Po dvouleté odstávce se na ostrově Big Island znovu otevírá zařízení Puna Geothermal Venture, jediná geotermální elektrárna na Havaji. Havaj jako stát s největší závislostí na ropě v zemi usiluje o postupné vyřazení fosilních paliv ve prospěch obnovitelných zdrojů energie. Znovuotevření geotermální elektrárny Puna je sice provázeno vlastními kontroverzemi, ale má potenciál pomoci Havaji přiblížit se čistší budoucnosti, která bude méně závislá na fosilních palivech.
Jak funguje geotermální energie na Havaji
Geotermální elektrárny využívají k výrobě elektřiny páru. Pára pochází z rezervoárů horké vody, které se nacházejí několik kilometrů nebo více pod zemským povrchem. Geotermální energie se k výrobě elektřiny využívá především na ostrově Havaj (Big Island), a to pomocí vrtů hlubokých přes 5 000 stop do geologických horkých míst podél riftové zóny sopky Kīlauea. Vrty se využívají v oblastech, kde se nachází tekutina o vysoké teplotě s dostatečným tlakem a propustností hornin. Přítomnost těchto vrtů způsobuje změny tlaku, které nutí páru obsahující toxický sirovodík a solanku (vodu obsahující oxid křemičitý a těžké kovy) stoupat k ústí vrtu. Z ústí vrtu pára buď přímo pohání turbíny, nebo ohřívá sekundární kapalinu, pentan, který pohání turbíny, ochlazuje se a poté se znovu ohřívá. Poté, co se pára v elektrárně spotřebuje, se likviduje spolu se solankou, a to buď vypouštěním do povrchových „rybníků“, nebo opětovným vháněním do podzemí prostřednictvím injekčních vrtů.
Kontroverzní rozvoj geotermální energie na Havaji
V roce 1973 Ministerstvo energetiky USA a Národní vědecká nadace pomohly státu Havaj granty na financování geotermálního výzkumu na Velkém ostrově. Výsledkem výzkumu byl první komerčně využitelný geotermální vrt na Havaji, nazvaný Hawai’i Geothermal Project-Abbott (HGP-A). Vrty byly zahájeny bez studie vlivu na životní prostředí a bez lhůty pro vyjádření veřejnosti.
Více než deset let byl vrt a s ním spojená elektrárna provozovány bez řádné technologie snižování znečištění nebo regulačního dohledu ze strany státní nebo federální vlády. Pára a solanka byly ukládány do nezakrytých jímek a při pravidelném čištění vrtu a haváriích se do blízkého okolí uvolňoval sirovodík. V roce 1989 místní obyvatelé předložili okresní agentuře civilní obrany a plánovacímu oddělení petici, v níž požadovali, aby bylo povolení společnosti HGP-A zrušeno. V petici bylo uvedeno celkem čtrnáct dní během předchozích tří měsíců, kdy selhal systém na odstraňování sirovodíku a do ovzduší unikal smrtící plynný sirovodík. Přesvědčen těmito stížnostmi a dalším velkým únikem vydal odbor plánování „okamžitý akční plán“, podle kterého měla být společnost HGP-A v provozu pouze do doby, než bude funkční nově vybudované zařízení Puna Geothermal Venture (PGV).
Puna Geothermal Venture začala v roce 1980 jako společný podnik pro rozvoj geotermální energie na pozemku o rozloze 500 akrů 21 mil jihovýchodně od města Hilo na Havaji. V roce 1986 získala společnost PGV smlouvu s firmou Hawaiian Electric Industries (HELCO), největším dodavatelem elektřiny ve státě Havaj, na dodávku 25 megawattů (MW) elektřiny do roku 1993. Společnost PGV koupila společnost Ormat Energy Systems, Inc. (Ormat) v roce 1989, která přepracovala návrh elektrárny PGV tak, aby zahrnoval jiné turbíny a jiný chladicí systém, o nichž tvrdila, že povedou k nulovým emisím a budou pracovat s výrazně nižší hladinou hluku než neúspěšná elektrárna HGP-A. Přestože se společnosti PGV nepodařilo zabránit únikům plynu, měla čistší provoz než HGP-A.
PGV měla při svém otevření v roce 1993 výrobní kapacitu 25 MW, která byla v roce 1995 rozšířena na 30 MW a v roce 2012 na 38 MW. Do roku 2017 dodávala PGV 31 % elektřiny na Velkém ostrově (nikoliv na celém řetězci havajských ostrovů). Vzhledem k tomu, že 57 % energie na ostrově pocházelo z obnovitelných zdrojů, jako je solární, větrná a geotermální energie, byla společnost PGV zodpovědná za více než polovinu veškeré obnovitelné energie vyrobené na ostrově. Mark Glick, odborník na energetickou politiku a inovace z Havajského institutu pro přírodní energii, označil PGV za „kotvu zátěže obnovitelných zdrojů pro Velký ostrov“.
Uzavření PGV
Dne 3. května 2018 začala ve východní riftové zóně sopky Kilauea erupce spodní části sopky Puna. Lávovým fontánám, lávovým proudům a sopečným plynům předcházelo zemětřesení a deformace půdy. Společnost PGV v obavě z možného uvolnění toxického sirovodíkového plynu a výbuchu v zařízení začala odstavovat zařízení a odstraňovat 60 000 galonů vysoce hořlavého pentanu.
Jedenáct vrtů bylo stabilizováno studenou vodou a poté uzavřeno kovovými zátkami. K několika uzavřeným vrtům se 27. května přiblížily proudy lávy a dva z nich zcela zasypaly. Dne 30. května byla lávou zasypána rozvodna a třetí vrt. PGV byla následně uzavřena a do provozu byly uvedeny generátory poháněné fosilními palivy, aby Velký ostrov nepřišel o elektřinu.
Pokračování
Po uzavření PGV v roce 2018 se na Velkém ostrově od té doby spaluje „zbytkové palivo“ složené z olejnatých zbytků z procesu rafinace. Plány na obnovení výroby geotermální energie do konce roku 2019 se zpozdily kvůli problémům s povolením, které odsunuly očekávání. Vzhledem k dalším problémům souvisejícím s pandemií COVID-19 byla společnost PGV nucena posunout své znovuotevření na konec září 2020.
Ormat, vlastník PGV, využil tento čas k dalšímu rozvoji zařízení a zahájení procesu rozšiřování. Minulý měsíc oznámila, že byly vyvrtány dva nové těžební vrty a že další vrtné práce budou pokračovat.
PGV se také musela vypořádat s ekologickými skupinami, které se obávají nehod souvisejících se sirovodíkem. Začátkem září státní ministerstvo půdy a přírodních zdrojů zamítlo žádost o environmentální přezkum, kterou podala Pele Defense Fund, skupina hájící tradiční havajské praktiky. Podle ředitele státního zdravotnictví Bruce Andersona se havajské ministerstvo zdravotnictví „důkladně zabývalo všemi environmentálními faktory“ a rozhodlo, že pro znovuotevření elektrárny není nutné nové nebo dodatečné přezkoumání.
Vedoucí ředitelPGV Mike Kaleikini 23. září uvedl, že elektrárna plánuje zpočátku uvést do provozu svůj nejmenší blok, který vyrábí 3 MW energie. Výroba energie by se měla postupně zvyšovat až na 29 MW výkonu do konce roku 2020. Společnost také hodlá v roce 2022 rozšířit kapacitu elektrárny 38 MW o 8 MW.
Význam geotermální energie na Havaji
Znovuotevření elektrárny pomáhá vrátit Havajské ostrovy na cestu k dosažení cílů stanovených v rámci Havajské iniciativy pro čistou energii (HCEI) z roku 2008, což je partnerství mezi havajským státním a federálním ministerstvem energetiky USA. HCEI se snaží snížit závislost státu na ropě a dalších fosilních palivech při výrobě energie. Velká závislost na dovozu ropy a izolované ostrovní sítě přispívají k tomu, že Havajské ostrovy mají nejvyšší průměrnou maloobchodní cenu elektřiny pro všechna odvětví ze všech států v zemi.
Původním celkovým cílem HCEI bylo do roku 2030 dosáhnout 70 % čistého energetického hospodářství, přičemž se počítaly jak obnovitelné zdroje, tak zvýšení účinnosti. V roce 2015 byl státní standard portfolia obnovitelných zdrojů (RPS) změněn tak, aby se Havajské ostrovy staly prvním státem, který stanovil zákonem požadovaný termín získávání 100 % elektřiny z obnovitelných zdrojů do roku 2045. Politická prohlášení HCEI zdůrazňují následující: minimalizaci závislosti na ropě, zavádění obnovitelných zdrojů, které mají nižší obsah skleníkových plynů, maximalizaci množství energie získávané z domácích zdrojů a prosazování opatření v oblasti energetické účinnosti, která jsou nákladově efektivní.
Ačkoli je Havaj stále silně závislá na fosilních palivech, množství obnovitelných zdrojů energie, kterými se ostrovy pyšní, dává státu velký potenciál obnovitelné energie. Obnovitelné zdroje v současné době zajišťují 19 % výroby elektřiny na Havaji. Hlavními zdroji obnovitelné energie jsou slunce, vítr, biomasa a geotermální energie.
- Solární energie: Celková solární energie na Havaji zajišťuje více než polovinu celkové výroby energie z obnovitelných zdrojů ve státě, a to především díky nárůstu výroby energie z malých fotovoltaických elektráren (FVE) umístěných u zákazníků, která se od roku 2014 téměř zdvojnásobila. V rámci závazku Havajských ostrovů dosáhnout svého cíle 100 % obnovitelné energie vyžadují státní stavební předpisy, aby všechny nové rodinné domy byly vybaveny solárními ohřívači teplé vody.
- Vítr: Větrná energie vyrábí téměř 26 % elektřiny z obnovitelných zdrojů ve státě, přičemž 120 větrných turbín je rozeseto po celém ostrovním řetězci. Ve federálních vodách kolem Oahu bylo navrženo několik projektů větrné energie na moři a americký Úřad pro správu oceánské energie požádal společnosti, které mají zájem o komerční pronájem větrné energie na moři, o další nominace.
- Biomasa: Biomasa se na celkové výrobě energie z obnovitelných zdrojů ve státě podílí přibližně 13 %. Biomasa, která se většinou skládá ze zemědělských odpadů, jako je bagasa z cukrové třtiny, se na havajském venkově již dlouho používá k výrobě tepla a elektřiny. Po uzavření mnoha cukrových plantáží se tento zdroj snížil, ale biomasa stále hraje důležitou roli ve výrobě obnovitelné energie na Havaji. Elektrárna Campbell Industrial Park Generating Station o výkonu 120 MW, která zahájila provoz na ostrově O’ahu v roce 2010, je považována za největší komerční generátor elektřiny na světě poháněný výhradně bionaftou.
- Geotermální energie: Havaj je jedním ze sedmi států s výrobou elektřiny v užitkovém měřítku z geotermálních zdrojů, které zajišťují asi 5 % dodávek obnovitelné elektřiny ve státě.
Ztráta PGV sice vede pouze k 5% poklesu výroby obnovitelné energie na Havaji (pro celý ostrovní řetězec, nejen pro Big Island), ale zároveň zabránila dalšímu rozvoji geotermální energie. Před uzavřením v roce 2018 vyráběla PGV 38 MW elektřiny. Výzkum provedený Havajským státním úřadem pro energetiku v roce 2016 naznačuje, že na Velkém ostrově může být více než 1 000 MW geotermálních rezerv, což by dohromady stačilo na napájení Maui, Velkého ostrova a přibližně jedné čtvrtiny O’ahu.
Znovuotevření PGV má potenciál pomoci Havajským ostrovům přejít k čistší budoucnosti méně závislé na fosilních palivech. Solární a větrná energie jsou pro stát největšími zdroji obnovitelné energie, ale geotermální energie hraje zásadní roli při realizaci havajské iniciativy čisté energie. Je nezbytné, aby Havajské ostrovy i nadále investovaly do čistých zdrojů energie a upřednostňovaly je, aby bylo možné dosáhnout státního cíle 100 % obnovitelné elektřiny do roku 2045.