Djúpnýting jarðhita

Getum við fengið meiri orku úr jarðhitasvæðunum sem við nýtum nú þegar?

Djúpnýtingaráætlun Orkuveitunnar snýr að því að þróa aðferðir til nýtingar jarðhita úr dýpri og heitari jarðlögum en nýtt eru í dag. Markmið djúpnýtingar er að nýta svokallaðan ofurheitan jarðhita við meira en 400°C og ná þannig einnig að dýpka nýtingarsvæðin niður á allt að 4-5 km dýpi.

Orkuveitan hefur tekið þátt í margs konar samstarfi sem miðar að þessari nýtingu. T.d. hefur Orkuveitan verið þátttakandi í íslenska djúpborunarverkefninu (IDDP) frá upphafi. Orkuveitan tekur einnig þátt í tækniþróun innan KMT verkefnisins og hefur síðastliðin ár tekið þátt í ótal verkefnum sem styrkt hafa verið af Evrópusambandinu og Geothermica og miða að nýtingu ofurheitra jarðlaga á meira dýpi en þekkist á Íslandi í dag. Þar má t.d. nefna verkefnin, COMPASS, DEEPEN, HotCase og GeoPro.

Fyrsta skrefið er djúpnýtingaráætlun Orkuveitunnnar er að bora rannsóknarholuna IDDP-3 á Nesjavöllum á fyrsta ársfjórðungi 2027. Þar verða nýjar lausnir prófaðar við raunverulegar aðstæður, áður en næstu skref eru tekin. Holan er sú þriðja innan IDDP verkefnisins. Holan verður boruð í samstarfi við samstarfsaðila Orkuveitunnar innan IDDP; Landsvirkjun, HS Orku, Orkustofnun og Equinor. Síðar á árinu 2027 er áætlað að bora niðurdælingarholu til að kanna niðurdælingu vatns í ofurheit jarðlög.

Hvað er djúpnýting jarðhita?

Við hefðbundna jarðhitavinnslu flytja heitt vatn og gufa varma úr jörðu upp á yfirborðið. Á háhitasvæðum nýtum við í dag einkum efri hluta jarðhitakerfanna, oft á um 2-3 kílómetra dýpi. Djúpnýting snýst um að ná til enn heitari hluta þeirra. Við slíkar aðstæður getur vatnið eða gufan borið meiri orku og því gæti hver hola skilað mun meiri orku en hefðbundin jarðhitahola. Djúpnýting þýðir þó ekki alltaf dýpri borun. Á Nesjavöllum hafa ofurheitar aðstæður fundist á tiltölulega litlu dýpi og þar getum við byrjað á að prófa tæknina á svæði sem við þekkjum vel.

Djúpnýtingaráætlunin er meira en ein borhola

Djúpnýtingaráætlunin skiptist í fjóra meginþætti. Í stað þess að reyna að leysa allar áskoranir í einu prófum við lausnir í áföngum og nýtum niðurstöðurnar til að ákveða framhaldið.

1. Bora og prófa IDDP-3. Kanna hvort ný hönnun og efni geri borholu og búnaði kleift að standast ofurheitar aðstæður og flytja orkuna upp á yfirborðið.
2. Rannsaka djúpa niðurdælingu. Bora niðurdælingarholu og kanna hvað gerist þegar vatni er dælt niður í ofurheitt berg. Vatnið tekur við hita úr berginu og rannsóknirnar eiga að sýna hvernig það berst um jarðlögin og hvort þannig megi nýta varmann betur.
3. Bæta flæði vatns um heitt berg. Mikill hiti einn og sér dugar ekki ef vatn kemst illa um bergið. Við ætlum því að prófa aðferðir til að auka lekt, það er hversu greiðlega vatn getur farið um sprungur í berginu og flutt varmann með sér.
4. Prófa orkuvinnslu. Þróa og prófa hreinsun á gufunni svo hún geti nýst í búnaði virkjunar. Með svonefndri blauthreinsun er vatn notað til að fjarlægja tærandi efni úr gufunni. Markmiðið er að prófa raforkuvinnslu úr gufu frá IDDP-3 í samstarfi við Orku náttúrunnar.

Hver er ávinningurinn af djúpnýtingu?

Takist að nýta ofurheitan jarðhita til lengri tíma gæti það gert okkur kleift að afla meiri orku úr færri holum og nýta núverandi jarðhitasvæði betur. Við viljum með öðrum orðum kanna möguleikann á að sækja orkuna neðar í jarðhitakerfin, fremur en að stækka vinnslusvæðin á yfirborðinu. Það gæti dregið úr raski miðað við þá orku sem fæst og lækkað kostnað við orkuvinnslu eftir því sem tæknin þróast. Þekkingin gæti einnig nýst á fleiri svæðum, bæði á Íslandi og erlendis. Rannsóknirnar eiga eftir að sýna hversu mikill þessi ávinningur getur orðið.

Hvað þarf enn að leysa?

Fyrri rannsóknir hafa sýnt að ofurheitur jarðhiti er til staðar. Áskorunin er að nýta hann með búnaði sem endist og á hátt sem er öruggur og hagkvæmur. Mikill hiti og tærandi efni reyna á borholur, lagnir og lokabúnað. Einnig þarf að rannsaka flæði í jarðlögunum, áhrif niðurdælingar og kostnað við vinnsluna. Þetta er rannsóknar- og þróunarverkefni, ekki fullmótuð lausn eða loforð um ákveðið magn orku. Niðurstöður prófana ráða næstu skrefum og tímaáætlanir geta breyst.

Íslensk reynsla og alþjóðlegt samstarf

Áætlunin byggir á meira en aldarfjórðungs rannsóknum innan IDDP og reynslu af fyrri holum í Kröflu og á Reykjanesi. Að IDDP-3 standa Orkuveitan, Landsvirkjun, HS Orka og íslensk stjórnvöld. Djúpnýtingaráætlunin tengist einnig SHiFT, alþjóðlegu rannsóknarverkefni 17 fyrirtækja, háskóla og rannsóknastofnana sem Orkuveitan leiðir. SHiFT hefur hlotið 10 milljóna evra styrk úr Horizon Europe, rannsóknar- og nýsköpunaráætlun Evrópusambandsins, til að þróa og prófa tækni fyrir ofurheitan jarðhita. Borun IDDP-3 hefur jafnframt hlotið tæplega 310 milljóna króna styrk úr Loftslags- og orkusjóði.