توصل العلماء في أيسلندا إلى خطة طموحة للحفر في غرفة الصهارة البركانية للحصول على كمية وفيرة من الطاقة الحرارية الأرضية النظيفة والساخنة للغاية.
المشروع، الذي سيكون الأول علميًا في حالة نجاحه، سيشهد حفر آبار على عمق حوالي 1.3 ميلًا عبر القشرة الأرضية في بركان يعرف باسم كرافلا، يقع في شمال شرق أيسلندا.
مع وجود أكثر من 200 بركان، تعد أيسلندا بالفعل رائدة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية حيث يتم استخراج الحرارة أو بخار الماء الساخن وفصله إلى ماء سائل وبخار.
يتم بعد ذلك تمرير البخار من خلال توربينات تنتج الكهرباء المستخدمة لتشغيل وتدفئة العديد من الدفيئات الزراعية، المستخدمة لتحقيق مستويات عالية من إنتاج الغذاء المحلي، وكذلك للتدفئة.
يتم تدفئة حوالي 90% من المنازل في أيسلندا عن طريق الطاقة الحرارية الأرضية، وفقًا لموقع Energy Transition، وهو موقع إلكتروني للطاقة الخضراء.
ومع ذلك، فإن الطاقة الحرارية الأرضية أكثر برودة من البخار في محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري، حوالي 482 درجة فهرنهايت و842 درجة فهرنهايت، على التوالي، وبالتالي فإن الاستفادة من غرفة الصهارة يمكن أن يطلق العنان لإمدادات طاقة قوية للغاية ويعزز مخزون الطاقة الإجمالي في البلاد.
قال جون إيشيلبرجر، عالم البراكين في جامعة ألاسكا فيربانكس، لمجلة نيو ساينتست: «إنها غير فعالة تمامًا في درجات الحرارة المنخفضة هذه، لذلك هناك اهتمام بمحاولة تطوير الطاقة الحرارية الأرضية شديدة الحرارة».
وقال مدير المشروع بيورن ثور جوموندسون لصحيفة ديلي ميل: “إن الغرض من إنتاج الطاقة من الطاقة الحرارية الأرضية شديدة الحرارة القريبة من الصهارة هو أن هذه الآبار أقوى من حيث إنتاج الطاقة من الآبار التقليدية”.
“يمكننا حفر بئر واحدة بدلاً من 10 للحصول على نفس إنتاج الطاقة.”
سيعتمد المشروع، الذي تتولى تنفيذه منظمة Krafla Magma Testbed (KMT)، وهي منظمة أيسلندية لأبحاث الصهارة، على الجهود التي بذلت عام 2009 للحفر بالقرب من إحدى غرف الصهارة Krafla بواسطة فريق من محطة كهرباء قريبة أنتجت الطاقة الحرارية الأرضية من البركان منذ السبعينيات.
كان الهدف من هذا المشروع هو فقط الاقتراب من الغرفة لاستكشاف خيارات الطاقة الحرارية الأرضية، لكن الغرفة لم تكن عميقة كما كان متوقعًا، وقد اخترق المشروع عن طريق الخطأ قبو الصهارة.
ضرب الحفر الصهارة وأدى إلى تآكل الفولاذ الموجود في أغلفة البئر، كما دمرت الحرارة البالغة 842 درجة فهرنهايت البئر.
ويعمل علماء حزب الكومينتانغ على مواد قادرة على تحمل الحرارة الحارقة في المشروع القادم.
وأكد المشروع بشكل حاسم أن الحفر في غرفة الصهارة لا يتسبب في ثوران البركان، وفقا لمجلة نيو ساينتست.
وقال جوموندسون لصحيفة ديلي ميل: “أحد الأهداف الرئيسية لحزب الكومينتانغ هو تطوير الآبار بالمواد المناسبة التي يمكنها تحمل هذه الظروف”.
يعد بركان كرافلا أحد أكثر البراكين انفجارًا في البلاد، حيث انفجر حوالي 29 مرة منذ استيطان البلاد لأول مرة، على الرغم من أن ثورانه الأخير كان في عام 1984.
وكان البركان الذي اندلع في ديسمبر/كانون الأول الماضي بالقرب من بلدة غريندافيك لصيد الأسماك، في الجزء الجنوبي الغربي من أيسلندا.
وكتب علماء من KMT في ورقة بحثية عام 2018: “إن الاستفادة من البخار شديد الحرارة أو فوق الحرج من مصدر الحرارة المجاور يمكن أن يعزز نقل الطاقة إلى السطح من حيث الحجم وكفاءة التحويل إلى كهرباء بمقدار 3.5 مرة”.
“عند دمجها مع مزايا التشغيل المستمر (تحميل السرير)، وغياب الحاجة إلى نقل الوقود أو النفايات، وانبعاث الكربون المحدود، والتقدم في نقل الطاقة لمسافات طويلة HVDC (التيار المباشر عالي الجهد)، يمكن للطاقة الحرارية الأرضية أن تغير النظام الكهربائي. لعبة الطاقة تماما.”
سيساعد المشروع أيضًا علماء حزب الكومينتانغ على مراقبة غرفة الصهارة من خلال تطبيق رقابة من شأنها أن تأخذ قراءات الضغط، مما قد يحسن توقعات الانفجارات.
ومن الممكن أن تشمل التجارب الأخرى في وقت لاحق من هذا العقد حقن السوائل في الغرفة لتغيير الضغط ودرجة الحرارة، وقياس النتائج، وفقًا لصحيفة ديلي ميل.
وكتب علماء من KMT في ورقة بحثية عام 2018: “إن المشروع مدفوع بالحاجة إلى فهم أنظمة الصهارة، وتحسين استراتيجيات مراقبة البراكين، وتطوير الجيل التالي من الطاقة الحرارية الأرضية ذات المحتوى الحراري العالي”.
“إن مراقبة ملف درجة الحرارة في سقف غرفة الصهارة ستكشف عن تدفق الحرارة الفعلي من الصهارة إلى النظام الحراري المائي، ومراقبة غير مسبوقة ستختبر كلاً من وعد واستدامة أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية فائقة السخونة (SHGS).
وأضاف العلماء أن SHGS هي أنظمة تزيد درجة حرارتها عن 662 درجة فهرنهايت.
