Denne maskinen brenner vekk berget

Klæbu i Trøndelag: Maskinen bruker elektrisitet og trykkluft til å smelte og forstøve stein. Den sprekker til små fragmenter, eller smelter til lava.

Plasmafaklene opererer med en temperatur på over 20.000 °C, noe som gjør at det nærmeste sjiktet med fjell kommer opp i en temperatur på 12.000 grader. Smeltetemperaturen til granitt er for eksempel 1400 grader.

TU skrev om denne teknikken i 2024. Da hadde det amerikanske firmaet EarthGrid inngått en intensjonsavtale med Norsk Kjernekraft, i første omgang for å drive tunneler for kabling og for kjølevann.

I samarbeid med Statnett har firmaet nå demonstrert løsningen med plasmafaklene i Trøndelag.

– Maskinen opererer vibrasjonsfritt og vi synes denne teknologien er interessant. Den kan være godt egnet til å arbeide nær spenningssatte anlegg, sier John Olav Tande, direktør for forskning og innovasjon i Statnett til TU.

I en uke har maskinen vært i drift ved Klæbu sør for Trondheim, i Statnetts treningssenter for arbeid i høyden, faktisk. Mange interesserte har vært og sett på den, rådgivere, studenter og forskere.

Kan skreddersy tunneler

Interessant for Statnett er mulighetene for å skreddersy kabeltunnelene i mindre og mer passende tverrsnitt, blant annet.

– Potensialet med denne teknologien kan være raskere og billigere tunneler med mindre miljøpåvirkning, sier han.

Tradisjonell bergsprengning eller tunnelboremaskin innebærer alltid rystelser og vibrasjoner, og for eksempel trafoer tåler ikke det. Da må Statnett stenge ned eller flytte såkalte spenningssatte anlegg.

– Utkoblingstid er kostbart både for Statnett og samfunnet, opplyser Tande.

– Kan berget fjernes på en skånsom måte kan vi arbeide nærmere eksisterende strømanlegg og bare koble ut små deler av anlegget.

Noen ganger er alternativet å flytte for eksempel en trafostasjon og bygge den et annet nytt sted.

– Det kan bli svært dyrt, med nye veianlegg som er dimensjonert for transformatortransport, og strømnettet må legges om for tilkobling i en ny stasjon, opplyser han.

Og ikke minst kan Statnett kanskje bruke metoden til å bygge tunneler som ikke er større enn det de trenger.

– Med konvensjonell tunneldriving må vi i praksis bygge det som er en veitunnel, men det vi trenger er et tverrsnitt på en drøy meter, sier Tande.

Billigere

Å drive tunnel uten å sprenge betyr også mindre muligheter for innlekkasje av vann, viktig for undersjøiske tunneler.

Å brenne vekk berg med EarthGrids teknikk er i utgangspunktet dyrere, men Statnett ser for seg at totalregningen likevel kan bli lavere.

Firmaet jobber med å utvikle og teste en slags tunnelborerobot med diameter på én meter, som har plasmafakler i fronten og bruker vakuum til å fjerne massene.

Smelter berget

Bergmassene som plasmafaklene brenner vekk kan bli til støv som kan suges ut, og noe smelter eller blir til en slags lava. Mye avhenger av hvordan berget er på stedet.

I testområdet i Trøndelag er det mest grønnstein og sandstein, som dels sprekker opp eller smelter til en slags glassaktig lava.

EarthGrid fant at det mest effektive var å skrape på berget. Her var det en egen gravemaskin med pigghammer som gjorde det, men en bedre løsning i framtiden kan være en integrert skrape på samme maskin.

Ifølge firmaets erfaringer fra California blir granitt mer til støv. Slike fragmenter kan fjernes med trykkluft, støvsuger eller vareskruer.

– Dette norske berget har vært en interessant utfordring, som vi tar med oss i utviklingen av tunnelroboten, sier Mark Park, vice president of enginering i EarthGrid, til TU.

Sintef ser på om massene kan brukes, for eksempel som tilslag i betong eller asfalt. Og hva slags miljøutslipp kan det bli når massene ligger lagret?

I løpet av testuka målte Sintef også mye annet, som spenningskvalitet, radiostøy, lydintensitet, vibrasjoner og luftkvalitet.

Maskinen er helelektrisk og kobles til strømnettet.

Et svært viktig poeng for Statnett: Når maskinen kobles på nettet, vil de være sikre på at det er en effektlast som de kan operere med og som ikke forstyrrer andre nett, som for eksempel mobilnett.

– Å koble oss på kraftnettet med dette utstyret bør ikke være noe problem, men vi vil sikre oss, sier Tande.

Bergbrenningen er svært effektkrevende. Maskinen som er testet i Trøndelag har to plasmafakler, som hver krever 450 kW i effekt. Med kompressorer og annet utstyr er det snakk om rundt 1,5 MW for hele maskinen.

– En maskin på mellom 10 og 20 MW vil ha mye større framdrift, sier Tande.