13.12.2007 12:29
Uus moodus maapõuest energia leidmiseks
Enamik
geotermilist energiat kasutavaid elektrijaamu asuvad vulkaanide lähedal. Selle
asjaolu tõttu saab maapõueenergiat
kasutada vaid piiratud arvul kohtades, näiteks Islandil. Tegelikult on
võimalik kuuma põhjavett saada ka paljudes muudes kohtades. Trikk on selles, et
kuidas see üles leida.
Eelmisel nädalal
avaldati ajakirjas Science artikkel, kus kirjeldatakse uut ülitundlikku
heeliumi isotoopidel põhinevat meetodit, mis võiks aidata geotermilise energia
laiemalt kasutusele võtta, kirjutas Technology Review.
Berkeley ülikooli
teadlane Mack Kennedy ja Matthijs van Soest Arizona ülikoolist kasutasid
heeliumi isotoope heelium-3 ja heelium-4, et mõõta maakoore kivimite läbitavust
konkreetses piirkonnas. Vesi ringleb lõhelises maakoores kergemini ning saab
seega sügavamalt Maa sisemusest kuumust ülespoole transportida.
„Kuumad vahevöö
kivimid ning radioaktiivsete elementide lagunemisest tulenev soojus maakoores
on hiiglaslik energeetiline ressurss ning nüüd on olemas ka vahend leidmaks
parimaid kohti selle ärakasutamiseks,” ütles Kennedy.
Hiljutise USA
energeetikaministeeriumi analüüsi kohaselt võiks geotermiline energia katta
kümnendiku kogu USA vajadustest. Hetkel moodustab geotermiline energia aga
vähem kui protsendi kogu USA elektrienergiatoodangust. Üheks takistuseks selle
protsendi suurendamisel on just raskused õigete kohtade leidmisel.
Heelium moodustub
maakoores uraani ja radioaktiivse tooriumi lagunemisel. Kerge elemendina liigub
ta võimaluse korral ülespoole ning murrab lõpuks maapinnani välja. Kõrgenenud
heeliumisisaldus pinnases võib seega viidata maakoore paremale läbitavusele
ning geotermilise energia kasutamise seisukohalt potentsiaalselt huvitavale
kohale.
Teadlastele pakub
huvi mitte ainult heeliumi kogus, vaid ka heelium-4 suhe heelium-3. Tavalisim
heeliumi isotoop on massiarvuga neli. Maakoores on kõigest üks heelium-3 aatom
100 miljoni heelium-4 aatomi kohta. Kuid heelium-3 on vahevöös esindatud umbes tuhat
korda suuremas kontsentratsioonis kui maakoores keskmiselt. Seega on loogiline
oletada, et kõrgenenud heelium-3 sisaldus maakoore ülaosas viitab tõenäoliselt
maakoore paremale läbitavusele ning potentsiaalsele võimalusele geotermilist
energiat kasutada.
Artiklis
kirjeldatakse Nevadas asuva Dixie Valley piirkonda, kus selline kõrgenenud
heelim-3 anomaalia esineb. Piirkonnas asub ka geotermaalenergiat kasutav
elektrijaam, kuid vulkaanid pole seal viimase 30 miljoni aasta jooksul
tegutsenud.
Dixie Valley
piirkonnas on maakoor ilmselt lõhelisem kui mujal. Lõhedes ringleb kuum vesi,
mis toob vahevöö kuumuse maapinnale lähemale ning laskub jahtudes tagasi
sügavamale.
Dixie Valley on
väga hea piirkond maapõueenergia kasutamiseks. Küsimus on selles, kas kõik heelim-3
anomaaliaga piirkonnad on sama hea potentsiaaliga?
Massachusettsi
tehnoloogiainstituudi keemiainsener Jefferson Tester möönab, et heeliumi
isotoobid on hea vahend esmase geoloogilise luure läbiviimiseks, kuid lõpliku
hinnangu andmiseks on siiski alati vaja ka puurimisi ja täiendavaid uuringuid.
Ka teised
teadlased on meetodi rakendusvõimaluste osas kahtleval seisukohal. „Heeliumi
isotoobid ei pruugi anda nii häid tulemusi vähem dünaamilise geoloogilise
ehitusega piirkondades, näiteks Elsassis Prantsusmaal,” ütles Elsassi
geotermaalenergia projekti teaduskoordinaator Albert Genter. „Uuringu tulemuste
ülekandmine teistesse piirkondadesse võib olla problemaatiline.”
Kennedy nõustub
kriitikaga ning ütleb, et selguse saamiseks peaks laiendama heeliumi isotoopide
kasutamist. Kuid see on keeruline, sest ettevõtmine on kallis. Isotoopide
koguse määramiseks tuleb mass-spektromeetrid vaakumiga puhastada tuhat korda
tõhusamalt kui teiste uuringute jaoks, sest heelium-3 koguse korrektseks
määramiseks peab süsteem olema väga puhas.
See teeb ühe proovi analüüsimise maksumuseks 2000 kuni 3000 dollarit.
Automatiseerimisega
saaks Kennedy sõnul hinna alla 1000 dollari viia, kuid ilmselt käib ka see
summa kaugelt üle jõu, sest USA energeetikaministeerium on geotermaalenergia-alasteks
teadusuuringuteks eraldanud täpselt null dollarit.