Lämpöenergiaa maan uumenista
Herätkää!-lehden El Salvadorin -kirjeenvaihtajalta
Elokuun 7.päivä vuonna 1975 oli merkittävä päivä pienelle Keski-Amerikan maalle, jossa on vähän yli neljä miljoonaa asukasta ja jonka pinta-ala on vain 21000 neliökilometriä. Tuona päivänä käynnistettiin lämpövoimalaitos joka ei kuluta sen paremmin hiiltä kuin öljyäkään, ja maa vapautui tuontipolttoaineiden tarpeesta sähköntuotannon osalta. Mikä sitten käyttää sähkögeneraattoreita? Hyvin syvältä maan pinnan alta purkautuva vesihöyry.
EL SALVADOR on hyvin tuliperäinen maa. Jokseenkin maan pituusakselin suunnassa kulkevan maankuoren geologisen siirroslinjan tuntumasta löytyy kahdeksantoista tulivuorta. Viime aikoina ainakin neljä niistä on ollut yhä toimivia. Vulkaaninen toiminta on ilmennyt myös näkyvissä höyryvirtauksissa, geysireissä tai maankuoren onkaloissa (joiden nimitys paikallisessa intiaanikielessä on ausoles).
Mistä tämä veden höyrystyminen johtuu? Tiedemiesten selityksen mukaan sadevedet imeytyvät maahan maankuoressa olevien kraatterien kautta sekä muilla hyvin vettä läpäisevillä alueilla ja saavuttavat lopulta peruskallion. Joskus, varsinkin tuliperäisillä alueilla, magman kuumentama kallio sijaitsee niin lähellä maan pintaa, että vesi kuumenee sen höyrystymisen edellyttämiin korkeisiin lämpötiloihin. Ahuachapánissa El Salvadorin länsiosassa olevat mudan täyttämät maankuoren onkalot, jotka näkyvät maan pinnalla 8–10 metrin läpimittaisina lampareina, on tunnettu jo jonkin aikaa. Kiehuva muta, jonka väri vaihtelee punertavan ruskeasta keltaiseen, levittää ympäristöön vahvasti rikinkatkuisia höyryjä. Monien vuosien ajan nämä onkalot olivat pelkästään turistinähtävyys, eikä niillä ajateltu olevan mitään käytännöllistä arvoa.
Geotermisten tutkimusten alku
Mutta vuonna 1950 vesivoiman avulla sähkön kehittämisestä huolehtiva valtion toimikunta CEL (Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa) kuuli tuloksia ensimmäisistä endogeenista (sisäsyntyistä, maan sisäistä lämpöä hyväksi käyttävää) energiaa koskevista tutkimuksista. Niitä oli tehty Larderellon seudulla Italiassa. Myös Uuden-Seelannin Wairakeissa kokeiltiin sähkön kehittämistä tällaisista energialähteistä.
Nämä uutiset synnyttivät runsaasti kiinnostusta. El Salvador oli juuri aloittamassa jokiensa vesivoiman valjastamista sähkön tuottamiseksi. Mutta ennen pitkää sähkön lisääntyvä käyttö pakottaisi tuottamaan energiaa lämpövoimaloiden avulla. Lämpövoiman kehittäminen fossiilisilla polttoaineilla vaatisi puolestaan öljyn tai hiilen tuontia. Toisaalta luonnonhöyryn valjastaminen ajaisi saman asian.
Vuosi 1953 näki ensimmäisten geotermisten tutkimusten alun Ahuachapánin alueella. Vuonna 1958 porattiin yksitoista matalaa koereikää Playón de Ahuachapánin ja El Salitren alueilla. Paljon tarkemmat, 200 neliökilometrin alueelle ulottuneet geologiset, geofysikaaliset ja geokemialliset tutkimukset alkoivat vuonna 1966.
Nämä tutkimukset antoivat hyviä toiveita noiden energianlähteiden erinomaisista käyttömahdollisuuksista. Niinpä vuonna 1968 porattiin 865, 981 ja 1192 metrin koereiät. Yksi näistä porarei’istä oli kuiva, mutta toiset kaksi alkoivat tuottaa höyryä, toinen 231- ja toinen 208-asteista, 10 kilon paineella neliösenttimetriä kohti. Höyryn annettiin purkautua näistä koerei’istä täydellä paineella yli vuoden ajan sen selville saamiseksi, pystyvätkö ne säilyttämään muuttumattoman paineen ja lämpötilan. Playónin alueella Ahuachapánissa porattiin tammikuussa 1970 vielä kuusi 700–1400 metrin syvyistä reikää, jotta voitaisiin kerätä kaikki ensimmäisen 30 megawatin geotermisen voimalaitoksen perustamista varten tarvittavat tekniset ja taloudelliseen kannattavuuteen liittyvät tiedot. Tämän voimalan tarkoituksena oli toimia ensimmäisenä vaiheena Ahuachapánin geotermisen alueen arvioidun täyden kapasiteetin (100 megawatin) käyttöönotossa.
Uusien voimaloiden käyttöönotto
Ensimmäisen, teholtaan 30 megawatin voimalaitoksen rakentaminen alkoi vuonna 1974. Voimala vihittiin ja otettiin käyttöön elokuussa 1975. Toista 30 megawatin voimalayksikköä alettiin rakentaa samana vuonna. Tämä edellytti viiden uuden reiän poraamista 600–850 metrin syvyyteen. Tämä toinen yksikkö käynnistettiin vuonna 1976. Kolmatta voimalayksikköä, jonka teho tulee olemaan 35 megawattia, rakennetaan paraikaa, ja se tulee saamaan höyryvoimansa kahdesta aikaisemmasta yksiköstä. Näin ollen Ahuachapánin geoterminen alue tulee tuottamaan jatkuvasti energiaa 95 megawatin teholla tästä vuodesta lähtien. Siitä, että voimalat eivät tarvitse lainkaan fossiilisia polttoaineita, koituu maalle vuosittain 28,5 miljoonan colónin (noin 48 miljoonan markan) säästö.
Tähän mennessä saadut erinomaiset kokemukset ovat innostaneet tarmokkaisiin tutkimus- ja etsintäohjelmiin maan itäosassa. Tuollakin alueella suoritetaan paraikaa koeporauksia geotermisen energian hyväksikäytön laajentamiseksi.
Ympäristönsaastumisongelmia
Hiilen tai öljyn kaltaisia fossiilisia polttoaineita käyttävät sähkövoimalaitokset synnyttävät saasteongelmia. Sama pitää paikkansa atomivoimalaitoksista. Tuhka, savu ja kaasut voivat aiheuttaa ilmakehän saastumista. Järvet ja joet voivat saastua, kun niiden vettä käytetään voimaloiden lauhdevetenä. Lisäksi näissä voimaloissa syntyvistä jäteaineista lopullisesti eroon pääseminen muodostaa vakavan ongelman yhdyskunnalle.
Sitä vastoin geotermisten voimalaitosten, jotka eivät käytä lainkaan polttoaineita, voitaisiin odottaa aiheuttavan vähemmän ongelmia ympäristön saastumisen suhteen. Kuitenkin geotermisistä porausrei’istä purkautuva höyry, kaasut ja vesi voivat aiheuttaa ekologisia vaikeuksia.
Sellaisilla geotermisillä alueilla, jotka tuottavat kuivahöyryä eli ylikuumentunutta vesihöyryä, on luonnollisia purkautumislähteitä, joiden lievästi hapan vesi sisältää melkoisesti sulfaatteja ja pieniä määriä klorideja. Jotkin näistä vesistä saattavat olla jossakin määrin alkalisia bikarbonaattien takia. Niissä saattaa ilmetä myös korkeita hiilidioksidi-, boori- ja ammoniakkipitoisuuksia. Vielä yksi aineosa, rikkivety, on hyvin myrkyllistä ja voisi aiheuttaa ekologisia ongelmia.
Alueet, joilla geoterminen energia purkautuu vesihöyrynä, tuottavat suuret määrät jätevettä. Tämä vesi on yleensä hyvin suolapitoista, joten se on vahingollista kasveille ja eläimille. Booripitoisuus ylittää aina sen, mitä pidetään suurimpana sallittuna määränä viljelykasveille. Näissä vesissä on yleensä myös arseenia, jonka takia ne eivät sovellu asutusten käyttövedeksi.
Niinpä jätevesien käsittely tuottaakin vaikeasti ratkaistavia ongelmia. Lähinnä seuraavat menetelmät on kehitetty jätevesien käsittelemiseksi: 1) Jätevesien juoksuttaminen mereen, 2) juoksuttaminen jokiin, 3) niiden pumppuaminen takaisin maapohjaan ja 4) haihduttaminen altaissa.
Mereen juoksuttaminen voisi olla kallista ja vaivalloista, jos geoterminen alue on kaukana rannikolta. Jokiin juoksuttaminen edellyttää suurta määrää virtaavaa vettä, niin ettei veden myrkkypitoisuus pääse nousemaan kohtuuttomasti. Sitä paitsi jokien vesimäärä vähenee usein sateettomana aikana siinä määrin, että jätevesien juoksuttaminen niihin ei olisi mahdollista. Jätevesien pumppuaminen takaisin maapohjaan voisi estyä sen mukana kulkeutuvien suolojen sakkautuessa porausreikien seinämiin. Jätevesien haihduttaminen altaissa on mahdollista vain, jos käytettävissä on laajat alueet tasaista maata altaiden rakentamiseksi ja jos seutu on poikkeuksellisen vähäsateinen.
Ahuachapánin geotermisen voimalaitoksen jätevedet juoksutetaan avointa kanaalia pitkin mereen. Siellä on myös kokeiltu menestyksellisesti jätevesien pumppuamista takaisin maapohjaan.
Taloudellisia näkökohtia
On kiinnostavaa vertailla geotermisten voimalaitosten kustannuksia perinteisten vesivoimaloiden ja fossiilisia polttoaineita voimanlähteinään käyttävien lämpövoimalaitosten kustannuksiin. Ahuachapánin 95 megawatin geotermisen voimalaitoksen perustamiskustannukset on arvioitu asennustöiden osalta noin 3000 markaksi voimalan kutakin tehokilowattia kohti. Tämän voimalan käyttökustannukset kutakin kehitettyä kilowattituntia kohti ovat noin 2 penniä, kun taas El Salvadorin suurimmassa vesivoimalaitoksessa Cerron Grandessa vastaavat kustannukset kilowattituntia kohti ovat noin 1,6 penniä. Öljyä polttoaineena käyttävässä lämpövoimalassa yhden kilowattitunnin kehittämisen hinta kohoaa kuitenkin tällä hetkellä noin 10 penniin. Se merkitsee siis lähes viisi kertaa suurempia kustannuksia kuin geotermisissä voimaloissa. Ei ihme, että El Salvador pyrkii kehittämään endogeenisten energiavarojensa hyväksikäyttöä!
Maailman vaikeutuvasta energiakriisistä johtuu, että monet maat ovat kiinnostuneita uusista energianlähteistä, jotka voisivat korvata yhä kalliimman ja vaikeammin saatavan tuontiöljyn. Endogeeninen energia – syvältä maankuoren sisäosien kerrostumista johdettu lämpö – on epäilemättä oivallinen energian lähde. On siksi odotettavissa, että muutkin maat, joiden alueelta löytyy savuavia onkaloita tai muita merkkejä tuliperäisestä toiminnasta, tulevat ryhtymään toimiin saadakseen hyötyä noista jalkojensa alla piilevistä luonnonrikkauksista.