Tapping Rocks for Power

Brug tid i den franske landsby Soultz-sous-Forêts, og du vil sandsynligvis opleve et menneskeskabt jordskælv. Vibrationerne – nogle så høje som 2,87 på Richter-skalaen – er det mest iøjnefaldende element i et forskningsprogram for vedvarende energi, der kan lykkes, hvor andre har fejlet.

Ved at bryde granitgrunden, der ligger fem kilometer under overfladen, og pumpe supersaltvand ind, udvinder et hold franske, tyske og schweiziske ingeniører klippens termiske energi, og de planlægger at bruge den til at producere forureningsfri elektricitet. Det vil de i hvert fald, hvis de lokale beboere stiller sig til lidt mere rystelser.

Projektet er den hidtil mest avancerede indsats for at indfri løftet om såkaldt hot-rock-minedrift. Siden 1970'erne har geotermiske ingeniører mange gange forsøgt at skubbe nok væske gennem varme klipper til at fange energi i kommerciel skala. Nu har Soultz-projektet opnået de højeste strømningshastigheder i verden gennem nogle af de varmeste sten. På dette tidspunkt næste år forventer de at omdanne denne varme til mindst 1,5 megawatt vedvarende energi til nettet.

Konceptet med hot-rock minedrift er vildledende simpelt. To eller flere brønde bores i varmt grundfjeld, og det mellemliggende grundfjeld sprænges med hydrauliske sprængninger. Derefter pumpes saltlage ind i en eller flere indsprøjtning brønde, og det strømmer gennem klippen til en eller flere produktion brønde, der opvarmes, mens den bevæger sig. Når det salte vand når overfladen af ​​en produktionsbrønd, udtømmes dets varme for at producere strøm eller bruges til områdeopvarmning og returneres derefter til injektionsbrøndene.

På trods af sin enkelhed har dette koncept fejlet flere gange. I 1970'erne viste et banebrydende projekt iværksat af Los Alamos National Laboratory, at man kunne bryde sten og cirkulere saltlage for at udvinde varme. Men det projekt kunne aldrig få nok saltlage ind – og derfor nok varme ud – til at gøre processen konkurrencedygtig med konventionelle kraftværker, der brænder fossile brændstoffer som kul eller naturgas.

Gunnar Grecksch, en geofysiker og hot-rock fraktureringsekspert ved Leibniz Institute for Applied Geosciences i Hannover, Tyskland, siger, at opfølgende indsats i Storbritannien og Japan mislykkedes af samme grund: fraktureringen af ​​klipperne var aldrig tilstrækkelig. Flowmodstand er stadig hovedproblemet, siger han. I ingen af ​​disse projekter var strømningshastighederne i det område, du har brug for til et kommercielt system.

Soultz-projektet blev påbegyndt i 1987 og finansieret af Europa-Kommissionen. Siden 2001 har det været styret af et konsortium af europæiske energiselskaber, herunder Shell og Electricité de France. Franske, tyske og schweiziske forskningsbureauer støtter videnskaben.

Nøglen til dens succes til dato har været omhyggelig geologisk analyse, som sikrer, at de placerer deres brønde til at ramme de rigtige sten. I 1997, efter ti års arbejde, demonstrerede projektet imponerende strømningshastigheder, der flyttede brine opvarmet til 140 grader Celsius med en hastighed på 25 liter i sekundet og en dybde på 3,6 kilometer. Og modstanden var mindre end halvdelen af ​​modstanden i Los Alamos.

Det positive resultat opmuntrede projektets ledere til at skubbe deres brønde dybere ned i 200 graders celsius granit fem kilometer dybt - og sidste efterår lukkede de endelig for hanerne. Daniel Fritsch, projektkoordinator, siger, at systemet formentlig kunne klare 40 til 50 liter i sekundet med tilføjelsen af ​​pumper, der vil blive installeret i brøndene til sommer - en anden form for teknologisk udfordring givet de belastende temperaturer, der er involveret, som få pumper er i stand til at modstå. Derefter er planen at bygge et pilotelektrisk anlæg i begyndelsen af ​​2007 til at generere 1,5 megawatt, omtrent det samme output som en af ​​nutidens tårnhøje vindmøller. Men hot-rock-anlægget går ikke i tomgang hver gang vinden lægger sig, og bør producere omkring tre gange mere energi om året.

Fritsch siger, at for at dække udgifterne til sit udstyr og for at skabe et overskud, skal projektet dog producere tættere på fem megawatt. For at producere mere kraft skal de dog mere end fordoble flowhastigheden til omkring 100 liter/sekund, hvilket kan være en udfordring på grund af den store mængde rystelser, som deres eksplosioner forårsager på overfladen. Retssager fra nogle utilfredse borgere, der hævder skade på ejendom, har begrænset Fritschs vilje til at bruge stærkere hydrauliske sprængninger. For mange lokale mennesker virker det dog som meget ståhej om ingenting. Den lokale journalist Bernard Stéphan, der bor to kilometer fra projektets ground zero, siger, at hans hjem ikke er blevet påvirket af eksplosionerne. Og Soultz-sous-Fôrets borgmester Alfred Schmitt siger, at der ikke er noget problem.

Ikke desto mindre, i stedet for at bruge stærkere hydrauliske sprængninger til at åbne klipperne yderligere, planlægger Fritsch at supplere sprængningen med en ny metode: at hælde syre i brøndene. Ideen er at opløse saltaflejringer i sprækkerne umiddelbart omkring brøndene. Fritsch siger, at test i Italien med syre har forbedret funktionen af ​​nogle geotermiske brønde med en faktor 10.

Peter Fairley er en skribent, der bidrager til Technology Review, med base i Paris.

skjule