I juni 2009 satt et bor borende tusenvis av meter inn i den vulkanske bergarten på det nordøstlige Island, uventet. Etter å ha trukket den ut, oppdaget forskere at den var innkapslet i en glasslignende, silisiumrik bergart kalt rhyolit. Det var størknet magma; boret hadde utsatt en lomme med magma, dypt i jorden, og magmaen hadde avkjølt seg, og satt fast opp boret.
Det var Island Deep Drilling Project sin første innsats, en undersøkelse av geologien og gjennomførbarheten til en ny type geotermisk kraft basert på super varm, superkomprimert væske funnet dypt under jorden. Nå, mer enn syv år senere, er de på gang igjen, og strekker seg en lignende drill enda lenger under overflaten på den sparsomme Reykjanes-halvøya på Islands sørvestlige side. For mindre enn to uker siden nådde IDDP-2 3640 meter i dybden, og ble det dypeste hullet som noen gang har blitt boret på Island.
Å slå magmaen var en ulykke, forklarer Wilfred Elders, en av de viktigste etterforskerne på IDDP og en professor emeritus for geologi ved University of California, Riverside. Bortsett fra skader på utstyret og begynnelse på nytt i en annen del av landet, ga det en viss innsikt i bergartstypen i regionen. Den produserte til og med kraft i kort tid, og det er det endelige målet for prosjektet i utgangspunktet.
"Hvis vi kan bevise konseptet med å bruke superkritiske væsker her, kan dette gjøres hvor som helst vi kan bore til den slags temperaturer og trykk, " sier Robert Zierenberg, professor i geokjemi ved University of California, Davis og en annen hovedetterforsker.
Så på en måte er IDDP-2 et bevis på konsept. Men den er en stor en, med en kostnad på rundt 15 millioner dollar, drevet av Islands største kraftselskaper, så vel som Nasjonalt energitilsyn, og i samarbeid med internasjonale universiteter. Landet på 300 000 har allerede drevet helt av geotermisk og vannkraft, og har funnet det hensiktsmessig å ta en risiko for mer effektiv geotermisk energi - det som i tid kan gi et komplement 24 timer i døgnet til vind og solenergi.
Geotermisk, sier Bill Glassley, administrerende direktør i California Geothermal Energy Collaborative ved University of California, Davis, har potensialet til å drive hele verden, rent, på ubestemt tid.
Generelt produseres geotermisk kraft ved å trekke ut oppvarmet vann fra en dyp brønn, enten via damp direkte eller via en varmeveksler, og bruke den til å drive en turbin. Jo større temperatur, jo mer effektivt er systemet.
"Geotermisk kraft har inntil relativt nylig konsentrert seg om lite hengende frukt, " sier Glassley, som ikke har vært involvert i IDDP. "[IDDP er] en slags foreløpig innsats for å bevege deg i retning av å kunne få tilgang til de mye høyere temperaturressursene."
Men for IDDP er det ikke bare temperatur. På dypet de borer, er trykket så høyt at vannet ikke kan bli damp. Ved høyt nok temperaturtrykk - 378 grader celsius og 220 bar - blir det en superkritisk væske, med sine egne egenskaper og mye mer energi enn damp.
"Modelleringen vår indikerer at det å produsere superkritisk væske betyr at vi ville ha en brønn som kan produsere en størrelsesorden mer elektrisk kraft enn en konvensjonell subkritisk brønn, " sier Elders. Det kan være opptil 50 megawatt, generelt beskrevet som strøm til 50 000 hjem.
Når boret på 8, 5 tommer i diameter når måldybden på 5000 meter, vil de finne ut om berget har bruddene og vannet som er nødvendig for å trekke ut superkritisk væske direkte, eller om det vil måtte pumpes ned, en prosess som forsiktig introduserer brudd når det relativt kjølige vannet varmes opp. (Det er overhode ikke som fracking, forskere er raskt ute med å påpeke.)
Island har vært det ideelle hjemmet av flere grunner. Energiselskapene har vært villige til å ta en risiko for en teknologi som ikke vil utbetale med en gang, sier Elders, og landet er allerede åpent for og til og med avhengig av fornybare energikilder. Geografisk trengte prosjektet et sted hvor de kunne bore nær vulkansk aktivitet, men (forhåpentligvis) unngå å treffe faktisk magma, som, selv om det inneholder mye energi, ikke kan brukes til å kjøre en turbin, og sannsynligvis vil ødelegge bore uansett. Til tross for den forrige innsatsen har Island blitt forholdsvis godt kartlagt, og når det ligger på Midt-Atlanterhavsryggen, ligger forholdene borerne prøver å nå relativt nær overflaten.
Det er en håndfull andre steder som kan tilby egnede steder i fremtiden - overraskende, sammen med andre steder med vulkaner og seismisk aktivitet, som det vestlige USA, New Zealand, Italia og den østafrikanske rasen. Men selv om suksess i dette bestemte borehullet kan gi andre land og selskaper tillit til at de trenger for å starte sine egne prosjekter, er det mye arbeid som må gjøres før det begynner å produsere energi. De må måle forholdene, plassere en foring i hullet, la det hele varme opp, teste strømmen og bygge et kraftverk for å konvertere den superkritiske væsken til strøm.
”Vi vet ikke før vi har gjort det, hvordan økonomien kan se ut. Hvis vi lykkes med å produsere en superkritisk brønn på Reykjanes som har tilstrekkelig med superkritisk vann til å generere tilsvarende 50 megawatt, vil vi ha bevist konseptet, sier Elders. "Det vil ta flere tiår å utvikle det som en industriell prosess og prøve det i andre deler av verden."
