Geotermines elektrines

Karšti turtai žemės gelmėse

Investuotojai, ketinantys vystyti savo verslą Klaipėdos laisvojoje ekonominėje zonoje, kuri neseniai buvo atidaryta veiklai, gali nesukti sau galvos dėl šildymo.

LEZ’o kaimynystėje Lypkių kaime įsikūrusi uždaroji akcinė bendrovė „Geoterma“ visą būsimąjį pramonės kompleksą pasirengusi aprūpinti iš žemės gelmių išgaunama šiluma.

Pirmoji LEZ’e besikurianti Danijos žuvies perdirbimo įmonė „Espersen“ naudosis „Geotermos“ teikiamomis paslaugomis.

Uždarosios akcinės bendrovės „Geoterma“ direktorius Alfonas Bičkus teigia, jog pirmoji Baltijos šalyse parodomoji geoterminė jėgainė, per metus galinti pagaminti 560 TJ šilumos, pigia ir ekologiškai iišgaunama šiluma aprūpinanti Klaipėdos miestą, pasirengusi ją tiekti ir būsimajam LEZ pramonės centrui.

Projektas – nacionalinės energetikos strategijos dalis

Klaipėdos parodomoji geoterminė jėgainė pradėta statyti 1997 metais, vykdant Lietuvos nacionalinės energetikos strategiją. Pernai rudenį jėgainė pradėjo veikti.

Joje viena iš pagrindinių energetikos vystymo krypčių yra vietinių ir atsinaujinančių energijos šaltinių panaudojimas. Energetikos strategijoje prognozuojama, kad 2020 metais Lietuvoje bus pagaminama 753 TJ šilumos energijos iš geoterminio vandens.

Klaipėdos parodomosios geoterminės jėgainės projektas, kuris yra įtrauktas į Nacionalinę energetinės strategijos programą, atitinka Lietuvos įsipareigojimus vvykdyti Monrealio bei Suvienytųjų Nacijų visuotinio klimato pokyčių konvencijų, kurias Lietuva yra ratifikavusi, reikalavimus mažinti aplinkos taršą ir diegti pažangias technologijas. Jo esmė yra vystyti vietinių energijos išteklių panaudojimą kaip alternatyvą įvežamam ir taršą didinančiam kurui.

Pasaulinis aplinkosaugos fondas ir Danijos aaplinkosaugos agentūra, remiami Pasaulio Banko, išanalizavo projekto indėlį į aplinkos apsaugą ir padėjo gauti subsidijas šiam projektui įgyvendinti.

Pirmoji tokio tipo Baltijos šalyse Klaipėdos parodomoji geoterminė jėgainė pastatyta Pasaulio Banko, PHARE, Lietuvos Respublikos valstybės lėšomis.

Statybinę projekto dalį rengė UAB „Lietuvos statybų projektavimo institutas“, technologinę – Danijos kompanija HOUE&OLSEN I/S. Projekto konsultantai buvo Danijos kompanija DANSK OLIE&NATURGAS A/S.

Visa įranga jėgainėje suprojektuota pagal vakarietiškus standartus. Giluminiai siurbliai pagal specialų užsakymą pagaminti JAV.

Jėgainės veikimo principas

Jėgainėje yra 4 gręžiniai. Dviejuose geoterminis vanduo paimamas iš devono sluoksnio 1135 metrų gylyje giluminiais siurbliais, įleistais į 300 metrų gylį. Vandens temperatūra šiame gylyje yra 38 laipsniai C. Absorbciniuose šilumos siurbliuose jis pašildomas iki 70 laipsnių. Tokios temperatūros vanduo tiekiamas į Klaipėdos miesto šilumos tinklus. Esant netolygiam karšto vvandens naudojimui, jėgainėje pagaminta šiluma akumuliuojama į termofikacinio vandens rezervuarą.

Iš vieno gręžinio per valandą gaunama 300 kubinių metrų vandens. Bendras jėgainės pajėgumas – 43 MW. Šio pajėgumo pakanka, kad galima būtų aprūpinti šiluma visą Klaipėdos miestą.

Per du injekcinius gręžinius geoterminis vanduo, atvėsintas iki 11 laipsnių ir išvalytas kelių lygių filtruose, grąžinamas atgal į žemę, į tą patį sluoksnį 1135 m gylyje.

Alternatyvi energija konkuruoja su tradicine

Naujas technologijas diegiančiai ir ekologines idėjas propaguojančiai valstybės valdomai bendrovei išsikovoti pozicijas energijos rinkoje nėra lengva. TTradicinių šilumos šaltinių tiekėjai, gabentojai ir vartotojai nenoriai įsileidžia konkurentus.

Geoterminė energija, palyginti su tradiciniuose šilumos tinkluose išgaunama energija, yra daug pigesnė. Apie 40 proc. geoterminės šilumos gavybos sąnaudų nekainuoja nieko. Mums ją tiesiog dovanoja motina žemė.

Nors kainų komisijos patvirtinta geoterminės šilumos kaina yra 53,9 lito už megavatą, bendrovė „Klaipėdos energija “ iš „Geotermos“ perka šilumą, mokėdama po 46 litus, o Klaipėdos miesto gyventojams parduoda jau už 106,9 lito. Net 60,9 lito vartotojams kainuoja šilumos kelias nuo „Geotermos“ iki „Klaipėdos energijos“.

Geoterminė energija neteršia gamtos. Specialistų apskaičiavimais, visu pajėgumu veikianti geoterminė jėgainė per metus apsaugo atmosferą nuo 52 tūkstančių tonų CO2 (anglies dvideginio) ir 270 tonų NOx (azoto oksidai), kurie išsiskiria deginant organinį kurą.

Pradėjus veikti geoterminei jėgainei, tradicinėse katilinėse sumažėjo apkrovimas, mažiau sudeginama mazuto, atitinkamai sumažėjo ir atmosferos tarša.

Alfonsas Bičkus, UAB „Geoterma“ direktorius, sako, kad naujoji jėgainė labai neparankus objektas tradicinės energijos tiekėjams. Jis laukia, kad greičiau būtų priimtas Ekologinės taršos įstatymas, reglamentuosiantis taršos kvotas. Taršos normas viršijančioms katilinėms būtų taikomos sankcijos. Tuomet geoterminė jėgainė prieš jas turėtų tikrai didelį pranašumą.

Žemės gelmių šiluma – žmogaus malonumams ir sveikatai

„Geoterma“ kolektyvas, ieškantis alternatyvų, kuria planus vystyti naują veiklą – kurti reabilitacijos ir sveikatos centrą.

Šiai idėjai įgyvendinti tereikia pasinaudoti gamtos teikiamomis malonėmis. „„Geoterma“ Bendrovės ketina renovuoti netoli Palangos kurorto esančios Vydmantų gyvenvietės giluminius gręžinius. Ten dviejų kilometrų gylyje geoterminio vandens temperatūra siekia 72 laipsnius karščio. A.Bičkus sako, jog šioje gražioje kurortinėje zonoje pastatytas sveikatos centras su ištisus metus veikiančiais atvirais baseinais ir maudyklėmis būtų patrauklus ne tik Lietuvos, bet ir kaimyninių Latvijos, Kaliningrado srities gyventojams bei svečiams iš kitų šalių. Šis projektas, kurį, UAB „Geoterma“ direktoriaus manym326164u, pritraukus Lietuvos ir užsienio kapitalo investicijas galima įgyvendinti per 5-6 metus, smarkiai suaktyvintų turizmą ir Palangos kurorto veiklą ištisus metus. Ateityje čia galbūt galėtų atsirasti gydykla, kokių yra kaimyninėse Europos šalyse Lietuvos Prezidentas Jungtinių Tautų būstinėje pasirašė Bendrosios klimato kaitos Konvencijos Kioto protokolą, kuriuo Lietuva prisijungė prie tarptautinės visuomenės pastangų sumažinti kenksmingų dujų išmetimą į aplinką. Lietuva, kaip Latvija bei Estija, pagal šį protokolą iki 2012 m. kenksmingų dujų išmetimą į aplinką turi sumažinti 8 procentais. Taigi teks visiems ieškoti būdų, kaip švarinti ir gryninti gyvenamąją aplinką. Žemė ir jos gelmės ne tik maitina žmogų, teikia naudingų iškasenų, bet turi sukaupusi didžiulius energijos išteklius, kurie dar tik pradedami naudoti.

Tie ištekliai – tai geoterminė, žemės šilumos energija, slypinti Žemės gelmėse ir sukelianti įvairius geologinius procesus – nuolatinius Žemės plutos svyravimus ir tektoninių plokščių judėjimą, ugnikalnių iišsiveržimą, žemės drebėjimus, geizerių susidarymą ir kitus globalinius, regioninius ir lokalius reiškinius. Planetos mastu tai milžiniškas energijos kiekis, daug kartų didesnis už bendrus akmens anglių, naftos, dujų ir urano (atominė energija) išteklius.

Geoterminės energijos šaltinis yra Žemės viduje. Šis negęstantis Hefaisto žaizdras yra nuolatos kurstomas radioaktyviųjų elementų (urano, torio, radžio ir kt.) skilimo energija iš vidaus ir Saulės energija iš viršaus. Tai ir yra geoterminės energijos neišsenkamumo, atsikūrimo prielaidos. Ši energija egzistuos tol, kol egzistuos pati Žemė bei visa Saulės sistema.

Ar galima nors iš dalies ją nukreipti žmonėms naudinga linkme? Be abejo, taip. Valstybės, kurios sugeba naudotis neišsenkama Gamtos dovana, jau dabar pakėlė savo ekonomiką, žmonių gyvenimo lygį, sukūrė sveiką, švarią aplinką. Viena iš jų yra Islandija, artima ir brangi Lietuvai savo dvasia ir siekiais valstybė. Islandijoje yra aukščiausias pasaulyje metinis energijos suvartojimo lygis vienam gyventojui – 379 GJ (Lietuvoje 1995 m. buvo 50,8 GJ). Islandijos energijos suvartojimo balansas atrodo taip: 48,5 proc. geoterminė energija, 16,5 proc. hidroenergija, 32,1 proc. importuojama nafta ir 2,9 proc. anglys. Nafta daugiausia naudojama transportui (automobiliams, laivams, lėktuvams). Oponentai tuojau ims prieštarauti, sakydami, kad Islandijai tereikia ranką ištiesti ir pasiimti šilumą. Tai tiesa. Ten geologinės sąlygos kur kas palankesnės negu Lietuvoje. Bet ir mūsų

šalies bet kurioje vietoje kiekvienas šilumos vartotojas gali rasti būdų, kaip pritaikyti Žemės energiją savo reikmėms. Šiuolaikinės techninės ir technologinės galimybės sudaro prielaidas panaudoti plataus diapazono žemas temperatūras. Naujos kartos šilumos siurbliai atveria dideles galimybes pasinaudoti alternatyvių energijos šaltinių teikiamais privalumais.

Geologai kartu su energetikais gali centralizuotiems ir individualiems vartotojams pasiūlyti komfortą teikiantį Žemės sukauptą energijos šaltinį. Tai energija, kuri yra: ekologiška; nuolatos atsikurianti; visur esanti ir teikianti daugybę variantų; nepriklausoma nuo tiekėjų; nepriklausoma nuo sezoniškumo; nedarkanti kraštovaizdžio; neturinti eksploatavimo pproblemų, pvz., vamzdžių korozijos, vandalizmo atvejų, teršimo, užšalimo; nebrangstanti ir neturinti transportavimo išlaidų; suteikianti vartotojui autonomiškumą (tai ypač vertinama Šveicarijoje).

Geotermine energija gali naudotis centralizuoti ir pavieniai vartotojai visoje Lietuvos teitorijoje. Geoterminės, tektoninės, geologinės, inžinerinės-geologinės, hidrogeologinės ir klimatologinės Lietuvos sąlygos yra palankios Žemės energijos gavybai. Kiekvienu konkrečiu atveju reikia įvertinti vartotojo poreikius ir minėtąsias gamtines sąlygas, kad būtų galima pasirinkti geriausią variantą. Prognozinių geoterminių išteklių pasiskirstymas parodytas 2 paveikslėlyje. Tai sąlyginiai skaičiai, nes ištekliai nuolat atsikuria, o tai reiškia, kad jjie niekuomet neišseks. Lietuvos gelmių geologija, sandara, tektonika, uolienų sudėtis bei fizinės-šiluminės savybės ir hidrogeoterminė situacija įvairi, kaiti, atspindinti šimtus milijonų metų trukusią šio mažo Žemės lopinėlio istoriją. Iš kristalinio pamato uolienų (labai kietos, kompaktiškos, panašios į riedulius) nuolat vyksta ššilumos perdavimas į nuosėdines uolienas, kurios susidarė jūrose arba lagūnose, tvyrojusiose Lietuvos teritorijoje ilgą geologinės raidos laikotarpį. Kristalinio pamato uolienos, slūgsančios vakarinėje dalyje 2 km ir net didesniame gylyje (gręž. Purmaliai-1 – 2,339 km), šiaurės rytų, rytų ir pietryčių kryptimis pakyla iki 200 m gylio. Vakarų Lietuvoje išskiriama geoterminė anomalija, pasižyminti dideliais šilumos parametrais – geoterminiu gradientu (temperatūros prieaugis kas 100 metrų) +3,5 – +5oC, šilumos srautu 60 – 100 mW/m2. Temperatūra kristalinio pamato kraige aukšta +70 – +90oC (gręž. Vabalai-1 2,301 km gylyje užfiksuota +104,3oC temperatūra). Kristalinio pamato kilimo kryptimis geoterminių parametrų reikšmės mažėja, bet yra pakankamos jų praktiniam naudojimui. Natūralus šilumnešis yra požeminis vanduo, slūgsantis trijuose pagrindiniuose hidrogeoterminiuose kompleksuose – kambro, apatinio-vidurinio devono ir vidurinio-viršutinio devono, taip pat vvisuose kituose vandeninguosiuose horizontuose. Šilumnešiu gali būti ir gruntinis vanduo. Papildomi šilumos šaltiniai yra: gruntas arba dirvožemis; paviršiniai vandens telkiniai (jūra, ežeras, upė ir kt.); aplinkos oras.

Rinkos ekonomika atvėrė duris privačiai iniciatyvai ir sudarė sąlygas Lietuvoje atsirasti pirmosioms eksperimentinėms geoterminėms sistemoms privačiuose namuose. Pirmoji geoterminė sistema įrengta Vilniuje 1996 metais. Šilumnešis yra požeminis vanduo iš kvartero tarpmoreninio Žemaitijos-Dainavos vandeningojo horizonto. Gręžinio gylis 60 metrų, vandens temperatūra +12oC, vandens debitas 3,5-5,0 m3/h. Vanduo per šilumokaitį atiduoda +4 – +5oC ir ttoliau naudojamas buityje. Šilumos siurblys šiuo atveju šildo orą. Name įrengtas modernus orinis šildymas, atitinkantis visus higienos reikalavimus. Gręžinys išgręžtas kieme. Vamzdžiai išvedžioti po žeme. Gręžinio vietą žymi tik paprastas kanalizacijos dangtis. Nėra jokio aplinkos darkymo, aplink žalia veja.

Klaipėdoje įgyvendinamas demonstracinis geoterminis projektas. Šiuo metu jau yra išgręžti keturi gręžiniai (2 gavybiniai ir 2 injekciniai – priimamieji). Tai centralizuoto šilumos tiekimo iš geoterminio šaltinio pavyzdys. Šilumnešis – požeminis vanduo bus eksploatuojamas iš apatinio-vidurinio devono hidrogeoterminio komplekso. Šio projekto schema panaši į 1 pav. blokdiagramą, tik trūksta dar dviejų gręžinių. Požeminio vandens temperatūra +39oC. Šiuo atveju taip pat bus naudojamas šilumos siurblys pakelti temperatūrai iki vartotojo poreikio.

Vydmantuose 1989-1993 m. išgręžti du geoterminiai gręžiniai, kurie pagal projektą buvo skirti kambro hidrogeoterminiam kompleksui eksploatuoti. Požeminio vandens temperatūra +73oC. Šiuo atveju šilumos siurblys nereikalingas. Dėl finansavimo stokos projektas nebuvo užbaigtas. Gręžiniai užkonservuoti. Projektas, atsiradus investicijoms, galės būti įgyvendintas. Geoterminis gręžinys Vydmantai-1 yra giliausias Lietuvoje (2,564 km).

Vilkaviškio rajono savivaldybė ir Centrinė ligoninė savo mieste ketina įgyvendinti balneologinį-geoterminį projektą iš kambro hidrogeoterminio komplekso. Kambro požeminis vanduo šioje vietoje yra +47oC temperatūros ir kartu yra gydomasis. Beje, kambro vanduo ir visoje Lietuvos teritorijoje yra labai mineralizuotas (80–200g/l) ir gydomasis, todėl daug kur galėtų būti ššitaip dvejopai pritaikytas.

Reikia pažymėti, kad visi Lietuvos mineraliniai, mineralizuoti ar labai mineralizuoti požeminiai vandenys (išskyrus geriamąjį, kuris savaime yra vertybė) yra geriamieji arba gydomieji.

Baisogalos seniūnija taip pat įvertino savo apylinkės geologines sąlygas ir turi viltį sulaukti investuotojų geoterminiam projektui įgyvendinti.

Geologinės-geoterminės ir techninės-ekonominės sąlygos įvertintos ir kituose objektuose Šilutėje, Virbalyje, Krakėse, Nidoje, Joniškėlyje ir kitur. Įvertinta centralizuotam šilumos vartotojui.

Yra dar daug galimybių ir variantų geoterminei energijai Lietuvoje panaudoti. Atlikti labai originalūs vertinimai, kaip iš geoterminės energijos gauti elektros energiją. Apskaičiuota, kaip pėdos miestą aprūpinti žemės gelmių elektros energija.

Be to, dar daug kur kitur galima pritaikyti geoterminę energiją: maistui konservuoti, pienui pasterizuoti, cementui džiovinti, organinėms medžiagoms, žolei, daržovėms, žuviai džiovinti, ledui greitai tirpinti (šia galimybe galėtų pasinaudoti oro uostai lėktuvų nusileidimo takų priežiūrai žiemos metu), grybams auginti, dirvai šildyti, žuvims veisti ir auginti bei kitur. B.Lindalis 1973 m. paskelbė klasikine tapusią ir dabar jo vardu vadinamą diagramą apie geoterminės energijos naudojimo sritis.

Ko trūksta, kad ši energija pradėtų tarnauti žmonėms? Pirmiausia, turi būti pakeistas nusistovėjęs stereotipas esą Lietuva turinti ribotus vietinius energijos išteklius, yra labai priklausoma nuo jų importo. Nacionalinėje energetikos strategijoje turi būti numatyta, kaip pereiti prie energijos alternatyvų, iš kurių viena ir yra geoterminė energija.

LITERATŪROS SSĄRAŠAS:

1. ž. Mokslas ir gyvenimas 1992/2 Habil. dr. POVILAS SUVEIZDIS, dr. VITA RASTENIENĖ

2. Tarptautinis jūros verslo žurnalas JŪRA lt. 2002/5 Zita Manomaitienė