A Puna Geothermal Venture létesítménye, Hawaii egyetlen geotermikus erőműve két év bezárást követően újra megnyílik a Big Islanden. A nemzet leginkább kőolajfüggő államaként Hawai’i elkötelezett a fosszilis tüzelőanyagok fokozatos kivonása mellett a megújuló energiaforrások javára. A Puna geotermikus erőmű újranyitása, bár ellentmondásokkal jár, segíthet Hawai’i-nak a tisztább és kevésbé fosszilis tüzelőanyagoktól függő jövő felé haladni.
Hogyan működik a geotermikus energia Hawai’i-n
A geotermikus erőművek gőzzel termelnek villamos energiát. A gőz a földfelszín alatt néhány mérfölddel vagy annál is mélyebben található forró víztározókból származik. A geotermikus energiát elsősorban Hawai’i szigetén (Big Island) használják áramtermelésre úgy, hogy a Kīlauea vulkán egyik hasadékzónája mentén lévő geológiai forró pontokba több mint 5 000 láb magas kutakat fúrnak. A kutak olyan területeket csapolnak meg, ahol magas hőmérsékletű folyadék található, megfelelő nyomás és kőzetáteresztő képesség mellett. E kutak jelenléte nyomásváltozásokat idéz elő, amelyek a mérgező hidrogén-szulfidot tartalmazó gőzt és a sóoldatot (szilícium-dioxidot és nehézfémeket tartalmazó víz) arra kényszerítik, hogy a kútfejhez emelkedjen. A kútfejből a gőz vagy közvetlenül turbinákat hajt meg, vagy egy másodlagos folyadékot, pentánt melegít fel, amely működteti a turbinákat, lehűl, majd újra felmelegszik. Miután a gőz felhasználásra került az erőműben, a sós vízzel együtt ártalmatlanítják, vagy a felszíni “tavakba” engedik, vagy injektáló kutakon keresztül visszasajtolják a föld alá.
Vitatott geotermikus fejlesztés Hawai’iban
1973-ban az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma és a Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatással segítette Hawai’i államot a Big Islanden végzett geotermikus kutatások finanszírozásában. A kutatás eredményeként Hawaii első kereskedelmi szempontból életképes geotermikus kútját fejlesztették ki, amelyet Hawaii Geotermikus Projekt-Abbottnak (HGP-A) neveztek el. A fúrás környezeti hatástanulmányok és a nyilvánosság bevonásának időszaka nélkül kezdődött meg.
A kút és a hozzá kapcsolódó erőmű több mint tíz éven át működött megfelelő szennyezéscsökkentő technológia vagy az állami vagy szövetségi kormányzat szabályozási felügyelete nélkül. A gőzt és a sóoldatot béleletlen gödrökben helyezték el, és a kút rendszeres tisztításakor és a balesetek során kénhidrogén került a közeli környékre. 1989-ben a helyi lakosok petíciót nyújtottak be a megyei polgári védelmi ügynökséghez és a tervezési osztályhoz, amelyben a HGP-A engedélyének visszavonását kérték. A beadványban arra hivatkoztak, hogy az előző három hónap során összesen tizennégy olyan nap volt, amikor a kénhidrogén-csökkentő rendszer meghibásodott, és halálos kénhidrogéngáz szivárgott a levegőbe. E panaszok és egy másik nagyobb szivárgás hatására a tervezési osztály “azonnali cselekvési tervet” adott ki, amely szerint a HGP-A csak addig működhet, amíg az újonnan épített Puna Geothermal Venture (PGV) létesítmény működőképes nem lesz.
A Puna Geotermikus Vállalkozás 1980-ban indult közös vállalkozásként geotermikus energia fejlesztésére egy 500 hektáros földterületen, a hawaii Hilótól 21 mérföldre délkeletre. 1986-ban a PGV szerződést kötött a Hawaiian Electric Industries-szal (HELCO), Hawai’i állam legnagyobb áramszolgáltatójával, hogy 1993-ig 25 megawatt (MW) villamos energiát szállítson. A PGV-t megvásárolta az Ormat Energy Systems, Inc. (Ormat) vásárolta meg 1989-ben, akik újratervezték a PGV által javasolt erőművet, hogy más turbinákat és más hűtőrendszert tartalmazzon, amely állításuk szerint nulla kibocsátást eredményezne, és drasztikusan alacsonyabb zajszinttel működne, mint a sikertelen HGP-A erőmű. Bár a PGV-nek nem sikerült megakadályoznia a gázszivárgást, mégis tisztábban működött, mint a HGP-A.
A PGV termelőkapacitása 1993-as megnyitásakor 25 MW volt, amit 1995-ben 30 MW-ra, 2012-ben pedig 38 MW-ra bővítettek. 2017-re a PGV a Big Island (nem a teljes hawaii szigetlánc) villamosenergiájának 31%-át szolgáltatta. Mivel a sziget áramtermelésének 57%-a megújuló forrásokból, például nap-, szél- és geotermikus energiából származott, a PGV volt felelős a szigeten termelt összes megújuló energia több mint feléért. Mark Glick, a Hawaii Natural Energy Institute energiapolitikai és innovációs szakértője a PGV-t a “Big Island megújulóenergia-terhelésének horgonyának” nevezte.
A PGV bezárása
2018. május 3-án kezdődött az alsó Puna vulkánkitörés a Kilauea keleti hasadékzónájában. A lávaszökőkutakat, lávafolyásokat és vulkáni gázt földrengések és talajdeformáció előzte meg. A PGV, aggódva a mérgező kénhidrogéngáz lehetséges felszabadulása és a létesítményben bekövetkező robbanások miatt, megkezdte a berendezések leállítását és a 60 000 gallonnyi erősen tűzveszélyes pentán eltávolítását.
A tizenegy kutat hideg vízzel stabilizálták, majd fémdugókkal zárták le. Május 27-én lávafolyamok közeledtek a lezárt kutak közül többhez, és kettőt teljesen elborítottak. Május 30-án egy alállomást és egy harmadik kutat fedett be a láva. A PGV ezt követően bezárt, és fosszilis tüzelőanyaggal működő generátorokat kapcsoltak be, hogy a Big Island ne veszítse el az áramellátást.
Moving Forward
A PGV 2018-as bezárásával a Big Island azóta a finomítási folyamat olajos maradványaiból álló “maradék tüzelőanyagot” éget. A geotermikus energiatermelés 2019 végére történő újraindításának terveit az engedélyezési problémák késleltették, amelyek visszavetették a várakozásokat. A COVID-19 járványhoz kapcsolódó további problémák miatt a PGV kénytelen volt 2020 szeptember végére tolni az újranyitást.
A PGV tulajdonosa, az Ormat arra használta fel az időt, hogy továbbfejlessze a létesítményt és megkezdje a bővítési folyamatot. A múlt hónapban arról számoltak be, hogy két új termelőkutat fúrtak, és további kútfúrási munkálatokat fognak folytatni.
APGV-nek a kénhidrogénnel kapcsolatos balesetek miatt aggódó környezetvédelmi csoportokkal is meg kellett küzdenie. Szeptember elején az állami földügyi és természeti erőforrások minisztériuma elutasította a Pele Defense Fund, a hagyományos hawaii gyakorlatokért küzdő érdekvédelmi csoport környezetvédelmi felülvizsgálati kérelmét. Bruce Anderson állami egészségügyi igazgató szerint a hawaii egészségügyi minisztérium “alaposan megvizsgálta az összes környezeti tényezőt”, és úgy döntött, hogy nincs szükség új vagy kiegészítő felülvizsgálatra az üzem újranyitásához.
APGV vezető igazgatója, Mike Kaleikini szeptember 23-án kijelentette, hogy az erőmű kezdetben a legkisebb, 3 MW teljesítményű egységét tervezi üzembe helyezni. Az energiatermelés várhatóan 2020 végére fokozatosan 29 MW teljesítményre emelkedik. A vállalat azt is tervezi, hogy 2022-ben 8 MW-tal bővíti az erőmű 38 MW-os kapacitását.
A geotermikus energia jelentősége Hawai’iban
Az erőmű újraindítása segít abban, hogy Hawai’i ismét a 2008-as Hawai’i Clean Energy Initiative (HCEI), a Hawai’i állam és az Egyesült Államok szövetségi energiaügyi minisztériuma közötti partnerségben meghatározott célok felé haladjon. A HCEI kísérletet tesz arra, hogy csökkentse az államnak a kőolajra és más fosszilis tüzelőanyagokra való függőségét az energiatermelésben. Az importált kőolajtól való nagymértékű függés és az elszigetelt szigeti hálózatok hozzájárulnak ahhoz, hogy Hawaii államban az összes ágazatban a legmagasabb az átlagos kiskereskedelmi villamosenergia-ár az összes állam közül.
A HCEI eredeti átfogó célja az volt, hogy 2030-ra 70%-os tiszta energiagazdaságot érjen el, amelybe a megújuló erőforrások és a hatékonyság növelése is beleszámít. 2015-ben módosították az állam megújuló portfólió-szabványát (RPS), hogy Hawaii legyen az első állam, amely törvényileg előírt határidőt szabott meg arra, hogy 2045-ig a villamos energia 100%-át megújuló forrásokból szerezze be. A HCEI politikai nyilatkozatai a következőket hangsúlyozzák: a kőolajfüggőség minimalizálása, az alacsonyabb üvegházhatású gázok kibocsátásával rendelkező megújuló erőforrások alkalmazása, az őshonos erőforrásokból származó energia mennyiségének maximalizálása, valamint a költséghatékony energiahatékonysági intézkedések folytatása.
Noha Hawaii még mindig nagymértékben függ a fosszilis tüzelőanyagoktól, a szigeteken található rengeteg megújuló energiaforrás nagy megújuló energiapotenciállal ruházza fel az államot. A megújuló energiaforrások jelenleg Hawaii villamosenergia-termelésének 19%-át adják. A megújuló energia elsődleges forrásai a napenergia, a szél, a biomassza és a geotermikus energia.
- Napenergia: Hawaii teljes napenergiája az állam teljes megújulóenergia-termelésének több mint felét adja, elsősorban a kis méretű, az ügyfeleknél elhelyezett napelemes fotovoltaikus (PV) termelés növekedése miatt, amely 2014 óta csaknem megduplázódott. Hawaii 100%-os megújulóenergia-célkitűzése melletti elkötelezettségének részeként az állami építési szabályok minden új egylakásos házban megkövetelik, hogy napenergiával működő melegvízmelegítővel rendelkezzen.
- Szél: A szélenergia az állam megújuló alapú villamos energiájának közel 26%-át termeli, 120 szélturbina van szétszórva a szigetláncban. Az Oahu körüli szövetségi vizekre több tengeri szélerőmű-projektet javasoltak, és az Egyesült Államok Óceánenergia-gazdálkodási Hivatala további jelöléseket kért a tengeri kereskedelmi szélenergia-bérletek iránt érdeklődő vállalatoktól.
- Biomassza: A biomassza az állam teljes megújulóenergia-termelésének mintegy 13%-át teszi ki. A biomasszát, amely főként mezőgazdasági hulladékokból, például a cukornádból származó bagaszból áll, Hawaii vidéki területein már régóta használják hő- és villamosenergia-termelésre. Számos cukorültetvény bezárásával ez a forrás visszaszorult, de a biomassza még mindig fontos szerepet játszik Hawaii megújuló energiatermelésében. A Campbell Ipari Park 120 MW-os erőműve, amely 2010-ben kezdte meg működését O’ahun, vélhetően a világ legnagyobb, kizárólag biodízellel működő kereskedelmi áramtermelője.
- Geotermikus energia: Hawai’i egyike annak a hét államnak, ahol geotermikus erőforrásokból közüzemi méretű villamosenergia-termelés folyik, ami az állam megújuló villamosenergia-ellátásának mintegy 5%-át adja.
Míg a PGV elvesztése csak 5%-os csökkenést eredményez Hawai’i megújuló energiatermelésében (az egész szigetláncra, nem csak a Big Islandre vonatkozóan), a geotermikus energia további fejlődését is megakadályozta. A PGV 2018-as leállítása előtt 38 MW villamos energiát termelt. A Hawaii Állami Energiahivatal 2016-ban végzett kutatása szerint a Big Islanden több mint 1000 MW geotermikus tartalék lehet, ami elegendő lenne ahhoz, hogy együttesen Mauit, a Big Islandet és O’ahu mintegy negyedét ellássa energiával.
A PGV újranyitása elősegítheti, hogy Hawaii egy tisztább és kevésbé fosszilis tüzelőanyagoktól függő jövő felé haladjon. A nap- és szélenergia az állam legnagyobb megújuló energiaforrásai, de a geotermikus energia létfontosságú szerepet játszik a Hawai’i Clean Energy Initiative megvalósításában. Alapvető fontosságú, hogy Hawaii továbbra is a tiszta energiaforrásokba fektessen be és helyezze előtérbe a tiszta energiaforrásokat, hogy 2045-re elérje az állam által kitűzött célt, a 100%-ban megújuló energiaforrásokból előállított villamos energiát.