Čerpanie zemskej energie

OD DOPISOVATEĽA PREBUĎTE SA! NA FILIPÍNACH

Pod povrchom Zeme leží obrovský poklad. Nie je to zlato, striebro ani drahokamy. Je to obrovská zásobáreň tepla nazývaného geotermálna energia.

VEĽKÁ časť tohto tepla je uskladnená v podzemných vrstvách roztavených hornín, čiže v magme. Teplo Zeme je skutočným pokladom, lebo je čistým zdrojom energie, ktorý v porovnaní s ropou, uhlím, zemným plynom a jadrovou energiou poskytuje značné výhody.

Teplota hlboko vnútri Zeme sa pohybuje rádovo od stoviek až po tisícky stupňov Celzia. Množstvo tepla, ktoré sa dostáva zvnútra Zeme na povrch, sa za jeden rok údajne rovná asi 100 miliardám megawatthodín energie — čo mnohonásobne prevyšuje ročnú celosvetovú spotrebu elektrickej energie. To je naozaj úžasné množstvo energie! Zužitkovať tento poklad je skutočne náročné.

Prístup k pokladu

Určité množstvo tepla Zeme je dokonca blízko pri povrchu. Možno z neho čerpať použitím tepelných čerpadiel napojených na uzavretý obvod potrubí zakopaných v zemi. Takto získanú energiu možno použiť na vyhrievanie domov v zimnom období alebo na iné užitočné účely. Okrem toho ľudia žijúci v blízkosti horúcich prameňov alebo iných geologicky aktívnych oblastí môžu zužitkovať dostupné teplo zo Zeme ďalšími spôsobmi. Starovekí Rimania napríklad využívali horúce pramene v kúpeľoch.

Väčšie množstvo tepla sa nachádza pod zemskou kôrou vo vrstve nazývanej zemský plášť. Kôra má priemernú hrúbku asi 35 kilometrov — čo je omnoho viac, ako možno navŕtať pomocou súčasnej techniky. Kôra sa však skladá z viacerých platní a na niektorých miestach je tenšia, najmä na miestach dotyku platní. V týchto lokalitách môže magma vystúpiť bližšie k zemskému povrchu a ohriať vodu zadržanú v horninových vrstvách. Táto voda sa zvyčajne nachádza iba dva až tri kilometre pod povrchom Zeme, kam sa možno modernými vrtnými zariadeniami ľahko dostať. Možno ju vyťažiť a dobre využiť. Pozrime sa ako.

Zužitkovanie tepla

Na hladine mora voda vrie pri sto stupňoch Celzia. Ale pod zemským povrchom sú tlaky oveľa väčšie a voda zostáva v tekutom stave aj pri vyššej teplote. * Keď sa pri vrte narazí na vodu, ktorá má viac ako 175 stupňov Celzia, možno ju použiť na pohon elektrických generátorov.

Voda s vysokou teplotou sa zvyčajne nachádza v oblastiach nedávnej vulkanickej činnosti, ako je tichomorský ohnivý veniec, oblasť aktívnych, ako aj neaktívnych sopiek v oblasti Tichomoria. V tomto venci sa nachádzajú Filipíny. A v posledných rokoch tu došlo k výraznému pokroku v čerpaní z geotermálnych zdrojov Zeme na výrobu elektrickej energie. Filipíny sa stali jedným z najväčších svetových producentov energie z geotermálnych zdrojov. Z týchto zdrojov pochádza viac ako 20 percent celkovej elektrickej energie v tejto krajine.

Aby sme sa dozvedeli, ako sa z tepla Zeme vyrába elektrická energia, časopis Prebuďte sa! navštívil veľký geotermálny závod nazvaný Mak-Ban vo filipínskej provincii Laguna. Tento závod má kapacitu na výrobu 426 megawattov elektrickej energie. Aspoň krátko nahliadnime, ako sa vyrába.

Návšteva geotermálnej elektrárne

Schádzame z hlavnej diaľnice a dvojprúdová cesta nás vedie ku geotermálnemu ložisku. Približujeme sa k elektrárni, ktorá sa nachádza nad  týmto ložiskom, a prichádzame k miestu olemovanému veľkými parnými potrubiami, ktoré sa tiahnu od geotermálnych vrtov ku generátorom. Na neďalekých kopcoch vidíme ďalšie potrubia, ktoré privádzajú z vrtov paru. Na potrubí sú v pravidelných intervaloch ohyby. Dozvedáme sa, že tieto ohyby umožňujú, aby sa obrovské potrubia mohli pri zohriatí roztiahnuť a pri ochladení stiahnuť.

Neďaleko dediny sa nachádzajú kancelárie Philippine Geothermal, Inc., kde nás víta prevádzkový manažér Roman St. Maria. Po chvíli nás už sprevádza po tejto lokalite.

Blízko kancelárií je niekoľko ťažobných vrtov. „Používame rovnaký postup, aký sa používa pri vrtoch v ropných ložiskách,“ hovorí Roman, „s jedinou výnimkou, že tieto vrty majú väčší priemer.“ Pokračuje: „Tieto vrty sa stávajú kanálmi, ktoré pod tlakom privádzajú na povrch horúcu vodu a paru. A tento produkt privádzame do elektrárne.“ Dva neďaleké vrty sú blízko seba. Na otázku prečo je to tak, nám sprievodca odpovedá: „Sú blízko seba iba na povrchu. Pod zemou jeden smeruje priamo nadol. Pri druhom vrte môžeme kontrolovať jeho smer. Je to potrebné, pretože pozemky sú drahé. Hĺbenie vrtov blízko seba nám pomáha šetriť náklady.“

Chceme sa dozvedieť viac o samotnom procese ťažby, preto sa pýtame: „Čítali sme, že v tejto lokalite používate metódu prudkej pary. Čo to znamená?“ Roman vysvetľuje: „Najhlbší vrt, ktorý tu máme, je hlboký takmer 3700 metrov. Vo veľkej hĺbke je voda pod veľkým tlakom. Ale keď ju privádzame na povrch, tlak klesá a väčšina vody sa prudko mení na paru — z toho je odvodený názov metóda prudkej pary.“

Pozdĺž potrubia vedúceho od vrtu sa nachádza separátor. V ňom sa para oddeľuje od horúcej vody alebo od geotermálnej slanej vody. Ale para ešte stále nie je vhodná na výrobu energie. Roman to podrobne vysvetľuje: „V tejto prúdiacej pare zostávajú kvapky vody. Tieto kvapky obsahujú minerály, ktoré by sa mohli usadiť v turbíne a poškodiť ju. Preto para ide zo separátora do čističky. Úlohou čističky je odstrániť tieto kvapky.“

Sprievodca ukazuje veľké zaizolované potrubie, ktoré privádza prečistenú paru do elektrárne vzdialenej asi jeden kilometer. Keďže cestou dochádza ku kondenzácii, para znova prechádza čističkou, predtým ako sa dostane do turbíny, ktorá poháňa generátor.

Teraz vystupujeme na kopec a zhora si prezeráme celú geotermálnu lokalitu. „Celková plocha tohto zdroja má asi sedem štvorcových kilometrov,“ poznamenáva Roman a dodáva, „máme tu 102 vrtov a z nich je 63 ťažobných. Ostatné sú prečerpávacie vrty.“ Preto sa pýtame: „Čo sú prečerpávacie vrty?“ Roman odpovedá: „Vyprodukujeme toľko horúcej vody a pary za hodinu, že je potrebné vrátiť separovanú vodu do podzemných zásobární, aby sme sa vyhli poškodzovaniu životného prostredia. Sto percent odpadovej vody sa vracia [do zeme].“ Dozvedáme sa, že prečerpávanie pomáha tiež obnovovať geotermálne ložisko.

Ako ovplyvňuje geotermálna elektráreň celkový vzhľad tejto oblasti? Najviditeľnejším dôkazom existencie elektrárne je para, ktorá z nej uniká. Inak tu vidíme len kokosové palmy a ďalšiu zeleň. V doline pod nami je aj veľa domov. Zdá sa, že pri ohľaduplnom manažmente sa geotermálna energia dá vyrábať tam, kde žijú ľudia, a pritom nepoškodzovať životné prostredie.

Závody, ako je ten, ktorý sme navštívili, používajú na výrobu energie iba paru s vysokou teplotou. Odnedávna sa však vynakladá úsilie na získavanie energie z kvapalín, ktoré majú menej ako 200 stupňov Celzia. Viedlo to k vytvoreniu dvojcyklovej metódy. Pri tomto postupe sa používa načerpaná horúca kvapalina na odparenie druhotnej kvapaliny, ktorá zasa poháňa turbínu a generátor.

 Klady a zápory

O kladoch geotermálnej energie možno hovoriť veľa. Krajiny, ktoré z nej vyrábajú energiu, sú menej závislé od ropy. Každých desať megawattov vyrobenej elektrickej energie predstavuje úsporu 140 000 barelov nespracovanej ropy ročne. Navyše geotermálne zdroje sú obrovské a nebezpečenstvo vyčerpania je omnoho menšie ako pri iných zdrojoch energie. Aj problémy so znečisťovaním sú oveľa menšie. Okrem toho náklady na výrobu geotermálnej energie sú v porovnaní s mnohými inými druhmi energie pomerne nízke.

Na strane negatív je niekoľko obáv v súvislosti so životným prostredím. Geotermálna para zvyčajne obsahuje sírovodík, ktorý je vo veľkom množstve jedovatý a v malom množstve je nepríjemný pre svoj sírový zápach. Proces jeho odstraňovania je však účinný; dokonca účinnejší ako systémy na kontrolu emisií v elektrárňach na tuhé palivo. Aj odpadová voda môže obsahovať malé častice arzénu alebo iných jedovatých látok. No keď sa vrátia do zeme, nebezpečenstvo je minimálne. Problémom môže byť aj kontaminácia zásob podzemnej vody, ak sa geotermálne žriedla do veľkej hĺbky nezabezpečia oceľovými výstužami a cementom.

Náš Stvoriteľ nám dal planétu s rozmanitými pokladmi. Geotermálna energia je iba jedným z nich. A človek sa ešte len začína učiť, ako ju zužitkovať. Ďalší vývoj nám nepochybne pomôže pochopiť, ako využívať naše poklady prospešnejšie a zároveň ako sa náležite starať o znamenitú planétu, ktorú sme dostali do opatery. — Žalm 115:16.

[Poznámka pod čiarou]

[Nákres/obrázky na strane 15]

(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)

Geotermálna elektráreň Mak-Ban, Filipíny (Zjednodušený nákres)

Vrtná súprava

↓

Geotermálny zdroj

Elektrické vedenie

↑

Transformátor

↑

Generátor

↑

Ťažobný vrt → Separátor → Para → Čistička → Čistička → Turbína

↓ ↓

↑ Slaná odpadová voda → Prečerpávací vrt ← Voda ← Chladiaca veža

↑ ↓

Geotermálny zdroj

[Obrázky]

ŤAŽOBNÝ VRT

PARNÉ POTRUBIE

ELEKTRÁREŇ

[Pramene ilustrácií]

Muži otvárajúci ventil parného potrubia na 13. strane: S láskavým dovolením Philippine National Oil Corporation; potrubie na 13. strane, letecký záber a vložená elektráreň na 15. strane: S láskavým dovolením National Power Corporation (Filipíny); ťažobný vrt a parné potrubie na 15. strane: S láskavým dovolením Philippine Geothermal, Inc.