Todellinen aarre odottaa kilometrien syvyyksissä – koeporaus alkanut

Julkaistu yli kolme vuotta sitten

Geoterminen lämpö on peräisin maan uumenista, jossa radioaktiivisten alkuaineiden puoliintumisen seurauksena on tarjolla valtava lämpövarasto.

Maapallossa tätä auringosta riippumatonta geotermistä lämpöä riittää, sillä sitä on laskettu olevan maan uumenissa huimat yli 10000 Zetajoulea. Pelkästään 0,1 prosenttia tästä riittäisi kattamaan koko maailman energiantarpeen 10 000 vuodeksi.

Ilmaisen ja päästöttömän lämpöenergian hyödyntäminen on kiehtova ajatus ja käytössä jo eri puolilla maailmaa. Esimerkiksi Islannissa käytännössä koko Reykjavik lämmitetään geotermisellä lämmöllä.

Espooseen valmisteilla olevan geotermisen lämpövoimalaitoksen rakentaa St1, jolta Fortum ostaa lämpöenergian ja toimittaa sen asiakkailleen. Voimalaan tarvitaan peräti seitsemän kilometriä syvä porakaivo, joten hanke on maailmallakin ainutlaatuinen.

Maalämmön hyödyntäminen on Suomessa tuttua, mutta nyt maan syvyyksissä kierrätettävä vesi kuumenee jopa 120 asteeseen ilman lämpöpumppuja. Valmistuttuaan voimalan on määrä tuottaa jopa 10 prosenttia kaukolämmön tarpeesta Espoon alueella.

 

Espoon voimalan teho on 40 MW ja kustannusarvio useita kymmeniä miljoonia – lopullista summaa ei tiedä vielä kukaan.

Vaikka polttoaine on ilmaista, laitoksen lopullinen investointikustannus, teho ja takaisinmaksuaika ovat pilottiprojektissa selvitettäviä asioita, kertoo St1:n tuotantojohtaja Tero Saarno. Vasta sitten voi päätellä, saatiinko maahamme uusi energiantuotantomuoto.

Saarnon mukaan onnistuessaan geotermisellä lämpövoimalalla on Suomessa markkinoita noin 350 kaukolämpöverkon verran. Jo pelkästään pääkaupunkiseudulle pilottivoimalan kokoluokkaa olevia voimaloita voitaisiin rakentaa useampia.

Haasteita suomalaisen geotermisen voimalan tiellä riittää, sillä kallioperämme on ikivanhaa, stabiilia ja jäähtynyttä.

Nyt tehdään vasta 76 mm:n luotausreiän kairaus, josta saadaan tietoa maaperän ominaisuuksista.

Varsinaisten lämpökaivojen poraus on määrä aloittaa vuonna 2016, mutta jo nyt on selvää, että tarvitaan seitsemän kilometrin syvyinen kaivo oikean lämpötilatason saavuttamiseksi.

Pitkän lämpökaivon varrelle mahtuu myös haitallisia aineksia, kuten arseenia, radonia ja rikkiä.

Saarnon mukaan maapiirin vesikierto on erillinen suljettu järjestelmä, josta lämpö siirretään kaukolämpöveteen lämmönvaihtimella, jolloin vedet eivät pääse sekoittumaan.

Maaperässä olevien aineiden liukeneminen on ainakin tutkimustulosten ja maailmalta saatujen kokemusten varjossa minimaalista.

 

Fortum on mukana hankkeessa lämmön ostajana. Fortum Heat Suomi ja Baltian johtaja Jouni Haikarainen sanoo, että pilottiin sisältyy teknologiariski mutta jonka toivotaan onnistuessaan toimivan kaupalliselta pohjalta. Kaiken edellytys on, että geotermisen lämmön hinta on kilpailukykyinen kaukolämmön muuhun tuotantoon verrattuna.

Jos Espoossa päästään tärkeimpiin tavoitteisiin, Fortum lisää Haikaraisen mukaan geotermisen lämmön tuotantoa jatkossa laajemminkin ainakin isommissa kaukolämpöverkoissa.

Valitettavasti vain maan uumenista löytyvät timantit ovat ikuisia, sillä geotermisen lämpökaivon teho putoaa maaperän jäähtyessä hiljalleen.

Arviolta lämpöteho laskee alle 10 prosenttia ensimmäisten 20–30 vuoden aikana, joten laitoksen elinkaari on samaa luokkaa kuin polttotekniikkaan perustuvien voimalaitostenkin.

Vanhenevien polttovoimaloiden tekniikka voidaan kuitenkin uudistaa vastaamaan nykyajan vaatimuksia.

Geotermisen lämpövoimalan tapauksessa yksi vaihtoehto on tehostaa hiipuvaa tuottoa lämpöpumpulla, mutta silloin tarvitaan sähköenergiaa kompressoreihin. Ruotsissa on esimerkiksi käytössä matalampi geoterminen lämpökaivo, jonka 20-asteista kiertovettä hyödynnetään valtavilla lämpöpumpuilla. Vedellä lämmitetään iso taajama.

ST1:n tuotantojohtaja Tero Saarno muistuttaa myös, että jos 20 vuoden aikana voimalan lämpötehosta putoaa 10 prosenttia, se tarkoittaa, että maapiirissä kiertävä vesi on edelleen kuumaa. Esimerkiksi kesäaikaan tarvittava kaukolämpövesi on vain 75-asteista.

Maailmalla on vielä käytössä 1980-luvulla rakennettuja voimaloita.

 

Voimalan tehon alenemaakin tärkeämpää on Saarnon mielestä se, kuinka hyvin vesi saadaan kiertämään kilometrien syvyydellä olevassa kallion rakokerroksessa, joka toimii lämmönvaihdinpintana. Tehokkaasti toimiva kierto pitää myös kaivon tehon parempana.

Saarno uskoo, että geoterminen laitos osoittautuu kustannustehokkaammaksi vaihtoehdoksi kuin vastaavat 40MW:n polttovoimalaitokset (esim. hakelaitokset), joiden rakennuskustannukset ovat noin 25–30 miljoonaa euroa.

Saman kokoluokan geotermisellä laitoksella perustamiskustannukset ovat suuremmat, mutta polttoaine on ilmaista.

• Geoterminen lämpövoimalaitos hyödyntää syvällä maaperässä olevaa lämpöenergiaa.
• Maaperään porataan vierekkäin kaksi (väli esimerkiksi 50–150 metriä), läpimitaltaan noin 20-senttistä pystyreikää.
• Kanavien pystyosissa on putki, joka on alkumatkaltaan lämpöeristetty, jotta pohjavesi ei jäähdytä kiertovettä.
• Pystykanavat ovat yhteydessä toisiinsa kallion luonnollisten rakovyöhykkeiden kautta kilometrien syvyydessä. Tavallaan voidaan puhua suuresta levylämmönvaihtimesta, jolle vesi ohjataan laskuputkea pitkin ja josta se kootaan nousuputkea pitkin takaisin maanpinnalle 120-asteisena.
• Lämpöenergia välitetään maan pinnalla lämmönvaihtimen kautta edelleen kaukolämpöverkkoon.

 

Juttu julkaistu 28.6. klo 18, juttua muokattu 1.7. klo 15.57: havainnekuva vaihdettu.