Tarkista selaimen asetuksista, että JavaScript ja evästeet ovat käytössä.

Mikäli JavaScript on käytössä, mutta jokin selainlaajennus estää sen lataamisen, poista selainlaajennus käytöstä.

Espoossa yritetään valjastaa käyttöön maapallon alkuperäinen energia – Tästä on kyse Suomen syvimmässä reiässä

Espoon Otaniemessä porataan kilometrien syvyistä reikää. Kohta siitä virtaa lämpöä espoolaisten koteihin.

Anu Nousiainen HS

Iltapäivällä elokuun 5. päivänä vuonna 2010 San Josén kaivoksessa Chilessä sattui onnettomuus. Yli satavuotiaan kupari- ja kultakaivoksen kuilu romahti, ja 33 kaivosmiestä jäi loukkuun.

Pelastustyöntekijät ryhtyivät poraamaan kaivoskuiluihin pieniä reikiä löytääkseen eloonjääneitä, ja 17 päivän kuluttua se onnistui. Se oli suuri uutinen. Nyt miehille voitiin toimittaa vettä ja ruokaa 700 metrin syvyyteen, mutta tarvittaisiin paljon suurempi tunneli ennen kuin heidät voitaisiin nostaa ylös.

Vaaralliseen ja vaikeaan urakkaan ryhtyi kolme kansainvälistä porausalan yritystä. Kaivos oli vanha, ja oli syytä pelätä, että pelastusoperaation takia se voisi romahtaa lisää.

Kallioperä Atacamassa oli kovaa. Koko ajan kohdattiin uusia teknisiä ongelmia. Lopulta, kaksi kuukautta ja neljä päivää onnettomuudesta, yksi ryhmistä onnistui puhkaisemaan puoli metriä leveän pelastustunnelin miesten luo. Kaikki 33 saatiin nostetuksi turvaan.

Media seurasi operaatiota herkeämättä. Chileläiset kaivosmiehet opittiin tuntemaan nimeltä: Luis, Florencio, Mario, José...

Pelastushanke kiehtoi myös pientä ryhmää suomalaisia. He olivat kiinnostuneita uusiutuvasta energiasta, ja kun muut jännittivät, kuinka pitkään chileläiset pysyvät hengissä maan alla, he seurasivat internetistä porausoperaation teknisiä yksityiskohtia.

Jukka Gröndahl / HS
Tero Saarno
Tero Saarno

Yksi ryhmän jäsenistä oli Tero Saarno. Hän pani merkille, että nopeimmin kalliota porasi chileläisten ja amerikkalaisten yhteisyritys. Erityisesti häntä kiinnostivat tämän ryhmän käyttämät vasaraporat. Sellaisille olisi käyttöä Suomessa, jos ne tosiaan toimivat noin hyvin.

Kypäräpäinen Tero Saarno harppoo työmaan portille. Hän on 35-vuotias diplomi-insinööri, pitkä ja parrakas.

Chilen onnettomuudesta on kulunut kuusi vuotta. Ilman sitä Saarno ei ehkä olisi tässä. Ilman sitä ei ehkä olisi tätä työmaata.

Enää Saarno ei ole start up -yrittäjä vaan tuotantojohtaja suomalaisessa energiayhtiössä St1 Deep Heatissä. Se rakentaa tähän, Espoon Otaniemeen, Suomen ensimmäisen geotermistä lämpöä tuottavan voimalaitoksen.

Sitä varten on porattava kaksi reikää peruskallioon seitsemän kilometrin syvyyteen. Se on melkein kolme kertaa niin syvällä kuin mihin Suomessa on tähän saakka porattu.

Reiästä tulee niin syvä, että se ulottuisi Otaniemestä Rautatientorille.
Reiästä tulee niin syvä, että se ulottuisi Otaniemestä Rautatientorille.

Saarno pujottelee vesilätäköiden, työmaakoppien, pumppujen ja varageneraattorien välistä poraustornin luo. Samanlaisia laitteita on öljynporauslautoilla. Nämä on tuotu Saksasta, ja saman valmistajan kalustolla on menty Alppienkin läpi.

Siinä, Tero Saarnon jalkojen juuressa, on kahdesta reiästä ensimmäinen. Pyöreän teräsputken reunustama musta aukko, jonka läpimitta on kolmisenkymmentä senttiä.

Se ulottuu nyt pystysuoraan 3 325 metrin syvyyteen Espoon alle. Pohjalla, tuolla jossain, on 55 astetta lämmintä.

”Älä vaan pudota sinne mitään”, Saarno sanoo.

Kun Aurinko syntyi, materiaa jäi yli, ja tästä ylijäämästä muodostui pieniä möykkyjä. Ne olivat planeettojen alkuja. Möykyt alkoivat vetää puoleensa hiukkasia ympäröivästä avaruudesta. Pölyhiukkaset kerääntyivät kiviröykkiöiksi, jotka törmäilivät toisiinsa tai liittyivät yhteen.

Yksi alkuplaneetoista oli Maa – se, josta sitten seuraavan 4,5 miljardin vuoden aikana syntyi tämä maapallo, jolla nyt elää yli seitsemän miljardia ihmistä.

Jokainen Maahan törmännyt hiukkanen kasvatti sen kivimassaa, ja jokaisen hiukkasen sisältämä liike-energia muuttui lämmöksi.

Tuo lämpö alkoi varastoitua Maan sisäosiin. Muutamien satojen miljoonien vuosien kuluttua siellä oli niin kuuma, että rauta suli. Painava rauta valui Maan keskelle ja nosti lämpö-tilaa jo pariin tuhanteen asteeseen.

Tämän jälkeen myös suurin osa maapallon kivimassasta suli. Vain pintaan jäi kiinteä kivikuori, joka toimi kuin eriste.

Maan kuori on ohut kuin omenalla. Mantereilla sen paksuus vaihtelee 20 kilometristä 70:een. Merien alla se on vieläkin heiveröisempi, tuskin viidestä kymmeneen kilometriä.

Kuoren alla on vaippa. Sen ylimmät kerrokset ovat nekin vielä kiinteää kiveä. Kuorta ja vaipan ylintä osaa kutsutaan litosfääriksi eli Maan kivikehäksi. Kaikkiaan sen paksuus on pari–kolmesataa kilometriä.

Litosfääri on jakautunut palasiin kuin pikkulasten kömpelöt puupalapelit. Palaset ovat mannerlaattoja. Ne kelluvat ja liikkuvat vaipan tulikuuman, puuromaisen kiviaineksen päällä. Joskus ne sivuavat toisiaan tai törmäävät toisiinsa ja aiheuttavat maanjäristyksiä.

Vaippa on paksu, kolmetuhatta kilometriä. Sen alaosiossa lämpötila on kohonnut noin neljääntuhanteen asteeseen. Vaipan alla on maapallon ydin: ensin sula, sitten kiinteä. Ytimessä on kuuminta, kuusituhatta astetta.

Maapallon kuori on paksuimmillaankin vain 70 kilometriä.
Maapallon kuori on paksuimmillaankin vain 70 kilometriä.

Mannerlaattojen reuna-alueet ovat tuliperäisiä. Siellä maapallon sisäosien kuumuus työntyy suoraan Maan pintaan. Voimme nähdä, tuntea ja haistaa tämän tulivuorenpurkauksissa ja kuumissa lähteissä. Tiedetään, että ainakin jo antiikin roomalaiset käyttivät kuumien lähteiden vettä kylpemiseen. Esi-isiemme on siis täytynyt aavistaa, että maan sisällä on kuuma.

1600-luvulla ihmiset kykenivät kaivamaan kaivoksia jo muutamien satojen metrien syvyyteen. Silloin huomattiin, että mitä syvemmälle mentiin, sitä kuumemmaksi muuttui.

1800-luvun alkupuolella italialaiset keksivät käyttää kuumien lähteiden höyryä kemianteollisuudessa. Pian sillä lämmitettiin talojakin. Vulkaaninen Islanti alkoi hyödyntää kuumia lähteitään lämmityksessä 1940-luvulla – ennen Reykjavik oli kivihiilen saastuttama kaupunki.

”Maan sisällä on lämpöä, joka syntyi silloin, kun planeetta Maakin syntyi”, sanoo Helsingin yliopiston geofysiikan professori Ilmo Kukkonen. ”Koska kivi on huono johtamaan lämpöä, tuo lämpö on vieläkin siellä vankina.”

Tätä lämpöä voi kutsua vaikkapa maapallon alkuperäiseksi lämmöksi. Sen lisäksi maapallon kuoressa ja vaipassa olevat radioaktiiviset alkuaineet uraani, torium ja kalium tuottavat hajotessaan koko ajan uutta lämpöä.

”Kaksi kolmasosaa pintaan tulevasta geotermisestä lämmöstä on syntynyt radioaktiivisesta hajoamisesta”, Kukkonen sanoo. ”Kolmasosa tulee syvältä Maan vaipasta ja ytimestä.”

Samaan aikaan maapallo jäähtyy, mutta hitaasti. Suomessa tämä niin sanottu geoterminen lämpövuo on vain noin 0,04 wattia neliömetriä kohti – aika vähän, jos sitä vertaa vaikkapa 40 watin hehkulamppuun.

Jäähtyminen on niin hidasta, että vaipan alaosien neljäntuhannen asteen lämpötilan on arvioitu laskeneen vain runsaat kolmesataa astetta kolmessa miljardissa vuodessa.

Maapallon sisältä tulevaa lämpöenergiaa sanotaan geotermiseksi energiaksi. Etelä-Suomessa Maan kuori lämpenee alas mentäessä noin 18 astetta kilometriä kohti. (Geoterminen lämpö ei siis ole sama asia kuin maalämpö, joka on maahan sitoutunutta auringon energiaa. Sitä on maassa noin 15 metriin asti.)

Aurinko- ja tuulienergian tavoin geoterminen energia ei tuota ilmastoa lämmittäviä hiilidioksidipäästöjä. Lisäksi sillä on etu, jota aurinko- ja tuulienergialla ei ole: sen määrä ei vaihtele sään, vuorokauden tai vuodenaikojen mukaan.

Aurinko- ja tuulienergian tavoin geotermistä energiaa pidetään uusiutuvana. Eihän se varsinaisesti uusiudu, mutta koska maapallon lämpövarat ovat niin valtavat, ihmiskunnan mittakaavassa ne ovat rajattomat.

Tutkijat ovat laskeneet, että pelkästään Yhdysvalloissa voidaan ottaa käyttöön niin paljon geotermistä energiaa, että se vastaa 2 000-kertaisesti Yhdysvaltain nykyistä energiankulutusta. Ja jos tekniikka paranee, määrä pystytään moninkertaistamaan.

Se kuulostaa pökerryttävältä. Halvan öljyn aikana geoterminen lämpö ei synnyttänyt erityistä kiinnostusta, mutta nyt ajatellaan toisin.

On vain yksi ongelma: tuliperäisiä seutuja lukuun ottamatta geoterminen lämpö on tuolla jossain syvällä meidän alapuolellamme.

Suomessa se tarkoittaa kuutta seitsemää kilometriä kovaa kalliota.

Tero Saarno kävelee poraajien ohi St1:n työmaalla. Hän näyttää maassa lojuvaa poranterää, joka on iso kuin betoniporsas ja painaa toistasataa kiloa. Se on käyttökelvoton: kärjessä olevat teollisuustimantilla päällystetyt nastat ovat irronneet, kun ne ovat naputtaneet yötä päivää Otaniemen alla, kaksikymmentä iskua sekunnissa.

Jukka Gröndahl / HS
Vasaraporan terästä on irronnut nastoja.
Vasaraporan terästä on irronnut nastoja.

Porattaessa yksi terä on kestänyt keskimäärin kaksi–kolmesataa metriä, sitten on pitänyt vaihtaa uusi. Mitä syvemmällä ollaan, sitä kauemmin terän vaihto kestää. Porattaessa poran varsi kootaan 10 metriä pitkistä teräsputkista, ja kun viimeisen putken päässä oleva terä pitää vaihtaa, sadat putket pitää nostaa ylös ja irrottaa yksi kerrallaan. Kolmen kilometrin syvyydessä terän vaihto kesti 15 tuntia.

Ensimmäisen reiän poraaminen aloitettiin myöhään keväällä. Reikä eteni jopa 150 metriä vuorokaudessa, parhaina hetkinä 25 metriä tunnissa. Se on uuden poraustekniikan ansiota. Kun tähän viereen kairattiin viime vuonna muutaman sentin koereikä, kesti kaksi kuukautta saada se kahteen kilometriin.

Nyt uusi Suomen syvyysennätys on siis 3 325 metriä. Työmaalla sitä ei juhlittu. Kun vanha ennätys ohitettiin, St1:n Facebook-sivulla kerrottiin, että ”tältä syvyyksissä nyt sitten näyttää”. Kuvassa oli pelkkä musta ruutu. Se oli teekkarihuumoria.

Elokuun lopussa aloitettiin toinen reikä. Se tulee ensimmäisen viereen kymmenen metrin päähän. Sitä porataan pystysuoraan yhtä syvälle kuin ensimmäistä, kolmeen kilometriin. Sen jälkeen vaihdetaan paineilmalla toimiva vasarapora vesikäyttöiseen ja jatketaan seitsemään kilometriin. Siihen asti kaiken pitäisi sujua hyvin. Vaikein vaihe seuraa vasta sitten.

Jukka Gröndahl / HS
Geolämpövoimalan lämpökaivoja porataan Espoossa vuorokauden ympäri.
Geolämpövoimalan lämpökaivoja porataan Espoossa vuorokauden ympäri.

Neljä vuotta sitten yhtiökumppanit Tero Saarno, Rami Niemi ja Markku Roth ottivat yhteyttä St1:n pääomistajaan Mika Anttoseen. He olivat tehneet laskelmia. Nyt tarvittiin rahoittaja.

He rakentaisivat geotermisen lämpövoimalan. Se tuottaisi kaukolämpöä yhtä luotettavasti kuin vanhat kivihiilellä, maakaasulla tai puuhakkeella toimivat laitokset mutta ilman hiilidioksidipäästöjä ja selvästi halvemmalla. Polttoaine, geoterminen lämpö, olisi ilmaista.

Kalleinta olisi poraaminen. Reikien pitäisi olla seitsemän kilometriä syviä, ja niitä tarvittaisiin kaksi.

Kun geotermisen lämmön käyttö alkoi lisääntyä Ranskassa 1980-luvulla, Imatran Voima tutki sen mahdollisuuksia Suomessa. Siihen aikaan kallioperän kairaaminen oli kuitenkin hidasta ja kallista. Ei sellaiseen uskallettu ryhtyä.

Saarno ja hänen yhtiökumppaninsa uskoivat, että toisin kuin 30 vuotta sitten nyt hanke kannattaisi. Poraustekniikat olivat parantuneet, varsinkin vasaraporaus.

Mika Anttonen on yksi varakkaimmista suomalaisista Herlinien jälkeen. Hän on koulutukseltaan energiatekniikan diplomi-insinööri, kuten Tero Saarnokin. Ennen ryhtymistään yrittäjäksi hän teki raakaöljyn trading-kauppaa öljy-yhtiö Nesteellä.

Anttonen johti menestyvää huoltoasemaketjua mutta puhui uusiutuvan energian puolesta. Hän halusi kehittää öljyä korvaavia energiamuotoja, kuten pientalojen ja liikerakennusten lämpökaivoja.

Anttosen mielestä ajatus Suomen ensimmäisestä suuresta geolämpövoimalasta kuulosti hyvältä.

Kaaviokuvassa kaikki näyttää niin yksinkertaiselta. On kaksi seitsemän kilometrin syvyyteen ulottuvaa reikää. Toiseen kaadetaan vettä. Se valuu reiän pohjalta kallion sisälle, jossa vesi kuumenee muutaman vuorokauden aikana 120-asteiseksi. Sitten se pumpataan toisen reiän kautta ylös 100-asteisena ja sillä lämmitetään taloja.

Näin vesi lämpiää seitsemän kilometrin syvyydessä.
Näin vesi lämpiää seitsemän kilometrin syvyydessä.

Pariisissa on noin 40 tällä periaatteella toimivaa kaukolämpövoimalaa. Mutta siellä kallioperä on kalkkikiveä. Jo parin kilometrin syvyydessä on niin kuumaa, ettei syvemmälle tarvitse porata. Huokoista kiveä on helppo porata, ja vesi virtaa hyvin. Pariisin alla onkin eräänlainen järvi, johon vedet ovat aikoinaan valuneet ja josta kuumaa vettä pumpataan.

Otaniemessä kallioperä on sellaista kuin se Suomessa on, ikivanhaa ja kivikovaa. Graniittia, gneissiä, kvartsia, vähän anfiboliittia siellä täällä. Samanlaista kiveä näkee, kun katselee valtateiden kallioleikkauksia.

Miten tällaisen kiven sisällä voidaan kuumentaa vettä? ”Siellä on rakoja”, Tero Saarno sanoo. ”Säröjä.”

Kun ensimmäinen rei’istä on porattu seitsemän kilometrin syvyyteen ja sen sisäpuoli on vuorattu teräsputkella, tapahtuu seuraavaa:

Reikään pumpataan vettä kovalla paineella. Vesi avaa kalliossa olevia rakoja suuremmiksi. Kun rako kasvaa kymmenkertaiseksi, vedenjohtavuus lisääntyy tuhatkertaiseksi.

”Tutkimusten perusteella meillä on jonkinlainen aavistus siitä, millaisia rakovyöhykkeitä siellä on”, professori Ilmo Kukkonen sanoo. Tiedetään esimerkiksi, että mannerlaattojen voimat puristavat Euraasian laattaa kaakosta luoteeseen. Se on tavallisin jännityssuunta suomalaisessa kalliossa. Jännitystilat vaikuttavat siihen, mihin suuntaan rakoilua syntyy.

Kova vedenpaine aiheuttaa ”seismistä natinaa”. Sitä seurataan kuuntelulaitteilla, geofoneilla, joita on noin kolmensadan metrin syvyydessä kymmenessä paikassa eri puolilla pääkaupunkiseutua. Paras ja tarkin niistä on kahden kilometrin syvyydessä siinä koereiässä, joka kairattiin Otaniemeen viime vuonna.

”Voimme kuunnella geofoneilla, mihin suuntaan ensimmäiseen reikään pumpattu vesi lähtee kulkemaan”, Tero Saarno sanoo. ”Sieltä kuuluu pieniä rasahduksia ja kohinaa.”

Geofonien toimintaa seurataan jo nyt. Sitä varten St1 on palkannut muiden muassa kokeneen geofyysikon ja tutkijan Peter Learyn. Hän istuu Otaniemessä vanhan lämpölaitoksen käytöstä poistetun turbiinin vieressä mittalaitepatteriston ja tietokoneruutujen keskellä.

Harmaahiuksisen brittiherran tee jäähtyy kuohuviinilasissa pöydällä. Lasi näyttää siltä, ettei sitä ole vähään aikaan pesty.

”Mä tuon sulle teekupin”, Saarno sanoo.

Täältä käsin Leary kuulee, mitä tapahtuu maan alla. Geofonien vastaanottamista signaaleista piirtyy käyrät tietokoneelle. Joka sekunti tulee tuhat signaalia.

”Kuulemme, kun Hernesaaren rakennustyömaalla nostetaan ja pudotetaan jotain painavaa”, Leary sanoo.

”Olemme jo ennen poraamista havainneet pienempiä maanjäristyksiä kuin ne, joita viranomaiset havaitsevat, koska mittalaitteemme on kahden kilometrin syvyydessä.”

Maanjäristyksistä puheen ollen: vuodenvaihteessa 2006–2007 Baselissa Sveitsissä keskeytettiin geotermisen lämpövoimalan rakennustyöt, kun veden pumppaaminen kallioon aiheutti maanjäristyksiä. Suurimpien voimakkuus oli vain 3,1–3,4 Richterin asteikolla mitattuna. Mutta kun kaupunki alkoi täristä keskellä yötä, asukkaat säikähtivät. Ihan ymmärrettävää, koska vuonna 1356 iso osa Baselista tuhoutui suuressa maanjäristyksessä.

”Baselissa on iso Alppien siirrosvyöhyke. Siellä on usein pieniä maanjäristyksiä”, Saarno sanoo. Hän tuntee tapauksen hyvin, koska hän on opiskellut geotermisen energian tuotantoa sveitsiläisessä Neuchâtelin yliopistossa.

”Ne pumppasivat reikään lähelle siirrosvyöhykettä satatuhatta kuutiota vettä, mikä oli ajattelematonta. Siellä ei seurattu maaperää riittävästi geofoneilla. Oltiin liian ahneita.”

Baselissa kalliota yritettiin vesisäröttää. Tämä niin sanottu fracking-tekniikka kehitettiin, kun Yhdysvalloissa alettiin korvata öljyä pumppaamalla liuskekiviöljyä ja -kaasua syvällä olevasta öljyliuskeesta. Veden lisäksi maahan on pumpattu siellä hiekkaa ja kemikaaleja. Ympäristöjärjestöt ovat arvostelleet tekniikkaa, ja se on toistaiseksi kielletty Ranskassa ja Saksassakin alle kolmen kilometrin syvyydessä.

Saarno huomauttaa, että suomalaista graniittia ei ole järkevää säröttää. Siihen tarvittaisiin niin valtavasti painetta ja pumppaustehoa, että se se tulisi liian kalliiksi eikä sellaisiin paineisiin edes olisi sopivaa kalustoa. Niinpä vanhoja rakoja voidaan ainoastaan avata suuremmiksi. ”Stimuloida”, hän sanoo.

Peter Learyn tietokoneiden näytöiltä näkee, että Otaniemessä tärisee vain maan pinnassa: junia, metrojunia, autoja, työmaita. Syvällä on hiljaista. Kun sinne pumpataan kovalla paineella vettä, se näkyy täällä.

”Tämä on kuin kolmiomittausta”, Saarno sanoo. ”Kun vesi etenee kalliossa, pystymme sanomaan, minne se menee.”

Sen perusteella päätetään, mihin suuntaan toisen reiän viimeiset kilometrit porataan.

Jukka Gröndahl / HS
Kun poranterää pitää vaihtaa, koko 3 kilometrin pituinen varsi pitää nostaa ylös ja purkaa.
Kun poranterää pitää vaihtaa, koko 3 kilometrin pituinen varsi pitää nostaa ylös ja purkaa.

Suomi sijaitsee pohjoisessa, joten täällä noin puolet energian kulutuksesta on lämpöä. Neljännes kuluu liikenteessä ja neljännes sähkönä.

Lämmitysenergiasta lähes puolet tuotetaan kaukolämpövoimaloissa.

”Sata prosenttia kaukolämmön tuotannosta sisältää hiiltä muodossa tai toisessa”, sanoo Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund. ”Ilmaston lämpenemisen takia edes puun polttamisesta syntyvää hiilidioksidia ei saisi enää päästää ilmaan.”

”Jos St1:n hanke onnistuu, se mullistaa sen, miten Suomessa tuotetaan lämpöä.”

Geotermisen lämmön ansiosta Suomessa voitaisiin sulkea kivihiilivoimaloita ja vähentää öljyn käyttöä lämmityksessä. Sähkön tuottamiseen geoterminen energia ei Suomessa sovi: kun sähköä tehdään vesihöyryn avulla, veden pitäisi olla kuumempaa, yli 200-asteista. Niin syvälle ei pystytä poraamaan.

Islannissa näin kuumaa vettä ja höyryä on lähellä maan pintaa. Siellä jo neljännes sähköstä tuotetaan geotermisen energian avulla.

Islannin lisäksi geotermistä energiaa tuotetaan runsaasti muun muassa Kiinassa, Yhdysvalloissa, Filippiineillä ja Keniassa. Mutta myös Keski-Euroopassa on paljon uusia hankkeita, ja lisää suunnitellaan. Siellä on laajoja alueita, joiden kallioperässä lämpötila nousee yli 90 asteen jo kahden kilometrin syvyydessä.

Otaniemen kaltaisista seitsemän kilometriä syvistä laitoksista ei ole kokemusta missään.

Peter Lund tuntee Otaniemen hankkeen hyvin. ST1 Deap Heatin teknologiajohtaja Rami Niemi on hänen väitöskirjaopiskelijansa. ”Innovatiivinen nuori henkilö”, Lund sanoo.

”Kallio tuossa syvyydessä on ihmeellisen tuntematon. Mitä siellä oikeastaan on, ja miten se käyttäytyy?”

”Varmasti he pystyvät poraamaan seitsemään kilometriin, mutta saadaanko vesi kulkemaan kalliossa ja paljonko sitä kulkee?”

St1 on kertonut, että parhaimmillaan laitos voisi tuottaa geolämpöä jopa 40 megawatin teholla Fortumin kaukolämpöverkkoon. Se lämmittäisi jo joka kymmenennen kaukolämpöverkossa olevan espoolaiskodin.

”Se on iso määrä”, Lund sanoo. ”Jos lämpöä otetaan kalliosta koko ajan kovalla teholla, jossain vaiheessa pitää odottaa, että se lämpiää uudelleen.”

Jos saunan kiukaalle heittää liian paljon kylmää vettä, kivet jäähtyvät. Myös geotermiset lämpövoimalat jäähtyvät, jos niistä otetaan liian paljon tehoa.

”Mutta jos voimala on oikein mitoitettu, se ei jäähdy”, professori Ilmo Kukkonen sanoo.

St1:n Tero Saarno kävi keväällä Pariisissa lämpövoimalassa, joka otettiin käyttöön vuonna 1982. Kolmessakymmenessä vuodessa kalliosta pumpattu vesi on viilentynyt vain asteen.

”Mutta Pariisissa on aivan erilaiset olosuhteet kuin Suomessa”, Saarno muistuttaa.

Otaniemessä syvältä nousevan veden lämpötila laskee St1:n arvion mukaan 20 vuoden aikana viidestä kymmeneen astetta. Kun vesi ei enää ole tarpeeksi kuumaa, voidaan porata kolmas reikä tai ottaa avuksi lämpöpumppuja.

Otaniemeen tulee Suomen ensimmäinen geoterminen voimala. Ylempää, parin sadan metrin syvyydestä otettua geotermistä lämpöä on hyödynnetty Suomessa kuitenkin jo pitempään. Jo satatuhatta pientaloa lämpenee lämpökaivojen ja maalämpöpumppujen avulla. Niiden tuottama lämpöenergia (1,6 TWh) lähestyy tuulivoiman tuotantoa (2,3 TWh). Viime vuonna joka toiseen uuteen pientaloon rakennettiin maa- tai geolämpöjärjestelmä.

Pientalon pihassa reikä porataan yleensä sataan–kolmeensataan metriin. Pohjalla on vuoden ympäri kuutisen astetta lämmintä. Koska se ei riitä lämmittämiseen, avuksi tarvitaan maalämpöpumppu. Tällä tavalla kaksi kolmasosaa lämmöstä saadaan ilmaiseksi maasta, ja loput tuotetaan sähköllä.

Otaniemen voimalatyömaan konttorissa on pahvilaatikoita, jotka on pakattu täyteen kymmeniä pakasterasioita. Niissä on kallioperänäytteitä tutkijoita varten.

Kahdesta seitsemän kilometrin reiästä nostetaan noin 160 kuorma-auton lavallista kivimurskaa. Näitä pakasterasioita lukuun ottamatta se päätyy espoolaisten parkkipaikkojen alle.

Jukka Gröndahl / HS
Tero Saarnon kädessä on yli kolmen kilometrin syvyydestä porattua kiveä.
Tero Saarnon kädessä on yli kolmen kilometrin syvyydestä porattua kiveä.

Uusimman laatikon päällä lukee: 15/8/16 klo 7.45 3 307,7 m. Yli kolmesta kilometristä nostettu rouhe on tummaa ja karkeaa. Gneissiä, seassa sokeripalan kokoinen nokare kvartsia. Sormissa se tuntuu kostealta.

Osa näytteistä pakataan minigrip-pusseihin ja lähetetään mikrobitutkijoille. Mikrobit kuolevat heti, kun ne nostetaan kovasta paineesta maan pinnalle, mutta tiedettä ne kiinnostavat kuolleinakin.

Outokummussa kairattiin 2 516 metrin syvyinen ja halkaisijaltaan 22-senttinen tutkimusreikä vuosina 2004–2005. Tähän kesään asti juuri se oli Suomen syvin.

Sen avulla tutkitaan Suomen kallioperää edelleen. Reiästä on löydetty muun muassa 50 miljoonan vuoden ikäistä suolaista pohjavettä. Mikrobeja tavattiin pohjalta asti, 2,5 kilometristä, jossa lämpötila on 40 astetta.

”Kallioperässä elää hämmästyttävän paljon mikrobeja”, professori Ilmo Kukkonen sanoo. Hän työskenteli Outokummun syväreikähankkeen tieteellisenä johtajana.

Tällaiset mikrobit voivat elää kymmeniätuhansia vuosia. Ne ovat Maan vanhimpia eläviä olioita, ja niiden arvellaan kestävän jopa 120 asteen kuumuutta. Tutkijat odottavat Otaniemen kallioperänäytteitä jännittyneinä.

Outokummun reiän kairasi venäläinen valtionyhtiö. Samalla tuli kuitatuksi osa Neuvostoliiton aikaisista valtionveloista Suomelle.

Vuosina 1972–1984 sama yhtiö kairasi Kuolan niemimaalle Petsamoon maailman syvimmän reiän, 12 262 metriä.

Kukkonen ehti käydä paikalla muutamia kertoja, ennen kuin reikä suljettiin ja rakennukset purettiin. Poraustornin huipulla seisoi punatähti ja lukemat 15 km. Niin syvälle ei päästy, Neuvostoliittokin ehti hajota.

Suuria teknisiä vaikeuksia tuli jo ennen kymmentä kilometriä. Kallion jännitystila oli niin suuri, että reikä tahtoi sortua ennen kuin sinne saatiin työnnetyksi tukiputki.

Samalla tavalla kävi Saksassa 1990-luvulla: 9,1:tä kilometriä syvemmälle oli mahdoton edetä: kivi mureni, eikä reikä pysynyt koossa.

Syvimmätkin reiät ulottuvat vain Maan kuoreen. Vaippaan asti ei ole päästy, vaikka sitä on kyllä yritetty 1950-luvulta lähtien. Lyhyin matka vaippaan olisi valtamerien alta.

”Emme tiedä varmasti, mitä siellä on. Kairaus on aina seikkailu”, Ilmo Kukkonen sanoo.

Jukka Gröndahl / HS
Poran varsi kootaan kymmenmetrisistä putkista.
Poran varsi kootaan kymmenmetrisistä putkista.

Poraustornista näkee Otaniemen koko voimalatyömaan. Se ei ole suuri, sillä tärkein, lämpö, on syvällä maan alla.

Tero Saarno nojaa kaiteeseen ja katselee alas. Voimalan pitäisi olla valmis ensi kesänä. Aikataulusta ollaan hieman jäljessä.

St1 ei kerro, miten kovalla paineella vettä pumpataan reiästä kallioon. Eikä sitä, miten suuri maanalaisen rakoverkoston pitää olla, jotta vettä kuumenee riittävästi. Ne ovat liikesalaisuuksia, kuten kustannusarviokin.

Poraaminen on hankkeen kallein vaihe. Teknisesti vaikeinta on saada vesi virtaamaan kalliossa seitsemän kilometrin syvyydessä muutamien satojen metrien päässä toisistaan olevien reikien välillä niin, ettei se katoa.

”Meidän varsinainen osaamisemme on maan alla”, Tero Saarno sanoo. ”Suurin riski on se, että emme saa riittävästi vettä virtaamaan reiästä toiseen.”

Silloin laitos ei olisi tarpeeksi tehokas eikä taloudellisesti kannattava.

”Voimme tehdä laskelmia maailman tappiin, mutta ennen kuin kokeillaan, emme tiedä, kannattaako tämä.”

Video on koostettu St1:n koereiässä kuvaamasta materiaalista.

Tältä näyttää 2 km:n syvyydessä
Tältä näyttää 2 km:n syvyydessä
Espoon Otaniemeen rakennetaan Suomen ensimmäistä geotermistä voimalaa.
Tämä aihe on kiinnostava, haluaisin lisää tällaisia uutisia!

Kiitos mielipiteestäsi!

Luitko jo nämä?