Röportaj – KMT ile magma enerjisinin sınırlarını keşfetmek

Krafla Magma Testbed (KMT) projesiyle magma enerjisinin yeni sınırlarını keşfetmek - Björn Þór Guðmundsson ile röportaj (ek resim kaynağı: Landsvirkjun)

Merve Uytun 29 Oca 2024

Volkanik bölgeler çevresinde jeotermal gelişmenin ileri düzeyde olmasına rağmen, magmayı delmek ve yerinde anlamlı ölçümler almak konusunda pek bir başarı sağlanamamıştır. Geçmişte magma sondajı vakaları yaşanmıştı, ancak çoğunlukla zamanın teknolojik sınırlamaları nedeniyle bunlardan hiçbir zaman tam anlamıyla yararlanılamadı. Aslında magma, yerkabuğunun keşfedilmemiş bir sınırı olarak tanımlanmıştır.

Önümüzdeki yıllarda İzlanda’daki Krafla jeotermal sahasındaki Krafla Magma Testbed (KMT) projesi sığ bir magma odasını delmeyi hedefliyor. Bu, bir magma kütlesine yakın jeotermal enerji üretmek için hem bir araştırma tesisi hem de bir gösteri tesisi olarak hizmet verecek.

KMT projesi hakkında daha fazla bilgi edinmek için KMT CEO’su Björn Þór Guðmundsson ile röportaj yaptık.

Daha önce İzlanda’da korozyon ve aşırı sıcaklıklarla ilgili sorunlarla karşılaşan magmanın delinmesi olayı yaşanmıştı. Teknolojideki hangi gelişmeler bu girişimin başarıya ulaşmasına yardımcı olacak? Geçmişteki teknik zorluklarla başa çıkma stratejisi ne olacak?

Sanırım IDD-1 projesinden ve 2009 yılında yapılan magma sondajından bahsediyorsunuz. KMT fikri, IDDP projesinde tesadüfen magmayla karşılaşmaktan doğdu. IDDP-1 açıldığında kuyu, aşırı magma ortamına dayanacak şekilde tasarlanmamıştı. Geleneksel sondaj ekipmanlarını ve malzemelerini (kuyu başı, muhafazalar vb.) kullanmışlar, bu da kuyunun korozyonuna ve dengesizliğine yol açmış ve sonunda kuyuyu kapatmak zorunda kalmışlardı.

Ancak bu kuyunun akış testi bir yıldan fazla sürdü ve Krafla’daki ortalama kuyudan yaklaşık on kat daha güçlü olduğu ortaya çıktı.

Bu deneyime dayanarak Krafla Magma Testbed NPO, bu koşullara dayanabilecek kuyular tasarlamak için kapsamlı malzeme testleri ve geliştirme çalışmaları yapıyor. Bu, magmanın bir sondaj deliğine girmesiyle ilişkili termo-mekanik stresi ve dinamikleri hesaplamamıza olanak tanıyan termo-mekanik akışkan-yapı etkileşim dinamiklerinin modellenmesiyle desteklenecektir.

Kuyulardan ne tür bilgi veya numune toplamayı hedefliyorsunuz?

İki kuyu açıyoruz: İzleme ve volkanik araştırma kuyusu KMT-1 ve enerji araştırma kuyusu KMT-2. Bu kuyulardan bilinen yöntemlerle pek çok jeofizik ve jeokimyasal veri toplayacağız.

KMT’nin farklılığı, hidrotermal sistemin tabanından magmaya bir çekirdek çıkarmayı ve bu aralıktaki sıcaklığı paralel olarak izlemeyi hedefliyoruz. Bu, bilim adamlarının bunun örneklerini ilk kez elde etmesi olacak. Amacımız, magma davranışını doğrudan ölçebilmek için magmaya sıcaklık ve basınç sensörleri yerleştirmektir. Doğrudan magmadaki basıncı izlemek için yeni sıcaklık sensörü ve sıcaklığa dayanıklı teknolojiler geliştirmek üzere sensör topluluğuyla işbirliği yapıyoruz.

Bu doğrudan gözlem sayesinde volkanik olayları izleme ve tahmin etme yeteneğimizi geliştirmeyi amaçlıyoruz. Volkanik çalkantılar sırasında izlenen sinyallere ilişkin yorumlarımızı ve modellerimizi geliştirerek, volkanik patlamalara yönelik erken uyarı sistemlerini iyileştirmek ve sonuçta bunların oluşturduğu riskleri azaltmak için yeni yöntemler geliştireceğiz.

Süper sıcak kaya jeotermalinin potansiyelini keşfetmenin yanı sıra, bu projeden başka ne gibi bilimsel bilgiler elde etmeyi umuyorsunuz?

Bunlar KMT’nin genel hedefleridir:

• Magma-kaya-hidrotermal geçiş bölgesini ve evrimini karakterize etmek;
• Derinlikte depolanan magma kütlelerinin ve yakın çevrelerinin örneklenmesi ve sürekli uzun vadeli izlenmesi için istikrarlı kuyular tasarlamak ve inşa etmek;
• Yeni malzemeleri, sensörleri ve teknolojileri zorlu koşullarda test etmek;
• Enerjiden yararlanmaya yönelik yeni teknolojiler geliştirmek;
• Magma ve sıvıların jeotermal arama ve kullanıma tepkisini değerlendirmek;
• Magma-kaya-hidrotermal arayüzünde ve magmada kontrollü manipülasyon ile yüksek çözünürlüklü izleme faaliyeti ile deneyler gerçekleştirmek;
• Magma kütlelerini tanımlayabilecek, konumlandırabilecek ve karakterize edebilecek yeni izleme yöntemleri ve yaklaşımları geliştirmek;
• Yeraltı volkanik süreçlerinin ve bunların nasıl izleneceğinin daha iyi anlaşılması yoluyla dünya çapında yaklaşan volkanik patlamalara ilişkin uyarıların güvenilirliğini arttırmak.

KMT projesinin süper sıcak kaya jeotermal alanı ve genel jeotermal endüstrisi üzerindeki etkisinin ne olacağını öngörüyorsunuz?

Jeotermal enerjiye yapılan uluslararası yatırımlar hala dünya çapındaki enerji üretiminin yalnızca nispeten küçük bir bölümünü oluşturmaktadır. Bunun nedenleri arasında kaynağın bazen uygunsuz şekilde dağıtılması, sondaj masrafları ve belirsizlikleri nedeniyle başlangıç ​​maliyetlerinin yüksek olması ve normal jeotermal buharı elektriğe dönüştürme verimliliğinin düşük olması yer alıyor.

Bununla birlikte jeotermal enerji üretimi çok düşük sera gazı emisyonu ile çalışmaktadır, üretim süreklidir ve kapladığı alan küçüktür. Enerji santrali, enerji kaynağı ve “atık” geri dönüşüm sahasında bulunuyor. Elektrik iletimindeki ilerlemeler, magmatik ısı kaynağının yerinin belirlenmesinde daha iyi “zemin belirleme” ile mesafe ekonomisinin üstesinden geliyor.

KMT’den gelen magmadaki koşullar hakkındaki belirsizliklerin azaltılması, başlangıç ​​maliyetlerini azaltacaktır. KMT, jeotermal enerji ekonomisini, Krafla’daki geleneksel bir kuyu ile yanlışlıkla magmaya giren IDDP-1 kuyusu arasındaki fark olduğu gösterilen büyüklüğe kadar geliştirerek jeotermal endüstrisinde devrim yaratmayı hedefliyor. Bu, magmaya yakın koşullara dayanabilecek yeni ve yenilikçi üretim kuyuları tasarlanarak gerçekleştirilecektir.

Jeotermal enerji veriminin artması, İzlanda’daki gibi tüm coğrafi ve jeolojik ortamlarda eşit derecede geçerli olacak daha yüksek akışkan entalpisi ve süper sıcak jeotermal akışkanın ekserjisi ile ilgilidir.

Sıvının hem kuyularda hem de yüzeyde taşınması için geliştirilen teknik çözümler diğer coğrafi ve jeolojik ortamlarda da uygulanabilecektir. Akışkan özellikleri yalnızca jeolojiye değil, büyük ölçüde sıcaklık ve basınca göre belirlenecektir. Buna HCl ve silika gibi gazlar da dahildir. Eşit derecede sıcak kuyular, muhafazaların, vanaların ve diğer yüzey ekipmanlarının termal genleşmesi açısından aynı zorluklarla karşılaşacaktır. Aynı durum, sıcak kaya ortamında uzun kaplama dizilerinin çimentolanmasıyla ilgili zorluklar için de geçerlidir.

Aşırı sıcak kaya oluşumlarında soğuk sondaj sıvıları ile sondaj yaparken formasyon stabilitesini değerlendirmek ve ele almak için sondaj sıvıları ve sondaj yöntemlerinin geliştirilmesi ve çözümleri, diğer coğrafi ve jeolojik ortamlardaki tüm aşırı sıcak jeotermal sistemler için geçerli olacaktır.

Jeotermal, gücü ve kesintili olmaması nedeniyle enerji geçişinde bir müttefik ve fosil yakıtlardan geçiş yapmamıza yardımcı olacak yeşil enerji karışımının bir parçası olarak düşünülebilir. Örneğin, magmaya yakın jeotermal enerjiyi kullanmanın yollarını geliştirmek, magmanın kabukta nispeten yüksek olduğu okyanus tabanı yarık bölgeleri gibi yeni enerji kaynaklarına yol açabilir. Jeotermalin tamamı uygun maliyetli, istikrarlı, çevre dostu ve güvenilir bir temel yük enerjisi olarak değerlendirilebilir. Magma enerjisi, yüksek riskli, yüksek ödüllü bir jeotermal enerji kaynağı olarak düşünülebilir.

Projenin zaman çizelgesi hakkında bize daha fazla bilgi verebilir misiniz? Sondajın ne zaman başlamasını bekleyebiliriz ve kaç tane kuyu açılması planlanıyor?

İlk kuyu KMT-1’i 2026’da, KMT-2’yi ise 2028’de açmayı planlıyoruz.

Kaynak: ThinkGeoEnergy