Energia geotermalna prosto z wulkanu

Czy to możliwe, żeby energia geotermalna była pozyskiwana prosto z wulkanu? Islandczycy postanowili to sprawdzić.

energia geotermalna islandia

Energia geotermalna pozyskiwana jest na Islandii m.in. z elektrociepłowni Nesjavellir / Źródło: Gretar Ívarsson – Edited by Fir0002 – Gretar Ívarsson, geologist at Nesjavellir, Public Domain, Link

Islandia czerpie obecnie energię elektryczną w prawie 100% ze źródeł odnawialnych – 73% zapewniają elektrownie wodne, a pozostałe 27% ciepło z ziemi. W przeliczeniu na energię pierwotną, udział zielonej energii w 2016 roku wynosił 82,5% (20% z wody, 62% z geotermii). Wszystko dzięki korzystnym warunkom hydrologicznym (dużo rwących rzek z topniejących lodowców) oraz lokalizacji wyspy na tzw. hot spocie, czyli plamie gorąca. Objawia się to tym, że jest tam pod dostatkiem gorących źródeł i czynnych wulkanów. Nic, tylko korzystać, zwłaszcza że…

Im głębiej, tym cieplej

Takie właśnie wnioski płyną z badań prowadzonych od 2000 roku w ramach projektu Iceland Deep Drilling Project (IDDP). W pierwszej fazie badacze wwiercili się, (nieco przypadkowo) na głębokość 2100 metrów. Wiertło dotarło wtedy do stopionej magmy, która miała temperaturę 900-1000°C. Po zamontowaniu specjalnej obudowy odwiertu uzyskano parę pod wysokim ciśnieniem i gorącą na ponad 450°C. Dzięki temu został pobity rekord, jeśli chodzi o najgorętsze źródło geotermalne.

Ale Islandczykom było mało i w połowie 2016 roku zaczęli wiercić głębiej. Po 168 dniach, na początku tego roku, maszyna wiercąca dotarła na rekordową głębokość 4659 metrów. Odwiert nazwano imieniem skandynawskiego boga Thora. Stwierdzono, że na tej głębokości występują przepuszczalne warstwy skał. Dzięki nim udałoby się uzyskać parę w stanie nadkrytycznym, czyli pod ogromnym ciśnieniem 340 barów (w oponach samochodowych mamy raptem 2-2,5 bara) i gorącą na 427°C. Taka para jest nawet dziesięciokrotnie wydajniejszym nośnikiem energii niż wykorzystywane obecnie źródła geotermalne.

energia geotermalna islandia IDDP-2

Tak wygląda Thor, czyli najgłębszy na świecie odwiert geotermalny / Źródło: iddp.is

W ciągu najbliższych dwóch lat zespół IDDP będzie prowadził testy i badania tego odwiertu pod kątem wydajności i przepływów cieczy w głębi ziemi. Ale wygląda na to, że energia geotermalna pozyskana w ten sposób może być nawet tańsza od obecnych sposobów. Do zapewnienia 210 tys. mieszkańcom Reykjaviku energii elektrycznej i ciepła, potrzeba 30-35 konwencjonalnych wysokotemperaturowych źródeł. Natomiast w przypadku wykorzystania nadkrytycznych źródeł, wystarczyłyby ledwie trzy odwierty takie jak Thor. Pytanie tylko…

Czy energia geotermalna jest bezpieczna?

Zgodzicie się, że majstrowanie w okolicach wulkanów albo wwiercanie się w głąb naszej planety to nie są najbezpieczniejsze zajęcia na świecie. Pojawiają się podejrzenia, że wtłaczanie pod ziemię wody pod wysokim ciśnieniem może powodować trzęsienia ziemi, a nawet wybuch wulkanu. Zresztą w 2005 roku, niedaleko szwajcarskiej Bazylei, najprawdopodobniej podczas głębokiego wiercenia, doszło do silnego trzęsienia ziemi, które uszkodziło kilka budynków.

erupcja wulkan indonezja yosh ginsu

Wybuch indonezyjskiego wulkanu Sinabung, czyli energia geotermalna w wersji eksplozywnej / Źródło: Unsplash.com; Foto: Yosh Ginsu

Wygląda jednak na to, że ryzyko wywołania trzęsienia lub erupcji podczas prowadzenia odwiertów na dużych głębokościach lub w pobliżu aktywnych wulkanicznie rejonów jest stosunkowo niskie. Akurat na Islandii magma jest bardzo gęsta, a średnica odwiertu bardzo mała w porównaniu do komory magmowej, więc nic złego nie powinno się wydarzyć.

A jak energia geotermalna wpływa na środowisko?

Pod względem emisji zanieczyszczeń, to źródło energii można uznać za bardzo ekologiczne. W porównaniu do elektrowni węglowych, nie emituje ono ani grama tlenków azotu, tlenków siarki ani cząstek stałych (za smog obwiniajmy kogo innego). Ze względu na składniki mineralne zawarte w skałach, podczas produkcji energii elektrownie i elektrociepłownie geotermalne emitują nieco śmierdzącego siarkowodoru. Obecne rozwiązania technologiczne pozwalają jednak na usunięcie go praktycznie w całości (a na tym można jeszcze zarobić).

Geotermalne instalacje mogą też emitować trochę CO2. Wydaje się to dziwne, ale tak jest. Przepływająca przez odwierty gorąca woda lub para w naturalny sposób uwalnia zgromadzony w skałach dwutlenek węgla. Według wskaźników IPCC, przy okazji produkcji jednej MWh energii elektrycznej z geotermii następuje emisja średnio 45 kg ekwiwalentu CO2. To bardzo mało w porównaniu do elektrowni węglowych, które emitują 1 tonę CO2eq na każdą wytworzoną MWh (znacie już największych emitentów CO2?)

energia geotermalna islandia IDDP-1

Energia geotermalna w czystej postaci prosto z odwiertu IDDP-1 / Źródło: Phys.org

Niezależnie od wybranej technologii (tu możecie zobaczyć jakie są do wyboru), przy okazji produkcji energii i tak potrzebna jest woda. Według badań amerykańskiego laboratorium Departamentu Energii, zużycie wody w trakcie produkcji prądu ze źródeł geotermalnych zawiera się w przedziale od 200 do 2700 litrów na MWh. Elektrownie węglowe potrzebują jej nawet dwa razy więcej (Polska jest pod tym względzie najgorsza na świecie). Skoro środowisko naturalne nie cierpi zbytnio z powodu geotermii, to może w naszym kraju byśmy zaczęli ją stosować na szerszą skalę?

Polska nigdy nie będzie drugą Islandią

Dawno, dawno temu, dymiły w Polsce wulkany (polecamy wycieczkę na Pogórze Kaczawskie), tylko że akurat wtedy nie było na świecie ludzi, którzy mogliby wykorzystać to źródło energii. Czy oznacza to, że możemy zapomnieć o korzystaniu z energii geotermalnej w naszym kraju? Nie do końca, ale o zasobach porównywalnych z tymi na Islandii nie ma co marzyć.

W Polsce możemy co najwyżej skorzystać z niskotemperaturowej geometrii, czyli takiej, która charakteryzuje się temperaturami poniżej 150°C (3x mniej niż na Islandii). Dodatkowo, żeby dostać się do tych najbardziej wydajnych gorących wód zamkniętych w skałach, musimy wiercić na głębokość od 1 do 3 km (im głębiej, tym drożej, to jasne). Tyle tylko że wody te będą dość silnie zmineralizowane, co dodatkowo zwiększy koszty eksploatacyjne. Najlepiej potencjał wykorzystania geotermii widać na poniższej mapie.

energia geotermalna polska temperatura wody

Mapa temperatury na głębokości 2 000 m / Źródło: Państwowy Instytut Geologiczny

Jak widać, szału nie ma. Obszary anomalnie wysokich temperatur występują jedynie na obszarze mniej więcej 30% Polski. Ale nawet wysokie, jak na polskie warunki, temperatury wód podziemnych nie zapewniają w pełni możliwości zastosowania ich w systemach grzewczych. W zrealizowanych w naszym kraju instalacjach i tak trzeba dogrzewać wodę, co znacząco zwiększa koszt ciepła uzyskanego w ten sposób. A o produkcji energii elektrycznej z geotermii można w ogóle zapomnieć.

Zatem jeśli ktoś (np. minister Szyszko) będzie Wam wmawiał, że będziemy kiedyś geotermalną potęgą, to przypomnijcie tej osobie, że wulkany w Polsce przestały dymić jakieś 20 milionów lat temu. A nowych raczej nam w najbliższym czasie nie przybędzie 😉

 

Źródła: Island National Energy Authority, Askja Energy, IDDP, Phys.org, energy.gov, Ziemia na rozdrożu

(Visited 231 times, 1 visits today)