Geoterminė energija – šiluminis užtaisas po kojomis

Kamilė SAKALAUSKAITĖ

Žemės geoterminė energija atsirado planetos formavimosi eigoje, radioaktyvaus mineralų skilimo ir vulkaninių pokyčių metu. Paleolito laikais naudota maudynėms ir maisto gaminimui, antikoje - patalpoms apšildyti, o šiuolaikinio žmogaus pritaikyta ir elektrai gaminti, ši energijos išgavimo forma sparčiai populiarėja JAV ir kitose išsivysčiusiose šalyse. Europos komisijos tyrimų duomenimis, šiuo metu pasaulyje patalpų šildymui, vandens pramogų centrų poreikiams, pramoniniams procesams, vandens valymo programoms, žemės ūkio reikmėms ir pan. nuolat naudojama apie 10,715 megavatų (MW) tokios energijos. Pasaulio energetikos tarybos duomenimis, 2050 m. atsinaujinančių išteklių dalis pirminės energijos suvartojime sudarys 20–40 procentų , o 2100 m. – 30–80 proc. Žemės geoterminių išteklių yra daugiau, negu reikėtų žmonių poreikiams patenkinti, tačiau ne visi gali pasinaudoti tokia galimybe, kadangi giluminio žvalgymo ir gręžimo darbai, bei pačios sistemos įrengimas kainuoja gana brangiai.

Panaudojimas

Geoterminės elektrinės tradiciškai statomos ant tektoninių plokščių, kur žemės temperatūra aukšta jau netoli paviršiaus. 2010 m. geoterminės elektros energijos išgavimo srityje, instaliavusios 3086 MW galią, pirmavo JAV, o didžiausios pasaulyje tokio tipo elektrinės stovėjo geizerių gausa pasižyminčioje Kalifornijoje. Gręžimo ir gavybos technologijų plėtra pastaraisiais dešimtmečiais leido žemės gelmių energiją išgauti sudėtingesnėmis sąlygomis bei iš daug gilesnių žemės sluoksnių, todėl ir mažiau geoterminių galimybių turinčios šalys pradėjo tokios energetikos plėtrą.

Daugiausiai geoterminės energijos šilumos pasaulyje sunaudojama baseinų vandens šilumos palaikymui ir maudymuisi (42 proc.), gyvenamųjų pastatų apšildymui (23 proc.), šilumos siurbliams (12 proc.), žemės ūkio reikmėms (10 proc.), taip pat žuvininkystei (6 proc.) bei kitose pramonės srityse. Negiliai esantys, žemesnės temperatūros gręžiniai tarnauja individualiems gyventojų poreikiams. Norėdami įsidiegti tokią sistemą, turėtumėte kreiptis į specializuotas firmas ar pavienius specialistus, kurie geba apskaičiuoti galimą sistemos dydį bei sumontuoti visą įrangą, o tai gali kainuoti ne vieną tūkstantį litų. Tinklalapio geothermalenergy.org duomenimis, geoterminės energijos gamybos sistemos draugiškos aplinkai, kadangi išgavimo proceso metu naudojamos uždaros požeminės sistemos, atsisakoma dujų ir naftos produktų, todėl nesudaromas didesnis pavojus aplinkai. Geoterminės energijos išgavimo metu sukeliama tarša, palyginus su kitų energijos šaltinių poveikiu aplinkai, yra labai nedidelė.

Poveikis aplinkai

Natūralius gamtinius darinius, tokius kaip purvo ir mineralinio vandens baseinai, aglomerato terasos, geizeriai ir pan. geoterminė plėtra gali paveikti lengvai ir nepataisomai. 1958m. Naujojoje Zelandijoje, Wairakei geoterminiame lauke pradėti darbai, kurių metu iš požeminių rezervuarų buvo šalinami aukštos temperatūros skysčiai. Tai sukėlė ilgalaikius geizerių pokyčius: kai kuriose vietose žemė įlinko net tris metrus, sumažėjo geizerių bei karštųjų šaltinių skaičius, išeikvoti žemesniųjų sluoksnių garuojančio vandens ištekliai. 1965 m. „Tourist Hotel Corporation“ bandė atkurti karšto vandens siurbimą iš didžiausio išnykusio Wairakei geizerio, tačiau rezultatai nepateisino vilčių. Be to, geoterminių skysčių gavyba gali sumažinti požeminių rezervuarų slėgį ir lemti žemės sluoksnių skendimą. Didžioji Wairakei įduba kasmet gilėja po pusę metro, sukeldama dirvožemio judėjimą bei krypimą į centrą.

Dėl požeminio ryšio tarp karštųjų skysčių ir uolų, geoterminio vandens sudėtyje padidėjęs arseno, gyvsidabrio, ličio ir boro kiekis. Jeigu elektros gaminimo eigoje atliekos išleidžiamos į upes arba ežerus, o ne atgal į geoterminį lauką, šios kenksmingos medžiagos gali paveikti vandens gyvūniją bei paversti vandenį netinkamu buitiniam naudojimui. JAV Aplinkos darbo grupės (EWG) tyrimų duomenimis, visi minėti chemikalai daro nemažą neigiamą poveikį sveikatai: sukelia biocheminius pokyčius, apsigimimus, smegenų ir nervų sistemos pakitimus, vėžį, veikia endokrininę ir imuninę sistemas, sukelia vidinių organų sistemos ligas ir k.t.

Taip pat geoterminiuose skysčiuose yra ištirpusių dujų (anglies dioksido (CO2) ir vandenilio sulfido (H2S), kurios energijos gamybos metu išskiriamos į aplinką. Abi šios dujos yra tankesnės už orą, todėl gali susirinkti į duobes ar kauptis uždarose patalpose, keldamos pavojų geoterminių stočių bei vamzdynų sistemos darbuotojams. Mažas H2S kiekis sukelią akių, nosies, burnos dirginimą, didesnis (10-50 ppm.) – galvos skausmą, svaigulį, pykinimą, vėmimą, kosulį ir kvėpavimo pasunkėjimą. Didelis kiekis (50-200 ppm.) šių dujų lemia sunkų kvėpavimo takų sutrikimą, ūminį konjuktyvitą, šoką, traukulius ar net komą bei mirtį. Tinklalapio safetydirectory.com duomenimis, daugelyje šalių teisiškai reglamentuojamas didžiausias leistinas vandenilio sulfido kiekis darbo aplinkoje siekia 10 ppm.

Geotermika Lietuvoje

Vidutinis žemės šilumos srauto intensyvumas Rytų Europoje siekia 42 MW/m², tačiau Vakarų Lietuvos gręžinių šilumos srautas beveik dvigubai didesnis, o kai kuriose vietose siekia net 100 MW/m². Ši geoterminė anomalija sudaro puikias galimybes šiluminei energijai išgauti. Šiuolaikinių geoterminių jėgainių telkinių gylis siekia 5 km., tad Vakarų Lietuvos perspektyvos techninių galimybių požiūriu vertinamos optimistiškai.

Lietuvos geotermijos asociacijos pirmininko Felikso Zinevičiaus teigimu, giliosios geotermijos atstovas Lietuvoje yra Klaipėdos geoterminės energijos stotis, kurioje šiluma išgaunama iš didesnio nei 1 km. gylio. Kiti objektai – sekliosios geotermijos, kur gylis priklausomai nuo situacijos (naudojami kolektoriai arba gręžiniai) svyruoja nuo pusantro iki kelių dešimčių metrų. Lietuvoje geoterminių sistemų instaliacija iki šiol nebuvo remiama, tačiau nepaisant to, visos mūsų šalyje įrengtos sekliosios žemės energijos išgavimo sistemos kartu gali pasiekti didesnį nei 30 MW galingumą (indiviualiam namui paprastai naudojami 15-18 kW galingumo siurbliukai). Šiais metais priimtas atsinaujinančių išteklių įstatymas, kuriame numatoma parama šilumos siurblių instaliacijai ir naudojimui, t.y. numatytas specialus elektros tarifas ją naudojantiems šilumos siurbliams. Taip pat numatoma, jog tie, kurie nesinaudos šia galimybe, turėtų gauti tam tikrą paramą technikos instaliavimui. Specialisto nuomone, geoterminį šildymą geriausia įrenginėti naujai statomuose, specialiai suprojektuotuose namuose, kuriuose šios instaliacijos įrengimas kainuoja apie 30 tūkst. litų. Jeigu sistema įdiegta tvarkingai ir pagal visus reikalavimus, didesnių gedimų neturėtų būti.

Šiuo metu Lietuva turi tik vieną geotermijos asociaciją, įsikūrusią 1991 m. Praėjus dviems metams po veiklos pradžios, ji buvo priimta į Tarptautinę geotermijos asociaciją (IGA). Pasak F. Zinevičiaus, tai sudarė galimybę kurtis bei plėstis Klaipėdos geoterminei jėgainei (pritraukti tarptautines investicijas ir pan.). Kas penkerius metus organizuojami Pasaulio geotermijos kongresai, kuriose asociacijos specialistai pateikia pranešimus apie jos vystymąsi ir kitokią pažangą Lietuvoje. Tokiu būdu ši organizacija, derindama mokslą su praktika, palaikydama ryšius su geoterminę energiją instaliuojančiomis firmomis, skatina žemės energijos panaudojimo plėtrą mūsų šalyje.

Nuo 2004 m. Klaipėdoje veikia 18 MW projektinio galingumo geoterminė stotis, kuri tiekia karštą vandenį visam Klaipėdos miestui. Ji buvo įdiegta kaip demonstracinis objektas, todėl atlieka šilumos energijos Lietuvoje testavimo funkciją, sprendžia naujų stočių geologinius ir inžinerinius klausimus. Jėgainės tinklalapio geoterma.lt duomenimis, 1989 m. pirmieji geoterminiai gręžiniai Lietuvoje išgręžti Vydmantuose, jų gylis daugiau kaip du kilometrai. Gręžiniai išbandyti 1993-1994 metais, pasiekta geoterminio vandens temperatūra 74 °C. Šiuo metu visi Vydmantų gręžiniai užkonservuoti, tačiau juos, sekant Danijos karalystės pavyzdžiu, būtų galima panaudoti įrengiant sveikatingumo, gydymo bei poilsio kompleksą.


Straipsnis iš http://www.ozonas.lt/uploads/block24/OzonasNr39.pdf