Puna Geothermal Venture -laitos, Havaijin ainoa geoterminen laitos, avataan uudelleen Big Islandilla kahden vuoden sulkemisen jälkeen. Maan öljyriippuvaisimpana osavaltiona Havaiji on sitoutunut luopumaan fossiilisista polttoaineista vaiheittain uusiutuvien energialähteiden hyväksi. Vaikka Punan geotermisen voimalan uudelleen avaamiseen liittyy omat kiistansa, se voi auttaa Havaijia siirtymään kohti puhtaampaa ja vähemmän fossiilisista polttoaineista riippuvaista tulevaisuutta.
Miten geoterminen voimalaitos toimii Havaijilla
Geotermiset voimalat käyttävät höyryä sähkön tuottamiseen. Höyry on peräisin muutaman kilometrin tai useamman kilometrin syvyydessä maanpinnan alapuolella sijaitsevista kuuman veden varastoista. Geotermistä energiaa on ensisijaisesti käytetty sähköntuotantoon Havaijin saarella (Big Island) poraamalla yli 5 000 jalan pituisia kaivoja geologisiin kuumiin pisteisiin Kīlauea-tulivuoren repeämävyöhykkeen varrella. Kaivoja käytetään alueilla, joilla on nestettä korkeassa lämpötilassa, riittävässä paineessa ja kallion läpäisevyydessä. Näiden kaivojen läsnäolo aiheuttaa paineenvaihteluita, jotka pakottavat myrkyllistä rikkivetyä ja suolavettä (piidioksidia ja raskasmetalleja sisältävää vettä) sisältävän höyryn nousemaan kaivon päähän. Kaivon päästä höyry joko antaa suoraan virtaa turbiineille tai lämmittää toissijaista nestettä, pentaania, joka pyörittää turbiineja, jäähdytetään ja kuumennetaan uudelleen. Kun laitos on käyttänyt höyryn, se hävitetään suolaveden mukana joko päästämällä se maanpäällisiin ”altaisiin” tai ruiskuttamalla se takaisin maan alle ruiskutuskaivojen kautta.
Kiistelty geoterminen kehitys Havaijilla
Vuonna 1973 Yhdysvaltain energiaministeriö ja kansallinen tiedesäätiö avustivat Havaijin osavaltiota myöntämällä avustuksia geotermisen tutkimuksen rahoittamiseksi Big Islandilla. Tutkimus johti Havaijin ensimmäisen kaupallisesti käyttökelpoisen geotermisen kaivon, Hawai’i Geothermal Project-Abbottin (HGP-A), kehittämiseen. Poraukset aloitettiin ilman ympäristövaikutusten tutkimista tai yleisön osallistumista.
Yli kymmenen vuoden ajan kaivo ja siihen liittyvä voimalaitos toimivat ilman asianmukaista saastumisen vähentämistekniikkaa tai osavaltion tai liittovaltion viranomaisvalvontaa. Höyry ja suolavesi hävitettiin vuoraamattomissa kuiluissa, ja rikkivetyä vapautui lähiympäristöön kaivon säännöllisten puhdistusten ja onnettomuuksien yhteydessä. Vuonna 1989 paikalliset asukkaat toimittivat piirikunnan väestönsuojeluvirastolle ja kaavoitusosastolle vetoomuksen, jossa he vaativat HGP-A:n luvan peruuttamista. Vetoomuksessa viitattiin yhteensä neljääntoista päivään kolmen edellisen kuukauden aikana, jolloin rikkivedyn torjuntajärjestelmä oli pettänyt ja tappava rikkivetykaasu oli päässyt vuotamaan ilmaan. Näiden valitusten ja toisen suuren vuodon vuoksi suunnitteluosasto antoi ”välittömän toimintasuunnitelman”, jonka mukaan HGP-A:n toiminta jatkuu vain siihen asti, kunnes hiljattain rakennettu Puna Geothermal Venture (PGV) -laitos on toiminnassa.
Puna Geothermal Venture aloitti toimintansa vuonna 1980 yhteisyrityksenä geotermisen energian kehittämiseksi 500 hehtaarin suuruisella maa-alueella 21 mailia Hilosta kaakkoon Havaijilla. Vuonna 1986 PGV teki Havaijin osavaltion suurimman sähköntoimittajan Hawaiian Electric Industriesin (HELCO) kanssa sopimuksen 25 megawatin (MW) sähköntoimituksesta vuoteen 1993 mennessä. PGV:n osti Ormat Energy Systems, Inc. (Ormat) vuonna 1989, joka suunnitteli PGV:n ehdottaman voimalaitoksen uudelleen siten, että se sisälsi erilaisia turbiineja ja erilaisen jäähdytysjärjestelmän, jonka se väitti johtavan päästöttömyyteen ja toimivan huomattavasti alhaisemmalla melutasolla kuin epäonnistunut HGP-A. Vaikka PGV ei ole onnistunut estämään kaasuvuotoja, sen toiminta on ollut puhtaampaa kuin HGP-A:n.
PGV:n tuotantokapasiteetti oli 25 MW, kun se avattiin vuonna 1993, ja sitä laajennettiin 30 MW:iin vuonna 1995 ja 38 MW:iin vuonna 2012. Vuoteen 2017 mennessä PGV toimitti 31 % Big Islandin (ei koko Havaijin saariketjun) sähköstä. Koska 57 prosenttia saaren sähköstä oli peräisin uusiutuvista energialähteistä, kuten aurinko-, tuuli- ja maalämmöstä, PGV vastasi yli puolesta kaikesta saarella tuotetusta uusiutuvasta energiasta. Havaijin luonnoenergiainstituutin energiapolitiikan ja innovaatioiden asiantuntija Mark Glick kutsui PGV:tä ”Ison saaren uusiutuvien energialähteiden kuormituksen ankkuriksi”.
PGV:n sulkeminen
3. toukokuuta 2018 alkoi alemman Punan tulivuorenpurkaus Kilauean itäisellä repeämäalueella. Laavalähteitä, laavavirtoja ja vulkaanista kaasua edelsivät maanjäristykset ja maanpinnan muodonmuutokset. PGV, joka oli huolissaan mahdollisista myrkyllisistä rikkivetykaasupäästöistä ja räjähdyksistä laitoksessa, alkoi sammuttaa laitteita ja poistaa 60 000 Yhdysvaltain gallonaa helposti syttyvää pentaania.
Yksitoista kaivoa stabiloitiin kylmällä vedellä ja suljettiin sitten metallitulpilla. Laavavirtaukset lähestyivät useita tulpattuja kaivoja 27. toukokuuta ja peittivät kaksi kokonaan. Toukokuun 30. päivänä laava peitti sähköaseman ja kolmannen kaivon. PGV suljettiin sittemmin, ja fossiilisilla polttoaineilla toimivat generaattorit otettiin käyttöön, jotta Isosaari ei menettäisi sähköä.
Moving Forward
PGV:n sulkeuduttua vuonna 2018 Isosaari on siitä lähtien polttanut jalostusprosessin öljyisistä jäännöksistä koostuvaa ”jäännöspolttoainetta”. Suunnitelmat aloittaa geoterminen sähköntuotanto uudelleen vuoden 2019 loppuun mennessä viivästyivät lupa-asioiden vuoksi, jotka lykkäsivät odotuksia. COVID-19-pandemiaan liittyvien lisäkysymysten vuoksi PGV joutui siirtämään uudelleen avaamista syyskuun 2020 loppuun.
Ormat, PGV:n omistaja, on käyttänyt ajan laitoksen edelleen kehittämiseen ja laajennusprosessin aloittamiseen. Se ilmoitti viime kuussa, että kaksi uutta tuotantokaivoa oli porattu ja että lisää porausreikiä jatketaan.
PGV on myös joutunut tekemisiin ympäristöryhmien kanssa, jotka ovat huolissaan rikkivetyyn liittyvistä onnettomuuksista. Aiemmin syyskuussa osavaltion maa- ja luonnonvaraministeriö hylkäsi perinteisiä havaijilaiskäytäntöjä puolustavan Pele Defense Fund -järjestön ympäristöselvityspyynnön. Osavaltion terveysjohtajan Bruce Andersonin mukaan Havaijin terveysministeriö tarkasteli tarkasti kaikkia ympäristötekijöitä ja päätti, että uutta tai täydentävää tarkastelua ei tarvita tehtaan uudelleen avaamiseksi.
PGV:n vanhempi johtaja Mike Kaleikini totesi 23. syyskuuta, että laitos aikoo ottaa aluksi käyttöön pienimmän yksikön, joka tuottaa 3 MW:n tehoa. Energiantuotannon odotetaan nousevan asteittain 29 MW:n tehoon vuoden 2020 loppuun mennessä. Yhtiö aikoo myös laajentaa laitoksen 38 MW:n kapasiteettia 8 MW:lla vuonna 2022.
Geotermisen energian merkitys Havaijilla
Voimalaitoksen uudelleenkäynnistäminen auttaa Havaijia pääsemään takaisin tavoitteisiin, jotka asetettiin vuonna 2008 Havaijin osavaltion ja Yhdysvaltain liittovaltion energiaministeriön (U.S. Department of Energy, Department of Energy) välisessä yhteistyökumppanuussopimuksessa (Hawai’i Clean Energy Initiative, HCEI). HCEI:n avulla pyritään vähentämään osavaltion riippuvuutta öljystä ja muista fossiilisista polttoaineista energiantuotannossa. Havaijin voimakas riippuvuus tuontiöljystä ja eristyksissä olevat saaristoverkot ovat osaltaan vaikuttaneet siihen, että Havaijilla on maan osavaltioista korkein keskimääräinen sähkön vähittäishinta kaikilla sektoreilla.
Alun perin HCEI:n yleistavoitteena oli 70 prosentin puhdas energiatalous vuoteen 2030 mennessä, johon lasketaan sekä uusiutuvat energialähteet että tehokkuuden parantaminen. Vuonna 2015 osavaltion uusiutuvien energialähteiden portfoliostandardia (RPS) muutettiin siten, että Havaijista tuli ensimmäinen osavaltio, joka asetti lakisääteisen määräajan saada 100 prosenttia sähköstään uusiutuvista lähteistä vuoteen 2045 mennessä. HCEI:n poliittisissa lausunnoissa korostetaan seuraavia asioita: öljyriippuvuuden minimoiminen, sellaisten uusiutuvien energialähteiden käyttöönotto, joiden kasvihuonekaasupitoisuus on alhaisempi, kotimaisista energialähteistä saatavan energian määrän maksimointi ja kustannustehokkaiden energiatehokkuustoimien toteuttaminen.
Vaikka Havaiji on edelleen vahvasti riippuvainen fossiilisista polttoaineista, saarten uusiutuvien energialähteiden runsaus antaa osavaltiolle suuren uusiutuvan energian potentiaalin. Uusiutuvat energialähteet tuottavat tällä hetkellä 19 prosenttia Havaijin sähköntuotannosta. Tärkeimmät uusiutuvat energialähteet ovat aurinko, tuuli, biomassa ja maalämpö.
- Aurinko: Havaijin aurinkoenergia tuottaa yli puolet osavaltion uusiutuvien energialähteiden kokonaistuotannosta, mikä johtuu pääasiassa pienimuotoisen, asiakkaille sijoitetun aurinkosähkötuotannon kasvusta, joka on lähes kaksinkertaistunut vuodesta 2014. Osana Havaijin sitoutumista 100 prosentin uusiutuvan energian tavoitteeseensa osavaltion rakennusmääräykset edellyttävät, että kaikissa uusissa omakotitaloissa on oltava aurinkoenergialla toimivat kuuman veden lämmittimet.
- Tuulivoima: Tuulivoima tuottaa lähes 26 prosenttia osavaltion uusiutuviin energialähteisiin perustuvasta sähköstä, ja 120 tuulivoimalaa on hajallaan eri puolilla saariketjua. Oahua ympäröiville liittovaltion vesille on ehdotettu useita merituulivoimahankkeita, ja Yhdysvaltain merienergiavirasto (U.S. Bureau of Ocean Energy Management) on pyytänyt lisää ehdokkaita yrityksiltä, jotka ovat kiinnostuneita kaupallisen merituulivoiman vuokrasopimuksista.
- Biomassa: Biomassan osuus osavaltion uusiutuvan energian kokonaistuotannosta on noin 13 prosenttia. Biomassaa, joka koostuu enimmäkseen maatalousjätteistä, kuten sokeriruo’osta saatavasta bagassista, on jo pitkään käytetty Havaijin maaseudulla lämmön ja sähkön tuottamiseen. Monien sokeriviljelmien sulkemisen myötä tämä energialähde on vähentynyt, mutta biomassalla on edelleen tärkeä rooli Havaijin uusiutuvan energian tuotannossa. Campbell Industrial Parkin 120 MW:n voimala, joka aloitti toimintansa O’ahulla vuonna 2010, on tiettävästi maailman suurin kaupallinen sähköntuottaja, jonka polttoaineena käytetään yksinomaan biodieseliä.
- Geoterminen: Havaiji on yksi niistä seitsemästä osavaltiosta, joissa geotermisistä resursseista tuotetaan sähköä yleishyödyllisessä mittakaavassa, mikä tuottaa noin 5 prosenttia osavaltion uusiutuvista energialähteistä tuotetusta sähköstä.
Vaikka PGV:n menettäminen johtaa vain 5 prosentin laskuun Havaijin uusiutuvan energian tuotannossa (koko saariketjussa, ei siis vain Big Islandilla), se myös esti geotermisen energian jatkokehityksen. Ennen sulkemista vuonna 2018 PGV tuotti 38 MW sähköä. Havaijin osavaltion energiaviraston vuonna 2016 tekemän tutkimuksen mukaan Big Islandilla saattaa olla yli 1 000 MW:n geotermiset varannot, mikä riittäisi yhteisesti Mauin, Big Islandin ja noin neljänneksen O’ahun sähköenergiaksi.
PGV:n uudelleen avaaminen voi auttaa Havaijia siirtymään kohti puhtaampaa ja vähemmän fossiilisista polttoaineista riippuvaista tulevaisuutta. Aurinko- ja tuulienergia ovat osavaltion suurimmat uusiutuvan energian lähteet, mutta geotermisellä energialla on tärkeä rooli Havaijin puhtaan energian aloitteen toteuttamisessa. On tärkeää, että Havaiji jatkaa investointeja puhtaisiin energialähteisiin ja asettaa ne etusijalle, jotta osavaltion tavoite 100 prosentin uusiutuvasta sähköstä vuoteen 2045 mennessä voidaan saavuttaa.