Zemes dzīļu enerģija

NO ATMOSTIETIES! KORESPONDENTA FILIPĪNĀS

Zemes dzīlēs atrodas neizmērojamas bagātības. Taču šoreiz mēs nerunāsim par zeltu, sudrabu vai dārgakmeņiem, bet gan par milzīgiem siltuma enerģijas krājumiem — par ģeotermālo enerģiju.

LIELĀKĀ daļa šīs enerģijas glabājas dziļi zemes iekšienē, izkusušu iežu slānī — magmā. Zemes dzīļu siltums ir īsts dārgums, tas ir tīrs enerģijas avots, kam ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar naftu, oglēm, dabasgāzi un atomenerģiju.

Dziļi zemē valda simtiem un pat tūkstošiem grādu liels karstums, un tiek lēsts, ka no zemes dzīlēm līdz tās virsmai viena gada laikā nokļūst apmēram 100 miljardi megavatstundu enerģijas — daudzreiz vairāk nekā visā pasaulē tādā pašā laika periodā izmantotā elektroenerģija. Tas ir tiešām apbrīnojami! Tomēr nav viegli likt šai enerģijai darboties cilvēku labā.

Kā piekļūt bagātībām

Zināms daudzums siltuma enerģijas atrodas pavisam tuvu zemes virskārtai. To var iegūt ar siltumsūkņu palīdzību, kuri pievienoti zemē ieraktai cauruļvadu sistēmai. Iegūtā enerģija tiek izmantota māju apsildīšanai vai kaut kā citādi. Turklāt rajonos, kur ir daudz karsto avotu, un citās ģeoloģiski aktīvās vietās zemes siltums noder vēl kādiem mērķiem. Piemēram, senajā Romā no karstajiem avotiem tika ņemts ūdens publiskajām pirtīm.

Vislielākā siltuma enerģijas koncentrācija ir zem zemes garozas — slānī, ko sauc par mantiju. Zemes garoza ir vidēji 35 kilometrus bieza, un ar pašreiz pieejamo tehniku nav iespējams izurbties līdz tādam dziļumam. Taču zemes garoza sastāv no vairākām plātnēm, dažviet tā ir plānāka, it sevišķi vietās, kur plātnes saskaras. Šajās vietās magma paceļas tuvāk zemes virskārtai un sasilda ūdeni, kas atrodas iežos, parasti tikai kādu divu trīs kilometru dziļumā, un ir sasniedzams ar modernām urbšanas iekārtām. Karsto ūdeni var izsūknēt un likt lietā. Uzzināsim, kā tas notiek.

Siltuma enerģijas izmantošana

Jūras līmenī ūdens vārās 100 grādu temperatūrā, bet zemes dzīlēs ir daudz lielāks spiediens un ūdens paliek šķidrajā fāzē daudz augstākā temperatūrā. * Ja tiek izsūknēts vairāk nekā 175 grādus karsts ūdens, to var izmantot elektroenerģijas ražošanā.

Šāds ļoti karsts ūdens parasti ir atrodams vietās, kur nesen novērota vulkāniskā aktivitāte, piemēram, tā dēvētajā Zemes uguns lokā, aktīvu un apdzisušu vulkānu reģionā Klusajā okeānā. Pie šī loka pieder arī Filipīnu teritorija, kurā pēdējo gadu laikā elektroenerģijas ražošanā aizvien vairāk tiek izmantoti ģeotermālie resursi. Filipīnas ir starp valstīm, kur visvairāk tiek likta lietā ģeotermālā enerģija. Šādā veidā tur tiek iegūti vairāk nekā 20 procenti elektroenerģijas.

Lai labāk izprastu, kā no zemes dzīļu siltuma enerģijas tiek radīta elektroenerģija, Atmostieties! apmeklēja lielu ģeotermālo staciju ”Mak-Ban” Lagunas provincē. Tās jauda ir 426 megavati. Paskatīsimies, kas notiek šajā stacijā.

Ģeotermālās stacijas apmeklējums

Aiz muguras mums paliek automaģistrāle, un pa mazāku ceļu mēs braucam uz ģeotermālo staciju. Tuvojoties spēkstacijai, mēs nonākam vietā, kas ir kā noklāta ar cauruļvadiem, pa kuriem tvaiks no karsto ūdeņu ieguves urbumiem tiek nogādāts uz spēkstaciju. Vēl daudzi citi cauruļvadi  stiepjas no tuvējiem pakalniem, kuros arī ir izveidoti urbumi. Caurulēs noteiktos attālumos cits no cita ir izliekumi, kuri, kā mēs vēlāk uzzinām, ir nepieciešami, kad caurules, sakarstot un atdziestot, izplešas un saraujas.

Tuvumā atrodas Philippine Geothermal, Inc. administratīvās ēkas, kur mūs jau gaida ražošanas vadītājs Romāns Santamarija. Drīz vien mēs Romāna vadībā uzsākam ekskursiju pa ražotni.

Daži ģeotermālie urbumi ir izveidoti netālu no administratīvajām ēkām. ”Mūsu urbumi top pēc tādas pašas tehnoloģijas, kāda tiek izmantota, veidojot naftas urbumus,” stāsta Romāns, ”vienīgi mūsējiem ir lielāks diametrs. Pa urbumiem spiediena ietekmē karstais ūdens un tvaiki nonāk virszemē un tiek aizvadīti uz spēkstaciju.” Divi urbumi atrodas ļoti tuvu viens otram. Uz mūsu jautājumu, kāpēc tā, gids atbild: ”Tie ir blakus tikai virspusē. Viens iet taisni uz leju, bet otrs zem zemes maina virzienu. Zeme ir dārga, un, veidojot urbumus tuvu citu citam, mēs ietaupām līdzekļus.”

Mēs vēlamies uzzināt vairāk par ražošanas procesu: ”Mēs esam lasījuši, ka šajā ražotnē tiek izmantota ātrās iztvaicēšanas metode. Kas tā ir par metodi?” Romāns paskaidro: ”Dziļākais urbums šeit ir apmēram 3700 metrus dziļš. Zemes iekšienē karstais ūdens ir pakļauts lielam spiedienam. Bet zemes virspusē spiediens ir daudz mazāks un liela daļa virszemē nonākušā ūdens ātri iztvaiko — tā arī radies metodes nosaukums.”

No urbumiem caur caurulēm tvaiks nonāk separatorā, kurā tas tiek atdalīts no termālā sālsūdens. Tomēr tvaiku vēl nevar izmantot elektroenerģijas ražošanai. Romāns izskaidro: ”Tvaikā ir palikuši ūdens pilieni, kas satur minerālus, kuri var nogulsnēties turbīnā un to sabojāt. Tāpēc tvaiks tiek filtrēts īpašā iekārtā, kur tas tiek attīrīts no šīm pilītēm.”

Mūsu pavadonis norāda uz lielām, izolētām caurulēm, pa kurām attīrītais tvaiks nonāk apmēram kilometru attālajā elektroražotnē. Tā kā pa ceļam kāda daļa tvaika kondensējas, tas tiek vēlreiz attīrīts, pirms nokļūst turbīnā, kas darbina ģeneratoru.

Mēs esam nonākuši uz pakalna, no kura paveras skats uz visu ģeotermālās stacijas teritoriju. ”Karstie ūdeņi šeit ir atrodami apmēram septiņu kvadrātkilometru platībā,” stāsta Romāns. ”Te ir 102 urbumi, no kuriem 63 tiek izmantoti ūdens sūknēšanai. Pārējie pārsvarā ir atpakaļsūknēšanas urbumi.” Mēs vēlamies uzzināt, kas ir atpakaļsūknēšanas urbumi, un Romāns mums paskaidro: ”Ik stundu mēs izsūknējam tik daudz karsta ūdens un tvaika, ka nepieciešams izmantoto ūdeni novadīt zem zemes, lai nenodarītu ļaunumu videi. Visi simt procenti ūdens, kas ir izsūknēts, nonāk atpakaļ zemē.” Mēs uzzinām, ka ūdens atliešana palīdz atjaunot karsto ūdeņu resursus.

Kā ģeotermālā stacija ietekmē apkārtējo ainavu? Par spēkstacijas klātbūtni liecina galvenokārt tvaika mutuļi, kas paceļas no ražotnes. Visapkārt mēs redzam kokospalmu un citu koku lapotnes. Ielejā ir ērti novietojušās daudzas mājas. Uzmanīgu saimnieku rokās zemes dzīļu siltuma enerģija, šķiet, nerada draudus ne cilvēkiem, ne videi.

Tāda veida iekārtās, kādas mēs aplūkojām šī apmeklējuma laikā, enerģijas ražošanai izmanto tikai augstas temperatūras tvaiku. Tomēr pēdējā laikā tiek meklēts veids, kā izmantot šķidrumus, kuru temperatūra ir zemāka par 200 grādiem, un praksē ir ieviesta divu ciklu metode: tiek izsūknēts karsts ūdens un ar tā palīdzību tiek iztvaicēts cits šķidrums, kas darbina mehānismu, kura galvenās daļas ir turbīna un ģenerators.

 Plusi un mīnusi

Ģeotermālajai enerģijai ir daudz priekšrocību. Šīs enerģijas izmantošana mazina valstu atkarību no naftas resursiem, un ģeotermālā spēkstacija ar desmit megavatu jaudu palīdz ietaupīt 140 000 barelu jēlnaftas gadā. Ģeotermālie resursi ir milzīgi, un pretstatā tam, kādā situācijā ir citi enerģijas avoti, mums nav jāuztraucas par to izsīkšanu. Šī enerģija neizraisa lielu piesārņojumu. Tāpat ģeotermālās enerģijas pārstrāde ir samērā lēta salīdzinājumā ar daudzu citu enerģijas veidu ieguvi.

Runājot par negatīviem aspektiem, jāpiemin, ka ģeotermālo spēkstaciju darbība var nodarīt zināmu kaitējumu apkārtējai videi. No zemes garozas nākušā tvaika sastāvā parasti ietilpst sērūdeņradis, kas lielos daudzumos ir indīgs, bet nepatīkams tas ir jebkurā gadījumā, jo tam piemīt asa smaka. Tomēr ar to var veiksmīgi cīnīties, un izmantotie paņēmieni ir efektīvāki nekā izmešu kontroles sistēmas elektrostacijās, kurās enerģija tiek iegūta no fosilā kurināmā. Tvaikā var būt neliels daudzums arsēna vai citu indīgu vielu, bet tās tiek ievadītas atpakaļ zemē un tāpēc nespēj nodarīt lielu ļaunumu. Ja ģeotermālie urbumi nav līdz lielam dziļumam cieši noslēgti ar tēraudu un cementu, var tikt piesārņots gruntsūdens.

Radītājs ir devis mums šo planētu, kas pilna dažādām bagātībām. Ģeotermālā enerģija ir tikai viena no tām, un cilvēki vēl mācās to pakļaut. Turpmākie atklājumi, bez šaubām, palīdzēs mums saprast, kā izmantot zemes dārgumus vislabākajā veidā un kā pareizi rūpēties par brīnišķīgo planētu, kas mums uzticēta. (Psalms 115:16.)

[Zemsvītras piezīme]

[Shēma/Attēli 15. lpp.]

(Pilnībā noformētu tekstu skatīt publikācijā)

Ģeotermālā stacija ”Mak-Ban” (Filipīnas) (Vienkāršota shēma)

Urbšanas iekārta

↓

Termālo ūdeņu horizonts

Elektrolīnijas

↑

Transformators

↑

Ģenerators

↑

Ieguves urbums → Separators → Tvaiks → Attīrīšanas iekārta → Attīrīšanas iekārta → Turbīna

↓ ↓

↑ Sālsūdens → Atpakaļsūknēšanas urbums ← Ūdens ← Dzesēšanas tornis

↑ ↓

Termālo ūdeņu horizonts

[Attēli]

IEGUVES URBUMS

TVAIKVADI

ELEKTROSPĒKSTACIJA

[Norādes par autortiesībām]

Tiek atvērts tvaika ventilis, 13. lappusē: Courtesy Philippine National Oil Corporation; cauruļvadi 13. lappusē, kopaina un elektrospēkstacija (priekšplānā) 15. lappusē: Courtesy of National Power Corporation (Philippines); karsto ūdeņu ieguves urbumi un tvaikvadi 15. lappusē: Courtesy of Philippine Geothermal, Inc.