Genom att imitera naturen kan det vara möjligt att utvinna havsbottenmineraler genom att utvinna varmvatten från jordskorpan. Vi kan skörda grön energi och vara känsliga för miljön – allt på samma gång.
Havsbottenmineraler:Här är något du förmodligen inte vet. Kopparen som hittades i de norska gruvorna vid Røros och Løkken, och som en gång gjorde landet mycket rikt, bildades från rökande "skorstenar" på havsbotten.
I jordens avlägsna förflutna bars denna koppar upp genom jordskorpan av havsvatten som ursprungligen hade dragits nedåt i det brännande djupet. Om vi människor kan lära oss att imitera en del av denna process kan det vara möjligt att använda den för att känsligt återvinna en mängd olika mineraler från haven utanför Norge.
På SINTEF anser vi att havsbottenmineraler endast bör utvinnas om vi kan utveckla metoder som minimerar eventuell negativ miljöpåverkan. Vi håller nu på att identifiera en sådan metod.
Eller, med andra ord, att skaffa de "byggstenar" som den gröna omställningen kräver. Samtidigt kan vi få värdefull bergvärme som vi kan omvandla till utsläppsfri energi.
I den heta debatt som för närvarande rasar om havsbottenmineraler, som nu återigen drivs på av WWF:s senaste anmälan om att stämma den norska staten, har många uttryckt sin rädsla för negativa ekologiska konsekvenser till följd av exploateringen av dessa resurser.
På SINTEF anser vi att havsbottenmineraler endast bör utvinnas om vi kan utveckla metoder som minimerar eventuell negativ miljöpåverkan. Vi håller nu på att identifiera en sådan metod.
Vår idé är att transportera det mineralrika vattnet och kringgå nederbördsprocessen på havsbotten, och återvinna mineralerna direkt från de brännande djupen i jordskorpan där de kommer från. Utvinning kommer att ske på däcket av en offshoreplattform.
Under havsytan, en bit från land, finns det flera platser där så kallade svarta rökgejsrar stöter ut mineralrikt vatten som tagits upp från jordskorpans djup.
Detta fenomen är resultatet av att vatten först har dragits ner i sprickor i havsbottens vulkaniska bergarter och sedan hela vägen ner i manteln, som är det lager av smält sten som ligger under jordskorpan. Här utsätts vattnet för intensiv värme och kan ta upp partiklar av metaller och mineraler. Det är exakt de material vi behöver för att tillverka våra batterier, vindturbiner och elfordonsmotorer.
Sedan stiger det mineralrika vattnet från manteln, genom skorpan och upp till havsbotten, där det stöts ut från de svarta rökgejsrarna.
På SINTEF arbetar vi med idén att imitera en del av denna process genom att konstruera konstgjorda gejsrar. För det första genom att borra brunnar för att skicka havsvatten ner i manteln – och sedan andra för att transportera det mineralrika vattnet tillbaka till ytan.
Detta vatten kommer att transporteras i rör upp till plattformar där partiklarna kommer att separeras.
Trycket på jordens yta kommer att få vattnet att koka. Vår idé är att använda ångan för att generera el, som sedan skickas iland. Intäkterna från att sälja elen kommer att användas för att betala för delar av mineralutvinningsprocessen.
SINTEF har varit här förut – att visa att det kan vara en mycket fruktbar satsning att imitera naturen. Specifikt att egenskaperna hos undervattensskiffer är idealiska för att hantera övergivna oljekällor.
Fenomenet som vi försöker efterlikna idag – dessa "svarta rökare" på havsbotten – upptäcktes på 1970-talet i ett område i Stilla havet vid gränsen mellan två tektoniska plattor.
Många undervattensgejsrar av denna typ har identifierats på Mid-Atlantic Ridge i norska vatten. Dessa är platser där smält magma fortfarande förekommer nära havsbotten. Några av dem är förmodligen fortfarande aktiva idag.
Rökskorstenarna är uppbyggda av partiklar som fälls ut när det varma, mineralrika vattnet kastas ut från gejsrarna i det kalla havsvattnet. Andra fraktioner av den utskjutna massan av partiklar har sjunkit till havsbotten och bildar stora grushögar vid skorstenarnas bas.
Allt eftersom tiden går slutar många av skorstenarna att matas ut. De försluter och dör och tippar över på "grushögarna."
Dessa grushögar representerar de största och mest koncentrerade förekomsterna av sulfidmineraler på havsbotten. Sulfidfamiljen är en av de två huvudgrupperna av havsbottenmineraler som är kända från norska hav.
Enligt det norska offshoredirektoratet har de naturliga gejsrarna avsatt mineraler som innehåller nyckelmetaller som zink, kobolt, nickel, vanadin, volfram och silver. För att inte tala om koppar, som förekommer i koncentrationer som är mycket större än de vi möter i gruvor på land.
Vår idé förutsätter att människor kommer att lyckas med att borra brunnar som tål de temperaturer de kommer att möta nära kroppar av smält sten. Experter arbetar redan med detta problem...
"Vårt koncept kommer inte att omsättas i praktiken i morgon, men det kanske inte ligger för långt in i framtiden heller. Tidpunkten kommer att bero på de ansträngningar som vi är beredda att lägga på att utveckla idén. Vi behöver fortfarande mer data om underytan, kombinerat med några smarta tekniska innovationer.
Om vår idé lyckas kommer detta att hjälpa Europaparlamentet, den norska regeringen och alla andra som vill värna om försörjningstryggheten för den gröna omställningen.
Vi har stor tilltro till att vårt koncept representerar ett känsligt och realistiskt förhållningssätt till mineralåtervinning och ser fram emot att fortsätta med dess utveckling.
Tillhandahålls av Norges tekniska och naturvetenskapliga universitet
