Dienstag, 25. November 2014

Vulkanenergie wie nutzbar machen?

Vulkanenergie mit Geothermie als Energiequelle


Während es unter El Hierro weiter keine vulkanischen Aktivitäten zu vermelden gibt, möchte ich mich heute  mit der Energiegewinnung aus Vulkanen beschäftigen.
Die Geothermik ist eine schon viele Jahre genutzte Möglichkeit, die Vulkanenergie - die Vulkanhitze - in elektrischen Strom umzuwandeln oder als Warmwasserheizung für Häuser zu nutzen. Im Erdinnern sind riesige Energiereserven gespeichert, die nur nutzbar gemacht werden müssen.

Die bekanntesten Beispiele kennen wir aus Island, wo heute bereits 50 Prozent der benötigten Energie aus "Thermalquellen" gewonnen wird. Es sind natürliche Schlote aus dem Erdinnern, die erhitztes Wasser oder Wasserdampf an die Erdoberfläche drücken (siehe auch Geysir). Dafür sind Grundwasser oder eine wasserführende Schicht in Nähe einer Wärmequelle (Magmablase, Plume) und ein Kamin zur Atmosphäre nötig.

Diese Voraussetzung bringen aber die wenigsten Vulkane mit. 

Wie können wir diese Vulkanenergie Quelle trotzdem anzapfen? 


Das soll nun erstmals an einem Vulkan in Oregon (USA) getestet werden. Das Testobjekt liegt weit von der nächsten Zivilisation entfernt, damit bei einem Fehlschlag keine Menschen gefährdet werden.

Die Unternehmen AltaRock Energy und Davenport Newberry (Grafik) wagen sich mit US Regierungsunterstützung von 21,5 Millionen Dollar an das Projekt. Auch der Internetriese Google als Investor steuert 6,3 Millionen Dollar bei. 

Mit einer ersten Bohrung bis in 3.230 Meter Tiefe Richtung Magmakammer sollen dann 91 Millionen Liter Wasser (3000 Liter pro Minute) als Wasserreservoir und Medium in die Tiefe gepumpt werden (blaue Leitung). Man glaubt natürliche Hohlräume in dieser Tiefe zu haben und damit Auffüllen zu können. 
Über eine zweite Stegleitung (rot) soll dann das erhitzte Wasser zurück an die Erdoberfläche strömen. Hier soll über Turbinen sauberer Strom erzeugt werden. Im Grunde ein einleuchtendes Prinzip, das theoretisch auch funktionieren könnte.

Der Teufel steckt aber im Detail. Der Bohrmeisel kann nur so tief in den Untergrund eindringen, wie es die Hitze zulässt. Die Reibungshitze und das als Kühlmittel eingesetzte Wasser wird bei zunehmender Temperatur den Dienst quittieren (Schmelzpunkt). Es ist nicht genau bekannt wie hoch die natürliche Gesteinstemperatur in Magmanähe sein wird oder wie weit das Magma überhaupt aufgestiegen ist.  Daher wird der erste Bohrabschnitt zunächst bei knapp 1000 Meter Tiefe enden. Hat das Bohrteam Pech und bohrt eine Magmablase an, fliegt dem Team das Bohrgestänge um die Ohren und löst damit vielleicht eine Eruption aus.

Sollte die Bohrung aber gelingen, taucht schon die nächste Frage auf. 
Die große Wassermenge wird mit Druck in den Untergrund eingepresst. Wie verhält sich das Gestein? Kommt es zu Verschiebungen im Gesteinaufbau, lösen sich Spannungen und werden dadurch nicht gewollte Erdbeben ausgelöst? 

Die Probleme beim Fracking oder von Geothermie Bohrungen sind bekannt. Ob eingepresstes Wasser oder entnommenes Grundwasser, oft hat es schon - auch ohne Vulkan - geologische Verwerfungen mit negativen Folgen für die Bewohner gegeben. 

In einen Vulkan zu bohren ist aber noch etwas heikler und eine ganz andere Sache. Im Untergrund wirken viel stärkere Kräfte unter hohem Druck, die nur eine Möglichkeit suchen an die Erdoberfläche zu gelangen. 
Der Grad bis zum Inferno ist hier wesentlich schmaler. Es wird dann sicher nicht einfach werden, die künstlich ausgelöste Naturgewalt auch wieder zu stoppen. 

Es ist aber der Forscherdrang des Menschen auch Risiken einzugehen um ein Geheimnis zu lüften. Sollte das Experiment nach dem Willen der beteiligten Firmen gelingen, könnte es der Schlüssel zu neuen und großen Energiereserven sein.

Vulkanenergie für die Kanaren?


Es wäre dann auch für die Kanarischen Inseln ein neuer Denkanstoß, diese hier auf allen Inseln liegenden Vulkanenergie Ressourcen zu nutzen. 
Im Timanfaya Nationalpark auf Lanzarote werden z.B. schon in 6 bis 8 Meter Tiefe Temperaturen von über 140°C gemessen, die in sekundenschnelle Wasser zu Wasserdampf verwandeln können. Es bedarf hier keiner allzu tiefen Bohrung um an nutzbare Energie zu gelangen. Geschlossene Wasserkreisläufe - ohne das Risiko ein Medium in den freien Untergrund pumpen zu müssen - sind denkbar.

Das Thema Vulkanenergie und Geothermie-Nutzung hat hier keine Tradition. Schweröl ist nach wie vor, mit Ausnahme von El Hierro, die Devise. 
Es mag die Trägheit, etwas Angst und die bisher relativ günstige Mineralölbeschaffung gewesen sein (Diesel 1,02 € /Benzin 1,05 € - Stand 25.11.14), die alle Gedanken in Richtung alternative oder regenerative Energie gelähmt hat.

Andersdenkende wurden als Spinner, Fantasten und Träumer angesehen. Auch El Hierro hätte heute kein Regeneratives Energieprojekt, wären nicht die 90 %igen Subventionen aus Brüssel und ein Visionär gewesen.

Lassen wir nun erst einmal die Amerikaner ihre Versuche in dieser menschenleeren Gegend erfolgreich abschließen. 
Dann werden auch wir - davon bin ich überzeugt - die Energie direkt unter unseren Füssen suchen und in einigen Jahren auch Nutzen können ...oder wahrscheinlich sogar Nutzen müssen.

Dienstag, 18. November 2014

Kanarische Ölbohrung unter Militärschutz

Nur der Himmel kann noch helfen


Gewaltsam wurde am vergangenen Wochenende eine Protestaktion von Greenpeace (Foto) gegen die Kanarische Ölbohrung vor Fuerteventura beendet. Spanische Marine-Einheiten verhinderten die Kaperung des Ölbohrschiff Rowan Renaissance das nach Öl bohren soll. Mehrere Aktivisten wurden dabei verletzt. Als Greenpeace am frühen Samstag-Morgen mit Schlauchbooten in die einen Kilometer um die Bohrstelle verhängte Sperrzone um die Kanarische Ölbohrung eindringen wollte, wurden sie gewaltsam gestoppt. Marine-Einheiten des spanischen Militär mit Sturmbooten,  attackierten und beschädigten mehrere Boote. Eine italienische Aktivistin wurde dabei von einer Schiffsschraube so schwer verletzt, dass sie mit dem Hubschrauber ins Hospital nach Gran Canaria eingeliefert werden musste.


Madrid will Kanarische Ölbohrung mit allen Mitteln durchsetzen


Es wird ernst. Die technische Ausrüstung hat Repsol mit mehreren Schiffen zum Start der Kanarischen Ölbohrung rund 60 km vor Fuerteventura in Stellung gebracht. Die erforderliche Bohrerlaubnis aus Madrid ist auch gegen den Widerstand vieler Canarios erteilt … und das spanische Militär ist mit einer Fregatte zum Schutz vor Ort ... Weiterlesen

Samstag, 15. November 2014

Funde von organischen Elementen auf Komet Tschuri?

News:

Nachdem die Geschichte um die erste Landung auf dem Komet Tschuri so spannend ist, will ich noch bei diesem Thema bleiben. Grundbausteine des Lebens gefunden. Organische Elemente auf dem Kometen Tschuri entdeckt.  Das war das Nachrichtenthema gestern Abend. Eine Bodenprobe-Entnahme mit dem vorhandenen Miniaturbohrer soll den endgültigen Beweis liefern.
Eine erste Aufnahme vom Lander Philae vom 12. November 2014 vom CIVA-Kamerasystem an Bord des Landers zeigt links eines der drei Standbeine (Fotos: DLR). Die genaue Lageposition des Landers ist darauf nicht zu erkennen. Dafür aber einen seitlichen Felsbrocken der wahrscheinlich viel Sonnenlicht für die Solar Panels zur elektrischen Energieversorgung wegnimmt. Nur 1,5 Stunden direkte Sonneneinstrahlung am Tag stehen zum Aufladen der Akkus auf dem Komet Tschuri zur Verfügung. Zu wenig um den Bordbetrieb des Lander aufrecht zu halten. In der vergangenen Nacht wurde automatisch auf “Schlafmodus” umgeschaltet und die wissenschaftlichen Geräte haben damit ihren Betrieb eingestellt. Ob endgültig – das ist noch nicht ganz klar. Zunächst schläft Philae auf dem Komet Tschuri. Vielleicht kann bei weiterer Sonnenannäherung das Modul wieder zum Leben erweckt werden.
Es waren die nicht richtig oder überhaupt nicht funktionierenden Harpunen, die den Lander ... Weiterlesen

Dienstag, 11. November 2014

L'Aquila Geologen Urteil aufgehoben

Hinweis: Die Rosetta Kometen Landung im Live Stream auf Kanaren News

Freispruch im L'Aquila Geologen Urteil gestern


Am 6.April 2009 erschütterte ein starkes Erdbeben von über ML6,0 die 70.000 Einwohner Stadt  L'Aquila in Italien. Es gab 319 Tote und über 1500 Verletzte und viele Häuser und Gebäude stürzten ein und sind bis heute nur zum Teil wieder aufgebaut (Foto: Wiki/Insilvis). Alle Mitglieder der Risiko- Kommission  (Katastrophenstab) die für die Warnung und Sicherheit der Bewohner zuständig waren, wurden zu langjährigen Haftstrafen von 6 Jahren verurteilt. Wider besseren Wissen sollen sie den Anwohnern eine falsche Sicherheit vorgespielt haben und so den Tod vieler Menschen billigend in Kauf genommen haben.
Unter den Wissenschaftlern brach über das L'Aquila Geologen Urteil ein Sturm der Entrüstung los - siehe dazu Beitrag "Entrüstung unter Geologen"

Jetzt hat ein italienische Berufungsgericht alle sieben Geologen und lokalen Politiker dieser Risiko-Kommission in zweiter Instanz freigesprochen. Das Urteil ist noch nicht rechtskräftig.

War das erste L'Aquila Geologen Urteil vielleicht zu hart, ist jetzt der völlige Freispruch ein Skandal. An der Sach- und Beweislage hat sich inzwischen nichts geändert. Doch kommen nun andere Richter zu einer völlig anderen Meinung. 
Die Stimmung unter den betroffenen Einwohnern und Angehörigen ist entsprechend.


Die L'Aquila Toten haben dafür sicher kein Verständnis


Es schreit förmlich danach, dass die Hinterbliebenen für Gerechtigkeit sorgen.
Auch Wissenschaftler und Politiker müssen für ihre Entscheidungen gerade stehen. Keiner zwingt einen Geologen in diesem Krisenstab mitzuarbeiten. Die Mitglieder werden für ihre Tätigkeit im Stab entlohnt. Es war sicher keine einfache Entscheidung - aber Vorzeichen einfach zu ignorieren und zahlreiche Menschen in ihren Häusern zurück zulassen und dem Risiko einer Verletzung oder gar dem Tod auszusetzen, muss auch gesühnt werden. Siehe auch Erdbeben - Fehleinschätzung und die Folgen


Nur der kleine aber wichtige Hinweis auf die Möglichkeit, dass ein stärkeres Beben nicht ganz auszuschließen sei, hätte gereicht. Viele Bewohner hätten es sicher vorgezogen bei Freunden oder im Pkw außerhalb der eigenen vier Wände zu übernachten. Die Opferzahl wäre sicher niedriger ausgefallen. 
Nur um Panik zu vermeiden, wurde wissentlich dieses Risiko eingegangen. Auch deutsche Geologen sind inzwischen dieser Meinung - siehe dazu das Interview mit Prof. Rainer Kind vom Geo-Forschungs-Zentrum Potsdam.

Das Vertrauen in die italienische Justiz würde noch weiter schwinden, wenn das Urteil so Bestand hätte. Aufgerüttelt wurden durch das L'Aquila Geologen Urteil aber europaweit die entsprechenden Gremien. Nicht jede Entscheidung, egal aus welchen politischen Gründen auch immer, wird mehr als "Gottgegeben" hingenommen.

Ehrlichkeit, umfassende offene Kommunikation und auch das eingestehen von fehlenden Erkenntnissen ist allemal besser, als den Tod von Menschen zu riskieren. Der Bürger ist heute mündig keine Halbwahrheiten oder Märchen aufgetischt zu bekommen. Er möchte seinen Politikern und eingeschlossen in diesem Fall auch den "Fachleuten" vertrauen und nicht ständig belogen oder besänftigt werden.

Ich weiß es ist ein frommer Wunsch, aber mein Verständnis von sachgerechter Information und Aufrichtigkeit. Anderen Menschen zu helfen und sie vor drohenden Gefahren zu warnen, ist nicht nur ein Job mit fester Arbeitszeit, sondern sollte auch eine Berufung sein.

Sonntag, 9. November 2014

Gewalt eines Vulkan kalkulierbar?

Lässt sich die Gewalt eines Vulkan berechnen?


Während es unter El Hierro weiter ruhig zugeht, spukt der Bardarbunga auf Island weiter große Mengen an Lava aus. Auf El Hierro werden aber auch fast täglich kleine Beben registriert, wie aus dem IGN Bebendiagramm der letzten 90 Tage links hervor geht. Es sind Mini-Erdstöße die selten die Stärke von ML1,5 überschreiten. Heftiger geht es in Island zu. Beben bis ML5,0 (am 6.11. gar bis ML5,4) sind an der Tagesordnung, Inzwischen wurde nach Schätzungen der IMO fast 2 km³ Lava an die Inseloberfläche befördert. Die Lava bedeckt eine Fläche von 70 km² und dürfte seit der Laki Eruption im Jahre 1783 - 1784 der größte Lavaauswurf auf Island sein. 

Die Gewalt eines Vulkan kann sich auch langsam entladen. Anders als zunächst erwartet, verläuft die Eruption des Bardarbunga "friedlich". Keine hohen Aschewolken die über weite Teile Nordeuropa hinwegziehen und den Flugverkehr beeinträchtigen. Aber die Eruption ist noch nicht zu Ende. Unter dem Gletscher scheint sich Lava zu sammeln, das immer noch die große Eisschmelze auslösen und zu einer explosiven Eruption führen kann. Dann würde sich die Gewalt des Vulkan komprimiert offenbaren.


Die Gewalt eines Vulkan steckt auch im Gas


Im Moment beobachten die Vulkanologen aber mit Sorge die immense Gasemission. Täglich werden 20.000 bis 40.000 Tonnen Schwefeldioxid (SO2) ausgestoßen. SO2 verwandelt sich in Verbindung mit Wasser zu einer gefährlichen Säure, die das Leben und das Klima nicht nur in Island nachhaltig beeinträchtigen kann. Siehe auch hierzu "Klimafolgen von Vulkan Eruption - es könnte kalt werden" im Spiegel-Online.
Die Schwefeldioxidwolke treibt auch heute (Grafik IMO) in die dichter besiedelten Gebiete um Reykjavik im Südwesten. SO2 ist nur ein Gas - auch große Mengen des umweltschädlichen Kohlendioxid (CO2) oder Methan werden freigesetzt.

Experten vermuten, dass diese Vulkan Eruption noch lange andauern kann. Im fast menschenleeren Eruptionsgebiet im östlichen Teil der Insel, stören die großen Lavaströme kaum. Es ist nur wenig Infrastruktur vorhanden. Erst bei größeren Schmelzprozessen könnte das freiwerdende Wasser auch ins Inselinnere vordringen und Thermalkraftwerke und andere Einrichtungen gefährden. Das wären dann die sekundären Auswirkungen der Gewalt eines Vulkan.

Eine interessante 3D Animation-Video (danke dfmorvan) von August 2014 bis heute zeigt, wie sich die Beben vom eigentlichen Vulkan Barbardunga zunächst nach Norden zur Spalteneruption verlagert haben. Um dann seit einigen Wochen wieder langsam zum heutigen Epizentrum zurück zu kehren. Magma als Bebenauslöser weicht genauso wie andere Elemente (Wasser, Luft) einem Hindernis aus, um an einer dünnen und leicht zu durchdringenden Gesteinsschicht seine Energie in die Atmosphäre abzubauen. 
Es drängt sich die Vermutung auf, dass jetzt direkt in der Bardabunga Caldera (Höhlkörper) sich ein Sammelplatz für die austretende Lava gefunden hat. Allerdings gilt es, den einige hundert Meter dicken und darüber liegenden Eispanzer noch aufzuschmelzen. Ob das gelingt entscheidet der weitere Magmanachschub aus dem Erdinnern. Das Ergebnis werden wir sehen.

Wie können wir die Gewalt eines Vulkan abschätzen?


Es sind ungeheure Kräfte die bei einer Vulkaneruption freigesetzt werden. Die Energiemenge wie Druck, die Wärme oder die Kräfte der ausgestoßenen Gase lassen sich nicht einmal abschätzen, geschweige denn Berechnen.
Bei der Bebenstärke die messbar ist und kumuliert wird, kann die freigesetzte Energie in etwa bestimmt werden. Wie bei Kernwaffen wird die Sprengkraft in Megatonnen TNT umgerechnet.

Am Beispiel Bardarbunga haben sich von August bis Mitte Oktober 2014 insgesamt 7.7e17 Nm = Joule angesammelt. Das wären dann 184,8 Megatonnen TNT und entspricht rund 14.000 Hiroshima Atombomben (Danke an Peter Kocksholt für die Berechnung o. Gewähr).

Eine unvorstellbare Kraft die sich in den letzten Wochen noch weiter maximiert hat - und das ist nur die Energie der Beben bis 15. Oktober 2014.

Wer das ganze einmal Nachrechnen möchte, hier die empirische Formel:

E [J] ≈ 10(4.8+1.5MS)
Eine Erhöhung von MS um 1 bedeutet also eine Steigerung der abgestrahlten Energie um einen Faktor 101.5 ≈ 30.
Sofern MS und MW übereinstimmen, ergibt sich hieraus
E ≈ 10(4.8+1.5 (2/3 log10M0-6.1) ) ≈ 5×10-5 M0
Das aktuelle Zahlenmaterial ist über diesen Link.: Bardarbunga Seismicity (ganz oben) zu entnehmen.

Wenn wir einen Energie-Weltmeister auf Erden haben, dann Vulkane. Bei einer Eruption entfacht die Gewalt eines Vulkan Kräfte, die wir nur bestaunen können. In den Griff bekommen wir diese Giganten nicht - wir können nur davon laufen. In der Geschichte wurden Inseln auseinander gerissen, ganze Städte in minutenschnelle verschüttet oder eine Eiszeit ausgelöst. Diese Gewalt eines Vulkan gilt als stärkste und unberechenbarste Naturkraft auf unserem Globus und war aber auch maßgeblich an der Entstehen unseres Leben beteiligt. Dazu aber in einem späteren Beitrag mehr.