Icelandic Deep Drilling Project ( IDDP ) on projekti , jonka tavoitteena on luoda ja kehittää teknologioita geotermisen energian talteenottoon syvistä kaivoista, joissa geoterminen neste on ylikriittisessä tilassa. Hankkeen aloitti vuonna 2000 islantilaisten energiayhtiöiden konsortio: Hitaveita Suðurnesja , Landsvirkjun , Orkuveita Reykjavíkur ja OrkustofnunVuonna 2001 perustettiin kansainvälinen neuvonantajaryhmä SAGA (Science Applications Group of Advisors) antamaan tieteellistä ja teknistä tukea projektille. Siihen osallistuu asiantuntijoita 12 maasta, mukaan lukien Yhdysvalloista , Kanadasta , Islannista , Saksasta , Ranskasta , Italiasta , Venäjältä , Uudesta-Seelannista ja Japanista [1] .
Hankkeen päätavoitteena on kehittää teknologioita energian tuottamiseksi syvistä hydrotermisistä altaista, joissa vesi on ylikriittisessä tilassa. Perinteiseen nesteeseen verrattuna ylikriittisellä nesteellä on huomattavasti pienempi viskositeetti ja tiheys. Tästä johtuen ylikriittisen jäähdytysaineen kiertonopeus voi olla huomattavasti suurempi. Tällaisen järjestelmän tehon on arvioitu olevan 10 kertaa suurempi kuin perinteisen järjestelmän: Islannin tyypillisestä 2,5 km:n kaivosta saatu energia tuottaa noin 5 MW:n sähkötehoa, kun taas kaivo ulottuu altaaseen. ylikriittisissä olosuhteissa (lämpötila 430–450 °C ja paine 23–26 MPa) antaisi 50 MW samalla jäähdytysnesteen tilavuusvirtauksella . [2]
Tyypilliset korkean lämpötilan geotermiset kaivot tuottavat kuitenkin höyry-vesiseoksen, jonka lämpötila on 200–320 °C [3] , kun taas puhtaalla vedellä kriittinen piste saavutetaan 374,15 °C:n lämpötilassa ja 22,21 MPa:n paineessa. Jos vedessä on liuenneita suoloja, tarvitaan vielä korkeampia lämpötiloja ja paineita siirtymiseen ylikriittiseen tilaan. [4] Meriveden , joka on Islannin geotermisten vesien lähde, kriittinen piste vastaa lämpötilaa 406 °C ja painetta 29,8 MPa [ 5] .
Islanti sijaitsee Keski-Atlantin harjulla . Tämä on syy sen korkeaan geotermiseen potentiaaliin: korkeat lämpötilat voidaan saavuttaa täällä paljon matalammissa syvyyksissä kuin useimmissa paikoissa maapallolla. Energian lisäksi tämä kiinnostaa merkittävästi myös geologiaa, koska sen avulla voimme tutkia useita prosesseja, kuten meriveden vuorovaikutusta basalttikivien kanssa , sen kiertoa hydrotermisissä lähteissä ja muita. [3] Nämä tutkimukset auttavat löytämään vastauksia moniin kysymyksiin aina levytektoniikasta ja valtamerten kemiallisesta koostumuksesta aina elämän alkuperään. [yksi]
Vuonna 2006 aloitettiin IDDP-1-kaivon poraus Krabla- vulkaanisella vyöhykkeellä . Arvioiden mukaan ylikriittiset olosuhteet täällä voitaisiin saavuttaa 4 kilometrin syvyydessä. Kuitenkin vuonna 2009 kaivo saavutti jo 2,1 km:n syvyydessä 900 °C:n lämpötilan ryoliittisen magman , joten jatkoporaus oli mahdotonta. [6] Tämä on maailman toinen kaivo, joka on päässyt magmaan: ensimmäinen porattiin vuonna 2007 Havaijilla [7] .
Huolimatta siitä, että ylikriittisellä nesteellä ei ollut mahdollista päästä säiliöön, päätettiin suorittaa testit. Magmaa koskettava porausreiän pohja sementoitiin osittain uurretulla vuorauksella [6] . Kaivo osoittautui erittäin tuottavaksi: 2 vuoden ajan siitä syötettiin tulistettua höyryä , jonka lämpötila oli jopa 450 °C ja paine 40 - 140 baaria, mikä voisi mahdollistaa sähkön tuotannon, jonka kapasiteetti oli 36 MW [8] [9] .
Tämän kokeen jälkeen aseman maalaitteet tarvittiin kunnostamiseen korroosion vuoksi. Kaivoa ei voitu sulkea venttiilien vian vuoksi, yritys jäähdyttää sitä johti kotelon romahtamiseen, jonka yhteydessä kaivo hylättiin. [9]
Vuonna 2014 IDDP-1-projektin pohjalta käynnistettiin hanke kansainvälisen magmaobservatorion luomiseksi - KMT ( Krafla Magma Testbed ) [10] [11] .
IDDP-2-kaivon poraus aloitettiin elokuussa 2016 syventämällä Reykjanesin niemimaalla olemassa olevaa RN-15-kaivoa . Tammikuussa 2017 saavutettiin 4 659 metrin syvyys [12] [13] . Suurin porausongelma oli alle 3 km:n syvyyksillä sijaitsevat korkean läpäisevyyden vyöhykkeet, joiden vuoksi porausnesteen kierto oli täydellinen [5] [14] .
IDDP-2 oli ensimmäinen kaivo maailmassa, joka saavutti ylikriittisen hydrotermisen säiliön. Lämpötila kaivon pohjalla oli 426 °C, paine oli 34 MPa. [5]
Vuosina 2017–2018 kaivoa viritettiin. Tutkimuksen aikana vaippanauhassa havaittiin vaurioita 2,3–2,4 km:n syvyydeltä, mikä johti nestevuotojin. Vuodot olivat kuitenkin merkityksettömiä, ja testaus päätettiin aloittaa. [15] Kaivon testaus aloitettiin joulukuussa 2019 [16] .