Energija iš žemės gelmių

IŠ ATSIBUSKITE! BENDRADARBIO FILIPINUOSE

Po žeme slypi didžiuliai turtai. Tai ne auksas, sidabras ar brangakmeniai, o visai kas kita — didžiuliai ištekliai šilumos, vadinamos geotermine energija.

DIDŽIOJI dalis tokios šilumos glūdi požeminiuose išsilydžiusios uolienos, arba magmos, sluoksniuose. Žemės šiluma yra tikras turtas, nes tai švarus ir kur kas geresnis energijos šaltinis nei nafta, anglis, gamtinės dujos ar branduolinis kuras.

Giliai po žeme temperatūra siekia šimtus ar net tūkstančius laipsnių Celsijaus. Manoma, kad į žemės paviršių per metus iškyla apie 100 milijardų megavatvalandžių šilumos — kur kas daugiau, nei visame pasaulyje suvartojama elektros energijos. Stulbinantis energijos kiekis, ar ne? Tačiau pasinaudoti tuo turtu nėra taip paprasta.

Kaip pasiekti šį turtą

Nemažas kiekis energijos kunkuliuoja Žemės plutoje ir net netoli jos paviršiaus. Ją galima išgauti pompomis, prijungtomis prie įkastų į žemę vamzdžių. Karštu vandeniu žiemą galima šildyti namus. Be to, netoli karštųjų versmių, plokščių lūžių vietų ar vulkaninėse srityse gyvenantys žmonės žemės šilumą panaudoja ir kitaip. Pavyzdžiui, senovės romėnai karštų versmių vandeniu prausdavosi pirtyse.

Daugiau šilumos slypi mantijoje — po Žemės pluta esančiame sluoksnyje. Vidutinis Žemės plutos storis yra 35 kilometrai; net šiuolaikine gręžimo technika tokio gylio nepasieksi. Vis dėlto plutą sudaro daug plokščių, kurios tam tikrose vietose, o ypač ties sandūromis, yra plonesnės. Ten magma iškyla arčiau žemės paviršiaus ir įkaitina tarp uolienų sluoksnių glūdintį vandenį. Šis vanduo būna vos du ar trys kilometrai po žeme ir šiuolaikine gręžimo technika nesunkiai pasiekiamas. Jį galima išgauti ir gerai panaudoti. Pažiūrėkime, kaip tai daroma.

Šilumos panaudojimas

Ties jūros lygiu vanduo užverda pasiekęs 100 laipsnių Celsijaus temperatūrą. Po žeme slėgis yra kur kas didesnis, todėl vanduo išsilaiko neišgaravęs daug aukštesnėje temperatūroje. * Jei požeminis vanduo karštesnis nei 175 laipsniai Celsijaus, jį galima panaudoti elektros generatoriams sukti.

Tokio karšto vandens galima rasti netoli veikiančių vulkanų, pavyzdžiui, Ramiojo vandenyno veikiančių ir užgesusių vulkanų grandinėje, vadinamoje „ugnies žiedu“. Į šį žiedą įeina ir Filipinai. Pastaraisiais metais šioje šalyje buvo pradėta gausiau naudoti geoterminius išteklius elektros energijai gaminti. Filipinai dabar yra viena iš daugiausiai geoterminės elektros energijos gaminančių šalių. Daugiau kaip 20 procentų visos šalyje suvartojamos elektros pagamina geoterminės jėgainės.

Norėdami sužinoti daugiau apie žemės šilumos panaudojimą elektrai gaminti, Atsibuskite! bendradarbiai apsilankė didžiulėje Lagunos provincijos (Filipinai) „Mak-ban“ geoterminėje elektrinėje. Ši jėgainė gali pagaminti 426 megavatus elektros energijos. Pasižvalgykime po ją.

Geoterminėje elektrinėje

Pasukę iš greitkelio į mažesnį kelią privažiuojame geoterminių išteklių eksploatavimo vietą.  Prie jėgainės mes išvystame raizgalynę didžiulių vamzdžių, jungiančių gręžinius su generatoriais. O iš netoliese esančių kalvų keletu vamzdžių atiteka daugiau garų. Tam tikrais tarpais juose padarytos kilpos. Sužinojome, kad svyruojant temperatūrai ties tomis kilpomis didžiuliai vamzdžiai gali susitraukti ar ištįsti.

Netoli gyvenvietės įsikūrusiame Filipinų geoterminės elektrinės biure mus pasitinka elektrinės vedėjas Romanas Santa Marija. Netrukus jis mums viską aprodys.

Šalia biuro matosi keli gręžiniai. „Mes naudojame tokią pat techniką kaip ir naftos gręžiniuose, — sako Romanas, — tik gręžiniai čia platesni.“ Jis tęsia: „Iš tiesų tai yra angos, kuriomis suslėgtas karštas vanduo ir garai kyla į paviršių. Tai ir yra elektrinės varomoji jėga.“ Kai pasidomėjome, kodėl du gręžiniai yra taip arti vienas kito, vedėjas paaiškino: „Jie greta tik paviršiuje. Po žeme vienas gręžinys eina tiesiai žemyn, o kito kryptį gręždami galime reguliuoti. Taip darome, nes žemė čia brangi. Darydami gręžinius arti vieną kito sumažiname išlaidas.“

Norėdami sužinoti daugiau apie tai, pasiteiravome: „Mums teko skaityti, kad šioje jėgainėje jūs naudojate purslų-garų technologiją. Kas tai yra?“ Romanas atsakė: „Vienas mūsų gręžinys siekia beveik 3700 metrų. Dideliame gylyje karštas vanduo yra labai suslėgtas. Iškilusio į paviršių vandens slėgis nukrinta ir didžioji dalis vandens supursloja, arba virsta garais. Todėl tai ir vadinama purslų-garų technologija.“

Iš gręžinių garai pirmiausiai patenka į skirtuvą. Jame jie atskiriami nuo karšto druskingo vandens. Tačiau garai vis dar nėra tinkami elektrai gaminti. Romanas tai paaiškina išsamiau: „Sklindančiuose garuose dar yra vandens lašelių. Juose esantys mineralai gali nusėsti turbinose ir jas sugadinti. Užtat iš skirtuvo garai patenka į dujų plautuvą, kuriame šie lašeliai pašalinami.“

Vedėjas parodė mums didžiulius izoliuotus vamzdžius, kuriais išgryninti garai keliauja į jėgainę, esančią už kilometro. Kadangi pakeliui dalis garų kondensuojasi, prieš patekdami į elektros generatorių turbinas jie dar kartą išgryninami.

Užkopėme į kalvą, nuo kurios matosi visi geoterminių išteklių eksploatavimo įrengimai. „Visas plotas užima maždaug septynis kvadratinius kilometrus“, — pasakė Romanas. O paskui pridūrė: „Mes turime 102 gręžinius, o karštą vandenį pumpuojame iš 63. Daugelis kitų yra atgaliniai gręžiniai.“ Tad mums kilo klausimas: „Kam jie?“ Romanas paaiškino: „Kiekvieną valandą mes išgauname iš žemės nepaprastai daug karšto vandens ir garų. Todėl labai svarbu grąžinti išsiurbtą vandenį atgal į žemę, kad nepadarytume žalos aplinkai. Mes sugrąžiname visą išgautą vandenį.“ Vėliau sužinojome, kad tuo taip pat atnaujinami geoterminiai ištekliai.

Kokį poveikį ši geoterminė jėgainė daro aplinkai? Apie elektrinės darbą daugiausia liudija kylantys garai. Tačiau matome ir kokoso palmių bei kitokios lapijos. Slėnyje taip pat matyti daugybė namų. Taigi rūpestingai prižiūrima geoterminė jėgainė netrukdo nei žmonėms, nei gamtai.

Tokiose jėgainėse kaip ši elektros gamybai naudojami tik aukštos temperatūros garai. Vis dėlto neseniai imta svarstyti, kaip panaudoti vėsesnius nei 200 laipsnių Celsijaus garus. Todėl buvo išrasta dvigubo ciklo technologija. Pagal šią technologiją panaudoti karšti garai kaitina kitą vandenį ir gauti garai vėl suka turbinas.

 Pranašumai ir trūkumai

Geoterminė energija turi daugybę pranašumų. Šalys, naudojančios ją elektrai gaminti, tampa ne tokios priklausomos nuo naftos. Tokiu būdu pagaminus dešimt megavatų elektros energijos sutaupoma daugiau kaip 20000 tonų naftos. Geoterminiai ištekliai yra be galo gausūs ir, kitaip nei daugelis kitų energijos šaltinių, neišsenkantys. Naudojant šiuos išteklius taip pat mažiau teršiama aplinka. Be to, geoterminių jėgainių pagaminta elektros energija yra palyginti pigi.

Trūkumai daugiausiai susiję su šiokiu tokiu aplinkos teršimu. Požeminiuose garuose paprastai yra stipriai dvokiančių nuodingų vandenilio sulfido dujų. Tačiau yra atrasta veiksmingų būdų, kaip jas pašalinti, ir jie pranašesni už dūmų valymo sistemas, naudojamas organinio kuro elektrinėse. Dar požeminiame vandenyje pasitaiko dalelių su nedideliu kiekiu arseno ar kitų nuodingų medžiagų. Kai toks vanduo yra grąžinamas atgal į žemę, grėsmė būna minimali. Taip pat jei geoterminiai gręžiniai dideliame gylyje nėra užsandarinami plieniniais vamzdžiais ir cementu, yra pavojus užteršti gruntinius vandenis.

Kūrėjas apgyvendino mus be galo turtingoje planetoje. Geoterminė energija yra vos dalelė tų jos turtų. O žmonės tik pradeda suprasti, kaip ją panaudoti. Ateityje, be abejo, geriau sugebėsime naudotis visais turtais ir tinkamai prižiūrėti mums patikėtą nuostabią žemę. (Psalmyno 115:16)

[Išnaša]

[Schema/iliustracijos 15 puslapyje]

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

„Mak-Ban“ geoterminė jėgainė (Filipinai) (Supaprastintas vaizdas)

Gręžimo įranga

↓

Geoterminių išteklių telkinys

Elektros linijos

↑

Transformatorius

↑

Generatorius

↑

Gręžinys → Skirtuvas → Garai → Dujų plautuvas → Dujų plautuvas → Turbina

↓ ↓

↑ Druskingas vanduo → Atgalinis gręžinys ← Vanduo ← Aušinimo bokštas

↑ ↓

Geoterminių išteklių telkinys

[Iliustracijos]

GRĘŽINYS

GARŲ VAMZDYNAS

ELEKTRINĖ

[Šaltinių nuorodos]

Garų sklendę pravėrę vyrai (13 puslapis): Courtesy Philippine National Oil Corporation; vamzdžiai (13 puslapis), vietovės vaizdas iš viršaus ir elektrinės nuotrauka (15 puslapis): Courtesy of National Power Corporation (Philippines); gręžinys ir vamzdžiai (15 puslapis): Courtesy of Philippine Geothermal, Inc.