Geoterminen lämpölaitos

Pitäisi olla myös geologista asiantuntemusta, mutta seuraavassa joitakin resoneerauksia. Ensinnäkin, lämpövuo Suomen kallioperässä on hyvin pieni, 0,04 W/m^2. Eli lämpö pitäisi kaapata miljardin neliön pinnalta jos sitä hyödynnettäisiin. Siten konseptin täytyy perustua kalliossa olevan lämmön hyödyntämiseen, sen hiivuttamiseen pikkuhiljaa, sillä lämpövuo ei lataa kalliota riittävästi. Tarvittaisiin kahden noin kilometrin etäisyydellä olevan rei'än välille aika valtava kiuas, jossa olisi tiheästi rakoilua jonka läpi vettä pumpataan. Luonnostaan sellaista horisontaalista ruhjetta tuskin löytyy ja vaikea sellaista on tehdä. En oikein usko että vedenpaineella saadaan säröilyä aikaan riittävästi niin kuin liuskeissa kaasua ja öljyä ekstrahoitaessa. Eli minulle konsepti ei ole auennut.

Tuollaista lämpölaitosta ei ole missään. Ranskassa geotermistä lämpöä pumpataan kalliosta mutta siellä on horisontaalinen huokoinen ja hyvin vettä johtava vyöhyke (akviferi).

Merkillistä että hanke päätettiin vain matalan koereijän perusteella.
Olisi tosi hyvä että jos tämä onnistuu koska olisi suhteellisen päästötöntä.
Reijän halpuuden vähättely ihmetyttää, koska vain 2.5km reijällä Outokummussa kuitattiin Venäjän velkoja kohtuullinen määrä. Nyt porataan kaksi reikää kolme kertaa syvemmälle.
Vaikuttaa että vettä pumpataan rakosiin? Mihin rakosiin?

Uutinen kertoi, että veden lämpötila on 7 kilometrin syvyydessä 120 C astetta. Tämähän on aika normaalilukema kaukolämmityslämpölaitoksille. Painelaitteita koskevat standardit määrittelee tuon "kuumaksi vedeksi".

Geoterminen lämpö on todellisuutta, ja kun tarpeeksi syvälle mennään siellä on jopa korkeampia lämpötilojakin. Oletko kuullut tulivuoren purkauksista ja geysiireistä jossa kuumaa vettä purkautuu.
Missä lämpötilassa kivi on sulaa? (Tulivuorien laava)

Geotermisen lämmön hyödyntämisessä on omat tekniset ongelmat, syväporauksesta alkaen. Uutisesssa oli puhetta myös "vesisärötyksestä". Tämän tekniikan kaikkia riskejä ei tunneta tarkasti.
Muunmuassa Islannissa on jo toimiva geoterminen lämpölaitos.

Ei kai kukaan epäile tuota lämpötilalukemaa 7 km syvyydessä. Islannista on turha puhua tässä yhteydessä sillä Islannissa kuuma vesi nousee jopa maanpintaan asti. Myös Ranskassa tuollainen geoterminen laitos on aika erilaisissa oloissa.

Tuo vesisäröytys epäilyttää meikäläisessä kovassa kiteisessä kalliossa, vaikka se toimiikin liuskeissa. Kallionjännitykset tuossa syvyydessä ovat valtavat ja epäsymmetriset, onko ideana että liipaistaisiin joitain suuria leikkausvoimia rikkomaan kalliota? Morenisoitumista tarvittaisiin valtavalla alueella, satoja miljoonia kuutioita.

Mikähän lienee reiän halkaisija. Tarvittavat vesimäärät ovat suuria, ei ihan pienellä virtausnopeudella irtoa.

Olisi hienoa, jos tuo onnituisi.

Mutta kuluttajan on turha haaveilla halvasta lämmöstä. Viimeistään verottaja pitää siitä huolen, että haave ei toteudu.

Tavallinen maalämpöpumppu on nykyään uusissa pientaloissakin edullisin lämmitysmuoto kaukolämpöalueillakin.

Päästömaksujen avulla fossiilipolttoaineiden polttamiseen perustuvan energian hinta voidaan nostaa halutulle tasolle (korkealle). Sen jälkeen päästöttömien energiamuotojen hinta voidaan verotuksella nostaa lähes samalle tasolle, sen verran alle, että "kilpailukyky" säilyy.

Hiili on halpaa. Lämmön polttoainekulu on vain 7 e/MWh.

Oleteaan että molemmat 7 km:n reiät saadaan joskus porattua onnistuneesti ja niiden välille saadan muodostettua vettä riittävän hyvin johtava kanava ja lämpöä saadaan koekäytössä talteen niin paljon kuin on oletettu. Kuinka lämmintä siellä 7 km:n syvyydessä pitää olla, jotta ylös saataisiin 120 C asteista vettä? Eikös vesi ehdi jonkin verran jäätyä 7 km:n matkalla paksuseinäisessä graniittiputkessa. Tilavuus lienee n. 200 kuutiota.

Painehan siellä alhaalla on 700 atm. Miten graniitti käyttäytyy tuossa paineessa ja korkeahkossa lämpötilassa? Pyrkiikö reikä kuroutumaan umpeen veden vastapaineesta huolimatta? Irtoaako reikien seinämistä jatkuvasti pieniä lohkareita? Pienimmät nousevat paluuputkessa kait virtauksen mukanana ylös, mutta isoimmat (ja kaikki menoputken) lohkareet putovat pohjalle. Meneekö se huokoinen vaakasuora kanava ajan kanssa tukkkoon? Paluuputken sinämät lämpenevät pikku hiljaa yli 100 C asteisikksi pinnaltaan ja muutaman metrin matkalta asteittain vähemmän. Kutistaako ja rapauttaako reikää?

Eli kuinka kauan tuollainen viritelmä voi toimia? Ja kuinka kauan sen pitäisi toimia, jotta investoinnit saataisiin kuoletettua?

Monenkohan metrin välein sen vesivasaraporan kärkikappaletta pitää vaihtaa? Mitenkän toimii tuossa paineessa ja lämpötilassa? Ymmärrän kyllä että kaikki on salaista ja avustusten varassa toimitaan ainakin aluksi, mutta ...

Ei riitä että sinne saadaan aikaan "kanava", pitää olla satojen miljoonien kuutiometrien laajuinen "kiuas" jota pumpattava vesi huuhtelee, jotta saataisiin tuollainen luvattu 40 MW teho. Jos kiuas jää pieneksi, loppuu lämpö nopeasti. Kiuas aiotaan saada aikaan kovalla vedenpaineella mutta missään sitä ei käsittääkseni ole testattu graniittisessa kivessä, vain liuskeissa ja muissa vähemmän lujissa kivissä.

Poranrei'än tukkeutuminen on varmaan ongelma. Outokummun 20 cm halkaisijaltaan, 2,5 km syvässä rei'ässä on paikoin kolmanneksen umpeutumisia. Uudelleen auki poraaminen tulee kalliiksi koska eivät ole mitä tahansa maalämpöporia.

Tuosta hankkeesta on ollut paljon julkisuudessa viime aikoina. Minua kyllä häiritsee se että hanketta pidettään selviönä: senkun porataan niin joskus parin vuoden päästä voidaan kalliosta pumpata lämpöä 40 MW. Kysymys on korkeintaan kustannuksista hyötyyn nähden.

Mutta todellisuudessa taitaa olla kyse enemmänkin geologisesta tutkimushankkeesta. Saadaan kokemusta syväporauksesta graniittisessa kalliossa ja mahdollisuuksista kallion säröytykseen. Ja vastaus voi olla aika kielteinen. Hyvä puoli on että aikataulutus on aika tiukka, ensi vuonna pitäisi olla valmista. Ellei sitten veny...

Lehtitietojen mukan kustannukset ovat noin 50 milj ja on puhuttu 40 MW lämpötehosta. Hinnaksi tulisi siis luokkaa 1 e/W, mikäli projekti onnistuu. Ja sitten jotain käyttökuluja päälle.

Aurinkopaneelisähkö maksaa nykyään luokkaa 1 e/W. Mutta Suomen oloissa paneelin nimellistehon käyttökerroin on vain 10 % luokkaa. Tuollaisen lämpöreiän käyttökerroin lienee lähempänä 100 % eli 10-kertainen, kunhan saadaan ensin toimimaan.

On puhuttu, että reikä tuottaisi 10 % Espoon kaukolämpötarpeesta. Ei siis ihan vaatimaton tavoite.

Maankuori ei ole pelkkää graniittia. Ja voihan siellä 7 kilometrin syvyydessä olla rikkoutunuta kiveäkin eli mineraaleissa voi olla kidevirheitä eli rakoja.

Fakta on se, että teräskään ei aina ole niin kiinteää ainetta kuin joku luulee. Tietyillä teräksillä on tunnettu haurausilmiö jota sanotaan VETYHAURAUDEKSI.
Tälläisestä teräksestä tehty paineastia päästää vetykaasua läpi tietyllä korkealla lämpötila-alueella. Eli paineastian teräsmateriaali falskaa kaasua eli tälläinen teräs ei ole tähän käyttöön sopivaa.

Tutustukaa edes pikkasen kiinteiden aineiden fysiikkaan. Ei kiinteät aineet ole niin kiinteitä aineita kuin luulette. Niissä on rakennevirheitä, ei kaikki graniittikaan ole yhtä lujaa joka paikassa. Kyllä ne maajäristykset joita on ollut voivat aiheuttaa kiinteään materiaaliin rakennevirheitä. (mm. luontaista säröytymistä erotuksena keinotekoisesta säröttämisestä)

Missä luulette pohjavesien kulkevan kalliorakenteessa? Tunnelit ja kaivokset täyttyvät pian vedellä jos ei suoriteta pumppaustoimia. Mistä ne kaivot saavat vetensä? Ei se kiinteä maa-aines niin kiinteää ole kuin luulette.

Mitä lupia tuollaisen jättimäisen porauslaitteiston (vain onko niitä kaksi) käyttö vaatii? Kuulemma 60 m korkeita jättitorneja. Onkohan niitä valtavia painepumppuja sun muita edes mitenkään melueristetty? Teränvaihto vaatinee kilometreä pitkän raskaan varren pätkimisen ja taas yhteenliittämisen. Koostunee loppuvaiheessa yli sadasta pätkästä. Ei varmasti ole suunniteltu tapahtumaan äänettömästi keskellä Otaniemen kaltaista ympäristöä. Häirinnee lintujen pesintääkin!

Jos ei saa porata yöllä eikä aina viikonloppuisinkaan, porausaika voi venähtää vuosiksi. Valtio antaa tietysti lisää apurahaa aina 10 miljoona kerrallaan!

Liuskekaasuvarojen hyödyntämiseen kehitetty kallion säröytystekniikkahan vaatii valtavia määriä erilaisia kemiallisia supermyrkkyjä tai jotain vastaavia. Montakohan grammaa noita sallitetaan pumpata Suomen pohjavesiin jos ja kun nyt jo tiedetään niistä aiheutuneet valtavat ongelmat Pohjos-Amerikassa. Ja ei kait se porausvaiheessa tarvittava porauslietteen maanpinnalle nostava nestekään ole puhdasta lähdevettä? Olisi hauksa tietää, mitä oikein ollaan tekemässä. Avustuksia jakaneet henkilöt eivät ehkä jaksaneet lukea ekaa sivua pitemmälle.

Strada Energyn ainutlaatuinen patentoitu vesivasarapora ei ainakaan kuvien perusteella muodosta mitään kallion tutkimuksissa käytettävää jatkuvaa sylinterimäistä kivisydäntä. Mitenkäs ja missä vaiheessa kallioperää oikein päästään tutkimaan? Reiät ovat jatkuvasti täynnä likaista vettä. Säröytysyrityksissä voi sattua mitä vain ja jos kaikki onnistuu "suunnitelmien" mukaan, niin eikös lämpöa aleta tuottamaan välittömästi talven pakkasiin.

On kerrottu että kun saavutettu suunnittelusyvyys, laitetaan vedenpaineet päälle ja kuunnellaan mikroseismisillä laitteilla mihin suuntaan säröytyminen etenee. Sitten siihen suuntaan porataan toinen reikä veden pumppaamista varten.

Kun piirtää nykyinen porauspaikka säteenä kilometri säteisen ympyrän, tulee sen kehälle pitkät pätkät Laajalahtea sekä aika tiheään rakennettuja alueita Keilaniemessä ja Tapiolassa. Siten tuon toisen porauspaikan sijoittaminen saattaa osoittautua ongelmalliseksi.

Eipä Kansan syvät rivit paljoa anna onnistumisen mahdollisuuksia hankkeelle. Itse olen aika epäilevä samalla tavalla. Itse epäilen tuota säröyttämistä tosi paljon.. On pikkuisen kalliomassaa päällä painona jotta kallio alla antaisi periksi. toisaalta paine kyllä rikkoo kunhan alkua saadaan esim räjäyttämällä. Mutta graniitti tai muut sikäläiset kovat kivilajit?

Tuossa on aika tyhjentävä pohdiskelu aineesta https://planeetta.wordpress.com/2016/02/22/geoterminen-lampo-pintaa-syvemmalta

Onko Otaniemen ympäristön peruskalliosta tai jostain muualta Suomessa tehty lähivuosina jotain aivan uusia tutkimuksia 3...10 km:n syvyydeltä? Onko tullut mitään uutta tietoa viimeisen 50 vuoden aikana? Luulisi tutkimusmenetelmien, mittalaitteiden, tietokoneohjelmien ja yleisen tietämyksen kehittyneen huomattasti. Tietokonekapasiteettia on varmasti käytettävissä riittävästi. Ja osaavia tutkijoita. Ja aikaa. Häviääkö kaikki saatu valtava tietomäärä kymmenien monikansallisten suuryritysten arkistoihin ja konkursseihin.

"Tätä tehdään liuskekallioissa mutta miten onnistuu kovassa graniittisessa kalliossa? Ja miten laajasti niitä vettäjohtavia rakoverkostoja syntyy?

Kalliomateriaalissa on jo luonnostaan omia rakennevirheitä (mm. kiderajoilla rakoja, murtumia, siirroksia yms. Kalliomateriaali ei ole yhtenäistä virheetöntä massaa.
Keinotekoisessa särötyksessä näitä luonnollisia rakennevirheitä suurennetaan.

On muistettava se, että kivet ovat mineraalisia rakenteita, kiviaines ei ole amorfista (kiteetöntä). Jo kiteiden sisäinen koostumusvaihtelu aiheuttaa eroja lujuudessa.
Epätasainen jähmettyminen aiheuttaa materiaaliin sisäisiä jännityksiä jotka voivat olla niin suuria, että materialin eheys rikkoutuu.

Lukekaapa joskus kiinteän aineen fysiikkaa mm. kiderakenteen vaikutuksista. Luuletteko kaikkien kiteiden olevan täydellisiä kiteitä?

Toistan mitä kirjoitin edellä: "Ei kai tuota ole kukaan väittänytkään. Mannerlaattojen liikkeet synnyttävät kalliossa jännityksiä joiden täytyy purkautua joko jatkuvasti tai ajoittain siirroslinjoja pitkin. Eli erilaisia rakovyöhykkeitä löytyy kyllä useiden kilometrien syvyydelle asti. Mutta päällä olevan kallion paine puristaa ne aika tiiviisti yhteen ja raot pyrkivät tukkiintumaan pohjavedessä olevien ainesten saostuessa. Siksi esim. Outomummun syväreiästä oli vaikeata saada pumppaamalla vesinäytteitä yli km syvyydestä."

Eli kannattaisi lukea koko ketju eikä toistaa samoja asioita joita kukaan ei ole esittänyt. Graniittisessa kalliossa tuo rakoilu on joka tapauksessa erilaista kuin liuskeissa, se on tyypillisesti kuutiollista kun liuskeissa se on suuntautunutta. Jos tuo vedenpaine on niin tehokas menetelmä, miksi sitä ei käytetä esim. tienrakennuksessa. Jos rakoja saadaan avutumaan, niiden pitäisi myös pysyä avoimina, muuten paine puristaa taas ne yhteen. Ja sitten on vielä mittakaavakysymys: tuollaista vettä hyvin johtavaa rakoilua pitäisi saada suunnilleen kuutiokilometrin alueelle jotta lämpöä saataisiin pumpattua riittävän pitkään.

Voiko niitä uusia patentoituja supernopeita ihmeporia käyttää myös ihan kallioperän perustutkimukseen? Joku valtion laitos voisi ostaa ihan omakseen muutaman laitteiston ja sitten vaan poraamaan eri puolille Suomea. Kymmenen vuoden päästä ehkä tiedättäsiin jotain uutta jostakin tai vuosikymmenien arvailut osoittautuisivat täysin oikeiksi. Ollankohan Ruotsissa Suomen edellä? Onko tietoa?

" Joku valtion laitos voisi ostaa ihan omakseen muutaman laitteiston ja sitten vaan poraamaan eri puolille Suomea."

Luuletko konkurssi-Suomen kykenevän ostamaan kunnon porauskalustoa? Tuskin Suomessa edes on syväporauksen asiantuntijoita.
Suomessa ei tiettävästi olla tehty öljynporaustutkimuksia.
Pari syväreikää ei kerro paljoakaan kallioperän todellisuudesta.

Täällä "poraaminen" ymmärretään eri tavalla. Tämä poraaminen on samaa kuin itkeminen maan huonosta taloudellisesta tilasta.

Porauspaikan ja laitteiston esittelytilaisuus ti 26.04.2016 klo 13-18

https://urbanmill.org/category/espoo/

Tuon mukaan valtava porauslaitteisto on jo pystyssä!?

"Mannerlaattojen liikkeet synnyttävät kalliossa jännityksiä joiden täytyy purkautua joko jatkuvasti tai ajoittain siirroslinjoja pitkin"

Korjataanpa virhe. Mannerlaattojen liikkeet ovat seurasta jostakin eli syvempien kerrosten epätasaisista lämmön konvektiovirroista eli nämä lämpövirtaukset aiheuttaa niitä jännityksiä syvempiin kerroksiin ja maan kuoreen.

Lämpöjännitykset aiheuttaa eritasoisia veto- ja puristusjännityksiä ja sitten nämä laukeavat mekaanisisa siirtyminä eli vertikaalisina ja horisontaalisina siiroksina ja värähtelyinä. (jatkojäristykset)

Maapallon mineralisoituneet pinta- ja syvemmät kerrokset ovat varsin epähomogeenisia eli niissä lämmön jakautuminen ei voi olla tasaista. Kaiken perussyynä ovat lämmön konvektiovirtaukset syvemmissä kerroksissa.
Lämpöenergia pyrkii hakeutumaan tasapainoon mutta se ei saavuta tasapainoa epätasaisisssa mineraalikerroksissa ja tästä seuraa ne veto- ja puristusjännitykset joiden laukeaminen johtaa mekaanisiin siirtymiin tai värähtelyihin.

Mannerlaattojen liikahdukset eli siirrokset ovat seurausta ei aiheuttava syy. Kyllä tässä toimii ihan tavallinen fysikaalinen voima eli lämpöenergian virtausten aiheuttamat seuraukset epähomogeenisessa rakenteessa. (mineraalisten materiaalien erilainen lämmönjohtavuus mm. pituuden ja tilavuuden muutokset)
Ja kun nämä laukeavat syntyy maanjäristyksiä.

Tässä toimii sama laki kuin kuumina kesäpäivinä rautateillä, kiskot voivat vääntyä mutkille. Hitsaritkin tuntee tämän, hitsattavassa kappaleessa voi näkyä kaikenlaista "vetelyä" eli muodon muuttumista jos hitsausjärjestys on väärä. TIetyillä materiaaleilla hitsaussaumaan voi syntyä silmin nähtäviä säröjä jäähtymisen jälkeen.
Sama fysiikka toimii koko maapallolla tosin suuremmassa mittakaavassa.

Eikö ketään epäilytä, kun öljy-yhtiö poraa reikää 7km syvyyteen. Maailmalta on useasta paikasta löytynyt öljyä ja maakaasua peruskallion alta useiden kilometrien syvyydestä esim. Meksikosta. Oma villi veikkaus on, että ensisijaisesti tässä etsitään öljyä ja maakaasua. Niillä IRR:t ja NPV:t on vähän eri näköiset kuin vesihöyryllä. Tavoitteena ehkä 20 reikää Suomeen, joista 19 nollakatteista vesireikää ja yksi jackpot öljysuoneen.