μάγματος, η ομάδα IDDP, με επικεφαλής τον γεωλόγο Guðmundur Ó. Friðleifsson, κατάφερε να δοκιμάσει με επιτυχία ένα σύστημα μεταφοράς που κατασκευάστηκε ειδικά για να διοχετεύει το θερμό υγρό καθώς ανέβαινε. Σύμφωνα με την Η συζήτηση, έτσι είναι οι επιστήμονες κατέληξαν στο λεγόμενο γεωθερμικό σύστημα που ενισχύεται από το μάγμα:

Αυτό σήμαινε την τσιμεντοποίηση ενός χαλύβδινου περιβλήματος στο φρεάτιο, ένα με διάτρητο τμήμα στο κάτω μέρος που βρίσκεται πλησιέστερα στο μάγμα. Η θερμότητα αφέθηκε να χτίσει αργά μέσα στην γεώτρηση και τελικά υπερθέρασε ο ατμός έπεσε μέσα από το πηγάδι για τα επόμενα δύο χρόνια.

[Wilfred] Οι Γέροντες [ένας γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Riverside και συν-συγγραφέας της εφημερίδας] δήλωσαν ότι η επιτυχία της γεώτρησης ήταν «καταπληκτική», προσθέτοντας: «Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε επανάσταση στην ενεργειακή απόδοση γεωθερμικών έργων υψηλής θερμοκρασίας στο μέλλον. "

Ο υπερθερμασμένος ατμός που φέρεται στην επιφάνεια καταγράφηκε στους 450 βαθμούς Κελσίου, μακριά από τα υπερκρίσιμα υγρά, αλλά εξακολουθεί να είναι η υψηλότερη θερμοκρασία στην οποία έχει παραχθεί ηλεκτρισμός που παράγεται με ατμό, σύμφωνα με τους συγγραφείς. Για προοπτική, οι γεωθερμικές εγκαταστάσεις που αντλούν νερό σε υπόγεια πηγάδια για να παράγουν ατμό, παράγουν ενέργεια σε θερμοκρασίες περίπου 180 βαθμών Κελσίου. Η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται σε μια εγκατάσταση εξαρτάται από έναν αριθμό μεταβλητών, συμπεριλαμβανομένου του πόσο νερό θερμαίνεται και διοχετεύεται ανά λεπτό και πόσο αποτελεσματικό είναι το σύστημα στη μετατροπή της εν λόγω ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Το πηγάδι μόνο του, το οποίο έχει δυνητική ηλεκτρική ισχύ 36 μεγαβάτ, παράγει περισσότερο από το ήμισυ της συνδυασμένης παραγωγής των 33 γεωτρήσεων που βρίσκονται στον κοντινό σταθμό Krafla και αρκετά για να τροφοδοτήσει περίπου 9.000 σπίτια ανά πάσα στιγμή. Εξακολουθεί να παραλείπει κάπως σε σύγκριση με τα εργοστάσια άνθρακα των 660 μεγαβάτ.

Λοιπόν τι ακολουθεί? Λοιπόν, δεν έχουν υπάρξει επιβεβαιωμένες προσφορές για την κατασκευή ενός γεωθερμικού σταθμού στην κορυφή - τουλάχιστον όχι ακόμη. Αλλά το γεγονός ότι οι επιστήμονες ήταν σε θέση να παράγουν ηλεκτρισμό μέσω ηφαιστειακής ουσίας θα πρέπει να θεωρείται ως ενθαρρυντικό σημάδι. Επίσης, δεν έχουν εγκαταλείψει την πιο εξωτική τους επιδίωξη να εξορύσσουν για εκείνους τους ασαφείς θύλακες υπερκρίσιμου υγρού. Η ομάδα έχει ήδη επισημάνει μια θέση στη νοτιοδυτική Ισλανδία για την επόμενη φάση του έργου. Το πρόγραμμα IDDP-2, το οποίο έχει προγραμματιστεί για αργότερα φέτος, έχει ως στόχο την εξόρυξη μιας γεωτρυπής πέντε χιλιόμετρα βαθιά στην αναζήτηση ακόμη θερμότερων πηγών ενέργειας.

Μπορεί η ηφαιστειακή δύναμη Magma το μέλλον;