Geotermisen energian kehitys tarvitsee Pelle Pelottomia

Energiantuotantoon, etenkin lämmöntuotantoon, tarvitaan uusia vaihtoehtoja perinteiselle polttamiselle. Viime vuosien aikana yhdeksi potentiaaliseksi vaihtoehdoksi on noussut esiin geoterminen energia siellä, missä sitä ei ole ennen vielä hyödynnetty.

Geoterminen energia on pinnalta maaperään varastoitunutta auringon energiaa ja syvemmällä radioaktiivisten aineiden hajoamisesta syntyvää lämpöenergiaa. Geotermistä energiaa on käytetty vuosikymmeniä tuliperäisillä alueilla, joissa sitä on helpoiten saatavilla, kuten Islannissa, missä kuumaa vettä ja höyryä puskee geysireinä esiin maasta ihan etsimättäkin. Kaikkialla geotermisen energian hyödyntäminen ei kuitenkaan ole ihan näin helppoa, mutta viime aikoina poraustekniikan kehittyminen on mahdollistanut hyödyntämisen myös alueilla, joilla täytyy porata huomattavasti syvemmälle.

Suomessa porattaessa 6-8 kilometrin syvyyteen päästään suoraan kaukolämmöntuotantoon sopiviin lämpötiloihin. Otaniemessä on viime vuosina porattu Suomen ensimäistä syvän geotermisen energian lämpölaitosta. Teknologia perustuu kahden reiän poraamiseen ja siinä tavoitellaan 40 megawatin kaukolämmöntuotantoa. Ensimmäinen reikä onkin jo saatu porattua tavoiteltuun syvyyteen, jossa lämpötila on yli 100 astetta eli sellaisenaan kaukolämmön tuotantoon kelpaavaa. Toisen reiän poraus ja reikien yhdistäminen on vielä kesken.

Jos maaperästä saataisiin vielä kuumempaa vettä eli riittävän kuumaa vesihöyryä, voitaisiin tuottaa sähköäkin höyryturbiineilla, kuten monin paikoin maailmalla. Suomessa kuitenkaan ei ole suunniteltu poraamista reilusti syvemmälle kuin 6-8 kilometriä, eikä geotermisiä voimalaitoksia ole siis suunnitteilla, vaan Suomessa tähdätään nyt lämmöntuotantoon lämpölaitoksilla.

Monia erilaisia tekniikoita

Geotermisen energian hyödyntämisen tekniikoita on kuitenkin monia erilaisia. Kahden reiän lisäksi on mahdollista porata vain yksi syvä reikä, kuten tavallisissa maalämpökaivoissa. Tällöin vesi voi kulkea edestakaisin esimerkiksi sisäkkäisissä putkissa ulkokehällä alas ja sisäputkessa ylös. Yhden reiän teho ei ole yhtä suuri kuin kaksireikäisen järjestelmän, mutta toisaalta reikien yhdistämistä ei tarvitse tavoitella maaperään rakoja stimuloimalla. Kahden reiän järjestelmissä, joissa maaperää stimuloidaan, saattaisi aiheutua maanjäristyksiä. Suomen peruskallio on kuitenkin verrattain vakaata, ja suurinkaan paineistus Otaniemessä ei aiheuttanut merkittäviä järistyksiä tai haittoja ihmisille, vaan ainoastaan melua ja pientä tärinää lähialueilla. Yhden reiän poraustekniikka, jossa ei ole tarvetta paineistukselle, ei toisaalta voi aiheuttaa järistyksiä. Yhden yksittäisen reiän lisäksi voidaan porata monta samanlaista, ja energiansaanti moninkertaistuu, kuten tavallisessa maalämpökaivokentässä.

Toinen lähestymistapa on porata vain keskisyvä reikä, esimerkiksi kahden kilometrin syvyyteen, mikä voi olla porausteknisesti helpompaa. Tässä tapauksessa ei saada suoraan kaukolämpövedenlämpöistä vettä, mutta matalamman lämpötilan vedestä voidaan tuottaa kaukolämpöä lämpöpumpuilla. Toisaalta mitä syvemmälle porataan, sitä enemmän energiaa saadaan hyödynnettyä samalla maapinta-alalla.

Maaperän energia vaihtelee

Maaperä ja sen kerrokset ovat hyvin erilaisia eri puolilla maailmaa. Geologian tutkimus on tarpeen myös geotermistä energiantuotantoa suunniteltaessa. Geologian tutkimuskeskus GTK onkin julkaissut geotermisen energian hyödyntämisen potentiaalin kartan, jossa näkyy, että myös Suomen alueella maaperän geotermisen energian potentiaalissa on selviä alueellisia eroja, ja että energiaa toisaalta on sitä enemmän, mitä syvemmälle mennään.

Maaperästä hyödynnettävä lämpö on uusiutuvaa tietyllä nopeudella. Jos maaperän lämpöä käytetään enemmän ja nopeammin kuin sitä ehtii syntyä tai varastoitua, lämpökaivo voi ehtyä kyseiseltä alueelta. Maaperässä lämpö kuitenkin virtaa myös alueelta toiselle.

Geotermisen energian hankkeissa voi kysymykseksi tulla pidemmällä aikavälillä myös lämpökaivojen ikä, mutta usein nämä aikavälit ovat kuitenkin kymmenissä vuosissa ennen kuin tarvitsee porata uutta reikää, riippuen toki hyödynnetyn energian määrästä.

Helen tekee geologisia tutkimuksia

Helen on parhaillaan kartoittamassa ja tutkimassa maaperää yhteistyössä GTK:n kanssa geotermisen energian hyödyntämiseen parhaiten sopivien alueiden kartoittamiseksi. Tavoitteena on selvittää kallioperän rakennetta noin 5 - 8 kilometrin syvyyteen muun muassa Keskuspuiston alueella. Yhtä syvälle menevää maaperän kartoitusta ei ole aiemmin juurikaan kaupunkialueilla tehty, ja tutkimus on tärkeää geotermisen energian hyödyntämisen mahdollistamiseksi. Kun soveltuvat paikat geotermisen energian hyödyntämiselle on kartoitettu, Helen selvittää, mikä tekniikka on soveltuvin porauksiin.

Koska erilaisista geotermisen energian hyödyntämis- ja poraustekniikoista ei ole vielä juurikaan kokemuksia Suomen kaltaisessa maaperässä, on mahdoton etukäteen sanoa, mikä teknologisista ratkaisuista soveltuu parhaiten minnekin. Uusien teknologioiden käyttöönotot vaativat kuitenkin aina tutkimusta, ja etenkin demonstraatiolaitoksia. Vain kokeilemalla ja kokemuksella selviää, miten geotermistä energiaa voidaan parhaiten hyödyntää Suomen oloissa. Toimeen on ryhdyttävä nyt, mikäli ilmastotavoitteiden saavuttamisessa halutaan ehtiä hyödyntämään myös geotermistä energiaa.

Heidi Harle

Heidi Harle

Heidi kehittää työssään tulevaisuuden energiajärjestelmää, jolla voidaan saavuttaa hiilineutraali energiantuotanto. Vapaa-ajallaan hän viihtyy musiikin tahdissa tai luonnossa liikkuen ja kesäisin saaristossa purjehtien.

Kirjoittajat

Uutta voimaa -blogia kirjoitetaan eri puolella Heleniä - siellä missä maailman parasta kaupunkienergiaa tuotetaan, suunnitellaan ja kehitetään. Tutustu kirjoittajiin

Vuosiarkisto