Geotermisen voimalan ympäristövaikutuksista
-
Geotermisen voimalan ympäristöriskit liittyvät veden kierrättämiseen tarvittavaan kallion repeyttämiseen ja siinä kalliorailoista syntyviin maanjäristyksiin. Suomea vastaavissa kallioperän olosuhteissa ei ole toimivia voimaloita eikä myöskään suurissa yli 5 km syvyyksissä. Kaikissa raportoiduissa geovoimaloissa on syntynyt asukkaille havaittavia maanjäristyksiä ja joistain voimaloista on aiheutunut vahinkoja rakennuksille joko maanjäristyksistä tai maannoususta. Maanjäristyksiä tapahtuu sekä voimalan kehitysvaiheessa (kallion avaaminen) että voimalan pitkänä toiminta-aikana. Voimalahankkeiden pitäisi kuulua ympäristövaikutusten arvioinnin menettelyn piiriin.
-
Geotermisen voimalan / geolämpövoimalan ympäristövaikutukset liittyvät
pääosin sen maanalaisen osan toimintaan. Maanpäälliset vaikutukset ovat
normaaliin lämpövoimalaan verrattuna hyvin pienet, koska päästötön energian
lähde on syvällä maan uumenissa. Voimala ei myöskään kilpaile muista maankamaran
resursseista, koska lämpökaivostoiminta suuntautuu muualle kuin malmikriittisille
alueille. Syväkallion geolämpövoimala ei pilaa eikä käytä pohjavettä.
Energiantuotanto on voimalassa tasaista, tosin kallioperä lämmönvaihtimena
jäähtyy hitaasti.
Voimalan merkittävimmät mahdolliset ympäristövaikutukset liittyvät veden kierrättämisen
aiheuttamiin
maanjäristyksiin ja veden varastointiin maan alla. Vaikka geotermisiä voimaloita
on maailmalla runsaasti, on Suomen kallioperää vastaavissa olosuhteissa ja
voimalan mittakaavassa vain pari toimivaa voimalaa tai aiempaa hanketta.
Esimerkiksi sedimenttikivissä tai hyvin vettäläpäisevässä kalliossa lähellä
maanpintaa toimivat voimalat eivät ole vertailukelpoisia Suomeen suunniteltuihin
- varsinkaan ympäristövaikutusten arvioinnin suhteen.
Vertailukelpoisia
geovoimaloita tai hankkeita on listattu alla taulukkoon 1 niiden
avainparametrien osalta. Taulukon sarake Vaiheessa kertoo missä
vaiheessa (kehitys/tuotanto) havaittu suurin maanjäristys on tapahtunut.
- Ranskan Soultz-sous-Forêts voimala toimii
sedimenttien alla kiteisessä graniitissa Reinin-hautavajoaman alueella kalliossa,
missä lämpötila on korkea. Sen sijaintiin on vaikuttanut edullisesti
pääjännityskentän suunnassa kulkevat pystyt ruhjeet, kohteen rakennemallia on
esitelty verkkosivulla kallioperän tutkimus kuvassa 3 ja sen viitteessä.
- Saksan Landaun ja
Insheimin voimalat sijaitsevat lähekkäin toisiaan sedimenttien alla kiteisessä
graniitissa Reinin-hautavajoaman alueella kalliossa, missä lämpötila on korkea.
- Sveitsin Baselin hanke sijaitsee myös sedimenttien alla kiteisessä graniitissa
Reinin-hautavajoaman reunalla kalliossa, missä lämpötila on korkea.
- Muita
lähinnä tutkimusprojekteja ja koelaitoksia on ollut monissa maissa kuten mm. Bad
Urach (Saksa), Cooper Basin (Australia), Fenton Hill (USA) ja Rosemanowes
(Iso-Britannia).
Taulukko 1. Neljän eurooppalaisen geovoimalan
toimintaparametreja. Selitteet: 1) MW = lämpöteho, MWe = sähköteho.
2) Virtausmäärä on virtaus tuotannon aikana (ei Basel).
3) Pumppausmäärä on kehitysvaiheessa (kallion avaamisessa) käytetty vesimäärä.
Landaussa injektoitiin veden lisäksi 95 kuutiometriä 33 % suolahappoa kallioon. 4)
Insheimissa on kaksi reikäosuutta veden syöttöön ja yksi ylöspumppaukseen.
Voimala (status) | Suurin maanjäristys ML | Vaiheessa | Laitos-teho | Kallion lämpötila | Reikäsyvyys, -väli, pumppaus- määrä | Virtaus- määrä |
Soultz (toimii) | 2.9 (2003), paineistuksen jälkeen | Kehitys | 6-10 MW (1.5 MWe) | 200 °C | 4.5-5 km, 600-650 m, 20-37000 m3 | 38-90 kg/s |
Landau (sulj.) | 2.4 ja 2.7 (2009) | Tuotanto | 3 MWe + 5 MW | 160 °C | 3.3 km, 1.3 km, 11200 m3 + HCl | 40-70 kg/s |
Insheim (toimii) | 2.2 ja 2.4 (2010) | Kehitys | 4.3 MWe | 165 °C | 3.8 km,n.1 km, ei tiedossa | 50-85 kg/s |
Basel (kesk.) | 2.6 - 3.4 (2006), paineistuksen jälkeen | Kehitys | 20 MW + 3 MWe | 200 °C | 4.5 km, 1 reikä, 11500 m3 | 1-55 kg/s |
Toinen mahdollinen ympäristövaikutus liittyy maan alle pumpattavan suuren vesimäärän aiheuttamaan mahdolliseen maannousuun. Tyhjää tilaa ei ole ja esimerkiksi 100 000 m3 varastoitu vesimäärä 1 neliökilometrin alueella nostaa maanpintaa 10 cm. Nousu voi jakaantua suuremmallekin alueelle ja se voi olla epätasaista.
Tuore esimerkki maannoususta ja sen vaikutuksista on Landaun voimalasta Saksasta. Sateliittikuvista havaittiin maannousua v. 2013, joka keskittyi Landaun kaupunkiin ja voimalan ympärille, kuva 1 (Heimlich ja muut, 2015).
Kuva 1. InSAR satelliittikuva maannoususta Landaun kaupungissa verrattuna sen ympäristöön.
Parin vuoden aikana maa kupristui suurimmillaan 13 cm, nopeasti ja maan pinnalle ilmestyi pitkiä senttimetrejä leveitä railoja, joihin liittyi myös pysty- tai vaakasuuntaista siirtymää. Esimerkkinä on kuva 2 läheltä voimalaa.
Kuva 2. Maanpinnalle syntyneitä railoja Landaun voimalan lähellä.
Todennäköinen syy maannousuun on vuoto suojaputkiston ja sementoinnin läpi kallioon. Mallinnuksella on saatu arvioksi, että noin 500 m syvyydellä kallioon olisi mennyt paineella syötettyä vettä noin 85 000 kuutiometriä. Voimala on ollut suljettuna ja korjauksessa v:sta 2014. Asiat ovat edenneet oikeusasteelle ja tietoja muualta kuin asukasaktivistien verkkosivuilta on tällä hetkellä vaikea saada.
Kolmas mahdollinen maanalainen riskitekijä on kemikaalien käyttö kallion liuotuksessa. Mikäli toimitaan kilometrien syvyydessä kallioperässä, kytkeytyy kemikaalien käyttö pääasiassa rako- ja ruhjevyöhykkeiden avaamiseen ja tätä kautta maanjäristysriskiin. Happokäsittelyä on käytetty ainakin Saksan Landaun ja Sveitsin St. Gallenin keskeytyneessä voimalahankkeissa.
Geoterminen voimala ei juurikaan poikkea esimerkiksi liuottamiseen perustuvasta maanalaisesta kaivoksesta. Voimala tarvitsee yllä esitettyjen ympäristövaikutustensa osalta selvästi ympäristövaikutusten arvioinnin menettelyn (YVA). YVA prosessi on julkinen. Yksittäistapauksessa päätöksen YVA-prosessin soveltamisesta tekee se ELY-keskus, jonka alueella hanke sijaitsee.
Viitteet:
- Kuva 1, Heimlich, C. ja muut, Uplift around the geothermal power plant of Landau (Germany) as observed by InSAR monitoring, Geothermal Energy 2015,3:2.
- Kuva 2: Asukasaktivistien verkkosivusto (Bürgerinitiative Geothermie Landau e.V.)
Palaa erikoissivuston aloitussivulle