Hur man kan utnyttja värme från jorden
Från ”Vakna!”:s korrespondent i Salvador
Den 7 augusti 1975 var en minnesvärd dag för ett litet centralamerikanskt land med en befolkning på drygt fyra millioner och en yta på bara 21.000 kvadratkilometer. En termoelektrisk anläggning, som varken använder kol eller olja, togs i bruk denna dag och befriade landet från behovet att importera bränsle för produktionen av elektrisk kraft. Vad är det då som driver de elektriska generatorerna? Ånga som finns mycket långt ner under jordytan.
SALVADOR är ett land med många vulkaner. Längs en axel, som i stort sett följer landets längdriktning och som samtidigt löper längs en geologisk förkastningslinje i jordskorpan, finns det 18 vulkaner. Åtminstone fyra av dem har varit aktiva för inte så länge sedan. Vulkanisk aktivitet har också uppträtt i form av synliga ångläckor, gejsrar eller håligheter i jorden (dessa kallas ausoles på landets indianspråk).
Hur uppstår ångan? Vetenskapsmännen säger att regnvatten tränger ner i marken genom kratrar och andra områden där vatten lätt tränger igenom, och slutligen når det berggrunden. Ibland, särskilt i vulkaniska områden, ligger berggrund som upphettats av lava tillräckligt nära jordytan, så att vattnet upphettas till temperaturer som är tillräckligt höga för att förvandla det till ånga. I Ahuachapán, i den västra delen av Salvador, har håligheter i jorden i form av dydammar på åtta till tio meters diameter funnits någon tid. Dessa är fulla av kokande dy som varierar i färg från rödaktigt brunt till gult, och de avger ångor som har en stark svavellukt. I många år var dessa håligheter endast en turistattraktion, och man ägnade ingen tanke åt att använda dem för några praktiska ändamål.
Geotermiska undersökningar påbörjas
På 1950-talet fick emellertid CEL (Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa), en självständig statlig inrättning, som ansvarar för utvecklingen av hydroelektrisk kraft (elektricitet genom vattenkraft), höra talas om de första stegen i utvecklingen av endogen kraft från jorden. Detta var i Larderelloområdet i Italien. Nya Zeeland var också i färd med att försöka producera elektricitet genom att använda sådana källor i Wairakei.
Dessa nyheter skapade stort intresse. Salvador var just i färd med att börja utveckla sin vattenkraft. Men det visade sig ändå nödvändigt att producera termisk kraft (värmekraft). Att göra det med fossila bränslen skulle kräva import av olja eller kol. Å andra sidan skulle naturlig ånga kunna utnyttjas för att åstadkomma samma sak.
År 1953 blev begynnelseåret för de första geotermiska undersökningarna i Ahuachapánområdet. År 1958 borrades 11 grunda provbrunnar på åkrarna vid Playón de Ahuachapán och El Salitre. En mera allvarligt menad geologisk, geofysisk och geokemisk forskning började år 1966 och täckte ett område av 200 kvadratkilometer.
Undersökningarna gav löfte om att det fanns utmärkta möjligheter till energitillgångar. År 1968 borrades därför experimentbrunnar, en till 865 meters djup, en annan till 981 meter och en tredje till 1.192 meter. En av dessa brunnar förblev torr, men de andra två började frambringa ånga med en temperatur på 231 grader Celsius i den ena och 208 grader i den andra under ett tryck av tio kilopond per kvadratcentimeter. Dessa brunnar hölls i gång under högsta möjliga ångproduktion i mer än ett år, för att man skulle kunna pröva deras förmåga att bibehålla stabila tryck och temperaturer. I januari 1970 borrades ytterligare sex brunnar, till mellan 700 och 1.400 meters djup på åkrarna vid Playón i Ahuachapán, för att man skulle få fram uppgifter för studier av användbarheten i tekniskt och ekonomiskt avseende, i avsikt att upprätta den första 30-megawattsanläggningen för jordvärme. Denna anläggning planerades bli det första utvecklingsstadiet i ett fullständigt utnyttjande av de beräknade resurserna (100 megawatt) i jordvärmefältet i Ahuachapán.
Ett program för kraftstationer utan bränsle
Byggandet av den första kraftproducerande anläggningen med en kapacitet på 30 megawatt började 1974. Denna anläggning invigdes och togs i bruk i augusti 1975. Ett andra produktionsaggregat på 30 megawatt började byggas 1975. Detta krävde att man borrade ytterligare fem brunnar till djup mellan 600 och 850 meter. Det andra aggregatet togs i bruk 1976. Ett tredje produktionsaggregat, med en kapacitet på 35 megawatt, håller nu på att byggas och kommer att tillvarata ångan från de två första aggregaten. På det sättet kommer jordvärmefältet i Ahuachapán att kontinuerligt producera 95 megawatt med början det här året. Eftersom man inte behöver använda fossila bränslen, innebär detta en besparing av 28,5 millioner colones (55 millioner kronor) årligen för landet.
De goda resultat som hittills uppnåtts har påskyndat ett omfattande program för försöksborrningar och forskning i den östra delen av landet. Nya brunnar håller på att öppnas i detta område för att fullfölja utvidgningsprogrammet när det gäller jordvärme.
Miljöförstöring
Kraftstationer för elektricitet, som använder fossila bränslen, såsom kol och olja, eller som använder kärnbränslen, ger upphov till föroreningsproblem. Aska, rök och gaser kan smutsa ner atmosfären. Sjöar och vattendrag kan förorenas genom utsläpp av vatten som använts till kylning. Det slutliga avlägsnandet av restprodukter från dessa anläggningar innebär också ett allvarligt problem för samhället.
Å andra sidan skulle man kunna vänta sig att anläggningar för jordvärme, som inte alls använder något bränsle, innebär färre miljöförstöringsproblem. Trots detta kan ångan, gaserna och vattnet, som frambringas av jordvärmekällor, medföra ekologiska svårigheter.
Jordvärmefält som producerar torr eller överhettad ånga har naturliga utsläpp som är något sura, har hög halt av sulfater och innehåller spår av klorid. En del av detta vatten kan vara svagt alkaliskt och innehåller huvudsakligen sulfater och bikarbonater. Det kan också ha hög koncentration av koldioxid, bor och ammoniak. Ett annat ämne, svavelväte, är ytterst giftigt och skulle kunna orsaka ekologiska problem.
Fält som frambringar vattenånga ger stora kvantiteter spillvatten. Detta vatten har högt saltinnehåll och är skadligt för växt- och djurlivet. Borhalten överstiger alltid den man fastslagit som acceptabel för motståndskraftiga sädesslag. Arsenik förekommer också i allmänhet i detta vatten, och detta gör det otjänligt som dricksvatten.
Det slutliga avlägsnandet av detta spillvatten innebär alltså allvarliga problem. I huvudsak har man använt följande metoder: 1) Utspädning i havet, 2) utspädning i floder, 3) tillbakaförande till lägre jordlager, 4) avdunstning i dammar.
Utspädning i havet kan vara dyrt och svårt, om jordvärmefältet är beläget långt från kusten. Utspädning i floder beror på den mängd vatten som flyter fram, så att acceptabla koncentrationer av giftiga ämnen inte överskrids. Under den torra årstiden har floderna ofta så litet vatten att detta skulle vara omöjligt. Om man återför vattnet till lägre jordlager, kan detta förhindras av de salter som finns i spillvattnet, eftersom dessa salter avsätter sig på brunnsväggarna. Avdunstning i dammar är möjlig endast om stora områden slättland är tillgängliga för att bygga dammar och om nederbörden är låg i området.
Vid jordvärmeanläggningen i Ahuachapán passerar spillvattnet genom en öppen kanal för att spädas ut i havet. Man har också gjort lyckade experiment med att återföra vattnet till jorden.
Ekonomiska synpunkter
Det är intressant att jämföra kostnaderna för en kraftanläggning för jordvärme med vanliga anläggningar, antingen det är fråga om hydroelektriska anläggningar eller värmeanläggningar som drivs med fossila bränslen. Anläggningskostnaden för den 95 megawatt starka anläggningen i Ahuachapán har beräknats till 3.300 kronor per kilowatt. Produktionskostnaden för denna anläggning är omkring 2,5 öre per kilowattimme som produceras, medan kostnaden för den största vattenkraftsanläggningen i Salvador, Cerron Grande, är omkring 2 öre per kilowattimme. Kostnaden för att producera kraft i oljedrivna anläggningar uppgår emellertid för närvarande till omkring 12 öre per kilowattimme. Detta är nästan fem gånger så mycket som kostnaden vid jordvärmeanläggningar. Det är inte att undra på att Salvador är angeläget om att utveckla sin endogena kraft!
Nu, när energikrisen ökar i världen, ser sig många länder om efter nya kraftkällor som kan ersätta den sinande och dyrare importoljan. Endogen kraft — värmen från djupa lager i jordskorpan — är säkert en användbar energikälla. Det kan därför förväntas att man i andra länder, som har hålrum i jorden som avger rök eller där det finns andra tecken på vulkanisk aktivitet, kommer att börja utnyttja dessa gömda skatter under sina fötter.