В июне 2009 года неожиданно застряло бурение, пробурившее тысячи метров в вулканической породе северо-восточной Исландии. После его извлечения, исследователи обнаружили, что он заключен в похожую на стекло, богатую кремнеземами породу, называемую риолит. Это была затвердевшая магма; сверло вскрыло глубоко в земле карман магмы, и магма остыла, заклинив сверло.
Это была первая попытка проекта глубокого бурения в Исландии, исследование геологии и выполнимости нового вида геотермальной энергии на основе очень горячей, сверхсжатой жидкости, найденной глубоко под землей. Теперь, более чем через семь лет, они снова в этом, расширяя аналогичное упражнение еще дальше под поверхностью редкого полуострова Рейкьянес на юго-западной стороне Исландии. Менее двух недель назад IDDP-2 достигла глубины 3640 метров, став самой глубокой скважиной, когда-либо пробуренной в Исландии.
Поражение магмы было несчастным случаем, объясняет Уилфред Элдерс, один из главных исследователей IDDP и заслуженный профессор геологии в Калифорнийском университете в Риверсайде. Помимо повреждения оборудования и начала работы в другой части страны, это дало некоторую интересную информацию о типе породы в регионе. Он даже вырабатывал энергию в течение короткого времени, и это, в первую очередь, конечная цель проекта.
«Если мы сможем доказать концепцию использования сверхкритических жидкостей здесь, это можно было бы сделать везде, где мы можем детализировать до таких температур и давлений», - говорит Роберт Зиенберг, профессор геохимии в Университете Калифорнии, Дэвис и другой главный исследователь.
Таким образом, IDDP-2 является доказательством концепции. Но это крупный проект, стоимость которого составляет около 15 млн. Долл. США и осуществляется крупнейшими энергетическими компаниями Исландии, а также Национальным энергетическим управлением Исландии и в сотрудничестве с международными университетами. Уже имея в своем распоряжении исключительно геотермальную и гидроэлектрическую энергию, страна с населением в 300 000 человек считает целесообразным рисковать в отношении более эффективной геотермальной энергии - такой, которая со временем может обеспечить круглосуточное дополнение к прерывистым операциям энергии ветра и солнца.
Геотермальная энергия, говорит Билл Глассли, исполнительный директор Калифорнийского коллаборации по геотермальной энергии в Калифорнийском университете в Дэвисе, имеет потенциал, чтобы питать весь мир, чисто, бесконечно.
Как правило, геотермальная энергия производится путем извлечения нагретой воды из глубокой скважины либо непосредственно с помощью пара, либо через теплообменник, и с помощью ее для привода турбины. Чем выше температура, тем эффективнее система.
«До относительно недавнего времени геотермальная энергия концентрировалась на низко висящих фруктах», - говорит Глассли, который не был связан с IDDP. «[IDDP] является своего рода предварительным усилием, направленным на то, чтобы получить доступ к этим гораздо более высокотемпературным ресурсам».
Но для IDDP это не просто температура. На глубинах, которые они сверлят, давление настолько высоко, что вода не может стать паром. При достаточно высоком температурном давлении - 378 градусов по Цельсию и 220 бар - он становится сверхкритической жидкостью, обладающей собственными свойствами и значительно большей энергией, чем пар.
«Наше моделирование показывает, что добыча сверхкритической жидкости означает, что у нас будет скважина, которая сможет производить на порядок больше электроэнергии, чем обычная докритическая скважина», - говорит старейшина. Это может быть до 50 мегаватт, как правило, описывается как мощность для 50 000 домов.
Как только сверло диаметром 8, 5 дюйма достигнет целевой глубины 5000 метров, они узнают, есть ли в породе трещины и вода, необходимые для непосредственного извлечения сверхкритической жидкости, или ее нужно будет откачать, процесс, который осторожно Вносит трещины, когда относительно холодная вода нагревается. (Это совсем не похоже на фрекинг, исследователи быстро указывают.)
Исландия была идеальным домом по нескольким причинам. По словам старейшин, энергетические компании готовы рисковать технологиями, которые не окупятся сразу, и страна уже открыта и даже зависит от возобновляемых источников энергии. Географически, проекту было необходимо место, где они могли бы бурить вблизи вулканической активности, но (надеюсь) избегать попадания в настоящую магму, которая, хотя и содержит много энергии, не может быть использована для запуска турбины и, вероятно, разрушит все равно сверлить. Несмотря на предыдущие усилия, Исландия была относительно хорошо обследована, и, поскольку она находится на Срединно-Атлантическом хребте, условия, к которым стремятся бурильщики, лежат относительно близко к поверхности.
Есть несколько других мест, которые могли бы обеспечить подходящие места в будущем - что неудивительно, наряду с другими местами с вулканами и сейсмической активностью, такими как западные районы США, Новая Зеландия, Италия и Восточно-Африканский рифт. Но хотя успех в этой конкретной скважине может дать другим странам и компаниям уверенность в том, что им нужно начинать свои собственные проекты, предстоит еще много работы, прежде чем она начнет производить энергию. Они должны измерить условия, поместить вкладыш в отверстие, дать ему нагреться, проверить поток и построить электростанцию для преобразования сверхкритической жидкости в электричество.
«Мы не узнаем, пока не сделаем это успешно, как может выглядеть экономика. Если нам удастся создать сверхкритическую скважину в Рейкьянесе с достаточным количеством сверхкритической воды для получения эквивалента 50 мегаватт, то мы подтвердим эту концепцию », - говорит старейшина. «Потребуются десятилетия, чтобы развить это как производственный процесс и опробовать его в других частях света».
