Cum se exploatează energia pământului

DE LA CORESPONDENTUL NOSTRU DIN FILIPINE

În interiorul Pământului există o comoară uriaşă. Nu e vorba de aur, argint sau pietre preţioase. Dimpotrivă, ne referim la o rezervă impresionantă de căldură numită energie geotermică.

O MARE parte din această căldură e înmagazinată în straturile de rocă topită, cu alte cuvinte în magmă. Căldura Pământului este o adevărată comoară, deoarece constituie o sursă nepoluantă de energie, care prezintă avantaje nete în comparaţie cu energia nucleară şi cu cea produsă de petrol, de cărbune sau de gazele naturale.

Temperatura la adâncimi foarte mari este de ordinul sutelor, ba chiar al miilor de grade Celsius. Cantitatea de căldură ce ajunge la suprafaţa Pământului într-un an ar echivala, potrivit unor estimări, cu o energie de aproape 100 de miliarde de megawaţi-oră — ceea ce depăşeşte cu mult energia electrică utilizată la nivel mondial. Într-adevăr, o cantitate uluitoare de energie! Însă exploatarea acestei comori reprezintă o sarcină dificilă.

Cum se ajunge la comoară

O anumită cantitate din căldura Pământului se află în sol, chiar la suprafaţă. Această căldură poate fi exploatată cu ajutorul pompelor de căldură cuplate la o instalaţie de conducte ale cărei spire sunt îngropate în pământ. Energia extrasă astfel poate fi utilizată la încălzirea locuinţelor pe timp de iarnă sau în alte scopuri. În plus, oamenii care locuiesc în apropierea izvoarelor termale sau în alte regiuni active din punct de vedere geologic pot utiliza căldura ce iese din Pământ în multe alte moduri. De exemplu, în antichitate, romanii foloseau izvoarele termale la băile publice.

Cea mai mare cantitate de căldură se află sub scoarţa terestră, într-un înveliş numit mantaua Pământului. Grosimea medie a scoarţei este de aproximativ 35 km, ceea ce înseamnă adâncimi mult mai mari decât cele la care poate ajunge omul folosind actuala tehnologie de forare. Însă scoarţa terestră e alcătuită din mai multe plăci şi este mai subţire în anumite zone, mai ales în zonele de contact dintre plăci. Aici magma poate ajunge mai aproape de suprafaţa Pământului şi încălzeşte apa aflată între straturile de rocă. Această apă se găseşte doar la 2–3 km adâncime, iar la ea se poate ajunge cu uşurinţă folosind tehnicile de foraj moderne. Ea poate fi exploatată. Să vedem cum se face acest lucru.

Cum e întrebuinţată căldura

La nivelul mării, apa fierbe la 100°C. Însă, în adâncul Pământului, presiunea e mult mai mare, iar apa rămâne în stare lichidă la temperaturi mai ridicate. * Când se ajunge cu forările la apă cu o temperatură mai mare de 175°C, aceasta poate fi folosită pentru a acţiona generatoare electrice.

De obicei, apa se află la temperaturi ridicate în zonele unde s-a înregistrat recent o activitate vulcanică, cum ar fi Cercul de Foc al Pacificului — o zonă cu vulcani activi şi stinşi din Oceanul Pacific. Aici sunt situate insulele Filipine. În ultimii ani s-au înregistrat progrese remarcabile în exploatarea resurselor geotermale în scopul producerii energiei electrice. De fapt, Filipinele au devenit unul dintre cei mai mari producători de energie geotermică din lume. Peste 20% din energia electrică utilizată în ţară este produsă folosind aceste resurse.

Pentru a afla mai multe despre modul cum se obţine energie electrică din căldura Pământului, corespondentul nostru a vizitat Centrala Mak-Ban, o mare centrală electrică geotermică din provincia filipineză Laguna. Puterea electrică a centralei este de 426 MW. Să vedem pe scurt cum funcţionează centrala.

O vizită la o centrală electrică geotermică

După ce părăsim autostrada, o luăm pe o şosea cu două benzi care ne poartă până la o zonă geotermică,  adică o zonă a scoarţei terestre în care se scurge mult mai multă căldură din interiorul Pământului spre suprafaţă decât în alte locuri. Apropiindu-ne de centrala situată aici, ajungem într-un loc plin de conducte mari ce transportă aburul de la locul de forare până la staţiile generatoare. Vedem şi alte conducte care aduc aburul de la forajele făcute în dealurile din apropiere. Din loc în loc, la distanţe egale, conductele au câte un cot. Aflăm mai târziu că aceste coturi permit conductelor să se dilate sau să se contracte când se încălzesc sau se răcesc.

În apropierea localităţii se află birourile companiei Philippine Geothermal, Inc., unde ne întâmpină directorul tehnic, dl Roman St. Maria. După puţin timp pornim într-un tur al zonei însoţiţi de dl Roman.

Lângă birouri se află câteva foraje de producţie. „Utilizăm aceeaşi tehnologie folosită la forarea puţurilor de ţiţei, doar că găurile au un diametru mai mare“, ne spune dl Roman. Apoi continuă: „De fapt, forajele sunt nişte conducte prin care apa fierbinte şi aburul aflate sub presiune sunt aduse la suprafaţă. Acestea reprezintă produsul pe care îl furnizăm centralei electrice“. Lângă noi observăm două foraje foarte aproape unul de altul. Îl întrebăm pe ghidul nostru de ce sunt atât de apropiate. El ne explică: „Doar la suprafaţă sunt apropiate. În adâncime, unul merge vertical în jos şi astfel putem să ţinem direcţia celuilalt. Acest lucru e necesar având în vedere costul terenului. Forând puţurile aproape unele de altele, putem economisi bani“.

Vrem să aflăm mai multe despre procedeul folosit, aşa că întrebăm: „Am citit că folosiţi tehnologia «vaporizare-fulger». Ce înseamnă acest lucru?“ Dl Roman ne explică: „Cel mai adânc foraj pe care îl avem aici ajunge la o adâncime de 3 700 m. La adâncimi mari, apa fierbinte se află la o presiune foarte mare. Dar, când aduci apa la suprafaţă, presiunea scade, iar cea mai mare parte din apă se vaporizează instantaneu, adică devine abur, astfel că tehnologia a ajuns să se numească «vaporizare-fulger»“.

După ce iese din foraj, conducta intră într-un separator. Aici aburul este separat de apa fierbinte, sau de apa geotermală sărată. Însă aburul nu este încă gata să fie folosit la producerea energiei electrice. Dl Roman ne explică: „În abur rămân picături de apă. Aceste picături conţin minerale ce se pot depune pe turbină şi o pot deteriora. Prin urmare, din separator aburul intră în scruber, un epurator de gaz. Aici picăturile sunt îndepărtate“.

Ghidul nostru ne arată nişte conducte mari izolate, care poartă aburul epurat spre centrala electrică, aflată la aproximativ 1 km depărtare. Întrucât pe traseu se produce condens, aburul este trecut încă o dată printr-un scruber şi abia după aceea intră în turbina care acţionează generatorul.

Ajungem pe vârful unui deal, de unde putem vedea întreaga zonă. „Suprafaţa totală a terenului este de aproximativ 7 km2“, ne spune dl Roman, după care adaugă: „Avem 102 foraje, dintre care 63 sunt foraje de producţie. Multe dintre celelalte sunt foraje de reinjectare“. Întrebarea firească este: „Ce sunt forajele de reinjectare?“ Dl Roman ne răspunde: „Extragem o cantitate atât de mare de apă fierbinte şi de abur pe oră, încât e absolut necesar să injectăm înapoi în rezervorul subteran apa care a fost separată; facem acest lucru pentru a nu distruge mediul înconjurător. Reinjectăm tot lichidul rezidual“. Aflăm apoi că această reinjectare ajută şi la realimentarea zonei a cărei căldură este exploatată.

Este oare afectat peisajul din zonă de prezenţa centralei electrice geotermice? Dovada cea mai vizibilă a prezenţei centralei este aburul care iese din staţia generatoare. Vedem în schimb cocotieri, precum şi alţi arbori plini de frunze. În valea ce se întinde în faţa noastră sunt şi o mulţime de case. Se pare că, dacă sunt bine administrate, centralele geotermice pot funcţiona în zone locuite fără să distrugă mediul înconjurător.

Centrala pe care am vizitat-o noi foloseşte la producerea energiei electrice numai abur aflat la temperaturi foarte ridicate. Recent s-a încercat să se extragă însă energie şi din lichide aflate la temperaturi mai joase de 200°C. Astfel s-a pus la punct o tehnologie în circuit. Prin această metodă se utilizează lichidul fierbinte extras din pământ la vaporizarea unui fluid de lucru, care, la rândul lui, acţionează turbina centralei electrice.

 Avantaje şi dezavantaje

Există multe avantaje legate de energia geotermică. Ţările care produc energie electrică cu ajutorul ei nu mai depind atât de mult de petrol. Chiar şi numai 10 MW de energie electrică obţinută pe această cale într-un an înseamnă economisirea a 140 000 de barili de petrol brut pe an. Mai mult decât atât, resursele geotermale sunt uriaşe, iar riscul de a se epuiza este mult mai mic în comparaţie cu nenumărate alte surse de energie. De asemenea, problemele legate de poluare sunt mult mai reduse. În plus, energia geotermică costă destul de puţin comparativ cu multe alte forme de energie.

Printre dezavantaje am putea aminti unele probleme legate de mediul înconjurător. Aburul geotermal conţine, în general, hidrogen sulfurat, un gaz care în cantităţi mici este supărător din cauza mirosului de sulf, iar în cantităţi mari e toxic. Există însă procedee eficiente de eliminare a acestui gaz, mult mai eficiente decât sistemele de control a emisiilor de gaze de la centralele electrice care folosesc combustibili minerali. În plus, particulele din fluidele reziduale pot conţine mici cantităţi de arsenic sau alte substanţe toxice. Când acestea sunt reinjectate în pământ, pericolul e minim. Şi contaminarea apelor subterane poate fi o problemă în cazul în care forajele geotermice nu au fost bine etanşate la adâncimi mari, cu ciment şi tuburi de oţel.

Creatorul nostru ne-a oferit o planetă plină de comori. Energia geotermică este una dintre ele. Iar omul a făcut doar primii paşi în a înţelege cum o poate utiliza. Fără îndoială că progresele viitoare ne vor ajuta să aflăm cum să folosim mai judicios comorile pe care le avem şi, în acelaşi timp, cum să ne îngrijim de minunata planetă ce ne-a fost încredinţată. — Psalmul 115:16.

[Notă de subsol]

^ par. 10 Punctul de fierbere al apei creşte odată cu adâncimea, ajungând la aproximativ 230°C, 315°C şi 600°C la 300 m, 1 525 m şi respectiv 3 000 m adâncime.

[Diagrama/Fotografiile de la pagina 15]

(Pentru modul în care textul apare în pagină, vezi publicaţia)

Centrala Electrică Geotermică Mak-Ban (Filipine) (schiţă)

instalaţie de foraj

rezervor geotermal

reţea electrică

transformator

generator

foraj de producţie → separator → abur → scruber → scruber → turbină

↓ ↓

↑ apă sărată → foraj de reinjectare ← apă ← turn de răcire

↑ ↓

rezervor geotermal

[Legenda fotografiilor]

FORAJ DE PRODUCŢIE

CONDUCTE DE ABUR

STAŢIE GENERATOARE

[Provenienţa fotografiilor de la paginile 13, 15]

Bărbaţi deschizând un robinet de abur (pag. 13): prin amabilitatea Philippine National Oil Corporation; conducte (pag. 13) şi vedere aeriană şi staţie generatoare (pag. 15): prin amabilitatea National Power Corporation (Filipine); foraj de producţie şi conducte de abur (pag. 15): prin amabilitatea Philippine Geothermal, Inc.