Nutzbar gemacht: Dampf aus der Erde
Vom „Awake!“-Korrespondenten in El Salvador
Der 7. August 1975 war ein denkwürdiger Tag für ein kleines Land in Zentralamerika mit einer Bevölkerung von etwas mehr als vier Millionen und einer Fläche von nur 21 000 Quadratkilometern. An jenem Tag wurde ein Wärme-Kraftwerk in Betrieb genommen, das weder mit Kohle noch mit Öl betrieben wird und das Land der Notwendigkeit enthebt, für die Stromerzeugung Brennstoffe zu importieren. Womit werden jedoch die Generatoren angetrieben? Mit Dampf aus den Tiefen der Erde.
EL Salvador ist ein Land mit vielen Vulkanen. Nahezu entlang eines Längengrades, dem auch eine Verwerfungslinie der Erdkruste folgt, liegen achtzehn Vulkane. Mindestens vier davon sind in jüngster Zeit tätig gewesen. Die vulkanische Tätigkeit zeigt sich auch in Dampfausströmungen, Geysiren und in Hohlräumen des Erdinnern (in der Eingeborenensprache der Indianer ausoles genannt).
Wie entsteht dieser Dampf? Wissenschaftler erklären, daß das Regenwasser im Bereich von Kratern und anderen leicht durchlässigen Stellen in den Boden dringt und schließlich Gestein erreicht. Vor allem in vulkanischen Gebieten befindet sich manchmal nahe der Erdoberfläche Gestein, das durch Lava aufgeheizt wird, so daß das Wasser Temperaturen erreicht, die hoch genug sind, um es in Dampf überzuführen. In dem im Westen El Salvadors gelegenen Ahuachapán gibt es Erdhohlräume in Form von Schlammtümpeln mit acht bis zehn Meter Durchmesser. Sie sind voll kochenden Schlammes, dessen Färbung von einem rötlichen Braun bis Gelb reicht, und es entsteigen Dämpfe mit einem starken Schwefelgeruch. Jahrelang waren diese Erdhohlräume eine bloße Touristenattraktion, über deren praktische Verwendung man sich keine Gedanken machte.
Beginn der geothermischen Studien
Die CEL (Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa), eine unabhängige Regierungskommission, die für die Entwicklung von Wasserkraftwerken zuständig ist, erfuhr in den 50er Jahren von den ersten Versuchen, endogene (von Kräften im Erdinnern erzeugte) Energie für die Stromgewinnung nutzbar zu machen. Das war in Italien im Gebiet von Larderello. Auch auf Neuseeland unternahm man Versuche, mit Hilfe solcher Vorkommen bei Wairakei elektrischen Strom zu erzeugen.
Diese Nachrichten stießen auf großes Interesse. In El Salvador hatte man gerade damit begonnen, Flußkraftwerke zu entwickeln. Um jedoch mehr Strom erzeugen zu können, hätte man eines Tages auf Wärmeenergie zurückgreifen müssen. Die Wärmeerzeugung mit Hilfe von Brennstoffen hätte den Import von Öl oder Kohle erfordert. Andererseits konnte man nun — um das gleiche zu erreichen — natürlichen Dampf nutzbar machen.
1953 gab man das Startzeichen für die ersten geothermischen Untersuchungen in dem Gebiet von Ahuachapán. 1958 grub man in den Ebenen von Playón de Ahuachapán und El Salitre elf flache Versuchsbrunnen. Weiterführende geologische, geophysikalische und geochemische Forschungen, die 1966 einsetzten, umfaßten ein Gebiet von 200 Quadratkilometern.
Die Forschungsarbeiten ließen enorm umfangreiche Energiequellen vermuten. Folglich bohrte man im Jahre 1968 Versuchsbrunnen bis in 865, 981 und 1 192 Meter Tiefe. Einer der Brunnen war trocken, doch die anderen beiden erzeugten Dampf mit einer Temperatur von 231 °C bzw. 208 °C und mit einem Druck von 10 Kilogramm pro Quadratzentimeter. Diese Brunnen waren mehr als ein Jahr lang in vollem Betrieb, damit man testen konnte, inwieweit Dampfdruck und -temperatur konstant blieben. Im Januar 1970 grub man in der Gegend von Playón in Ahuachapán sechs weitere, zwischen 700 und 1 400 Meter tiefe Brunnen, um für Studien über die technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit Daten zu sammeln. Man hatte den Bau eines geothermischen Kraftwerks von 30 Megawatt im Sinn. Dieses Kraftwerk sollte der erste Abschnitt des Plans sein, die auf 100 Megawatt geschätzte geothermische Kapazität in Ahuachapán voll nutzbar zu machen.
Programm für den Bau von Kraftwerken
Der Bau des ersten Kraftwerks mit einer Kapazität von 30 Megawatt begann 1974. Im August 1975 wurde es der Bestimmung übergeben und in Betrieb genommen. Den Bau einer zweiten 30-Megawatt-Einheit nahm man 1975 in Angriff. Dafür waren 5 zusätzliche Brunnen zwischen 600 und 850 Meter Tiefe erforderlich. Die zweite Einheit wurde 1976 in Betrieb genommen. Die dritte Einheit mit einer geplanten Kapazität von 35 Megawatt befindet sich gegenwärtig im Bau und wird mit dem Dampf der ersten beiden Einheiten arbeiten. So werden die geothermischen Quellen in Ahuachapán, beginnend mit diesem Jahr, eine ständige Kapazität von 95 Megawatt haben. Da man auf diese Weise ohne Brennstoffe auskommt, spart das Land jährlich 28,5 Millionen El-Salvador-Colóns (11 400 000 Dollar).
Die bisher erzielten guten Ergebnisse haben im Osten des Landes ein lebhaftes Forschungsprogramm ins Leben gerufen. Man eröffnet in diesem Gebiet neue Brunnen, um das Programm der geothermischen Energiegewinnung zu erweitern.
Umweltverschmutzung
Kraftwerke, die mit Hilfe von Brennstoffen wie Kohle oder Öl oder mit Atomreaktoren Strom erzeugen, verursachen Umweltprobleme. Die Atmosphäre kann durch Asche, Rauch und Gase verseucht werden. Seen und Flüsse werden durch das zurückfließende Kühlwasser in Mitleidenschaft gezogen. Die endgültige Beseitigung der Nebenprodukte, die bei solchen Kraftwerken entstehen, stellt auch für die betreffenden Gemeinden ein schwerwiegendes Problem dar.
Von geothermischen Kraftwerken hingegen, in denen ja kein Brennstoff verwendet wird, könnte man erwarten, daß sie weniger Umweltprobleme hervorrufen. Nichtsdestoweniger können durch die in den geothermischen Brunnen entstehenden Dämpfe und Gase sowie durch das Wasser ökologische Schwierigkeiten entstehen.
Bei geothermischen Quellen, die trockenen oder überhitzten Dampf erzeugen, fallen natürliche Rückstände an, die hohe Konzentrationen von Sulfaten, einige Säuren und Spuren von Chloriden enthalten. Manchenorts ist das Wasser leicht alkalisch und überwiegend sulfat- und bikarbonathaltig. Es kann auch eine hohe Konzentration von Kohlendioxyd, Bor und Ammoniak vorliegen. Ein anderer Bestandteil, nämlich Schwefelwasserstoff, ist hochgiftig und könnte ökologische Probleme hervorrufen.
Geothermische Quellen, die Wasserdampf erzeugen, haben große Mengen an Wasserrückständen. Im allgemeinen ist der Salzgehalt dieses Wassers hoch und schadet der Pflanzenwelt und anderen Lebewesen. Der Gehalt an Bor überschreitet in jedem Fall die Menge, die man für widerstandsfähige Kulturpflanzen als zumutbar betrachtet. Gewöhnlich ist dieses Wasser auch noch arsenhaltig und somit als Trinkwasser ungeeignet.
Somit bereitet die endgültige Beseitigung dieser Rückstände schwerwiegende Probleme. Man hat im wesentlichen folgende Beseitigungsmethoden angewandt: 1. Ableitung ins Meer, 2. Ableitung in Flüsse, 3. Rückführung in den Untergrund und 4. Verdunstung in Tümpeln.
Der Abfluß ins Meer könnte sehr teuer und schwierig werden, wenn die geothermische Quelle weit von der Küste entfernt ist. Die Ableitung in Flüsse richtet sich nach der Menge des fließenden Wassers, denn die giftigen Bestandteile sollen nicht die zulässige Konzentration überschreiten. Häufig führen die Flüsse in der Trockenperiode so wenig Wasser, daß das unmöglich erscheint. Eine Rückführung in den Untergrund könnte daran scheitern, daß im Restwasser Salz enthalten ist, das an den Wänden der Brunnen Ablagerungen bildet. Verdunstung in Tümpeln ist nur möglich, wenn großflächige Ebenen da sind, über denen wenig Regen niedergeht und in denen man Tümpel anlegen kann.
Das Restwasser des geothermischen Kraftwerks in Ahuachapán fließt durch einen offenen Kanal ins Meer. Man hat auch schon erfolgreiche Experimente mit der Rückführung in den Boden unternommen.
Wirtschaftliche Gesichtspunkte
Es ist interessant, die Kosten eines geothermischen Kraftwerks mit denen herkömmlicher Kraftwerke zu vergleichen, seien es Wasserkraftwerke oder Wärmekraftwerke, die mit Brennstoffen betrieben werden. Die Investitionen für das geothermische 95-Megawatt-Kraftwerk in Ahuachapán hat man auf 700 Dollar pro Kilowatt Kapazität geschätzt. Die Stromerzeugung kostet bei diesem Kraftwerk pro Kilowattstunde 0,005 Dollar, wohingegen die Kosten für das größte Wasserkraftwerk in El Salvador, Cerron Grande, 0,004 Dollar pro Kilowattstunde betragen. Bei einem Kraftwerk dagegen, das mit Ölfeuerung betrieben wird, kostet die Kilowattstunde gegenwärtig 0,024 Dollar. Das ist fast fünfmal soviel wie bei geothermischen Kraftwerken. Kein Wunder, daß man in El Salvador darauf bedacht ist, die endogenen Energiequellen zu fördern.
Heute, da die Energiekrise weltweit zunimmt, hält man in vielen Ländern nach neuen Energiequellen Ausschau, die das knapp und teurer gewordene Importöl ersetzen können. Endogene Kräfte — Wärme aus tiefliegenden Schichten der Erdkruste — bilden sicher eine nützliche Energiequelle. In anderen Ländern, in denen es Erdhohlräume mit Rauchentwicklung oder andere Zeichen vulkanischer Tätigkeit gibt, wird man daher erwartungsgemäß damit beginnen, diese verborgenen unterirdischen Schätze nutzbar zu machen.