I vulcani potrebbero alimentare il mondo?

Fa caldo Foto aerea del cratere esplosivo di Viti in Islanda vicino al giacimento geotermico di Krafla.

Continuando a bruciare dalla formazione del sistema solare, il nucleo della Terra è un reattore nucleare che genera calore dalla rottura di elementi radioattivi come uranio, torio e potassio. Gli scienziati hanno sfruttato quel calore per decenni perforando pozzi profondi per alimentare le turbine. Ma ora i ricercatori sono stati in grado di attingere ancora più energia perforando nei vulcani e sfruttando il calore della roccia fusa. Se gli attuali pozzi geotermici vengono sostituiti con la nuova tecnologia, potrebbero fornire il 30% in più di energia rispetto alle attuali fonti di energia rinnovabile.

L'idea di sfruttare l'energia del magma proveniva da un paio di incidenti. Nel 1985, i lavoratori che effettuavano trivellazioni per un pozzo geotermico in Islanda si lanciarono in un'improvvisa e incontrollabile esplosione di vapore ad alta pressione. Gli scienziati pensano che il vapore sia originato da un serbatoio d'acqua che è sotto una tale pressione che quando inizia a bollire, l'acqua non può espandersi abbastanza da diventare vapore e rimane allo stato liquido. L'acqua in tale "stato supercritico" contiene enormi quantità di energia. L'acqua raggiunge questo stato una volta che raggiunge 222 bar di pressione e 374 ° C o superiore, e si trasforma in vapore quando la pressione diminuisce quando l'acqua sale verso la superficie.

Per i prossimi 2 decenni, i ricercatori hanno sognato di catturare il vapore superfluo dai fluidi supercritici e trasformarlo in energia elettrica. Mentre un tipico pozzo geotermico produce da 5 a 10 MW di elettricità, il geologo Wilfred Elders, professore emerito all'Università della California, a Riverside, afferma che i pozzi supercritici potrebbero potenzialmente produrre 10 volte tanto.

Il secondo evento inaspettato è accaduto nel 2009. L'islandese Deep Drilling Project (IDDP), un consorzio di società energetiche e scienziati, tra cui gli Anziani, aveva iniziato a perforare i pozzi supercritici del liquido teorizzati quando hanno colpito una tasca di magma. La roccia fusa ha rovinato le loro attrezzature, ma il team ha capito che il calore intenso potrebbe effettivamente aumentare la capacità di produzione del pozzo. Maggiore è la temperatura, più facile diventa per l'acqua entrare in uno stato supercritico, e il magma che versa nel loro pozzo è più caldo di 900 ° C. "Esiste un enorme potenziale energetico, un ordine di grandezza maggiore di quello che può essere prodotto dai sistemi geotermici convenzionali a 200-300 ° C", afferma Elders.

Per usare il magma per l'energia, i lavoratori non lo perforerebbero direttamente. Potrebbero invece attingere acqua superfluida nella vicina roccia riscaldata dal magma e usare il vapore per trasformare le turbine o fare vapore artificiale iniettando acqua dalla superficie. Nel 2011, i ricercatori hanno completato il pozzo appena sopra il magma, dove la temperatura non raggiungeva quasi i 900 ° C. Comunque, il vapore surriscaldato ben generato e 35 MW di elettricità a 500 ° C , Gli anziani e i suoi colleghi riferiscono nel numero attuale di geotermia . Per la prima volta, i ricercatori hanno dimostrato che era possibile creare pozzi geotermici supercritici potenziati dal magma.

Non è così semplice però. L'IDDP del 2011 ha sofferto di problemi meccanici dopo soli 2 anni di utilizzo e gli strumenti sono ancora in fase di sviluppo per resistere a condizioni così estreme. Anche la posizione è un problema: i sistemi riscaldati con Magma richiedono vulcani attivi, e anche lì è estremamente difficile trovare il magma da trapanare. È "un po 'come trovare un ago in un pagliaio", dice Bruce Marsh, professore del Dipartimento di Scienze della Terra e del Pianeta della Johns Hopkins University, che non è stato coinvolto nel lavoro. Questi tipi di pozzi non saranno facilmente replicabili, ma Marsh è pieno di speranza. "Forse dopo aver trovato alcune di queste cose, sapremo come cercarle", dice.

A parte il potere, Marsh dice di essere entusiasta del valore scientifico dei pozzi. Magma è difficile da studiare, osserva. I ricercatori di solito la analizzano come una roccia solida che è venuta in superficie o come solide carote. Ma ora gli scienziati potrebbero essere in grado di studiarlo da dove si trova all'interno della crosta e iniziare a capire cosa spinge i sistemi all'interno della Terra. "Abbiamo una tigre per la coda", dice Marsh. "È la differenza tra studiare qualcosa nello zoo e studiarlo in natura."

IDDP, nel frattempo, sta andando avanti con altri pozzi geotermici supercritici in Islanda presto, e progetti simili sono in corso in Nuova Zelanda e Giappone. "C'è un potenziale enorme là fuori", dice Marsh.

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