Seuraa 
Viestejä982

 

Viime päivinä on taas ollut mediassa juttuja Otaniemen geotermisestä voimalaitoksesta. Tarkoituksena on porata kallioon kaksi 20 cm halkaisijaista reikää noin 7 km syvyyteen, alapäässä reikien välimatka olisi kilometrin verran. Toiseen reikään syötettäisiin paineella vettä ja toisesta pumpattaisiin kaukolämpöverkkoon noin sata-asteista vettä.  Laitoksen tehoksi luvataan jopa 40 MW.

 

Rupesin pohtimaan tuon laitoksen fysikaalista perustaa. Ensinnäkin, geoterminen lämpövuo Suomen kallioperässä on hyvin pieni, noin 0,04 W/m^2. Laitos ei voi perustua geotermisen lämpövuon suoraan hyödyntämiseen koska sitä pitäisi kaapata noin 1000 km^2 alalta. Lämmöntuotannon pitää siis perustua kallioon varastoituneen lämmön hyödyntämiseen, kallion hiivuttamiseen.

 

Graniitin ominaislämpö on tyypillisesti 0,75 kJ/K*kg. Jos laitos perustuu kallion lämpötilan alentamiseen keskimäärin yhdellä asteella vuodessa, tulisi hiivutettavan kallion massan olla tuollaiset 1,6 miljardia tonnia, lähes miljardi kuutiota.

 

Kysymys on, miten tuollainen valtava ”kiuas” saadaan aikaan. Kallioperämme on pääosin tiivistä joten se ei tarjoa riittävää virtaama-lämmönvaihtopinta-alaa. Syvälläkin on todennäköisesti ruhjevyöhykkeitä mutta tuskin tuollaista vajaa kuutio sekunnissa virtaamaan saadaan leviämään riittävän laajalle. Joissakin jutuissa on viitattu tekniikkaan jota käytetään liuskekaasun tuotannossa: kalliota rikotaan hydraulisella murtamisella. Mutta en usko että toimii laajamittaisena meikäläisessä kalliossa.

 

Geotermiset laitokset ovat yleensä vulkaanisilla alueilla. Ranskassa on laitos jossa pumpataan runsaat 70 astetta lämmintä vettä noin kahden km syvyydestä. Mutta kohdevyöhyke (akviiferi) on sedimenttikivessä ja sen vedenjohtavuus on erinomainen joten vertailukelpoisuus suomalaiseen kallioon on huono.

 

Itse en näillä tiedoilla sijoittaisi rahojani tuohon Otaniemeen geotermiseen laitokseen.

 

Sivut

Kommentit (23)

Diam
Seuraa 
Viestejä2636

Virtausnopeuden pitää olla hirmuinen tai reikiä hieman enemmän. Maksaa varmaan us. milj. e/reikä.

Mies kysyi kaiulta: Ostanko Nuhvin vai Majorin? ja kaiku vastasi: VAI MAJORIN!

Simplex
Seuraa 
Viestejä3033

Paljonko energiaa tarvitaan veden paineistamiseen ja kierrättämiseen? Toinen kysymys on tietenkin se, että "joo, siellä on lämpöä mutta kuinka kauan." Peruskallion massaa on toki tarjolla siellä alhaalla PALJON, mutta millainen lämmönjohtavuus kalliolla mahtaa olla eli kuinka hyvin lämpö leviää ympäröivästä kalliosta tuohon poratun reijän ympärillä jäähtyneeseen kalliomassaan. Ja kuinka paljon lämpöä kuluu hukkaan lämmittämään lähellä maanpintaa olevaa kalliota. Ehkä reikä eristetään osalta matkaa? No, kaipa proffat ovat näitä edes hieman laskeskelleet ja päätyneet kannattavuuslaskuissaan plussan puolelle.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
SamBody
Seuraa 
Viestejä6312

En lähtisi kyllä itsekään tuollaiseen lievästi sanoen epävarmaan hankkeeseen sijoittamaan. Ennen kaikkea epäilyttää se että vastaavaan ei edullisempien olosuhteiden maissa juurikaan ole lähdetty. Mutta mielenkiintoistahan tuo on ja kun vahinkoja malliin Talvivaara ei odotettavissa ole, niin mikä ettei hommaa yksityisellä riskirahalla (ymmärtääkseni ST1:n) selvitettäisi. Onnea valitsemillenne rei'ille!

http://www.vapaakielivalinta.fi/
http://www.sananvapaudenpuolesta.fi/
Tunnustan poikkeavuuteni: perustan näkemykseni enemmän omaan ajatteluun kuin auktoriteetteihin.

Reifengas
Seuraa 
Viestejä3608

Ei sinne reikään tarvitse mitään paineella pumpata, valutetaan vaan. Hydrostaattisen paine on 7 km:n rei'än pohjalla 700 ilmakehää. Vesi kyllä löytää reittinsä, ja muutkin kuin halutut.

Eli jos valutetaan kuutio vettä, niin saadaanko edes litra takaisin?

Tuhlausta!

 

 

Rinnan rikkahat ajavat,
käsityksin köyhät käyvät.

Näinonnäreet
Seuraa 
Viestejä982

Jos laitoksen teho on jopa 40 MW, niinkuin on ilmoitettu, ja oletetaan menoveden ja tuloveden lämpötilaeroksi 80 astetta, tarvitaan tuollainen 500 kg/s virtaama. Kun meno- ja tuloputkien halkaisija on 20 cm, tarvittaisiin lähes 20 m/s virtausnopeus putkissa. Ja tuon virtaaman pitäisi läpäistä kilometrin verran kalliota 7 km syvyydessä. Ei tuollaista ihan valutuksella saada aikaan, kyllä molemmissa päissä pitäisi olla melkoiset pumppaustehot.

Kallion lämmönjohtavuus ei ole kovin hyvä, esim. talven aikana routa etenee kalliossa metrin verran. Eli aika tiheä virtaamaverkosto pitäisi kalliossa olla. 

Hankkeen päärahoittajana on ST1 ja myös Fortum on mukana. Ja varmaan veronmaksajatkin sillä uusiutuvaan energian hankkeisiin tulee automaattisesti 30 % investointituki ja enemmänkin jos hankkeessa on uutuudenviehätystä. Hankkeessa on kai edetä vaiheittain, tänä kesänä testataan muutama sata metriä syvällä kolmen tuuman rei'ällä.

Netissä kun asiaa penkoo, kyllä hankkeen puuhamiehetkin puhuvat suurista "teknisistä haasteista", uutisoinnissa vain hanke esitellään täysin toteutuskelpoisena.

offmind
Seuraa 
Viestejä16772
Näinonnäreet

Netissä kun asiaa penkoo, kyllä hankkeen puuhamiehetkin puhuvat suurista "teknisistä haasteista", uutisoinnissa vain hanke esitellään täysin toteutuskelpoisena.

Tekniset haasteet taitavat liittyä 7 km kolon poraamiseen mutta onhan niitä muualla maailmassa tehty syvempiäkin joten luulisi että kyse ei ole erityisen ylipääsemättömästä ongelmasta.

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

Näinonnäreet
Seuraa 
Viestejä982

Suomessa syvin kairanreikä on Outokummussa, noin 2,5 km. Mutta Ruotsissa porattiin jo lähes 30 vuotta sitten kaksi noin 7 km syvää reikää graniittiseen kallioon: Siljanin meteoriittijärven alta etsittiin maakaasua tuloksetta http://en.wikipedia.org/wiki/Siljan_(lake). Sen jälkeen poraustekniikka on kehittynyt joten teknisesti syvien reikien poraaminen ei ole ylivoimaista (talous on eri asia). Itse pitäisin haasteelisimpana tuota reikien välisen lämmönvaihtimen aikaansaamista.

Näinonnäreet
Seuraa 
Viestejä982

Ajelin Otaniemessä ja kävin katsomassa tuota geotermistä koelaitosta. Aitaus oli paikallaan mutta sen sisällä ei näkynyt mitään toimintaa tai laitteistoja; vain biomaja ja henkilöauton peräkärry. Joten vähintäänkin tuumaustauko on meneillään.

pmk
Seuraa 
Viestejä1855

Näinonnäreet kirjoitti:

Viime päivinä on taas ollut mediassa juttuja Otaniemen geotermisestä voimalaitoksesta. Tarkoituksena on porata kallioon kaksi 20 cm halkaisijaista reikää noin 7 km syvyyteen, alapäässä reikien välimatka olisi kilometrin verran. Toiseen reikään syötettäisiin paineella vettä ja toisesta pumpattaisiin kaukolämpöverkkoon noin sata-asteista vettä.  Laitoksen tehoksi luvataan jopa 40 MW.

Rupesin pohtimaan tuon laitoksen fysikaalista perustaa. Ensinnäkin, geoterminen lämpövuo Suomen kallioperässä on hyvin pieni, noin 0,04 W/m^2. Laitos ei voi perustua geotermisen lämpövuon suoraan hyödyntämiseen koska sitä pitäisi kaapata noin 1000 km^2 alalta. Lämmöntuotannon pitää siis perustua kallioon varastoituneen lämmön hyödyntämiseen, kallion hiivuttamiseen.

Graniitin ominaislämpö on tyypillisesti 0,75 kJ/K*kg. Jos laitos perustuu kallion lämpötilan alentamiseen keskimäärin yhdellä asteella vuodessa, tulisi hiivutettavan kallion massan olla tuollaiset 1,6 miljardia tonnia, lähes miljardi kuutiota.

Kysymys on, miten tuollainen valtava ”kiuas” saadaan aikaan. Kallioperämme on pääosin tiivistä joten se ei tarjoa riittävää virtaama-lämmönvaihtopinta-alaa. Syvälläkin on todennäköisesti ruhjevyöhykkeitä mutta tuskin tuollaista vajaa kuutio sekunnissa virtaamaan saadaan leviämään riittävän laajalle. Joissakin jutuissa on viitattu tekniikkaan jota käytetään liuskekaasun tuotannossa: kalliota rikotaan hydraulisella murtamisella. Mutta en usko että toimii laajamittaisena meikäläisessä kalliossa.

Geotermiset laitokset ovat yleensä vulkaanisilla alueilla. Ranskassa on laitos jossa pumpataan runsaat 70 astetta lämmintä vettä noin kahden km syvyydestä. Mutta kohdevyöhyke (akviiferi) on sedimenttikivessä ja sen vedenjohtavuus on erinomainen joten vertailukelpoisuus suomalaiseen kallioon on huono.

Itse en näillä tiedoilla sijoittaisi rahojani tuohon Otaniemeen geotermiseen laitokseen.

Samaa olen itsekin ihmetellyt. Kunkin porausrejän alapäässä pitää laukaista h*lvetinmoinen lataus (esim. atomipommi), jotta kallioperä saataisiin rikottua  porausreikien välillä, jonka kautta sitten vedelle saataisiin riittävä kosketuspinta-ala.

On muistettava, etteivät edes Islannin geotermiset laitokset ole välttämättä kestävän kehityksen mukaisia. Vuosimiljoonien aikana maanalaisiin onkaloihin on kertynyt vettä, joka on lämmennyt kallion lävitse tulleen vulkaanisesta lämmöstä. Poraamalla reikä tähän vesisäiliöön saadaan tietysti lämpöä kymmenien tai jopa satojen vuosien ajan, mutta sen jälkeen kun vesi on käytetty, kestää tuhansia ellei jopa miljoonia vuosia, ennen kuin vesivarasto lämpenee uudelleen.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31260

pmk kirjoitti:
On muistettava, etteivät edes Islannin geotermiset laitokset ole välttämättä kestävän kehityksen mukaisia. Vuosimiljoonien aikana maanalaisiin onkaloihin on kertynyt vettä, joka on lämmennyt kallion lävitse tulleen vulkaanisesta lämmöstä. Poraamalla reikä tähän vesisäiliöön saadaan tietysti lämpöä kymmenien tai jopa satojen vuosien ajan, mutta sen jälkeen kun vesi on käytetty, kestää tuhansia ellei jopa miljoonia vuosia, ennen kuin vesivarasto lämpenee uudelleen.

Idea on kai siinä, että jos lämpöä saadaan yhdestä paikasta kymmeniä vuosia, laitos ehtii tuottamaan voittoa. Sitten voi porata viereen uudet reiät. Jos jäähdytät neliökilometrin kerrallaan, se vanha alue ehtii lämmetä ennen kuin lääni loppuu.

Ekohihhulointi menee kovin ihmeelliseksi, jos ei miljardien vuosien aikaskaalalla hiipuvat energiamuodot kelpaa uusiutuviksi. Aurinko ei ole juuri sen pitkäikäisempi, joten turha se on sitten tuulivoimaloitakaan pystyttää, kun Aurinko puhaltaa Maan ilmakehän avaruuteen luultavasti jo ennen kuin ydin jäähtyy. Toki tietty vastavoima hektiselle kvartaalitaloudelle on aina tarpeen, mutta kohtuus, se on vaikea asia.

George Hanson
Seuraa 
Viestejä1650

Näinonnäreet kirjoitti:

Ajelin Otaniemessä ja kävin katsomassa tuota geotermistä koelaitosta. Aitaus oli paikallaan mutta sen sisällä ei näkynyt mitään toimintaa tai laitteistoja; vain biomaja ja henkilöauton peräkärry. Joten vähintäänkin tuumaustauko on meneillään.

Minäkin olen katsellut kuvia OL3 atomivoimalan rakentamisesta - kymmenen vuotta. Ei vaan ole sähköä kuulunut.

Itseä geologian amatöörinä myös askarruttaa miten vesi(höyry) saadaan siirtymään reikien välillä riittävästi. Varmaan laskelmat osoittavat se olevan mahdollista, tuskin laitosta muuten olisi aloitettu rakentamaankaan.

Toimiessaan tämänkaltainen energiantuotanto muuttaisi paljon asioita.

Siipiveikkonen
Seuraa 
Viestejä1607

Välireikä! Tuota mietin itsekin, miten se tehdään. Pelkällä reiällä ei olisi ilmeisesti pinta-alaa riittävästi, eli pitäisi saada laaja-alainen murtuma reikien välillä ja tämä toimisi ikäänkuin lämmönvaihtimena. Voihan se olla, että siellä on jo valmiina jonkinlainen murtuma. Minkäköhänlaista maaperää siellä on ? graniitin läpi on vähän vaikea pumpata vettä.

Öljynporauksessa osataan jo tehdä sivuttaissuuntaisia reikiä, jos poraisi kaksi kohtaavaa reikää ja räjäyttäisi alhaalta "umpeen" , niin saisi keinotekoisen murtuman.

Quidquid latine dictum sit, altum videtur.

Näinonnäreet
Seuraa 
Viestejä982

Mistään räjäytyksistä ei ole käsittääkseni mainittu joten luulen että se ei kuulu konseptiin. Liuskekaasun hyödyntämisessä saadaan rakoilua aikaan vedenpaineen avulla mutta luulisin että se ei onnistu graniittityyppisessä kalliossa niin kuin Otaniemessä ja lähes kaikkialla Suomessa on. Vaakatasoisia ruhjevyöhykkeitä saattaa olla syvälläkin mutta vaikea on siinäkin tapauksessa saada hyvin laajaa kontaktipintaa aikaan. Vesi kun tupaa kulkemaan helpointa reittiä jolloin muodostuu helposti putkivirtauksia.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat