Je leest:

Stroom uit de vulkaan

Stroom uit de vulkaan

Auteur: | 7 december 2012

Met geothermie warmte en energie winnen bij een vulkaan: de duurzame energie lijkt voor het oprapen te liggen. Toch klinkt het ook spannend; als er tijdens het boren wat mis gaat, kan er wel een stroom lava vrijkomen die met kracht naar buiten wil. Is geothermie bij een vulkaan de risico’s wel waard?

Egs vulkaan
Stoomputten in hard gesteente in de buurt van een vulkaan.
YT

Traditionele geothermieprojecten benutten warmwaterreservoirs in de aardkorst om er heet water uit op te pompen. Het Amerikaanse bedrijf Alta Rock Energy kreeg dit najaar een vergunning voor een bijzonder geothermieproject in de buurt van een vulkaan. Als demonstratieproject voor een nieuwe boortechniek gaat het bedrijf het keiharde hete gesteente rond de Newberry-vulkaan in Oregon (VS) met speciale boortechnieken poreus maken en zo zelf een warmwaterreservoir voor geothermie maken. Dat lijkt nieuw, maar het boren bij vulkanen begon een eeuw geleden in Italië al met de eerste geothermische electriciteitscentrale in Larderello (Toscane). Die levert nog steeds stroom aan één miljoen huishoudens.

Dit Engelstalige filmpje over de Newberry Enhanced Geothermal Systems (EGS) legt uit hoe je kokend water uit de buurt van een vulkaan haalt.

Enhanced Geothermal Systems

Het demonstratieproject van Newberry Enhanced Geothermal Systems (EGS) legt de komende maanden een ondergronds haarvatenstelsel aan in heet, ondoordringbaar gesteente op enkele kilometers afstand van de vulkaan.

Small
Er wordt geboord langs twee boorgaten (rood, 5). Door het 3e boorgat (blauw, 6), wordt koud water toegediend waardoor het hete gesteende scheurt. Stof en gruis spoelen weg.

Om koud water de hete, harde steenlaag bij de vulkaan in te krijgen, moet het gesteente doordringbaar gemaakt worden. Dat gebeurt door rond het boorgat koud water met kracht door bestaande scheuren en scheurtjes te persen. Het vrijkomende gruis spoelt weg met het water.

De steenlagen rond het boorgat worden zo langzaam poreus. Dan wordt er koud water door de hete steenlaag worden gepompt. Dat gaat in een mum van tijd koken. Het wordt naar boven gepompt om er energie mee op te wekken.

Alta Rock wil met het voorbeeldproject de wereld tonen dat met deze techniek vrijwel overal ter wereld kokend water uit de aarde te putten is. De boormaatschappij schetst in het filmpje hierboven een economie die vrijwel draait op duurzame EGS-energie. De lat ligt hoog voor het bedrijf want wereldwijd volgen veel technici het proces, maar is er inmiddels al kokend water omhoog gepompt?

Het boorproces in Oregon is in volle gang. Op 18 oktober werd voor het eerst een enorme druk opgebouwd (1600 psi) in de ondergrond op locatie NWG 55-29. Een onverwachte nachtvorst beschadigde echter de boorapparatuur, waarop een beveiligingsinstallatie het boorsysteem stop zette. Is de boortechniek ook bruikbaar elders in de wereld, in vulkanenland Indonesie of in polderland-Nederland? Het fenomeen komt in ieder geval onze kant op. In het Engelse Cornwall gaat in 2013 ‘Eden’ van start, de eerste Europese EGS-centrale.

Risico’s

Het boorgat in Oregon is 6.3 kilometer verwijderd van de ‘jonge’ Newberry-vulkaan. Het gesteente om het boorgat heen heeft een temperatuur van 315 °C en laat op dit moment geen water of andere vloeistoffen door. Door het gesteente doordringbaar te maken, verandert de ondergrondse situatie aanzienlijk. Wat als het magma in de aardkern zich met kracht naar buiten perst? Is het proces bij een kunstmatige veroorzaakte eruptie nog te beheersen?

Het EGS-project in het Australische Cooper Basin leverde in 2009 enkele aardschokken op. Het project is enige tijd stilgelegd. De recente vulkaanuitbarsting op IJsland legde alleen al met nauwelijks zichtbare asdeeltjes het complete luchtverkeer boven Europa stil. Wat als het mis gaat met het boren vlak bij de vulkaan in Oregon? Die vraag leggen we voor aan vulkaanexperts in Delft en Utrecht.

Hoofdonderzoeker geothermie bij TNO en bijzonder hoogleraar bij de Universiteit Utrecht Jan-Diederik van Wees: “Over de hele wereld wordt routinematig in vulkanen geboord naar gesteente met vergelijkbare temperatuur. Nederland boorde rond 1930 in vulkanen in Kamojang (Java, Indonesië). Daarom ben ik niet erg bezorgd. Een spectaculaire nieuwe ontwikkeling is het boren naar de magmakamer om water van hogere temperatuur tot 700 °C te tappen.”

Ook bij andere vulkanen

Assistent-professor in Petrophysics en hoofd van het Geoscience & Engineering Laboratory TU Delft, Karl-Heinz Wolf: “EGS is niet nieuw. De uitdaging zit in het breken van vulkanische gesteente. Als poreuze lavalagen en harde steenlagen onder tektonische druk scheuren, krijg je een ‘scheurenreservoir’ waar water in kan lopen. Als je die met hydraulische ingrepen met elkaar weet te verbinden, ontstaat een fantastisch reservoir. Het rendement van energiewinning ligt bij vulkanen inderdaad hoger. Ook hier geldt: high risk, high gain. In waterrijke lagen op IJsland zijn testputten geweest die jarenlang stoom hebben geproduceerd onder hoge druk en hoge temperaturen.”

Geiser wiki
Geiseruitbarsting op IJsland
Wiki Commons

Kan er ook iets misgaan bij het boren van een kraterbron? Wolf lijkt niet bang voor een opgewekte uitbarsting door het boren, maar: “Je moet meer boren, het gaat trager en bij het aanboren van de bron moet je even wennen aan de hoge druk stoompuls. Dat is te ondervangen door met zware vloeistoffen te boren. Als de techniek in Oregon voldoet, moet EGS ook elders te gebruiken zijn, ook bij vulkanen in Indonesië.” En de veiligheid van het systeem? “Er is een boorgat van een halve meter. Daar zitten terugslagsystemen op die in werking treden als de druk teveel toeneemt.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 december 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.