Bohren Überraschung öffnet Tür zum Vulkan betriebene Strom (Op-Ed)

Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Die Publikation beigetragen Artikel Leben Wissenschaft Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Kann enormen Hitze tief in der Erde werden genutzt, um Energie für uns auf der Oberfläche zu liefern? Ein viel versprechenden Bericht aus einem Geothermie-Bohrung-Projekt, die versehentlich geschlagen Magma – demselben feurigen, geschmolzenen Felsen, die aus Vulkanen spuckt – legt nahe, es könnte.

Die isländische Deep Drilling Project, IDDP, hat Wellen bohren wurden bis zu 5km tief in einem Versuch, die Hitze im vulkanischen Grundgestein weit unter der Oberfläche von Island zu nutzen.

Aber im Jahr 2009 ihre Bohrloch am Krafla, Nordosten Islands erreicht nur 2.100 m tief vor dem Auftreffen auf unerwartet einer Tasche von Magma Eindringen in der oberen Erdkruste von unten, bei sengender Temperaturen von 900-1000° C.

Dieses Bohrloch IDDP-1, war der erste in einer Reihe von Brunnen gebohrt durch die IDDP in Island, auf der Suche nach nutzbaren geothermischen Ressourcen. Das besondere in diesem Monat Geothermie Zeitschrift Details berichten, Ingenieursleistungen und wissenschaftliche Ergebnisse, die aus der Entscheidung nicht mit dem Stecker das Loch mit Beton, wie in einem früheren Fall in Hawaii im Jahr 2007 kam aber stattdessen versuchen, die unglaubliche Erdwärme nutzbar zu machen.

Wilfred ältesten, emeritierter Professor für Geologie an der University of California, Riverside, Co-Autor drei der Forschungsarbeiten in der Geothermie-Sonderausgabe mit isländischen Kollegen.

"Bohren in Magma ist ein sehr seltenes Ereignis, und dies ist nur der zweite bekannte Fall überall auf der Welt" Elders sagte. Die IDDP beschlossen Islands National Power Company, die die Krafla Geothermie-Kraftwerk in der Nähe tätig ist, eine erhebliche Investition zu untersuchen, das Loch weiter machen.

Dies bedeutete, Zementierung Stahlgehäuse in den Brunnen, einen perforierten Abschnitt unten am nächsten an das Magma zu verlassen. Hitze durfte langsam in das Bohrloch zu bauen, und schließlich Heißdampf durchflossen des Brunnens für die nächsten zwei Jahre.

Ältesten sagte, dass der Erfolg der Bohrung "erstaunlich, um es gelinde auszudrücken" und fügte hinzu: "Dies könnte zu einer Revolution in der Energieeffizienz von Hochtemperatur-Geothermie-Projekte in der Zukunft."

Der gut Autoklav überhitzten, Hochdruck-Dampf für Monate bei Temperaturen von über 450° C – ein Weltrekord. Im Vergleich dazu erreichen geothermische Ressourcen im Vereinigten Königreich nur selten höher als etwa 60-80° C.

Der Magma erhitzt Dampf wurde gemessen, um 36MW von elektrischem Strom erzeugen werden. Während relativ bescheiden im Vergleich zu einem typischen 660MW Kohle-Kraftwerk, ist dies deutlich mehr als 1-3MW eine durchschnittliche Windkraftanlage, und mehr als die Hälfte der Krafla Anlage 60MW Stromausgang.

Am wichtigsten ist bewiesen es, dass es getan werden könnte. "Im wesentlichen IDDP-1 ist die weltweit erste Magma-enhanced geothermische System, der erste, der direkt aus flüssigem Magma Wärmeversorgung" Elders sagte. Das Bohrloch wurde eingerichtet, Dampf direkt in das Krafla-Kraftwerk zu liefern, wenn ein Ventil nicht die erforderte des Bohrlochs zu verschlossen werden. Ältesten fügte hinzu, dass obwohl das Bohrloch gesteckt, zielt darauf ab, reparieren oder ein anderes gut in der Nähe zu bohren.

Gillian Foulger, Professor für Geophysik an der Durham University, arbeitete an der Kravla Stelle in den 1980er Jahren während eines Zeitraums von vulkanischer Aktivität. "Eine gut in dieser Tiefe kann nicht erwartet werden können, um Magma zu schlagen, aber zur gleichen Zeit es nicht gewesen sein so überraschend," sagte sie. "Irgendwann als ich dort war hatten wir Magma sprudeln aus einer der Bohrungen," erinnert sie sich.

Vulkanische Regionen wie Island sind nicht aktiv die meiste Zeit, aber plötzlich durch Bewegung in die Erde Zehntausende von Kilometern unter die Füllung Kammern oben mit Magma aktiviert werden können. "Werden sie sehr dynamisch, aufgewachsen in Druck und sogar zwingen Magma an die Oberfläche. Aber wenn es nicht aktiviert ist, dann gibt es keinen Grund zu erwarten, eine gewaltige Eruption, selbst wenn Sie hinein zu bohren,"sagte sie.

"Abgesehen davon, nur mit einem experimentellen Konto zu gehen, es eine gute Idee, wie dies im Vulkangebiet irgendwo in der Nähe einer Stadt zu bohren wäre," fügte sie hinzu.

Das Team sagte sie, verdient Anerkennung für nutzt die Gelegenheit, um Forschung zu tun. "Die meisten Menschen, die angesichts der Erschließung einer Magmakammer würde ihre Koffer zu packen und Abschied," sagte sie. "Aber wenn das Leben dir Zitronen gibt, mach Sie Limonade."

In Island sind rund 90 % der Haushalte aus geothermischen Quellen beheizt. Nach Angaben der International Geothermal Association, 10, wurde 700MW der geothermischen Stromerzeugung weltweit im Jahr 2010 erstellt. In der Regel sind diese erweiterten oder veränderter geothermische Systeme erstellt, durch das Pumpen von kalten Wassers in heißen, trockenen Felsen in tiefen zwischen 4 bis 5km. Das erwärmte Wasser wird wieder als heißes Wasser oder Dampf aus Produktionsbohrungen hochgepumpt. Der Trend in den letzten Jahrzehnten wurde stetiges Wachstum in Geothermie mit Island, den Philippinen und El Salvador führt des Weg zwischen 25-30 % ihrer Energie aus geothermischen Quellen produziert. Erheblichen Aufwand investiert in Elsewher einschließlich Europa, Australien, den USA und Japan, hat in der Regel uneinheitliche Ergebnisse, und die Kosten sind hoch.

Mit der tieferen Bohrungen sind die IDDP auf der Suche nach einen weiteren Preis: überkritisches Wasser; bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck tief unter der Erde tritt das Wasser einen überkritischen Zustand, wenn es weder Gas noch flüssig ist. In diesem Zustand trägt es wesentlich mehr Energie und richtig genutzt, kann dies die Leistung oberirdisch verzehnfacht, von 5 MW bis 50 MW erhöhen.

Ältesten sagte: "während das Experiment am Krafla verschiedene Rückschläge, das Personal und Material an ihre Grenzen stieß erlitten, der Prozess selbst war sehr lehrreich. Neben den veröffentlichten wissenschaftlichen Artikeln haben wir ausführliche Berichte auf den praktischen Lehren vorbereitet." Die isländischen nationalen Stromversorger setzen diese zur Verbesserung ihrer nächsten Bohrarbeiten.

Die IDDP ist eine Zusammenarbeit von drei Energieunternehmen, HS Energy Ltd, National Power Company und Reykjavik Energy und National Energy Authority of Iceland mit einem Konsortium internationaler Wissenschaftler unter der Leitung von ältesten. Das nächste Bohrloch IDDP-2 wird noch in diesem Jahr in Südwest-Island in Reykjanes versenkt werden.

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