Ved hjelp av Thor, Islands største borerigg, har prosjektteamet boret seg ned på mer enn 4500 meters dyp.
Ved hjelp av Thor, Islands største borerigg, har prosjektteamet boret seg ned på mer enn 4500 meters dyp. (Foto: Statoil)

Magma kan gi mengder med geotermisk energi

IDDP har boret verdens varmeste geotermiske forskningsbrønn – helt ned i glohet vulkansk stein. Målet er å utvinne mer energirik damp for geotermisk kraftproduksjon. Statoil er med på prosjektet som ikke er uten risiko.

Motta nyhetsbrev fra Samferdsel & Infrastruktur

Ved et tidligere forsøk boret de ved feiltagelse direkte inn i magmaen, noe som førte til at boret ble stående fast. Et vulkanutbrudd er også en mulig fare ved et borehull. Hvis man lykkes å teknisk beherske den glødene heten, vil utbyggingen av jordvarmekraftverk i vulkanområder mangedobles – ikke bare i Island, men over hele verden.

Fakta:

DEEPEGS er et fireårig forskningsprosjekt som undersøker muligheter for utstrakt utnyttelse av høy-temperatur-systemer. Prosjektet, som ledes av HS Orka, i samarbeid med partnere fra Island, Frankrike, Tyskland, Italia og Norge, er en del av EU Horizon 2020 og har fått garantier på 20 millioner € for deltagelse i IDDP-2 brønnen på Reykjanes.

– Prosjektet må vise at man kan opprettholde et høyt produksjonsvolum over tid. Viser det seg at teknologien kan bli drivverdig, vil vi gjøre kommersielle vurderinger i etterkant. I første omgang vil vi se om det er mulig å verifisere konseptet, sier leder for forskning og teknologi innen fornybar energi i Statoil, Hanne Wigum.

IDDP IDDP – The Iceland Deep Drilling Project – skal undersøke om vann med høy temperatur kan utvinnes fra dype reservoarer og brukes til kraftproduksjon. Prosjektet ble etablert i år 2000 av et konsortium av tre islandske energiselskap sammen med landets energimyndigheter.

Befaring på Reykjanes med (f.v.) Hanne Wigum flankert av to medarbeidere fra Statoil, Albert Albertsson, Þór Gíslason, Ari Stefánsson (alle HS Orka) og Carsten Sörlie (Statoil). Foto: DDP / G.Ó. Fri∂leifsson

– IDDP er et langsiktig forsknings- og utviklingsprosjekt som det kan ta et tiår eller to å fullføre. Løsningen er per i dag ikke et alternativ for å møte energibehovene i nær fremtid, sier sjefgeolog Gudmundur Ómar Fri∂leifsson i HS Orka. 

Ned i det ukjente

Formålet med IDDP er å finne ut om det er økonomisk mulig å utvinne energi og kjemikalier fra hydrotermiske system ved superkritiske forhold. På Reykjanes har de boret brønner inn i reservoarer med vann som er varmet opp av jordens magma.

– IPPD er et fremtidsprosjekt, vi er på en måte i fremtiden. Vi er de første i verden som prøver på noe slikt, sier Fri∂leifsson.

Teorien er at dersom man borer dypt i et område, der du har en høy entalpi eller mye energi – altså at du har vann i en fase med superkritisk damp – så kan man produsere overhetet damp på overflaten som gir svært mye mer energi, samtidig som en bruker et lite areal.

Boring i magma gir du ny geologi og ny kjemi for hvert nytt borehull. Foto:  Wikimedia

For hver boring i dypet det mange ukjente faktorer, og man kan ikke enkelt overføre erfaringen og kunnskapen om et borehull til et annet. Hver nye brønn gir ny geologi og ny kjemi.

Jo dypere borekronene kommer, jo varmere blir det ved enden av hullet. Drillen tar gode 16 m per dag, og temperaturen øker med 100 °C for hver kilometer. Magma blir ved en temperatur på rundt 1000 °C for glohet og for tettflytende for boreutstyret.

– Dette er et forskingsprosjekt som er utfordrende og har høy teknisk risiko. Det er mange elementer som må løses, sier Wigum.

Vi er de første i verden som prøver på noe slikt.

- Gudmundur Ó. Fri∂leifsson

Metodene som er utviklet innen olje & gass er svært gode. Men de er ikke utviklet for magma, og det melder seg noen spørsmål. Vil rør og ventiler tåle det ekstreme trykket og den enorme temperaturen? Vil forskerne kunne kontrollere det dypeste borehullet et vulkansk område?

– Borehull 15 var en 2,5 km dyp produksjonsbrønn. For IDDP-2 besluttet vi å gå ned til 5 km. Brønnen ble verdens varmeste geotermiske produksjonsbrønn og boringen ble utført av HS Orka, Statoil og IDDP, forteller Fri∂leifsson. 

Fase 2: Ting tar tid

Prosjektet nådde en viktig milepæl i januar, da de fikk konstatert tilfredsstillende geologiske forhold. Konklusjoner fra testboringen var blant annet: Det er mulig å bore en 5 km dyp brønn, og det er mulig å håndtere 400-500 °C varm væske. Men det er ikke mulig å forutsi den kjemiske sammensetningen av væsken før du borer.

Beregninger tilsa at de måtte minimum ha en temperatur på mer enn 374 °C og et trykk på 221 bar for å nå superkritiske betingelser.

– Under boring målte vi temperatur på 426 °C og et trykk på 340 bar. Verdiene vi nådde var over minimum av det vi måtte ha, og vi kunne konstatere at forholdene er riktige for superkritisk damp. I så måte har første fase vært vellykket. Nå trenger vi å samle og analysere data, sier Fri∂leifsson.

Ved å bore ned i magmaen kan produsere overhetet damp som gir svært mye energi. Illustrasjon: Statoil

Arbeidet er tidkrevende, det tar lang tid å forberede en fase. Hver fase koster mange penger, og det er mange usikre faktorer knyttet til prosjektet.

– Vi har pumpet vann ned i brønnen som planlagt, nå må den få kjøle seg ned frem til neste fase. Da skal vi etablere en flow-line og gjennomføre strømningstester. Materialvalg i utstyret blir viktig, det må tåle høyere temperatur og høyere trykk enn vi er vant til å jobbe med. Vi må også ta høyde for at det kan være vanskelig kjemi i dampen. Derfor utfører vi testing i samarbeid med gassindustrien, forteller Fri∂leifsson.

Miljøvennlig energipotensial

Geotermisk energi er en fornybar energiressurs som er globalt tilgjengelig, og som, i motsetning til sol- og vindenergi, gir stabil varme- og strømproduksjon.

– IDDP er et langsiktig forsknings- og utviklingsprosjekt som det kan ta et tiår eller to å fullføre, sier prosjektleder Gudmundur Ó. Fri∂leifsson. Foto: Oddgeir Karlsson / HS Orka

– I et langsiktig perspektiv kan geotermisk energi komme til å bli en viktig fornybar ressurs, og Statoil har derfor begynt å forske på det teknologiske og økonomiske potensialet, sier Wigum.

– I tillegg til at vi har kompetanse på boring bringer vi blant med oss HMS, som det er svært viktig å ivareta, sier hun.

Til nå har geotermisk kraftproduksjon hatt en nisjerolle i en raskt voksende sektor for fornybar energi. Globalt installert kapasitet er vel 13 GW. Hvis man lykkes å teknisk beherske den glødene heten, vil utbyggingen av jordvarmekraftverk i vulkanområder mangedobles – ikke bare i Island, men over hele verden.

– Fra en produksjonsbrønn med superkritiske betingelser kan vi kanskje ta ut 46 MW, mot 3 MW fra en konvensjonell geotermisk brønn, sier Fri∂leifsson.

Dette konseptet kan også brukes andre steder, der det er yngre vulkanske bergarter. De har kommet lengst med planer for boring i Italia, Japan og New Zealand – der følger de interessert med på utviklingen på Island.

VANN/16. februar 2018

Vann vår usynlige ressurs

Vann er utgangspunktet for et sivilisert samfunn, men det glemmer vi. Et av de grunnleggende kravene i befolkningen er trygg drikkevannsforsyning slik at vi ikke utsettes for risiko. Men det er ingen selvfølge i fremtiden, forteller forsker Arve Heistad ved NMBU. Les hele saken

SAMFERDSELSPROSJEKTER/16. februar 2018

Kan gi halve befolkningen en grønnere bo- og transporthverdag

Ordførere og byråder fra de ni største byområdene kommer denne uken til Samferdselsdepartementet og Kommunal- og moderniseringsdepartementet. Tema er de kommende forhandlingene mellom staten og byområdene om hvilke virkemidler og ressurser som skal inngå i byvekstavtalene. Målet for disse avtalene er bedre mobilitet og transportløsninger for innbyggerne, slik at veksten i persontransport tas med kollektivtransport, sykkel og gange. Les hele saken

Til toppen