Nel giugno 2009, un trapano che ha forato migliaia di metri nella roccia vulcanica dell'Islanda nord-orientale si è bloccato inaspettatamente. Dopo averlo estratto, i ricercatori hanno scoperto che era racchiuso in una roccia simile al vetro, ricca di silice chiamata riolite. Era magma solidificato; il trapano aveva esposto una tasca di magma, in profondità nella terra, e il magma si era raffreddato, bloccando il trapano.
Questo è stato il primo sforzo del progetto di perforazione profonda dell'Islanda, un'esplorazione della geologia e della fattibilità di un nuovo tipo di energia geotermica basata su liquido super caldo e super compresso trovato nel sottosuolo. Ora, più di sette anni dopo, ci sono di nuovo, estendendo un trapano simile ancora più sotto la superficie della scarsa penisola di Reykjanes sul lato sud-occidentale dell'Islanda. Meno di due settimane fa, l'IDDP-2 ha raggiunto i 3.640 metri di profondità, diventando il buco più profondo mai realizzato in Islanda.
Colpire il magma è stato un incidente, spiega Wilfred Elders, uno dei principali investigatori dell'IDDP e professore emerito di geologia all'Università della California, a Riverside. A parte i danni alle attrezzature e il ricominciare da capo in una parte diversa del paese, ha fornito alcuni spunti interessanti sul tipo di roccia nella regione. Ha anche prodotto energia per un breve periodo, e questo è l'obiettivo finale del progetto in primo luogo.
"Se siamo in grado di dimostrare il concetto di utilizzare fluidi supercritici qui, questo potrebbe essere fatto ovunque possiamo perforare quel tipo di temperature e pressioni", afferma Robert Zierenberg, professore di geochimica presso l'Università della California, Davis e un altro investigatore principale.
Quindi, in un certo senso, IDDP-2 è una prova del concetto. Ma è grande, con un costo di circa $ 15 milioni, guidato dalle più grandi compagnie elettriche islandesi, nonché dalla National Energy Authority of Iceland, e in collaborazione con università internazionali. Già alimentato interamente da energia geotermica e idroelettrica, il paese di 300.000 ha ritenuto opportuno correre un rischio su geotermia più efficiente, il tipo che potrebbe, nel tempo, fornire un complemento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, alle operazioni intermittenti di energia eolica e solare.
Geothermal, afferma Bill Glassley, direttore esecutivo della California Geothermal Energy Collaborative presso l'Università della California, Davis, ha il potenziale per alimentare il mondo intero, in modo pulito, a tempo indeterminato.
In generale, l'energia geotermica viene prodotta estraendo l'acqua riscaldata da un pozzo profondo, direttamente tramite vapore o tramite uno scambiatore di calore, e utilizzandola per azionare una turbina. Maggiore è la temperatura, più efficiente è il sistema.
"Fino a tempi relativamente recenti, l'energia geotermica si è concentrata sulla frutta a basso consumo", afferma Glassley, che non è stato coinvolto nell'IDDP. "[IDDP è] una specie di sforzo preliminare per spostarsi nella direzione di poter accedere a quelle risorse a temperature molto più elevate."
Ma per l'IDDP, non è solo la temperatura. Alle profondità che stanno perforando, la pressione è così alta che l'acqua non può diventare vapore. A una temperatura sufficientemente elevata - 378 gradi Celsius e 220 bar - diventa un fluido supercritico, con le sue proprietà e molta più energia del vapore.
"La nostra modellazione indica che la produzione di fluido supercritico significa che avremmo un pozzo che potrebbe produrre un ordine di grandezza più energia elettrica rispetto a un pozzo subcritico convenzionale", afferma Elders. Potrebbero arrivare a 50 megawatt, generalmente descritti come energia per 50.000 case.
Una volta che il trapano da 8, 5 pollici di diametro raggiunge la profondità target di 5.000 metri, scopriranno se la roccia ha le fratture e l'acqua necessarie per estrarre direttamente il fluido supercritico o se dovrà essere pompato, un processo che delicatamente introduce fratture mentre l'acqua relativamente fredda si riscalda. (Non è affatto come il fracking, i ricercatori sono pronti a sottolineare.)
L'Islanda è stata la casa ideale per diversi motivi. Le compagnie energetiche sono state disposte a correre un rischio su una tecnologia che non pagherà subito, dice Elders, e il paese è già aperto e persino dipendente da fonti di energia rinnovabile. Geograficamente, il progetto aveva bisogno di un luogo in cui potevano perforare vicino all'attività vulcanica, ma (si spera) evitare di colpire il magma reale, che, sebbene contenga molta energia, non può essere usato per far funzionare una turbina e probabilmente distruggerebbe il trapano comunque. Nonostante lo sforzo precedente, l'Islanda è stata relativamente ben monitorata e, poiché si trova sulla cresta del Medio Atlantico, le condizioni che i perforatori stanno cercando di raggiungere si trovano relativamente vicino alla superficie.
Ci sono una manciata di altri posti che potrebbero fornire siti adatti in futuro - non sorprende, insieme ad altri luoghi con vulcani e attività sismica, come gli Stati Uniti occidentali, la Nuova Zelanda, l'Italia e la spaccatura dell'Africa orientale. Ma mentre il successo in questo particolare pozzo trivellato potrebbe fornire ad altri paesi e aziende la sicurezza di cui hanno bisogno per avviare i propri progetti, c'è ancora molto lavoro da fare prima che inizi a produrre energia. Devono misurare le condizioni, posizionare un liner nel foro, lasciarlo riscaldare, testare il flusso e costruire una centrale elettrica per convertire il fluido supercritico in elettricità.
“Non lo sapremo fino a quando non lo avremo fatto con successo, come potrebbe essere l'economia. Se riusciremo a produrre un pozzo supercritico a Reykjanes che abbia sufficiente acqua supercritica per generare l'equivalente di 50 megawatt, allora avremo dimostrato il concetto ", afferma Elders. "Ci vorranno decenni per svilupparlo come processo industriale e provarlo in altre parti del mondo."
