Entäs geoterminen energia?


Kuva 1. Nesjavellirin geoterminen voimala Islannista.

Kuva 1. Nesjavellirin geoterminen voimala Islannista.

Vaikka maalämpö on jo vanha juttu Suomessa, niin ainakin minulle oli yllätys, että osa siitä onkin itseasiassa maapallon sisäistä geotermistä energiaa, eikä auringon lämmön tuottamaa maaperän lämpöä. Näin kertoo Wikipedia (Linkki). Pyrin tässä artikkelissa painottumaan ”varsinaiseen” tai primääriin geotermiseen energiaan, jossa lämpötila itsessään riittää kaukolämmön tai jopa sähkön tuotantoon.

Vulkaanisilla alueilla, kuten kuvan 1 Islannissa, geotermisen energian hyödyntämisestä niin sähkön kuin lämmön tuotantoon on jo kymmenien vuosien kokemus. Voitaneen sanoa, että tekniikka toimii taloudellisesti kannattavasti ja hiilidioksidia tuottamattomasti. Jälkimmäinen tekijä on sitten se suurin syy, miksi ilmastovakiointiin innostunut EU pyrkii löytämään geotermistä energiaa myös etäämmältä tulivuorista, syvältä maan sisästä (Linkki). Tähän syvään geotermiseen energiaan liittyy ainakin se lupaus, että vesipatsaan paine riittää hyvinkin turbiinin hyörynpaineen kehittämiseen, jos vesi vain saadaan kiehumaan geotermisellä lämmöllä.

Jos tarvittava syvyys sitten onkin yli 2,2 km, pelkä vesipatsaan paine riittää tekemään vedestä ylikriittistä, mikäli nesteen lämpötila saadaan yli veden kriittisen lämpötilan, 374 °C:n. Näillä tiedoilla pyrkisin silti geovoimalakäytössä estämään ylikriittisen veden pääsemistä kiertoon, koska se on ihan eri ainetta kuin vesi. Ongelmia saattaisi muodostua mm. liuenneiden mineraalien kiteytymisestä putkistoihin tai ehkä jopa höyryturbiineihin. Vaikka syvällä kallioperässä esiintyisi ylikriittistä vettä luonnostaan, sen joutumista voimalakiertoon voitaneen estää virtausnopeutta ja painetta säätämällä. Jos ylikriittisyys sallitaan, laitteisto vaatinee kiteytyvien mineraalien erottelun jossain vaiheessa ennen turbiinia.

Tuossa edellisen kappaleen linkissä mainittu EU:n porausprojektiin antama summa, 15,6 M€, on sikseen pieni, ettei sen perään paljon kannata itkeä, vaikka projekti epäonnistuisikin. Voihan sen suhteuttaa vaikka siihen, miten vähävaraisen Suomen valtiovarainministeri silmää räpäyttämättä myönsi lisäbudjettiin kuusinkertaisen summan parille vuoden viimeiselle  kuukaudelle. Tosin ne rahat menivät osaltaan hiilidioksidipäästöjen kasvattamiseen Suomessa, mutta samoja euroja ne silti olivat.

Otaniemen suunnalla on kaksikin geolämpöprojektia suunnitteilla. Toinen on paikallisen Aalto-yliopiston kiinteistöjen lämpöpumppuprojekti, joka siis menee sarjaan maalämpö. Toinen on taas Fortumin ja St1:n kertoma suunnitema tuottaa kaukolämpöä geotermisesti ilman lämpöpumppuja useamman kilometrin syvyydestä. Jos laskennallisena lämpötilagradienttina käytetään 20 °C/km, reikien pitänee olla yli 5 km syviä. Vaakasuuntaan on vedetty paljon pitempiäkin kaukolämpöputkia, että ei se etäisyys vielä ole isoin ongelma tuossakaan.

Nyt tekisi kerrankin mieli lopettaa kannustavasti: hyvä siitä tulee, poratkaa vain. Toivottavasti noin käykin, mutta en malta ottamatta esille muutamaa epävarmuustekijää. Sveitsin Baselissa geoterminen energia loppui maanjäristyksiin (Linkki). Tätä vaaraa ei oletettavasti ole Suomessa, mutta joka tapauksessa tuo maanjäristysuhka rajoittanee geotermisen enegian hyödyntämistä jännittyneillä alueilla. Sitten tuo pelkän geotermisen kaukolämmön tuotanto on sikäli ongelmallista, että kaukolämpö tuotetaan nyt voimaloiden ”hukkalämmöstä” sähköntuotannon ohessa. Jos geoterminen kaukolämpö voittaa hintakilpailussa, sähkön hinta tullee kohoamaan maassamme. Eihän kukaan kuitenkaan uskone, että tuuli puhaltaa tasaisesti ja tuulivoimalat korvaavat lämpövoimaloiden sähköntuotannon?

Ihan tästä ei nyt saatu ”meidän juttua”, koska Suomessa emme ole etulyöntiasemassa geotermisen energian suhteen. Maalämpöpumppujen pyöritys on kuitenkin aina kotiinpäin, jos vaihtoehtona olisi suora sähkölämmitys.  Jos tuulivoimayhtiöt vielä kustantaisivat lisävaraajat, niin siitä voitaisiin saada talviaikojen tuulienergian varastointiratkaisukin. Kun tuulisi ”liikaa”, lisävaraajat lämpenisivät maalämpöpumpuilla, kun ei tuulisi, käytettäisiin ensin lämpövaraaja lopuilleen ja vasta sitten käynnistettäisiin maalämpöpumppu. Vanhoissa kiinteistöissä lisävaraaja voisi olla oikeasti erillinen yksikkö, uudisrakentamisessa se todennäköisesti olisi lisäkapasiteettina yhdessä ja samassa varaajassa. Tällä tapaa tuulivoimalat eivät myöskään olisi niin pahasti sähköverkkohäirikköjä. Tästäpä miltei ilmainen idea tuulivoimayhtiöille!

Linkkejä

http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=157666&CultureCode=en (Linkki) Italian porausprojektin lehdistötiedote, jossa kerrotaan ylikriittisen veden tuottavan porauksellekin ongelmia, mutta mahdollistavan suuremman energiavirran.

http://openenergy.fi/fi/caset/geoenergiaselvitys (Linkki) Aalto-yliopiston lämpöpumppukaukolämpöprojektin selvitystä Otaniemestä.

http://www.fortum.com/en/mediaroom/pages/fortum-and-st1-to-start-a-pilot-project-for-geothermal-heat-production-in-espoo.aspx (Linkki) Fortumin ja St1:n geotermisen kaukolämmön suunnitelma.

https://fi.wikipedia.org/wiki/Geoterminen_energia (Linkki) Suomenkielinen Wikipedia-artikkeli geotermisestä energiasta. Sivun linkistä pääsee myös english-artikkeliin.

4 responses to “Entäs geoterminen energia?

    • Jos kaivataan sähköä, lienee helpompi vetää Islannista kaapeli kuin porata Suomessa riittävän syvälle.
      Kaukolämmön tarve saattaa muuten olla vähenemässä. Jos vaikka ilmasto ei lämpenisikään, niin talojen eristystä parannetaan ”nollaenergiatavoitteen” innoittamina.

      Tykkää

  1. Tässä on erotettava porakaivolla tehtävät järjestelmät pinta-asennettaviin keruuputkistoihin. Kaikki porakaivolla varustetut saavat energian maan ytimestä ja tällöin kyse on geotermisestä järjestelmästä. Pintakeruuputkisto saa energian kesäaikana auringon maahan varastoimasta energiasta. Tällöin kyse on maalämpö järjestelmistä. Termiä tosin käytetään yleisesti kaikista lämpöpumppuja varustetuista järjestelmistä riippumatta lämmönlähteestä.

    Tykkää

    • Kiitos täsmennyksistäsi.
      Varsinkin geoenergia tuntuu tarkoittavan mitä tahansa maasta löytyvää. Alkukappaleessa yritin tehdä rajauksen niin, että maalämpöpumpulla saatu energia olisi omassa luokassaan.

      Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s