Energiaa maan uumenista

HERÄTKÄÄ!-LEHDEN KIRJOITTAJALTA FILIPPIINEILTÄ

Maanpinnan alla on suunnaton aarre. Kyse ei ole kullasta, hopeasta eikä jalokivistä, vaan valtavasta määrästä lämpöä, jota sanotaan geotermiseksi energiaksi.

SUURI osa tästä lämmöstä on varastoituneena sulan kiviaineksen eli magman maanalaisiin kerrostumiin. Maankuoren sisällä oleva lämpö on tosiaankin aarre, koska se on puhdasta energiaa, joka tarjoaa huomattavia etuja öljyyn, kivihiileen, maakaasuun ja ydinvoimaan nähden.

Syvällä maan uumenissa lämpötilat ovat satoja, jopa tuhansia asteita. Sieltä maanpinnalle vuoden aikana siirtyvän lämpömäärän ajatellaan vastaavan noin sataa miljardia megawattituntia energiaa – monin verroin enemmän kuin sähkövoimaa käytetään koko maailmassa. Todella ällistyttävä määrä energiaa! Tämän aarteen hyödyntäminen on kuitenkin haastavaa.

Aarteeseen käydään käsiksi

Maaperässä, jopa lähellä maanpintaa, on maalämpöä, jota ei kuitenkaan pidetä varsinaisena geotermisenä energiana. Maalämpöä voidaan hyödyntää lämpöpumppujen avulla, jotka on yhdistetty maahan kaivettuihin, silmukan muotoisiin putkistoihin. Tällä tavoin kerättyä energiaa voidaan käyttää talvisaikaan asuntojen lämmitykseen tai muihin hyödyllisiin tarkoituksiin. Varsinaista geotermistä lämpöä, joka tulee syvältä maan uumenista, on geologisesti aktiivisilla alueilla, ja sekin saattaa ulottua aivan maanpintaan saakka. Esimerkiksi lähellä kuumia lähteitä asuvat ihmiset ovat hyödyntäneet niistä saatavaa geotermistä lämpöä edellä mainituilla ja muilla tavoilla. Jo muinaiset roomalaiset hyödynsivät kuumia lähteitä kylpylöissään.

Lämpöä on enemmän maankuoren alapuolella olevassa kerroksessa, jota sanotaan vaipaksi. Kuoren paksuus on noin 35 kilometriä, eikä nykyisellä poraustekniikalla päästä lähimainkaan niin syvälle. Kuori koostuu kuitenkin monista laatoista, ja se on joistakin paikoista, varsinkin laattojen saumakohdista, ohuempi. Näissä paikoissa magma pääsee lähemmäksi maanpintaa ja kuumentaa kalliokerrostumiin varastoituvan veden. Tämä vesi on yleensä kaksi kolme kilometriä maanpinnan alapuolella, joten siihen on nykyisellä poraustekniikalla helppo päästä käsiksi. Sitä voidaan johtaa maanpinnalle ja ottaa hyötykäyttöön. Katsotaanpa miten.

Lämpö otetaan hyötykäyttöön

Merenpinnan tasolla vesi kiehuu 100 asteessa. Maan alla paine on kuitenkin paljon suurempi ja vesi pysyy nestemäisenä korkeammissa lämpötiloissa. * Kun poraamalla päästään käsiksi yli 175-asteiseen veteen, sen avulla voidaan pyörittää sähkögeneraattoreita.

Kuumaa vettä löytyy tavallisesti tuliperäisesti aktiivisilta alueilta, kuten niin sanotusta Tyynenmeren tulirenkaasta, jossa on sekä toimivia että sammuneita tulivuoria. Filippiinit sijaitsevat tässä renkaassa. Viime vuosina täällä on edistytty merkittävästi sähkön tuottamisessa geotermisten luonnonvarojen avulla. Filippiineistä onkin tullut yksi maailman suurimmista geotermisellä energialla aikaansaadun sähkön tuottajista. Yli viidennes siellä käytettävästä sähköstä tulee tästä lähteestä.

Herätkää!-lehti otti selvää, miten sähköä tuotetaan maan uumenissa olevasta lämmöstä, ja kävi Lagunan provinssissa Filippiineillä suuressa Mak-Banin geotermisessä voimalassa. Sen sähköteho on 426 megawattia. Tutustutaanpa siihen lähemmin.

 Käynti geotermisessä voimalassa

Kun poistumme moottoritieltä, kaksikaistainen tie johdattaa meidät geotermiselle kentälle. Lähestyessämme sillä olevaa voimalaa, tulemme alueelle, jolla on paljon geotermisistä porarei’istä voimalaitoksiin meneviä suuria höyryputkia. Lisää höyryputkia voidaan nähdä tulevan lähikukkuloiden porarei’istä. Putkissa on säännöllisin välimatkoin mutkia. Saamme tietää, että näiden mutkien ansiosta suuret putket voivat kuumetessaan ja jäähtyessään laajeta ja supistua.

Kylän lähellä sijaitsevat geotermisen energian käyttöä kehittävän Philippine Geothermal Incorporated -yhtiön konttorit. Prosessipäällikkö Roman St. Maria toivottaa meidät tervetulleiksi. Pian sen jälkeen lähdemme hänen johdollaan tutustumaan alueeseen.

Konttorien lähellä on joitakin tuotantoporareikiä. Roman selittää: ”Hyödynnämme öljynporauksessa käytettävää tekniikkaa, paitsi että reiät ovat vain suurempia.” Hän jatkaa: ”Porareiät muuttuvat johdoiksi, joita pitkin paineenalainen kuuma vesi ja höyry tuodaan maanpinnalle. Tämä on se tuote, jonka luovutamme voimalaitokselle.” Kaksi porareikää on hyvin lähellä toisiaan. Kysyessämme syytä siihen, oppaamme selittää: ”Ne ovat lähellä toisiaan vain maanpinnalla. Maan alla toinen kulkee suoraan alaspäin. Toinen voidaan porata viistoon. Tämä on tarpeellista, koska maa on kallista. Reikien poraaminen lähelle toisiaan säästää kustannuksia.”

Haluamme saada lisää tietoa itse prosessista. Roman selittää: ”Syvin porareikämme on lähes 3700 metriä syvä. Suurissa syvyyksissä kuuma vesi on korkean paineen alaisena. Mutta kun se tuodaan maan pinnalle, paine laskee ja suurin osa vedestä höyrystyy.”

Kun putkea lähdetään seuraamaan porareiästä poispäin, vastaan tulee erotin. Siinä höyry erotetaan kuumasta vedestä tai geotermisestä suolavedestä. Höyry ei kuitenkaan ole vielä valmis sähköntuotantoon. Roman kertoo: ”Höyryvirrassa on edelleen vesipisaroita. Näissä pisaroissa on kivennäisaineita, jotka voisivat kertyä turbiiniin ja vaurioittaa sitä. Siksi höyry menee erottimesta höyrynpesuriin. Sen tehtävänä on poistaa pisarat.”

Oppaamme osoittaa suuria eristettyjä putkia, joita pitkin puhdistettu höyry menee lähes kilometrin päässä olevaan voimalaan. Koska höyryä tiivistyy matkalla, se puhdistetaan vielä kerran ennen kuin se menee generaattoria pyörittävään turbiiniin.

Tulemme nyt erään kukkulan laelle, josta avautuu näkymä geotermiselle alueelle. ”Kentän kokonaispinta-ala on seitsemisen neliökilometriä”, Roman sanoo ja jatkaa: ”Meillä on 102 porareikää, joista tuotantoreikiä on 63. Monet muista rei’istä ovat alaspumppausreikiä.” Seuraavaksi kysymmekin, mitä ovat alaspumppausreiät. Roman vastaa: ”Tuotamme tunnissa niin paljon kuumaa vettä ja höyryä, että pois erotettu vesi täytyy pumpata takaisin maanalaisiin vesivaroihin, jotta ympäristöä ei vahingoitettaisi. Kaikki ylös tullut vesi pumpataan takaisin kallioperään.” Saamme tietää, että alaspumppaus myös voimistaa geotermistä kenttää.

Miten geoterminen voimala vaikuttaa maisemaan? Silmiinpistävin todiste voimalan olemassaolosta on voimalasta pursuava höyry. Muuten voi nähdä vain kookospalmuja ja muuta kasvillisuutta. Alla olevassa laaksossa on myös paljon asuinrakennuksia. Näyttää siltä, että huolellisen suunnittelun avulla geoterminen energia voidaan sovittaa yhteen ihmisten ja ympäristön kanssa.

Se laitostyyppi, johon tutustuimme, hyödyntää sähköntuotannossa vain hyvin korkealämpöistä höyryä. Viime aikoina on kuitenkin pyritty saamaan energiaa alle 200-asteisista nesteistä. Tämän vuoksi on kehitetty niin sanottu kaksoiskiertotekniikka. Tässä menetelmässä ylös johdettu kuuma neste höyrystää toisen nesteen, joka vuorostaan pyörittää turbiinia ja generaattoria.

 Plussat ja miinukset

On paljon sanottavaa geotermisen energian puolesta. Maissa, jotka kehittävät sen avulla sähköä, ollaan vähemmän riippuvaisia öljystä. Aina kun vuoden aikana tuotetaan 10 megawattia sähköä, säästetään 140000 tynnyriä raakaöljyä. Lisäksi geotermiset luonnonvarat ovat valtavat. Ne eivät ole läheskään niin suuressa vaarassa ehtyä kuin monet muut energiavarat. Saastumiseen liittyvät ongelmat ovat myös paljon pienempiä. Geotermisen energian tuotantokustannukset ovat lisäksi melko pienet moniin muihin energiamuotoihin verrattuna.

Kielteistä ovat jotkin ympäristökysymykset. Geotermisessä höyryssä on tavallisesti rikkivetyä, joka on suurina määrinä myrkyllistä ja pieninä määrinä hajuhaitta siitä lähtevän katkun vuoksi. Sen poistamiseen käytetään kuitenkin tehokkaita menetelmiä, jotka ovat tehokkaampia kuin fossiilisia polttoaineita käyttävien voimaloiden saasteenestojärjestelmät. Takaisin maahan johdettavassa vedessä on lisäksi hiukkasia, jotka saattavat sisältää pieniä määriä arseenia tai muita myrkyllisiä aineita. Kun ne pumpataan takaisin maahan, riski pidetään mahdollisimman pienenä. Ongelmaksi voi muodostua myös pohjaveden saastuminen, jos geotermistä porareikää ei vuorata teräsputkella ja betonilla hyvin syvälle.

Luoja on antanut meille planeetan, jossa on monenlaisia aarteita. Geoterminen energia on vain yksi niistä, ja ihmiset ovat vasta alkaneet tajuta, miten hyödyntää sitä. Tulevaisuudessa saamme epäilemättä tietää, miten voimme hyötyä maapallon aarteista enemmän ja miten voimme samalla pitää hyvää huolta suurenmoisesta maapallosta, joka on uskottu hoiviimme (Psalmit 115:16).

[Alaviite]

[Kaavio/Kuvat s. 15]

(Ks. painettu julkaisu)

Mak-Banin geoterminen voimala, Filippiinit (Yksinkertaistettu kuva)

Porauslaitteistoa

↓

Geoterminen luonnonsäiliö

Voimalinjat

↑

Muunnin

↑

Generaattori

↑

Tuotantoreikä → Erotin → Höyry → Höyrynpesuri → Höyrynpesuri → Turbiini

↓ ↓

↑ Suolavesi → Alaspumppausreikä ← Vesi ← Jäähdytystorni

↑ ↓

Geoterminen luonnonsäiliö

[Kuvat]

TUOTANTOPORAREIKÄ

HÖYRYPUTKI

SÄHKÖVOIMALA

[Lähdemerkinnät]

Miehet avaamassa höyryventtiiliä sivulla 13: Philippine National Oil Corporation; putki sivulla 13 sekä ilmakuva ja pikkukuva sähkövoimalasta sivulla 15: National Power Corporation (Philippines); tuotantoreikä ja höyryputki sivulla 15: Philippine Geothermal, Inc.