Door de natuur na te bootsen, kan het mogelijk zijn mineralen uit de zeebodem terug te winnen door heet water uit de aardkorst te halen. We kunnen groene energie oogsten en tegelijkertijd gevoelig zijn voor het milieu.

Zeebodemmineralen:hier is iets dat u waarschijnlijk niet weet. Het koper dat in de Noorse mijnen in Røros en Løkken werd gevonden en dat het land ooit zeer welvarend maakte, werd gevormd door rokende "schoorstenen" op de oceaanbodem.

In het verre verleden van de aarde werd dit koper door de korst omhoog gedragen door zeewater dat oorspronkelijk naar de verschroeiende diepten was gezogen. Als wij mensen kunnen leren een deel van dit proces te imiteren, is het misschien mogelijk om het toe te passen om op een gevoelige manier een verscheidenheid aan mineralen uit de oceanen voor de kust van Noorwegen terug te winnen.

Bij SINTEF zijn we van mening dat mineralen uit de zeebodem alleen mogen worden teruggewonnen als we methoden kunnen ontwikkelen die eventuele negatieve gevolgen voor het milieu minimaliseren. We zijn nu bezig met het identificeren van een dergelijke methode.

Of, met andere woorden, het verkrijgen van de “bouwstenen” waar de groene transitie om vraagt. Tegelijkertijd kunnen we waardevolle aardwarmte verkrijgen die we kunnen omzetten in emissievrije energie.

Van de verschroeiende diepte tot het dek van een platform

In het verhitte debat dat momenteel woedt over mineralen in de zeebodem, nu opnieuw aangewakkerd door de recente kennisgeving van WWF om de Noorse staat aan te klagen, hebben veel mensen hun angst geuit voor negatieve ecologische gevolgen als gevolg van de exploitatie van deze hulpbronnen.

Bij SINTEF zijn we van mening dat mineralen uit de zeebodem alleen mogen worden teruggewonnen als we methoden kunnen ontwikkelen die eventuele negatieve gevolgen voor het milieu minimaliseren. We zijn nu bezig een dergelijke methode te identificeren.

Ons idee is om het mineraalrijke water te transporteren en het proces van neerslag op de zeebodem te omzeilen, en de mineralen direct terug te winnen uit de verschroeiende diepten in de aardkorst, waar ze vandaan komen. De winning zal plaatsvinden op het dek van een offshore platform.

Water verwarmd door gesmolten gesteente

Onder het zeeoppervlak, op enige afstand van het land, bevinden zich verschillende locaties waar zogenaamde Black Smoker-geisers mineraalrijk water uit de diepten van de korst spuiten.

Dit fenomeen is het resultaat van het feit dat water eerst naar beneden is gezogen in breuken in de vulkanische rotsen van de zeebodem en vervolgens helemaal naar beneden in de mantel, de laag gesmolten gesteente die onder de korst ligt. Hier wordt het water blootgesteld aan intense hitte en kan het deeltjes metalen en mineralen opnemen. Dit zijn precies de materialen die we nodig hebben om onze batterijen, windturbines en motoren voor elektrische voertuigen te maken.

Vervolgens stijgt het mineraalrijke water uit de mantel, door de korst, omhoog naar de zeebodem, waar het uit de zwarte rokergeisers wordt gestoten.

Elektriciteit uit stoom

Bij SINTEF werken we aan het idee om een ​​deel van dit proces te imiteren door kunstmatige geisers te bouwen. Ten eerste door putten te boren om zeewater de mantel in te sturen, en daarna andere om het mineraalrijke water terug naar de oppervlakte te transporteren.

Dit water wordt in leidingen naar platforms getransporteerd waar de deeltjes worden gescheiden.

Door de druk op het aardoppervlak gaat het water koken. Ons idee is om de stoom te gebruiken om elektriciteit op te wekken, die vervolgens aan land wordt gestuurd. De opbrengsten uit de verkoop van elektriciteit zullen worden gebruikt om delen van het winningsproces van mineralen te betalen.

Ontdekt in de jaren 70

SINTEF is hier eerder geweest en heeft aangetoond dat het imiteren van de natuur een zeer vruchtbare onderneming kan zijn. In het bijzonder dat de eigenschappen van onderwaterschalie ideaal zijn voor het omgaan met verlaten oliebronnen.

Het fenomeen dat we vandaag de dag proberen te imiteren – deze ‘zwarte rokers’ op de zeebodem – werd in de jaren zeventig ontdekt in een gebied in de Stille Oceaan op de grens tussen twee tektonische platen.

Er zijn veel onderwatergeisers van dit type geïdentificeerd op de Mid-Atlantische Rug in Noorse wateren. Dit zijn locaties waar gesmolten magma nog dichtbij de zeebodem voorkomt. Sommigen van hen zijn waarschijnlijk nog steeds actief.

Sulfidemineralen

De rookschoorstenen bestaan ​​uit deeltjes die neerslaan wanneer het hete, mineraalrijke water uit de geisers in het koude zeewater wordt gespoten. Andere fracties van de uitgestoten deeltjesmassa zijn naar de zeebodem gezonken en vormen grote hopen grind aan de voet van de schoorstenen.

Naarmate de tijd verstrijkt, stoppen veel van de schoorstenen met uitstoten. Ze verzegelen zich en sterven, terwijl ze op de "stapels grind" vallen.

Deze grindhopen vertegenwoordigen de grootste en meest geconcentreerde aanwezigheid van sulfidemineralen op de zeebodem. De sulfidefamilie is een van de twee belangrijkste groepen zeebodemmineralen die bekend zijn uit de Noorse oceanen.

Belangrijke metalen

Volgens het Noorse Offshore Directoraat hebben de natuurlijke geisers mineralen afgezet die belangrijke metalen bevatten, zoals zink, kobalt, nikkel, vanadium, wolfraam en zilver. Om nog maar te zwijgen van koper, dat voorkomt in concentraties die veel groter zijn dan die welke we tegenkomen in mijnen aan land.

Ons idee gaat ervan uit dat mensen erin zullen slagen putten te boren die bestand zijn tegen de temperaturen die ze in de buurt van gesmolten gesteente tegenkomen. Experts werken al aan dit probleem..

“Ons concept zal morgen niet in de praktijk worden gebracht, maar het zal wellicht ook niet al te ver in de toekomst liggen. De timing zal afhangen van de inspanningen die we bereid zijn te steken in de ontwikkeling van het idee. We hebben nog steeds meer gegevens nodig over de ondergrond, gecombineerd met enkele slimme technologische innovaties.

Voorzieningszekerheid voor de groene transitie

Als ons idee slaagt, zal dit het Europees Parlement, de Noorse regering en alle anderen die de leveringszekerheid voor de groene transitie willen veiligstellen, helpen.

We hebben er groot vertrouwen in dat ons concept een gevoelige en realistische benadering van de winning van mineralen vertegenwoordigt, en kijken ernaar uit om de ontwikkeling ervan voort te zetten.

Aangeboden door de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie