Varmen fra helvede skal hentes op
Helt tæt ind til glødende magma er vandet så varmt og trykket så stort, at energien bliver ti gange større end ved almindelig geovarme. Vil det lykkes islændingene at få fat i varmen fra helvede?

I det nordlige Island ligger Krafla. Den ti kilometer brede fordybning i landskabet er en caldera – en grube, der sank sammen, da en enorm vulkan tømte sig selv i en fjern fortid.

Inde i Krafla ligger krateret Víti. Víti betyder helvede. I 1724 eksploderede dette krater i et udbrud. I dag er det halvt fyldt af en grøn sø.

Glødende sår

I 1974 startede selskabet Landsvirkjun en forsøgsboring i Krafla. De planlagde at bygge et geovarmeanlæg, som skulle hente varmen op fra dybet.

Men Krafla protesterede. Glødende sår sprang op, hvor jordskorpen vred og snoede sig, kun to kilometer fra borestrengene. Udbruddene i 1970- og 80’erne truede hele virksomheden.

Tirrede boringen Krafla med nålestik gennem tynd stenhud? Eller var det de politiske tumulter rundt om konstruktionen i det naturskønne område, som fik det til at vende sig i hende?

Forklaringen ligger snarere i kontinentpladerne. Den eurasiske plade i øst og den nordamerikanske i vest rives fortsat fra hinanden, midt over sagaøen og Krafla. Riften bløder.

Lava strømmer ud af sprækker i Krafla i 1984 mod slutningen af perioden, da vulkanisme i området truede med at standse bygningen af kraftværket. (Foto: Michael Ryan, US Geological Survey)

Boringen forsatte alligevel på trods af udbruddene. I 1978 var kampen om Krafla vundet. Landsvirkjuns varmekraftværk producerede sin første megawatt. I 1984 resignerede Krafla og faldt til ro igen.

Krafla slår igen

Men hun sover let. Og geologerne lader hende ikke sove i fred: Nye borestrenge maser sig ned mod den virkelige varme fra helvede.

For noget er sket, der nede i dybet. Et magmakammer har bygget sig op. Engang i fremtiden vil dette kammer briste i et nyt udbrud.

Supervarmt vand

Men før det sker, vil islændingene prøve en ny og mere dristig teknologi. De borer så tæt på magmakammeret som muligt. Der kan de hente mellem fem og ti gange så meget energi ud, som fra borehullerne, der i dag forsynet kraftværket.

Tæt ind til magmaen ligger nemlig grundvandet, så varmt og sammenpresset, at det ikke længere er en blanding af vand og damp, men en supervarm tør damp. Denne supervarme damp kan frigøre større energimængder end almindelig damp i turbinerne, som laver elektrisk strøm.

Under Den blå Lagune

Iceland Deep Drilling Project (IDDP) blev stiftet i år 2000. Landsvirkjun gik sammen med to andre energiselskaber og dannede konsortiet Deep Vision.

Forenklet skitse af Krafla-calderaen, det sammenfaldne område. IDDP-1 skulle oprindeligt bores ned til 4,5 kilometers dyb, ned i det rosa område, hvor vandet er såkaldt ’superkritisk’ - hverken vand eller damp. I stedet måtte boringen stoppes ved cirka 2 kilometers dybde, fordi man ramte en lomme af magma, altså flydende sten. (Figur: Per Byhring, forskning.no)

Også offentlige penge blev sprøjtet ind i projektet, både nationalt gennem energiagenturet Orkustofnun og internationalt gennem International Continental Scientific Drilling Program og senere også National Science Foundation i USA.

I 2001 holdt IDDP et møde i Reykjavik. Forskere fra hele verden deltog. Island var et specielt lovende land, fordi det superkritiske vand her er specielt rigt på energi.

Planen var oprindeligt at bore det første hul ned til cirka fire kilometers dybde i 2005 på et andet sted end Krafla, nemlig på halvøen Reykjanes. De øde lavasletter vest for Reykjavik er bedst kendt for Den Blå Lagune, hvor turisterne kan svømme i varmt havvand.

Men dette vand kommer fra geovarmeanlægget ved Svartsengi. Og i nærheden, ude på Reykjanes, var der allerede en brønd, som var tre kilometer dyb. Denne brønd skulle IDDP fore indvendigt og bore endnu en kilometer dybere.

Kollaps og kortlægning

Denne løsning var meget billigere end at bore hele vejen ned. Men da energiselskabet Hitaveita Suðurnesja i november 2005 skulle foretage nogle afsluttende målinger før overlevering, kollapsede brønden. Det lykkedes ikke for ingeniørerne at åbne den igen, trods flere forsøg.

Reykjanes skulle være et pengebesparende alternativ, men nu var gode råd dyre. I 2006 besluttede IDDP at bore ved Krafla i stedet, men først efter grundige forberedelser.

Damp fra dybet kommer fra borehullet IDDP-1 den 26. juni 2009. Ingeniørerne har netop fundet ud af, at de har ramt en magmalomme på 1958 meters dybde. (Foto: IDDP)

Grundfjeldet blev kortlagt så grundigt som muligt. Måling af elektriske og magnetiske felter fortalte, hvordan de forskellige bjerglag ledede strøm. Små rystelser fra jordskælv blev registreret på overfladen, omtrent som ved brug af ekkolod eller ultralydsundersøgelse.

Tilsammen gav disse målinger et mere klart billede af undergrunden og magmakammeret. IDDP bestemte sig for at bore i nordenden af området, hvor varmekraftværket lå, ved et vulkankrater, som havde været i udbrud i 1724.

Stoppede lige på det rette tidspunkt

Boringen af brønden IDDP-1 startede i marts 2009. På det tidspunkt var Island dybt inde i sin største økonomiske krise, men arbejdet fortsatte ufortrødent, nu også med StatoilHydro og det energisultne aluminiumselskab Alcoa i sammenskudsgildet.

Først gik alt efter planen. Men så startede problemerne. Borestrengen satte sig fast og blev vredet af. Nye huller måtte bores ved siden af det gamle. Forsinkelserne byggede sig op til flere uger.

Det lykkedes heller ikke for ingeniørerne at bore den første og bredeste brønd ned til 2400 meter, som planen ellers var. De bestemte sig for at stoppe på kun 1958 meter. Men den beslutning viste sig at være et rent lykketræf. For snart skulle årsagen til alle problemerne blive klare – som glas.

Glasprop midt i det hele

Op fra dybet kom nemlig størknet, naturligt glas, obsidian. Ingeniørerne havde boret direkte ind i en lomme af smeltet sten – af magma.

Boreriggen Tyr fotograferet i foråret 2009, da boringen af IDDP-1 netop var begyndt. (Foto: IDDP)

Geologerne regnede ud, at denne lomme måtte være mindst 50 meter tyk for at kunne holde sig smeltet i den køligere sten helt tilbage til dengang magmakammeret opstod i sytten- og attenhundredetallet.

En spiller mindre

Flere af sådanne varmemålinger blev foretaget i 2010 og 2011. Samtidig trak Statoil sig ud af projektet.

»Den vigtigste grund til at vi trak os ud er, at fortsættelsen af dette projekt bliver for speciel og lidt ved siden af det, vi kan bidrage med,« siger Svein Roar Engelsen, leder af Statoils afdeling for geotermisk energi.

»Vi ønskede at se, om boreudstyret kunne bruges helt ind mod områder med superkritisk vand, og det klarede IDDP jo,« siger han videre.

Varmeste brønd i verden

»Vi måler fortsat varmestrømningen fra brønden,« siger Guðmundur Ómar Friðleifsson til forskning.no. Han har ledet IDDP siden begyndelsen i 2000.

»IDDP-1 er den varmeste produktionsbrønd i verden, med en temperatur på 450 grader C og et tryk på 140 bar, altså cirka 140 gange lufttrykket ved havoverfladen,« siger han.

Måling af varmestrømmen fra IDDP-1 i Krafla. Dampen er sort, fordi den løsner forbindelser af jern, svovl og oxygen fra dele af borestrengen, som er korroderet. (Foto: Fra video taget af IDDP)

Dette er nok til at vandet er supervarmt, men med et lidt lavere tryk og temperatur, end forskerne og ingeniørerne bag IDDP oprindelig håbede på at bore sig ned til under Krafla.

Alligevel er Guðmundur Ómar Friðleifsson optimist. Han beklager, at Statoil trak sig ud, men understreger, at de største bidragsydere er islandske kraftværk.

»Brønden IDDP-1 vil kunne producere mellem 25 og 35 megawatt. Det er cirka halvdelen af hvad hele resten af Krafla-kraftværket nu producerer. Landsvirkjun vurderer, at de vil bruge damp fra denne brønd i kraftproduktionen før året er omme,« siger Guðmundur Ómar Friðleifsson.

Flere brønde igang på samme tid

Målingerne af varmestrømmen vil fortsætte. Samtidigt arbejder IDDP på at udvikle metoder til at rense det supervarme vand for svovl, saltsyre og andre stoffer, som tærer på eller stopper rørene til igen.

Hvis der er for lidt grundvand til at producere stadig nyt supervarmt vand, kan nyt vand pumpes ned. Sådanne systemer er allerede udviklet til konventionelle geovarmanlæg, fortæller Guðmundur Ómar Friðleifsson.

Når den første brønd på Krafla er fuldført, skal IDDP efter planen vende tilbage til udgangspunktet.

Planen er at bore næste brønd ved Reykjanes i 2013 eller 2014.

»Vi er ikke alene om at udforske disse ressourcer,« understreger Guðmundur Ómar Friðleifsson.

»Japan begynder nu at bore dybt igen, det samme gør New Zealand, Italien og USA. Alle vil være med til at udforske dyb geoenergi, og vi samarbejder med alle,« siger han.

© forskning.no Oversættelse: Julie M. Ingemansson

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.