Náttúrufræðingurinn - 2012, Page 63

63
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
að ræða að bora holur sem sumar
yrðu notaðar til niðurdælingar en
aðrar sem vinnsluholur. Með því að
dæla vatni í borholur undir háum
þrýstingi má mynda sprungur í berg-
inu og vatnið sem dælt yrði niður
um þessar holur mundi hitna við
streymi eftir sprungunum gegnum
heitt bergið að vinnsluholum.
Eins og fjallað er um í næsta
kafla er þessi orkulind ekki endur-
nýjanleg sem neinu nemur, en hún
er gífurlega stór og nýting hennar
vistvæn. Sem dæmi má nefna að sá
varmi sem fengist með því að kæla
1 km3 af graníti úr 200°C í 180°C
dygði til að framleiða um 7 MW raf-
afls í 20 ár. Samkvæmt upplýsingum
á veraldarvefnum um evrópska
verkefnið Hot Dry Rock Project,
við Soultz í Þýskalandi (http://
ec.europa.eu/research/energy/
pdf/hdr_pres_en.pdf), er flatarmál
bergs í Vestur-Evrópu með yfir
200°C á 5 km dýpi alls 125.000 km2.
Sé miðað við að 10% varmans í 1
km þykku lagi af þessu bergi yrðu
nýtt fæst að þessi varmaorka dugar
til að framleiða um 10.000 MW raf-
afls í 50 ár. Af þessu má ljóst vera
að varmanáman er mjög stór, en
125.000 km2 svæði er aðeins 25%
stærra en Ísland.
Kvikukerfi
Tilraunir hafa verið gerðar með nýt-
ingu varma í hrauntjörn á Hawaii.29
Slík nýting er erfið vegna hins háa
hita kvikunnar en hún felur í sér að
láta vatn streyma gegnum varma-
skipta sem settir eru niður í kvikuna.
Efnið sem nota þarf í varmaskiptana,
til að þeir þoli hinn háa hita og tær-
ist ekki, er mjög dýrt. Kvikuvarmi
í hrauninu á Heimaey, frá gosinu
í Eldfelli árið 1973, var notaður
til húshitunar um 15 ára skeið en
þá var varmavinnslan orðin óhag-
kvæm.70 Mun það vera eina dæmið
um slíka nýtingu jarðvarma. Nýt-
ingin fól í sér að dæla sjó á hraunið
og safna gufunni sem myndaðist
í drenrör og leiða hana í varma-
skiptastöð. Það má hugsa sér að
bora niður í kviku í innskotum og
nota varmaskipta eða dæla niður
vatni til að nýta varmann úr bráð-
inni. Þá virðist mögulegt að örva
megi nýtingu varma í rótum háhita-
kerfa með því að bora förgunarholur
langleiðina niður í kvikuna og nýta
þá gufu sem verður til við suðu á
förgunarvatninu með því að bora
vinnsluholur, í nágrenni förgunar-
holanna og hafa þær fyrrnefndu
grynnri. Til þess að nýting af þessu
tagi verði að veruleika þarf þó að
leysa ýmis vandamál efnafræðilegs
eðlis.
Saga og varmabúskapur
einstakra jarðhitakerfa
Þróun háhitakerfa
Öll jarðhitakerfi eiga sína sögu:
upphaf, þróun og endalok. Tak-
markaðar upplýsingar eru til um
aldur einstakra kerfa hér á landi en
mat, sem m.a. byggist á jarðfræði-
kortlagningu á fornum rofnum
háhitakerfum í jarðmyndunum frá
kvarter og neógen, bendir til þess
að hann geti verið allt frá tugþús-
undum upp í hundruð þúsunda
ára. Athuganir sýna að jarðhita-
kerfið á Reykjanesi var virkt á
ísöld og er því meira en 10.000 ára,
líklega mun eldra.71 Sá möguleiki
er fyrir hendi, eins og t.d. á Krýsu-
víkursvæði, að sum háhitasvæði,
eða hlutar þeirra, gætu verið mjög
skammlíf, afleiðing eins smá-kviku-
innskots sem leiðir af sér myndun
gufuhvera í einhverja áratugi eða
aldir, sbr. Hverinn eina.
Eins og fram hefur komið liggja
flest hin virku háhitasvæði lands-
ins á eða mjög nálægt flekaskilum.
Þrjú háhitasvæði eru þó alllangt
frá slíkum skilum: Hveragerði,
Geysissvæðið og Hveravellir á Kili.
Háhitasvæði á flekaskilum eru ung
jarðfræðilega, en þau sem liggja
utan þeirra í eldra bergi eru talin
eldri. Forn háhitakerfi er víða að
finna utan gosbeltanna (5. mynd).
Í berggrunni frá neógen eru þekkt
alls 42 forn háhitakerfi (2,6–15
milljón ára) og 10 í berggrunni frá
árkvarter (0,8–2,6 milljón ára). Um
það bil eitt háhitakerfi hefur því
myndast að meðaltali í hinum eldri
berggrunni á 280 þúsund ára fresti.
Innan virku gosbeltanna eru þekkt
27 háhitasvæði, en þau eru í 0–500
þúsund ára gömlu bergi. Því hefur
eitt svæði myndast að meðaltali
innan virku gosbeltanna hver 19
þúsund ár.
Þegar háhitakerfi eldast kaffær-
ast þau undir yngri hraunlögum.
Á flekaskilunum geta þau sokkið
undir ný hraunlög eða þau getur
rekið frá þeim og að lokum út úr
gosbeltunum. Ef þau berast út
úr gosbeltunum tekur rof við og
þannig skilar berg ummyndað af
háhita sér aftur til yfirborðs. Það
er einmitt hið ummyndaða berg
sem er sönnun þess að um fornan
háhita sé að ræða. Búast má við
því að háhitakerfi séu til innan
gosbeltanna þótt yfirborðsmerki
finnist engin. Þessi kerfi hafa graf-
ist undir yngri gosmyndunum um
leið og þau rekur frá flekamót-
unum til jaðra gosbeltanna. Eins
gætu forn háhitakerfi utan gosbelt-
anna verið fleiri en þau sem nú sjást
á yfirborði. Raunar er það svo að
þekkt eru tvö forn, grafin háhita-
kerfi í berggrunni frá kvarter sem
hafa breyst í lághitakerfi. Þetta eru
Laugarneskerfið í Reykjavík og lág-
hitakerfin að Reykjum og Reykja-
hlíð í Mosfellsbæ. Ekki er vitað um
ástæðu þess að virk háhitakerfi
eru algengari í bergi frá nútíma og
síðkvarter en í eldra bergi. Þó má
nefna að kvikuinnskot geta hafa
myndast oftar á síðkvarter en fyrr
í jarðsögu Íslands, vegna þess að
móberg sem myndast við eldgos
undir jökli er eðlisléttara en hraun-
lög og er því eðlisþyngdargildra
fyrir rísandi basaltkviku þannig
að hún hefur meiri tilhneigingu
til að mynda innskot en ella. Þrátt
fyrir óvissu um það hversu oft
ný háhitakerfi myndast má ljóst
vera af ofangreindu að ný háhita-
kerfi myndast tiltölulega sjaldan
og miklu sjaldnar en svo að stöð-
ugt sé unnt að taka ný háhitakerfi í
notkun þegar varmi í öðrum hefur
verið fullnýttur.