Espoossa aletaan nostaa kaukolämpöä maasta – 120 asteista vettä kilometrien syvy

[fraatti]

SUOMI SIJAITSEE POHJOISESSA, joten täällä noin puolet energian kulutuksesta on lämpöä. Neljännes kuluu liikenteessä ja neljännes sähkönä.
Lämmitysenergiasta lähes puolet tuotetaan kaukolämpövoimaloissa.
”Sata prosenttia kaukolämmön tuotannosta sisältää hiiltä muodossa tai toisessa”, sanoo Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professoriPeter Lund. ”Ilmaston lämpenemisen takia edes puun polttamisesta syntyvää hiilidioksidia ei saisi enää päästää ilmaan.”
”Jos St1:n hanke onnistuu, se mullistaa sen, miten Suomessa tuotetaan lämpöä.”
Geotermisen lämmön ansiosta Suomessa voitaisiin sulkea kivihiilivoimaloita ja vähentää öljyn käyttöä lämmityksessä. Sähkön tuottamiseen geoterminen energia ei Suomessa sovi: kun sähköä tehdään vesihöyryn avulla, veden pitäisi olla kuumempaa, yli 200-asteista. Niin syvälle ei pystytä poraamaan.
Islannissa näin kuumaa vettä ja höyryä on lähellä maan pintaa. Siellä jo neljännes sähköstä tuotetaan geotermisen energian avulla.
Islannin lisäksi geotermistä energiaa tuotetaan runsaasti muun muassa Kiinassa, Yhdysvalloissa, Filippiineillä ja Keniassa. Mutta myös Keski-Euroopassa on paljon uusia hankkeita, ja lisää suunnitellaan. Siellä on laajoja alueita, joiden kallioperässä lämpötila nousee yli 90 asteen jo kahden kilometrin syvyydessä.
Otaniemen kaltaisista seitsemän kilometriä syvistä laitoksista ei ole kokemusta missään.
Peter Lund tuntee Otaniemen hankkeen hyvin. ST1 Deap Heatin teknologiajohtaja Rami Niemi on hänen väitöskirjaopiskelijansa. ”Innovatiivinen nuori henkilö”, Lund sanoo.
”Kallio tuossa syvyydessä on ihmeellisen tuntematon. Mitä siellä oikeastaan on, ja miten se käyttäytyy?”
”Varmasti he pystyvät poraamaan seitsemään kilometriin, mutta saadaanko vesi kulkemaan kalliossa ja paljonko sitä kulkee?”
St1 on kertonut, että parhaimmillaan laitos voisi tuottaa geolämpöä jopa 40 megawatin teholla Fortumin kaukolämpöverkkoon. Se lämmittäisi jo joka kymmenennen kaukolämpöverkossa olevan espoolaiskodin.
”Se on iso määrä”, Lund sanoo. ”Jos lämpöä otetaan kalliosta koko ajan kovalla teholla, jossain vaiheessa pitää odottaa, että se lämpiää uudelleen.”
JOS SAUNAN KIUKAALLE heittää liian paljon kylmää vettä, kivet jäähtyvät. Myös geotermiset lämpövoimalat jäähtyvät, jos niistä otetaan liian paljon tehoa.
”Mutta jos voimala on oikein mitoitettu, se ei jäähdy”, professori Ilmo Kukkonen sanoo.
St1:n Tero Saarno kävi keväällä Pariisissa lämpövoimalassa, joka otettiin käyttöön vuonna 1982. Kolmessakymmenessä vuodessa kalliosta pumpattu vesi on viilentynyt vain asteen.
”Mutta Pariisissa on aivan erilaiset olosuhteet kuin Suomessa”, Saarno muistuttaa.
Otaniemessä syvältä nousevan veden lämpötila laskee St1:n arvion mukaan 20 vuoden aikana viidestä kymmeneen astetta. Kun vesi ei enää ole tarpeeksi kuumaa, voidaan porata kolmas reikä tai ottaa avuksi lämpöpumppuja.
Otaniemeen tulee Suomen ensimmäinen geoterminen voimala. Ylempää, parin sadan metrin syvyydestä otettua geotermistä lämpöä on hyödynnetty Suomessa kuitenkin jo pitempään. Jo satatuhatta pientaloa lämpenee lämpökaivojen ja maalämpöpumppujen avulla. Niiden tuottama lämpöenergia (1,6 TWh) lähestyy tuulivoiman tuotantoa (2,3 TWh). Viime vuonna joka toiseen uuteen pientaloon rakennettiin maa- tai geolämpöjärjestelmä.
Pientalon pihassa reikä porataan yleensä sataan–kolmeensataan metriin. Pohjalla on vuoden ympäri kuutisen astetta lämmintä. Koska se ei riitä lämmittämiseen, avuksi tarvitaan maalämpöpumppu. Tällä tavalla kaksi kolmasosaa lämmöstä saadaan ilmaiseksi maasta, ja loput tuotetaan sähköllä.
OTANIEMEN VOIMALATYÖMAAN konttorissa on pahvilaatikoita, jotka on pakattu täyteen kymmeniä pakasterasioita. Niissä on kallioperänäytteitä tutkijoita varten.
Kahdesta seitsemän kilometrin reiästä nostetaan noin 160 kuorma-auton lavallista kivimurskaa. Näitä pakasterasioita lukuun ottamatta se päätyy espoolaisten parkkipaikkojen alle.

JUKKA GRÖNDAHL / HS

Tero Saarnon kädessä on yli kolmen kilometrin syvyydestä porattua kiveä.

Uusimman laatikon päällä lukee: 15/8/16 klo 7.45 3 307,7 m. Yli kolmesta kilometristä nostettu rouhe on tummaa ja karkeaa. Gneissiä, seassa sokeripalan kokoinen nokare kvartsia. Sormissa se tuntuu kostealta.
Osa näytteistä pakataan minigrip-pusseihin ja lähetetään mikrobitutkijoille. Mikrobit kuolevat heti, kun ne nostetaan kovasta paineesta maan pinnalle, mutta tiedettä ne kiinnostavat kuolleinakin.
Outokummussa kairattiin 2 516 metrin syvyinen ja halkaisijaltaan 22-senttinen tutkimusreikä vuosina 2004–2005. Tähän kesään asti juuri se oli Suomen syvin.
Sen avulla tutkitaan Suomen kallioperää edelleen. Reiästä on löydetty muun muassa 50 miljoonan vuoden ikäistä suolaista pohjavettä. Mikrobeja tavattiin pohjalta asti, 2,5 kilometristä, jossa lämpötila on 40 astetta.
”Kallioperässä elää hämmästyttävän paljon mikrobeja”, professori Ilmo Kukkonen sanoo. Hän työskenteli Outokummun syväreikähankkeen tieteellisenä johtajana.
Tällaiset mikrobit voivat elää kymmeniätuhansia vuosia. Ne ovat Maan vanhimpia eläviä olioita, ja niiden arvellaan kestävän jopa 120 asteen kuumuutta. Tutkijat odottavat Otaniemen kallioperänäytteitä jännittyneinä.
Outokummun reiän kairasi venäläinen valtionyhtiö. Samalla tuli kuitatuksi osa Neuvostoliiton aikaisista valtionveloista Suomelle.
Vuosina 1972–1984 sama yhtiö kairasi Kuolan niemimaalle Petsamoon maailman syvimmän reiän, 12 262 metriä.
Kukkonen ehti käydä paikalla muutamia kertoja, ennen kuin reikä suljettiin ja rakennukset purettiin. Poraustornin huipulla seisoi punatähti ja lukemat 15 km. Niin syvälle ei päästy, Neuvostoliittokin ehti hajota.
Suuria teknisiä vaikeuksia tuli jo ennen kymmentä kilometriä. Kallion jännitystila oli niin suuri, että reikä tahtoi sortua ennen kuin sinne saatiin työnnetyksi tukiputki.
Samalla tavalla kävi Saksassa 1990-luvulla: 9,1:tä kilometriä syvemmälle oli mahdoton edetä: kivi mureni, eikä reikä pysynyt koossa.
Syvimmätkin reiät ulottuvat vain Maan kuoreen. Vaippaan asti ei ole päästy, vaikka sitä on kyllä yritetty 1950-luvulta lähtien. Lyhyin matka vaippaan olisi valtamerien alta.
”Emme tiedä varmasti, mitä siellä on. Kairaus on aina seikkailu”, Ilmo Kukkonen sanoo.

JUKKA GRÖNDAHL / HS

Poran varsi kootaan kymmenmetrisistä putkista.

PORAUSTORNISTA NÄKEE Otaniemen koko voimalatyömaan. Se ei ole suuri, sillä tärkein, lämpö, on syvällä maan alla.
Tero Saarno nojaa kaiteeseen ja katselee alas. Voimalan pitäisi olla valmis ensi kesänä. Aikataulusta ollaan hieman jäljessä.
St1 ei kerro, miten kovalla paineella vettä pumpataan reiästä kallioon. Eikä sitä, miten suuri maanalaisen rakoverkoston pitää olla, jotta vettä kuumenee riittävästi. Ne ovat liikesalaisuuksia, kuten kustannusarviokin.
Poraaminen on hankkeen kallein vaihe. Teknisesti vaikeinta on saada vesi virtaamaan kalliossa seitsemän kilometrin syvyydessä muutamien satojen metrien päässä toisistaan olevien reikien välillä niin, ettei se katoa.
”Meidän varsinainen osaamisemme on maan alla”, Tero Saarno sanoo. ”Suurin riski on se, että emme saa riittävästi vettä virtaamaan reiästä toiseen.”
Silloin laitos ei olisi tarpeeksi tehokas eikä taloudellisesti kannattava.
”Voimme tehdä laskelmia maailman tappiin, mutta ennen kuin kokeillaan, emme tiedä, kannattaako tämä.”

http://www.hs.fi/kuukausiliite/a1472612010687
http://eskge9.blogspot.fi/

[Nakke vaan]

”Tämä on kuin kolmiomittausta”, Saarno sanoo. ”Kun vesi etenee kalliossa, pystymme sanomaan, minne se menee.”
Sen perusteella päätetään, mihin suuntaan toisen reiän viimeiset kilometrit porataan.



Mielenkiintoista, millähän sitä poran ajolinjaa muutetaan kolmenkilometrin syvyydessä? Minä olen aina luullut että tuo porailu on ihan tuuripeliä, menee minne menee.

[fraatti]

Osui tälläinen nettiin ilmestynyt pläjäys silmiin.

Geoterminen voimala - aloitussivu

Tervetuloa kiteisen kallioperän geotermistä voimalaa käsitteleville verkkosivuille. Suomenkielistä tietoa on voimaloista ollut niukasti tarjolla. Suomeenkin ollaan nyt rakentamassa voimalaa (ST1 Deep Heat Oy, Espoo) sekä suunnittelemassa useita lisää. Sivut tarjoavat perustiedot voimalan toimintaperiaatteesta, sen kehitysvaiheista, kallioperän tutkimuksesta, geologisten olosuhteiden merkityksestä sekä ympäristövaikutuksista. Koska voimalan aihepiiri on monille geo-alalla toimivillekin uusi ja maankamaran asiatkin ovat useimmille ei-asiantuntijoille vieraita, on sivuston pyrkimyksenä kertoa asioista suomen kielellä, ymmärrettävästi ja geoalan tekniset termit ainakin osin selittäen. Syvien reikien poraustekniikkaa ei käsitellä. Voimalan ympäristövaikutuksista esitetään tietoja ja kerrotaan riskeistä, jotta ne tulisivat toiminnanharjoittajan osalta asianmukaisesti ja riittävällä turvallisuustasolla hoidettua ja viranomaisten osalta tarkasteltua ja luvitettua. Yksityishenkilökin voi vaikuttaa asiaan kannanotoillaan ja sosiaalisen hyväksyttävyyden kautta.

Sivusto sisältää seuraavat alasivut:
-> Geotermisen voimalan peruslähtökohdat
-> Suomalaisen kallioperän olosuhteet
-> Kallioperän tutkimus
-> Voimalan maanalaiset ympäristövaikutukset
-> Maanjäristysriskin syntyminen ja suuruus
-> Miksi tapaus Basel on merkittävä ?
-> Usein esitetyt kysymykset ja vastaantullutta

Kiireiselle lukijalle on sivujen alussa lyhyt selkokielinen alkukappale kursiivilla.
Sivuilla on muutamia linkkejä voimaloita ja tutkimuksia koskeviin aineistoihin ja artikkeleihin, mistä lukija löytää lisätietoa tai voi halutessaan tarkentaa yksityiskohtia.

Sivusto on Geosto Oy:n konsultin Pauli Saksan laatima ja käytettävissä vapaasti. Geosto Oy:llä ei ole sidoksia mihinkään geolämpövoimalan toimintaan kytkeytyvään osapuoleen.

Kansikuvat: vas. suomalaista peruskallion pintaa (Kluuvi), kesk. Ranskan Soultz-sous-Forêtz rakennemallia, oik. Insheimin geovoimala Saksassa

Alasivusto julkaistu 17.11.2016, päivitetty 15.12.2016.
http://www.geosto.fi/geoterminen-voimala-aloitussivu.html

[fraatti]

Urgh. Sivuista ei saa kuvin ruusuista kuvaa hankkeesta...  Vaan pikemminkin sen että melkoisella riskillä ollaan liikenteessä... 


Kuva 2. Maanpinnalle syntyneitä railoja Landaun voimalan lähellä.

[fraatti]

Tekniikan maailan juttu aiheesta:
https://tekniikanmaailma.fi/lehti/17b-2019/maan-lampoa-haetaan-syvalta-graniitista/?shared=1005541-48708c6c-500