Γεωθερμία

Π ριν λίγο καιρό είδα ένα ντοκιμαντέρ για την Νίσυρο, το νησί – ηφαίστειο της Ελλάδας. Και είδα εκεί τους ελάχιστους (μονοψήφιος αριθμός οικογενειών) κατοίκους ενός χωριού του νησιού να ζεσταίνονται τον χειμώνα από θερμά ρεύματα αερίων που βγαίνουν από σχισμές του εδάφους. Δεν υπάρχουν, βέβαια, δουλειές για να μετακομίσουμε όλοι οι Έλληνες εκεί και να γλιτώσουμε από τα έξοδα θέρμανσης. Πολλοί άλλωστε θα φοβόμασταν να μένουμε τόσο κοντά σε ένα ενεργό ηφαίστειο.
Στην Ισλανδία, ένα κράτος – ηφαίστειο, δίπλα στον Βόρειο Πόλο, βλέπει κανείς μια λίμνη με ζεστό νερό που κολυμπούν χειμώνα – καλοκαίρι οι ντόπιοι και θεωρούν και το μπάνιο τους ιαματικό. Γύρω – γύρω υπάρχουν πάγοι σε όλη τη διάρκεια του χρόνου. Στο ίδιο κράτος όλα τα σπίτια ζεσταίνονται με τηλεθέρμανση από ζεστό νερό που παράγεται με δίκτυο θαμμένο και η παραγωγή ηλεκτρισμού βασίζεται σε ατμό που παράγεται με δίκτυο σωληνώσεων κοντά στα ηφαίστεια.
Αυτές είναι δύο περιπτώσεις (από χιλιάδες) που ο άνθρωπος εκμεταλλεύεται άμεσα τη γεωθερμία, τη θερμότητα που υπάρχει κάτω από την επιφάνεια του εδάφους και η οποία οφείλεται στην θερμοκρασία χιλιάδων βαθμών που επικρατεί στο εσωτερικό της γης. Τέτοια όμως εκμετάλλευση της γεωθερμίας είναι δυνατή μόνον εκεί που αυτό το θερμό μάγμα του εσωτερικού της γης πλησιάζει την επιφάνειά της και πολλές φορές χύνεται επάνω της, κοντά, δηλαδή, στα ηφαίστεια που αποτελούν επικίνδυνες περιοχές. Κινδύνους παρουσιάζει, ακόμα, και η προσπάθεια εκμετάλλευσης αυτής της θερμότητας. Δεν είναι τεχνικώς δυνατή η εγκατάσταση μεταλλικών σωλήνων σε σημαντικό βάθος, δίπλα σε ηφαίστειο, για την θέρμανση του νερού και την παραγωγή ατμού. Προσπαθούμε έτσι να εκμεταλλευθούμε φυσικές διόδους μέσα από τα πετρώματα που περιβάλλουν το ηφαίστειο με την διοχέτευση κρύου νερού και άντληση θερμού νερού ή ατμού. Το αντλούμενο έτσι νερό έχει συνήθως διαλύσει διάφορα υλικά πολλά από τα οποία (κυρίως θειούχα) καταστρέφουν το περιβάλλον. Γι΄αυτό, άλλωστε, απέτυχε και μια προσπάθεια της ΔΕΗ να εκμεταλλευτεί γεωθερμικά την Μήλο.
Όλα όσα ανέφερα παραπάνω αφορούν τη γεωθερμία υψηλών θερμοκρασιών. Σε κάθε άλλο, όμως, απομακρυσμένο από ηφαίστεια, σημείο της γης πάλι υπάρχει κάποια ενέργεια που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε. Μια χαμηλής στάθμης, δηλαδή χαμηλής θερμοκρασίας, γεωθερμία. Σε κάθε σπήλαιο, από τον ισημερινό μέχρι τους πόλους, σε κάποιο βάθος από το στόμιό του για να μην επηρεάζεται από την θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα, βρίσκουμε χειμώνα – καλοκαίρι μια σταθερή θερμοκρασία 18 – 20°C, πολύ ζεστή για χειμώνα και δροσερή για καλοκαίρι.
Αυτή είναι η θερμοκρασία που έχει το έδαφος σε ένα βάθος λίγων μέτρων χειμώνα – καλοκαίρι. Ερώτηση: Αν σ΄αυτό το βάθος βάλουμε ένα δίκτυο σωληνώσεων θα μπορούσαμε να διοχετεύουμε είτε παγωμένο είτε πολύ ζεστό νερό και να παίρνουμε νερό σε θερμοκρασία 18 – 20°C; Δυστυχώς όχι. Αν βάλουμε σε ένα πηγάδι μια κανάτα νερό και την βγάλουμε μετά μία ημέρα, τότε ναι, η κανάτα θα έχει νερό αυτής της θερμοκρασίας. Στην περίπτωση, όμως, που έχουμε συνεχή ροή, η θερμοκρασία που θα παίρνουμε το νερό εξαρτάται από την ποσότητα της θερμότητας που θα προλάβει να πάρει ή να διώξει στο έδαφος η σωλήνωσή μας. Η ποσότητα αυτής της θερμότητας εξαρτάται από την αγωγιμότητα της περιοχής. Η θερμότητα ξέρουμε ότι μεταδίδεται με τρεις τρόπους: Ακτινοβολία, αγωγιμότητα και μεταφορά. Ο ήλιος ζεσταίνει τη γη με ακτινοβολία. Μέσα στο χώμα όμως ακτινοβολία δεν υπάρχει. Η αγωγιμότητα πάλι εξαρτάται από το υλικό. Ένα κλαδί ξύλινο καίγεται στη μία πλευρά και εμείς το κρατάμε στην άλλη. Μία μεταλλική ράβδος, όμως, αν ζεσταθεί πολύ το ένα της άκρο, θα μας κάψει το χέρι. Το χώμα δεν είναι πολύ καλός αγωγός θερμότητας. Βάζοντας μέσα στον σωλήνα μας παγωμένο, π.χ. νερό, το χώμα γύρω από τον σωλήνα θα κρυώσει και θα πάψει πια να ζεσταίνεται το νερό που θα στέλνουμε. Τι μένει λοιπόν; Μένει η μεταφορά να γίνεται με τα υγρά. Θέλουμε ένα περιβάλλον υγρό, και όσο πιο υγρό τόσο καλύτερα. Ιδανικό περιβάλλον είναι ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας. Υπόγεια υδάτινα ρεύματα μέσα από διαπερατά (αμμώδη) εδάφη που θα ζεστάνουν ή θα ψύξουν τη σωλήνωσή μας και αμέσως θα πάνε αλλού, θα ανακατευτούν με άλλα νερά και σιγά – σιγά θα ξαναποκτήσουν την θερμοκρασία των 18°C.
Αν έχουμε τέτοια ρεύματα μπορούμε μάλιστα να αντλήσουμε νερό από ένα πηγάδι, να χρησιμοποιήσουμε έναν επίγειο εναλλάκτη θερμότητας και το πιο ζεστό ή το πιο κρύο πια νερό να το ξαναρίξουμε σε ένα δεύτερο πηγάδι λίγα μέτρα πιο πέρα.
Αυτή η άντληση της θερμότητας από το έδαφος είναι το πιο δύσκολο σημείο της γεωθερμίας, το σημείο που κάποιος ειδικός πρέπει να μελετήσει για να έχει επιτυχία η κατασκευή μας. Τρεις είναι, πάντως, οι λύσεις που δίνονται σε αυτή την περίπτωση:
1. Η κατασκευή οριζόντιου δικτύου σωληνώσεων στο έδαφος σε βάθος 4-5 μέτρων τουλάχιστον, παρόμοιου με το δίκτυο της ενδοδαπέδιας θέρμανσης. Αν το έδαφος είναι αρκετά ξηρό πρέπει να προβλεφθεί ένα είδος ποτίσματός του για να αποδώσει.
2. Η τοποθέτηση μιας διπλής κατακόρυφης σωλήνας μέσα στο έδαφος σε μεγάλο βάθος. Από την μισή σωλήνα θα κατεβαίνει το νερό και από την άλλη μισή θα ανεβαίνει. Με τον τρόπο αυτό προσπαθούμε να εισχωρήσουμε μέσα στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα.
3. Η άντληση και επαναφορά του νερού στον υπάρχοντα υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής. Το έχω ξαναγράψει ότι σε κάθε περιοχή γεωτρήσεις τέτοιου τύπου επιτρέπονται αλλά και ελέγχονται. Μην τολμήσετε να χρησιμοποιήσετε το νερό που θα αντλήσετε και για άλλους λόγους, π.χ. να ποτίσετε τα λουλούδια σας. Για τέτοια χρήση του νερού χρειάζεται άλλη άδεια που δεν δίνεται σε κάθε σημείο.
Όλα αυτά καλά. Αλλά τι θα κάνουμε αν έχουμε νερό σε θερμοκρασία λίγο πιο κάτω ή λίγο πιο πάνω από τους 18°C; Εδώ αρχίζει ο ρόλος των αντλιών θερμότητας. Γεωθερμία χαμηλής στάθμης χωρίς αντλία θερμότητας δεν έχει νόημα. Η γεωθερμία απλά πολλαπλασιάζει την απόδοση των αντλιών θερμότητας χειμώνα – καλοκαίρι και μπορούμε να απολαύσουμε ένα περιβάλλον σε σωστή θερμοκρασία σπαταλώντας λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια. Το κέρδος σε ενέργεια δεν είναι σταθερό. Στις αιχμές όμως (καύσωνες-πολύ παγωμένες μέρες) η κατανάλωση ενέργειας μπορεί να μειώνεται ακόμη και στο 1/4 παρά αν δεν είχαμε γεωθερμία. Στις ήπιες θερμοκρασιακά μέρες το κέρδος μας είναι βέβαια μικρότερο, εξακολουθούμε, όμως, πάντα να κερδίζουμε.

Δημοσιεύθηκε την
Κατηγοριοποιημένα ως Γεωθερμία