Χρήσις Θερμότητος από τη Γη
Από τον ανταποκριτή του «Ξύπνα!» στο Ελ Σαλβαδόρ
Η 7η Αυγούστου 1975 ήταν μια αξιομνημόνευτη μέρα για μια μικρή χώρα της Κεντρικής Αμερικής που έχει πληθυσμό λίγο περισσότερο από τέσσερα εκατομμύρια και καλύπτει έκτασι 21.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων (8.100 τετραγωνικών μιλίων). Εκείνη την ημέρα άρχισε να λειτουργή ένα θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο, που δεν χρησιμοποιεί ούτε άνθρακα ούτε πετρέλαιο, κι έτσι απαλλάσσει τη χώρα από την ανάγκη να εισάγη καύσιμη ύλη για παραγωγή ηλεκτρικής ενεργείας. Τι είναι, λοιπόν αυτό που κάνει τις ηλεκτρικές γεννήτριες να λειτουργούν; Ατμός που βρίσκεται πολύ βαθιά κάτω από την επιφάνεια του εδάφους.
ΤΟ Ελ Σαλβαδόρ είναι μια χώρα που έχει πολλά ηφαίστεια. Κατά μήκος ενός σχεδόν διαμήκους άξονος της χώρας, η οποία επίσης ακολουθεί μια γραμμή γεωλογικών ρωγμών στον φλοιό της γης, υπάρχουν 18 ηφαίστεια. Τουλάχιστον τέσσερα απ’ αυτά υπήρξαν ενεργά στο πιο πρόσφατο παρελθόν. Η ηφαιστειακή ενέργεια εκδηλώνεται επίσης με τη μορφή ορατών διαρροών ατμού, γκάιζερ (θερμοπιδάκων) ή κοιλοτήτων στη γη (που ονομάζονται αουζόλες στην τοπική γλώσσα των Ινδιάνων).
Πώς δημιουργείται ο ατμός; Οι επιστήμονες μάς λέγουν ότι το νερό της βροχής διυλίζεται μέσα στο έδαφος μέσω κρατήρων και άλλων επιφανειών μεγάλης διαπερατότητος και τελικά φθάνει στα πετρώματα. Μερικές φορές, ιδιαίτερα σε ηφαιστειογενείς περιοχές, το πέτρωμα που θερμαίνεται από τη λάβα βρίσκεται πάρα πολύ κοντά στην επιφάνεια της γης κι έτσι το νερό θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες και μετατρέπεται σε ατμό. Στο Αχουατσαπάν, στη δυτική περιοχή του Ελ Σαλβαδόρ, βρίσκονται για πολύ καιρό κοιλότητες στη γη υπό μορφή λιμνών με λάσπη, διαμέτρου οκτώ ως 10 μέτρων (26 ως 33 πόδια). Αυτές οι λίμνες είναι γεμάτες από λάσπη που βράζει, η οποία ποικίλλει σε χρώμα από κοκκινωπό καφετί μέχρι κίτρινο, και αναδίδουν υδρατμούς που έχουν μια ισχυρή θειούχο οσμή. Επί πολλά χρόνια αυτές οι κοιλότητες ήσαν απλώς θέαμα που είλκυε τους τουρίστες και δεν είχε γίνει καμμιά σκέψις να αξιοποιηθούν για κάποιον πρακτικό σκοπό.
Η Αρχή των Γεωθερμικών Μελετών
Στη δεκαετία του 1950, όμως η CEL (Κομισιόν Εχεκουτίβα Χιδροηλέκτρικα δελ Ρίο Λέμπα), ένα αυτόνομο κυβερνητικό σώμα υπεύθυνο για την ανάπτυξι υδροηλεκτρικής ενεργείας, έμαθε για τις πρώτες εξελίξεις ενδογενούς (που αναπτύσσονται στο εσωτερικό) ενεργείας από τη γη. Αυτό είχε συμβή στην περιοχή Λαρδερέλλο της Ιταλίας. Επίσης, η Νέα Ζηλανδία προσπαθούσε να παράγη ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας παρόμοιες πηγές στο Βαϊρακέι.
Αυτές οι ειδήσεις προκάλεσαν μεγάλο ενδιαφέρον. Το Ελ Σαλβαδόρ είχε μόλις αρχίσει την ανάπτυξι της υδροηλεκτρικής του ενεργείας από ποταμούς. Αλλά για να χρησιμοποιήσουν όσο το δυνατόν καλύτερα αυτή την ενέργεια, θα ήταν οπωσδήποτε αναγκαίο να παραχθή θερμική ενέργεια. Για να γίνη αυτό με καύσιμη ύλη απολιθωμάτων, θ’ απαιτείτο εισαγωγή πετρελαίου ή άνθρακος. Από την άλλη πλευρά, μπορούσε να δεσμευθή η ενέργεια του φυσικού ατμού για να επιτελέση το ίδιο πράγμα.
Το έτος 1953 είδε την έναρξι των πρώτων γεωθερμικών ερευνών στην περιοχή Αχουατσαπάν. Το έτος 1958, εξεσκάφθησαν ένδεκα ρηχά εξερευνητικά φρέατα στις πεδιάδες Πλαγιόν δε Αχουατσαπάν και Ελ Σαλίτρε. Πιο σοβαρές γεωλογικές, γεωφυσικές και γεωχημικές έρευνες άρχισαν το 1966, που εκάλυπταν μια περιοχή 200 τετραγωνικών χιλιομέτρων (77 τετραγωνικών μιλίων).
Οι έρευνες έδιναν ελπίδες για θαυμάσιο δυναμικό πηγών ενεργείας. Έτσι, το 1968, εξεσκάφθησαν πειραματικά φρέατα μέχρι βάθος 865, 981 και 1.192 μέτρων (2.838, 3.218, 3.911 ποδών) αντιστοίχως. Ένα απ’ αυτά τα φρέατα ήταν ξηρό, αλλά τα άλλα δύο άρχισαν να παράγουν ατμό σε θερμοκρασίες 231 βαθμών και 208 βαθμών κελσίου (448 βαθμών Φαρενάιτ) αντιστοίχως, και σε πιέσεις 10 χιλιογράμμων ανά τετραγωνικό εκατοστόμετρο (142 πάουντς ανά τετραγωνική ίντσα.) Διετηρήθη η πλήρης παραγωγή ατμών αυτών των φρεάτων επί ένα έτος και πλέον για να εξετασθή η ικανότης τους να διατηρούν σταθερές πιέσεις και θερμοκρασίες. Τον Ιανουάριο του 1970, εξεσκάφθησαν στις πεδιάδες του Πλαγιόν στο Αχουατσαπάν έξη ακόμη φρέατα, σε βάθος που εποίκιλλε μεταξύ 700 και 1.400 μέτρων (2.300 και 4.600 ποδών), για να ληφθούν πληροφορίες για τεχνικές μελέτες καθώς και για μελέτες οικοδομικής δυνατότητος, με σκοπό να δημιουργηθή το πρώτο γεωθερμικό εργοστάσιο 30 μεγαβάτ. Αυτό το εργοστάσιο είχε καθορισθή σαν το πρώτο στάδιο βιομηχανικής αναπτύξεως σε πλήρη κλίμακα την υπολογιζόμενη ικανότητα (100 μεγαβάτ) του γεωθερμικού δυναμικού των πεδιάδων του Αχουατσαπάν.
Πρόγραμμα για Εργοστάσια Ηλεκτρικής Ενεργείας Χωρίς Καύσιμη Ύλη
Η κατασκευή του πρώτου εργοστασίου ηλεκτρικής ενεργείας, με ικανότητα 30 μεγαβάτ, άρχισε το 1974. Το εργοστάσιο αυτό εγκαινιάσθη και ετέθη σε λειτουργία τον Αύγουστο του 1975. Μια δεύτερη μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενεργείας 30 μεγαβάτ άρχισε να αναπτύσσεται το 1975. Αυτό απαίτησε τη γεώτρησι πέντε ακόμη φρεάτων μέχρι βάθους μεταξύ 600 και 850 μέτρων (1.970 και 2.790 ποδών). Η δεύτερη μονάδα ετέθη σε λειτουργία το 1976. Μια τρίτη ηλεκτροπαραγωγική μονάδα, 35 μεγαβάτ, βρίσκεται τώρα υπό κατασκευήν και θα χρησιμοποιή τον ατμό από τις δύο πρώτες μονάδες. Έτσι, το γεωθερμικό δυναμικό στην πεδιάδα του Αχουατσαπάν θα παράγη 95 μεγαβάτ συνεχούς ηλεκτρικής ενεργείας, κάνοντας έναρξι απ’ αυτό το έτος. Επειδή δεν θα χρησιμοποιήται υγρή καύσιμη ύλη αυτό σημαίνει οικονομία 28,5 εκατομμυρίων κολόν (11,4 εκατομμυρίων δολλαρίων) ετησίως για τη χώρα αυτή.
Τα καλά αποτελέσματα που προέκυψαν μέχρι τώρα έθεσαν σε λειτουργία ένα ζωηρό πρόγραμμα εξερευνήσεως και ερεύνης στο ανατολικό μέρος της χώρας. Ανοίχθησαν καινούργια φρέατα σ’ αυτή την περιοχή για να διεξαχθή το πρόγραμμα επεκτάσεως για γεωθερμική ενέργεια.
Μόλυνσις του Περιβάλλοντος
Τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενεργείας που χρησιμοποιούν καύσιμη ύλη απολιθωμάτων, όπως ο άνθρακας ή το πετρέλαιο, ή χρησιμοποιούν ατομική καύσιμη ύλη, δημιουργούν προβλήματα μολύνσεως. Στάκτες, καπνός και αέρια μπορεί να μολύνουν την ατμόσφαιρα. Λίμνες και ρυάκια μπορεί να μολύνωνται από τα απόβλητα ύδατα που χρησιμοποιούνται για ψύξι. Επίσης, η τελική εναπόθεσις των καταλοίπων απ’ αυτά τα εργοστάσια δημιουργεί ένα σοβαρό πρόβλημα στην κοινότητα.
Εξ άλλου, τα γεωθερμικά εργοστάσια, που δεν χρησιμοποιούν καθόλου καύσιμη ύλη, ανεμένετο ότι θα δημιουργούσαν μικρότερα προβλήματα μολύνσεως του περιβάλλοντος. Παρ’ όλα αυτά, ο ατμός, τα αέρια και το νερό που παράγουν τα γεωθερμικά φρέατα μπορούν να επιφέρουν οικολογικά προβλήματα.
Στην περίπτωσι των γεωθερμικών πεδίων που παράγουν ξηρό ή υπέρθερμο ατμό, υπάρχουν φυσικά απόβλητα που περιέχουν υψηλές ποσότητες θειικού άλατος, μεγάλο βαθμό οξύτητος και ίχνη χλωρίου. Μερικά απ’ αυτά τα νερά μπορούν να γίνουν κάπως αλκαλικά, με την επικράτησι θειούχων αλάτων και διττανθρακικού νατρίου. Μπορεί επίσης να υπάρχη υψηλό ποσοστό διοξειδίου του άνθρακος, βορίου και αμμωνίας. Ένα άλλο στοιχείο, το υδρόθειο, είναι πολύ τοξικό και μπορεί να προκαλέση οικολογικά προβλήματα.
Περιοχές που παράγουν υδρατμούς δημιουργούν τεράστιους όγκους αποβλήτων υδάτων. Αυτό το νερό συνήθως περιέχει μεγάλη ποσότητα άλατος, το οποίο βλάπτει τη φυτική και ζωική κτίσι. Η περιεκτικότης του σε βόριο πάντοτε υπερβαίνει το ανεκτό όριον αντοχής των σιτηρών. Αυτά τα νερά συνήθως περιέχουν και αρσενικόν κι έτσι γίνονται ακατάλληλα για χρήσι από τον άνθρωπο.
Έτσι, η τελική διάθεσις αυτών των αποβλήτων υδάτων παρουσιάζει σοβαρά προβλήματα. Κυρίως χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες μέθοδοι διαθέσεως: (1) Διάλυσις στη θάλασσα, (2) διάλυσις στους ποταμούς, (3) επανέκχυσις στο υπέδαφος και (4) εξάτμισις σε λίμνες.
Η διάλυσις στη θάλασσα θα ήταν δαπανηρή και δύσκολη, αν η γεωθερμική περιοχή βρίσκεται μακρυά από την παραλία. Η διάλυσις στους ποταμούς εξαρτάται από το ποσόν των υδάτων επιφανείας, έτσι ώστε να μη συγκεντρώνη υπερβολικές ποσότητες τοξικών στοιχείων. Στη διάρκεια της εποχής ξηρασίας, οι ποταμοί συχνά έχουν πολύ λίγο νερό και αυτό θα ήταν αδύνατον. Η επανέκχυσις στο στρώμα του υπεδάφους θα μπορούσε να παρακωλύεται από τα άλατα που μεταφέρονται με τα απόβλητα ύδατα, διότι αυτά τα άλατα σχηματίζουν ιζήματα στα τοιχώματα των φρεάτων. Η εξάτμισις σε λίμνες είναι δυνατή μόνο αν υπάρχουν μεγάλες επίπεδες επιφάνειες πάνω στις οποίες να κατασκευασθούν λίμνες, και αν η βροχόπτωσις είναι μικρή στην περιοχή αυτή.
Στο γεωθερμικό εργοστάσιο του Αχουατσαπάν, τα απόβλητα ύδατα περνούν από μια ανοιχτή δίοδο και διαλύονται τελικά στη θάλασσα. Επίσης, έχουν γίνει και επιτυχή πειράματα με επανέκχυσι στο έδαφος.
Οικονομικές Πλευρές
Είναι ενδιαφέρον να συγκρίνωμε τις δαπάνες ενός εργοστασίου γεωθερμικής ενεργείας με τις δαπάνες των συνήθων εργοστασίων, είτε είναι υδροηλεκτρικά εργοστάσια ή θερμικά εργοστάσια που λειτουργούν με καύσιμη ύλη απολιθωμάτων. Οι δαπάνες επενδύσεως για το εργοστάσιο γεωθερμικής ενεργείας 95 μεγαβάτ του Αχουατσαπάν υπολογίζονται σε 700 δολλάρια για κάθε κιλοβάτ. Η δαπάνη παραγωγής ενεργείας σ’ αυτό το εργοστάσιο είναι 0,005 δολλάρια για κάθε κιλοβατόριον που παράγεται, ενώ η δαπάνη για το μεγαλύτερο υδροηλεκτρικό εργοστάσιο στο Ελ Σαλβαδόρ, το Σέρον Γκραντ, είναι 0,004 δολλάρια ανά κιλοβατόριον. Ωστόσο, η δαπάνη παραγωγής ενεργείας σε πετρελαιοκίνητα εργοστάσια επί του παρόντος φθάνει τα 0,024 δολλάρια κατά κιλοβατόριον. Αυτό είναι σχεδόν πενταπλάσιο από το κόστος των γεωθερμικών εργοστασίων. Δεν απορούμε λοιπόν που το Ελ Σαλβαδόρ βιάζεται ν’ αναπτύξη την ενδογενή του ενέργεια!
Τώρα που η κρίσις ενεργείας αυξάνει στον κόσμο, πολλές χώρες αναζητούν νέες πηγές ενεργείας για ν’ αντικαταστήσουν το ολοένα πιο σπάνιο και δαπανηρό εισαγόμενο πετρέλαιο. Η ενδογενής ενέργεια—θερμότης από τα έγκατα του φλοιού της γης—είναι οπωσδήποτε μια χρήσιμη πηγή ενεργείας. Μπορεί, λοιπόν, ν’ αναμένεται ότι άλλες χώρες που έχουν κοιλότητες στη γη που βγάζουν καπνό, ή παρουσιάζουν άλλα ίχνη ηφαιστιακής δραστηριότητος, θ’ αρχίσουν να εκμεταλλεύωνται αυτούς τους κρυμμένους θησαυρούς κάτω από τα πόδια τους.