Puna Geothermal Venture-anläggningen, Hawaiis enda geotermiska anläggning, återöppnas på Big Island efter två års nedläggning. Som den mest petroleumberoende staten i landet är Hawai’i fast besluten att fasa ut fossila bränslen till förmån för förnybara energikällor. Återöppnandet av den geotermiska anläggningen i Puna är visserligen förenat med sina egna kontroverser, men har potential att hjälpa Hawai’i att gå mot en renare och mindre fossilbränsleberoende framtid.
Hur geotermisk energi fungerar i Hawai’i
Geotermiska kraftverk använder ånga för att producera elektricitet. Ångan kommer från reservoarer med varmt vatten som finns några kilometer eller mer under jordytan. Geotermisk energi har främst använts för att producera elektricitet på ön Hawai’i (Big Island) genom att borra brunnar på över 5 000 fot in i geologiska heta punkter längs en sprickzon i vulkanen Kīlauea. Brunnarna tar sig in i områden där det finns vätska med hög temperatur, tillräckligt tryck och tillräcklig genomsläpplighet i berget. Närvaron av dessa brunnar skapar tryckförändringar som tvingar ånga som innehåller giftig svavelväte och saltvatten (vatten som innehåller kiseldioxid och tungmetaller) att stiga upp till brunnshuvudet. Från brunnshuvudet driver ångan antingen direkt turbiner eller värmer en sekundär vätska, pentan, som driver turbinerna, kyls och sedan värms upp igen. När ångan har använts av anläggningen bortskaffas den tillsammans med saltvattnet, antingen genom att den släpps ut i ”dammar” på ytan eller genom att den åter injiceras under jord via injektionsbrunnar.
Kontroversiell geotermisk utveckling på Hawai’i
År 1973 bistod USA:s energidepartement och National Science Foundation delstaten Hawai’i med bidrag för att finansiera geotermisk forskning på Big Island. Forskningen resulterade i utvecklingen av Hawai’i’s första kommersiellt gångbara geotermiska brunn, kallad Hawai’i Geothermal Project-Abbott (HGP-A). Borrningen påbörjades utan miljökonsekvensstudier eller en period för allmänhetens synpunkter.
I över tio år drevs brunnen och det tillhörande kraftverket utan lämplig teknik för föroreningsbekämpning eller tillsyn från delstatens eller den federala regeringens sida. Ånga och saltlake deponerades i oinklädda gropar och svavelväte släpptes ut i närliggande bostadsområden vid regelbundna brunnsrengöringar och olyckor. År 1989 lämnade de lokala invånarna in en petition till länets civilförsvarsmyndighet och planeringsavdelning där de begärde att HGP-A:s tillstånd skulle återkallas. I framställningen angavs sammanlagt fjorton dagar under de föregående tre månaderna då systemet för bekämpning av svavelväte hade misslyckats, vilket ledde till att dödlig svavelväte gas läckte ut i luften. Planeringsavdelningen, som övertygades av dessa klagomål och en annan stor läcka, utfärdade en ”omedelbar åtgärdsplan” för att HGP-A skulle få fortsätta sin verksamhet endast tills den nybyggda anläggningen Puna Geothermal Venture (PGV) var funktionsduglig.
Puna Geothermal Venture startade 1980 som ett samriskföretag för att utveckla geotermisk energi på ett 500 hektar stort markområde 21 mil sydost om Hilo, Hawaii. År 1986 fick PGV ett kontrakt med Hawaiian Electric Industries (HELCO), den största elleverantören i delstaten Hawai’i, om att leverera 25 megawatt (MW) el till 1993. PGV köptes upp av Ormat Energy Systems, Inc. (Ormat) 1989, som omkonstruerade PGV:s föreslagna kraftverk för att inkludera andra turbiner och ett annat kylsystem som de hävdade skulle resultera i nollutsläpp och fungera med en drastiskt lägre ljudnivå än det misslyckade HGP-A. Även om PGV inte har lyckats förhindra gasläckor har de haft en renare drift än HGP-A.
PGV hade en produktionskapacitet på 25 MW när det öppnades 1993, vilket utökades till 30 MW 1995 och 38 MW 2012. År 2017 levererade PGV 31 % av elektriciteten på Big Island (inte hela den hawaiianska ökedjan). Eftersom 57 % av öns el kommer från förnybara källor som sol, vind och geotermisk energi stod PGV för mer än hälften av all förnybar energi som producerades på ön. Mark Glick, specialist på energipolitik och innovation vid Hawaii Natural Energy Institute, kallade PGV för ”ankaret för de förnybara energikällorna på Big Island”.
Stängning av PGV
Den 3 maj 2018 började det nedre Puna-vulkanutbrottet i Kilaueas östra sprickzon. Lavafontäner, lavaflöden och vulkanisk gas föregicks av jordbävningar och markdeformation. PGV, som oroade sig för möjliga utsläpp av giftig vätesulfidgas och explosioner vid anläggningen, började stänga av utrustningen och ta bort de 60 000 amerikanska gallon lättantändlig pentan.
De elva brunnarna stabiliserades med kallt vatten och förseglades sedan med metallpluggar. Lavaströmmar närmade sig flera av de förslutna brunnarna den 27 maj och täckte två helt. Den 30 maj täcktes en transformatorstation och en tredje brunn av lava. PGV stängdes därefter och generatorer som drivs med fossila bränslen togs i drift för att förhindra att Big Island förlorade strömmen.
Framåtskridande
Med PGV:s stängning 2018 har Big Island sedan dess förbränt ”restbränsle” som består av de oljiga resterna från raffineringsprocessen. Planerna på att återuppta produktionen av geotermisk kraft i slutet av 2019 försenades av tillståndsproblem som sköt upp förväntningarna. På grund av ytterligare problem i samband med COVID-19-pandemin tvingades PGV flytta sitt återöppnande till slutet av september 2020.
Ormat, som äger PGV, har använt tiden till att vidareutveckla anläggningen och påbörja en expansionsprocess. De rapporterade förra månaden att två nya produktionsbrunnar hade borrats och att fler brunnsborrningar skulle fortsätta.
PGV har också haft att göra med miljögrupper som oroar sig för olyckor i samband med svavelväte. Tidigare i september avslog delstatens Department of Land and Natural Resources en begäran om miljöprövning från Pele Defense Fund, en intresseorganisation för traditionella hawaiianska sedvänjor. Enligt delstatens hälsodirektör Bruce Anderson tog Hawai’i Department of Health ”en noggrann titt på alla miljöfaktorer” och beslutade att det inte behövdes någon ny eller kompletterande granskning för att anläggningen skulle kunna öppnas igen.
PGV Senior Director Mike Kaleikini uppgav den 23 september att anläggningen planerar att till en början sätta igång sin minsta enhet, som producerar 3 MW el. Energiproduktionen förväntas gradvis öka till 29 MW effekt i slutet av 2020. Företaget har också för avsikt att utöka anläggningens kapacitet på 38 MW med 8 MW år 2022.
The Relevance of Geothermal in Hawai’i
Det faktum att anläggningen återigen har öppnats bidrar till att Hawai’i återigen är på rätt spår när det gäller att uppnå de mål som fastställdes i 2008 års Hawai’i Clean Energy Initiative (HCEI), ett partnerskap mellan Hawai’i State och det federala USA:s energidepartement. HCEI är ett försök att minska delstatens beroende av olja och andra fossila bränslen för energiproduktion. Det stora beroendet av importerad olja och de isolerade elnäten på öarna bidrar till att Hawai’i har det högsta genomsnittliga elpriset i detaljhandeln för alla sektorer av alla delstater i landet.
Det ursprungliga övergripande målet för HCEI var en ekonomi med 70 % ren energi till 2030, medräknat både förnybara resurser och effektivitetsvinster. År 2015 ändrades delstatens standard för förnybar portfölj (RPS) så att Hawai’i blev den första delstaten som fastställde en lagstadgad tidsfrist för att få 100 % av sin el från förnybara källor senast 2045. I HCEI:s politiska uttalanden betonas följande: minimera oljeberoendet, införa förnybara resurser som har ett lägre innehåll av växthusgaser, maximera mängden energi som härrör från inhemska resurser och eftersträva åtgärder för energieffektivitet som är kostnadseffektiva.
Och även om Hawai’i fortfarande är starkt beroende av fossila bränslen ger det överflöd av förnybara energikällor som öarna kan skryta med staten en stor potential för förnybar energi. Förnybara energikällor står för närvarande för 19 % av Hawaiis elproduktion. De främsta källorna till förnybar energi är sol, vind, biomassa och geotermisk energi.
- Solenergi: Hawaiis totala solkraft står för mer än hälften av delstatens totala förnybara produktion, främst på grund av tillväxten av småskalig, kundplacerad solcellsproduktion, som nästan har fördubblats sedan 2014. Som en del av Hawaiis åtagande att uppnå målet om 100 % förnybar energi kräver delstatens byggnormer att alla nya enfamiljshus ska ha varmvattenberedare med solceller.
- Vindkraft: Vindkraft genererar nästan 26 % av delstatens förnybara el, med 120 vindkraftverk utspridda över hela ökedjan. Flera havsbaserade vindkraftsprojekt har föreslagits för federala vatten runt Oahu, och U.S. Bureau of Ocean Energy Management har begärt ytterligare nomineringar från företag som är intresserade av kommersiella vindkraftsavtal till havs.
- Biomassa: Biomassa står för cirka 13 % av delstatens totala förnybara produktion. Biomassa, som till största delen består av jordbruksavfall, t.ex. bagass från sockerrör, har länge använts på Hawaiis landsbygd för att generera värme och elektricitet. I och med nedläggningen av många sockerplantager har denna källa minskat, men biomassa spelar fortfarande en viktig roll för förnybar energiproduktion på Hawaii. Campbell Industrial Park Generating Station på 120 MW, som togs i drift på O’ahu 2010, tros vara världens största kommersiella elgenerator som uteslutande drivs med biodiesel.
- Geotermisk: Hawai’i är en av sju delstater med elproduktion i stor skala från geotermiska resurser, som står för cirka 5 % av delstatens förnybara elförsörjning.
Men även om förlusten av PGV endast leder till en 5-procentig nedgång av Hawai’i:s förnybara energiproduktion (för hela ö-kedjan, inte bara för Big Island), förhindrade den också den fortsatta utvecklingen av geotermisk energi. Innan PGV stängdes 2018 genererade PGV 38 MW el. Forskning som gjordes av Hawai’i State Energy Office 2016 tyder på att det kan finnas mer än 1 000 MW geotermiska reserver på Big Island, vilket skulle räcka för att tillsammans försörja Maui, Big Island och ungefär en fjärdedel av O’ahu.
Oppnandet av PGV har potential att hjälpa Hawai’i att gå mot en renare och mindre fossilbränsleberoende framtid. Sol- och vindenergi är de största källorna till förnybar energi i delstaten, men geotermisk energi spelar en viktig roll i genomförandet av Hawai’i Clean Energy Initiative. Det är viktigt att Hawai’i fortsätter att investera i och prioritera rena energikällor framöver för att nå delstatens mål om 100 % förnybar el år 2045.