Geothermische energie wordt meestal gevonden in de buurt van actieve vulkanen.
Eric Gaba, CC BY-SA
IJsland staat op het punt om water aan te boren dat zo heet is als lava. Enkele kilometers onder de grond zal een booreiland genaamd Thor dat doen snel doordringen het gebied rond een magmakamer, waar gesmolten gesteente van de binnenaarde water verwarmt dat door de zeebodem is gesijpeld. Dit water - tot 1,000 ° C en verzadigd met corrosieve chemicaliën - zal uiteindelijk worden doorgesluisd naar het oppervlak en de warmte ervan wordt omgezet in bruikbare energie.
Het is een enorme technische uitdaging en een die een nieuw tijdperk van geothermische energieproductie inluidt. Bestaande geothermische projecten over de hele wereld hebben water nodig dat wordt verwarmd tot minder dan 300 ° C, dus waarom zou u deze extra inspanning en kosten willen maken?
Het antwoord is simpel: water bij de meest extreme temperaturen bestaat in een staat die wordt beschreven als "superkritische", Waar het zich gedraagt als noch een echte vloeistof, noch een echt gas, en in staat is om een fenomenale hoeveelheid energie te behouden. Superkritisch water kan genereren tot tien keer meer kracht dan conventionele geothermische bronnen.
IJsland is een natie gebouwd op ongeveer 130 vulkanen rust boven een afwijkende plaatgrens die een continue toevoer van warm, fris magma van de mantel enkele kilometers verderop brengt. IJslanders hebben hier op ingespeeld en genereren nu meer dan een kwart van hun elektriciteit geothermisch, toegang tot kooktemperatuurwater binnen 2km van het oppervlak.
De Iceland Deep Drilling Project (IDDP) is opgezet om te achterhalen wat er gebeurt op dieptes onder 4km in de IJslandse korst. In 2009 worden ze tijdens hun eerste boorpoot per ongeluk raak een magma pocket, en uiteindelijk stabiliseerde het systeem om de de heetste stoom ooit geproduceerd in geothermische exploratie: 450 ° C.
Het tweede boorgat dat nu wordt geboord, heeft als doel het diepe, circulerende water dat in de rots dringt rond een magmakamer onder het Reykjanes-schiereiland nabij Reykjavik aan te boren.
Volg de vulkanen
De schande van geothermische rijkdommen die IJsland te bieden heeft, is ongebruikelijk, maar zeker niet uniek. Inderdaad, terwijl het land een van de hoogste geothermische elektriciteitsproducties heeft in termen van totale energie-aandeel, is het niet het hoogste en ook niet in de top vijf van landen voor totale geothermische capaciteit. De landen in de top vijf kunnen zelfs als een verrassing komen.
De grootste producent van geothermische elektriciteit ter wereld is de VS, met ongeveer 3,450 MW capaciteit in 2015, grotendeels gecentreerd in Californië (een typische kerncentrale produceert rond 1,000 MW). De volgende zijn de Filippijnen en Indonesië, respectievelijk bij 1,870 en 1,340 MW. Mexico en Nieuw-Zeeland volgen elk iets meer dan 1,000 MW, en IJsland (665 MW) komt als zevende achter Italië (916 MW).
Vulkanen zijn de gemeenschappelijke factor in de geothermische bronnen van al deze landen. De VS hebben ook gebruik gemaakt van de enorme San Andreas-breukzone en zijn vermogen om warmte en vloeistoffen door de korst te geleiden.
Op zoek naar de perfecte geothermische site
Om te zorgen dat geothermische energie slaagt, moet er warmte zijn, moet deze toegankelijk zijn en moet je in staat zijn om water eromheen te verplaatsen. Deze drie eenvoudige vereisten kunnen moeilijk samen te vinden zijn.
Over het grootste deel van de planeet is het hete materiaal gewoon te diep om economisch bereikbaar te zijn. De temperatuur van de aardkorst neemt over het algemeen toe met 25 ° C voor elke 1km-diepte; om geothermisch rendabel te zijn, moet die waarde dichter bij 50 of zelfs 150 ° C / km liggen. Dat betekent dat je in de buurt van iets geologisch gezien ongebruikelijks moet zijn: ofwel verdunde korst (dus je bent dichter bij de hete mantel), of functies zoals plaatgrenzen of vulkanen die warmte of magma naar het oppervlak kunnen richten.
Als aan die voorwaarde is voldaan, moet je nog steeds water rond kunnen bewegen. Rotsen zijn niet allemaal hetzelfde, omdat sommige water gemakkelijk door de poriën en grenzen tussen granen kunnen laten stromen, terwijl andere meer als een barrière zijn. Als er geen water naar het boorgat kan stromen, kan het niet naar de oppervlakte worden gebracht.
Als het warme gedeelte geen natuurlijk water heeft, kunnen ingenieurs er wat van pompen. Als de rotsen echter voorkomen dat het stroomt en zich verspreidt, zal het water het gebied rond het boorgat eenvoudig afkoelen, waardoor het in geothermische termen zinloos wordt.
Net als bij goud, zeldzame aarde-elementen of goede landbouwgrond, bepaalt de geologie van een gebied de toegang tot deze waardevolle bron. Waar dan ook met actieve vulkanen zou kunnen profiteren van de geothermische exploratie op hoge temperatuur die werd gepionierd door de IDDP. Dat omvat elk land rond de Stille Oceaan Ring of Fire - een mogelijkheid om misschien wat voordeel te halen uit de vulkanen die hun landschappen bedekken.
Over de auteur
Pete Rowley, Senior Scientific Officer, Earth Science, Universiteit van Portsmouth
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.
Related Books:
at InnerSelf Market en Amazon
