Izkoriščanje zemeljske energije

OD PISCA ZA PREBUDITE SE! S FILIPINOV

Pod površjem Zemlje leži ogromen zaklad. Ni zlato, ni srebro, niti niso dragoceni kamni. Je neznanska zaloga toplote, imenovana geotermična energija.

VEČINA te toplote je v podzemnih plasteh staljenih kamnin oziroma magme. Zemljina toplota je zares zaklad, saj je čisti vir energije, ki ponuja drugačne koristi, kot jih imajo nafta, premog, zemeljski plin in jedrska energija.

Temperature globoko v zemlji so od nekaj sto do celo nekaj tisoč stopinj Celzija. Količina toplote, ki v enem letu pride iz te globine na površje Zemlje, je enaka približno 100 milijardam megavatnih ur energije in večkratno presega porabo vse električne energije po vsem svetu. Zares osupljiva količina energije! Vendar je izkoriščanje tega zaklada izziv.

Dostop do zaklada

V zemlji in celo blizu površja je določena količina Zemljine toplote. To se lahko izkoristi s toplotnimi črpalkami, ki so povezane z mrežo vijugastih cevi, zakopanih v zemljo. S tako zbrano energijo se lahko pozimi ogrevajo domovi ali pa se jo uporabi za drugo koristno delo. Poleg tega lahko ljudje, ki živijo v bližini termalnih vrelcev ali na drugih geološko aktivnih področjih, še dodatno izkoriščajo razpoložljivo zemeljsko energijo. Staroveški Rimljani denimo so termalne vrelce rabili za zdravilišča.

Večja koncentracija toplote leži pod zemeljsko skorjo, v plasti, ki se imenuje plašč. Povprečna debelina skorje je približno 35 kilometrov – veliko globlje, kot je mogoče doseči s sodobno vrtalno tehniko. Ta skorja pa je sestavljena iz številnih plošč in je na določenih mestih tanjša, še posebej ob stičiščih. Tu se lahko magma približa površju Zemlje in segreje vodo, ki je ujeta med plastmi kamnin. Ta voda je običajno le dva do tri kilometre pod zemeljskim površjem, kar pa se s sodobno vrtalno tehniko zlahka doseže. Lahko se jo ujame in koristno uporabi. Poglejmo, kako.

Učinkovita izraba toplote

Ob morski gladini voda zavre pri 100 stopinjah Celzija. Pod zemljo pa je pritisk dosti večji, zato se voda pri višjih temperaturah ne upari. * Kjer se črpa vodo, ki ima več kot 175 stopinj Celzija, se jo lahko uporablja za poganjanje električnih generatorjev.

Vroča voda je običajno na področjih nedavne ognjeniške dejavnosti, kot je tihomorski ognjeni obroč, področje tako dejavnih kot tudi mirujočih ognjenikov v Tihem oceanu. V tem obroču so Filipini. Tukaj je bil v zadnjih letih pri izkoriščanju geotermičnih virov za proizvodnjo električne energije dosežen precejšen napredek. Pravzaprav so Filipini postali eden največjih proizvajalcev energije iz geotermičnih virov na svetu. Več kot 20 odstotkov vse električne energije, ki jo porabijo v tej deželi, je iz tega vira.

Da bi izvedeli več o tem, kako se iz Zemljine toplote proizvaja električna energija, je Prebudite se! obiskal veliko geotermično elektrarno, imenovano Mak-Ban, v filipinski provinci Laguna. Ta elektrarna lahko proizvede 426 megavatov energije. Pa si na kratko oglejmo, kako deluje.

Ogled geotermične elektrarne

Ko zapeljeva z glavne avtoceste, naju dvosmerna cesta vodi do geotermičnega polja. Približujeva  se elektrarni, ki je na tem polju, in prideva na predel, prepleten z velikimi cevmi za paro, ki potekajo od geotermičnih vrelcev do generatorskih objektov. Na bližnjih gričih je mogoče videti še več cevi, po katerih iz vrelcev izhaja para. Te cevi imajo v rednih presledkih zavoje. Izveva, da ti ob segrevanju in ohlajanju omogočajo širjenje in krčenje velikih cevi.

V bližini vasi so pisarne Philippine Geothermal, Inc., kjer naju sprejme Roman St. Maria, direktor proizvodnega procesa. Kmalu naju odpelje na ogled poslopij.

Blizu pisarn je nekaj proizvodnih vrelcev. »Uporabljamo enako tehnologijo, kot se jo uporablja pri črpanju nafte,« pravi Roman, »le da so luknje v premeru večje.« Nadaljuje: »Vrelci pravzaprav postanejo kanali, po katerih pod pritiskom na površje privreta vroča voda in para. In to je proizvod, ki ga priskrbimo elektrarni.« Dva bližnja vrelca sta zelo blizu skupaj. Ko vprašava zakaj, nama vodnik pojasni: »Blizu sta samo na površju. Pod zemljo je ena vrtina navpično navzdol. Pri drugi pa lahko nadzorujemo njeno smer. To je potrebno zaradi cene zemljišča. Bližina teh vrtin nam pomaga zmanjšati stroške.«

Ker želiva izvedeti več o samem postopku, vprašava: »Brala sva, da tukaj uporabljate uparjalno tehnologijo. Kaj to pomeni?« Roman pojasni: »Najgloblji vrelec, ki ga imamo, je globok skoraj 3700 metrov. V velikih globinah je vroča voda pod precejšnjim pritiskom. Vendar ko jo privedemo na površje, pritisk pade in večina vode se upari oziroma spremeni v paro, in od tod ime uparjalna tehnologija.«

Na cevovodu, nekoliko naprej od vrtin, je separator. Tukaj se paro loči od vroče vode oziroma geotermične slane vode. Vendar para še vedno ni pripravljena za proizvajanje energije. Roman natančno pojasni: »V nastajajoči pari ostanejo kapljice vode. Te kapljice vsebujejo minerale, ki se lahko nalagajo na turbino in jo poškodujejo. Tako gre para od separatorja k napravi za čiščenje pare, imenovani pralnik, katerega naloga je odstraniti te kapljice.«

Najin vodnik pokaže na velike ločene cevi, po katerih gre očiščena para v elektrarno, ki je približno en kilometer stran. Ker se med potjo prične kondenzacija, paro, preden jo spustijo v turbino, ki poganja generator, še enkrat očistijo.

Sedaj prispemo na vrh hriba in si ogledujemo geotermično poslopje. »Celotno področje tega polja je veliko približno sedem kvadratnih kilometrov,« poudari Roman in doda, »tukaj imamo 102 vrelca, od teh jih je 63 proizvodnih. Mnoge druge so vbrizgalne vrtine.« Najino naslednje vprašanje je: »Kaj so vbrizgalne vrtine?« Roman odgovori: »Vsako uro načrpamo veliko vroče vode in pare, zato je zelo pomembno, da ločeno vodo vrnemo v podzemni zbiralnik in se tako ognemo škodljivemu vplivu na okolje. Sto odstotkov neuporabljene vode se vnese nazaj.« Izvedela sva, da tudi to pomaga obnoviti geotermično polje.

Kako geotermična elektrarna vpliva na celoten videz področja? Para, ki izhaja iz elektrarne, je najvidnejši dokaz, da elektrarna obstaja. Sicer pa vidiva kokosove palme in drugo zelenje. Malo dlje od elektrarne so v dolini ugnezdeni tudi mnogi domovi. Zdi se, da je lahko ob skrbnem načrtovanju pridobivanje energije iz geotermičnih virov v sožitju z ljudmi in okoljem.

Obrati, kakršen je ta, ki sva si ga ogledala, uporabljajo za energijo le paro z visoko temperaturo. Vendar so nedavno pričeli projekte, pri katerih bi energijo pridobivali iz tekočin, ki imajo temperaturo nižjo od 200 stopinj Celzija. Kot rezultat tega so razvili dvociklično tehnologijo. Pri tej metodi uporabljajo vročo tekočino iz cevi, da uparijo drugo tekočino,  katera nato poganja turbino oziroma generator.

Prednosti in pomanjkljivosti

Veliko bi še lahko povedali o geotermični energiji. Države, ki iz nje pridobivajo električno energijo, so manj odvisne od nafte. Vsakih deset megavatov tako pridobljene električne energije letno predstavlja prihranek 140.000 sodov surove nafte. Še več, geotermični viri so neizčrpni in nevarnost njihove izpraznitve je veliko manjša kot pa pri mnogih drugih virih energije. Precej manjše je tudi onesnaževanje. Prav tako so precej nižji še proizvodni stroški geotermične energije v primerjavi s stroški pri mnogih drugih oblikah energije.

Pomanjkljivosti tega pa so nekateri vplivi na okolje. Geotermična para običajno vsebuje vodikov sulfid, ki je v velikih količinah strupen, v majhnih količinah pa je neprijeten zaradi vonja po žveplu. Vendar so postopki čiščenja uspešni in bolj učinkoviti kot sistemi za nadzor emisije v termoelektrarnah. Poleg tega lahko delci v neuporabljeni vodi vsebujejo manj arzena ali drugih stupenih snovi. Ko se te vnese v zemljo, je nevarnost minimalna. Če geotermični vrelci niso zelo globoko utrjeni z jeklenimi cevmi in cementom, je lahko problem tudi onesnaženje podzemnih zalog vode.

Naš Stvarnik nam je dal planet z raznolikimi zakladi. Geotermična energija je samo eden od njih. In ljudje se šele učimo, kako jih uporabljati. Nadaljnji razvoj nam bo brez dvoma pomagal videti, kako naše zaklade koristneje rabiti in kako obenem tudi primerno skrbeti za veličastni planet, ki nam je bil zaupan. (Psalm 115:16)

[Podčrtna opomba]

[Shema/slike na strani 15]

(Lega besedila – glej publikacijo)

Geotermična elektrarna Mak-Ban na Filipinih (Poenostavljen prikaz)

vrtalna oprema

↓

geotermični zbiralnik

električni vod

↑

transformator

↑

generator

↑

proizvodni vrelec → separator → para → pralnik → pralnik → turbina

↓ ↓

↑ slana voda → vbrizgalna vrtina ← voda ← hladilni stolp

↑ ↓

geotermični zbiralnik

[Slike]

PROIZVODNI VRELEC

PARNI CEVOVOD

ELEKTRARNA

[Vir slike]

Moški odpirajo parni ventil na strani 13: Courtesy Philippine National Oil Corporation; cevovod na strani 13 ter pogled iz zraka in dodatne slike elektrarne na strani 15: Courtesy of National Power Corporation (Philippines); proizvodni vrelec in parni cevovod na strani 15: Courtesy of Philippine Geothermal, Inc.