Pehea e hana ai a hoʻokomo ai nā luawai Geothermal
He kumu ikehu hou ka ikehu geothermal e hoʻohana ana i ka wela mai loko mai o ka honua. Ma nā ʻāina he nui, me Indonesia, e waiho ana ma ke apo o ke ahi, he nui ka hiki o ka ikehu geothermal no ka hana uila a me ka hoʻohana pololei ʻana i ka wela. ʻO kekahi o nā mea nui loa i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu geothermal he luawai geothermal, he lua i wili ʻia e komo i nā wai wela (mahana a/a i ʻole ka wai wela) mai kahi waihona wai ma lalo o ka honua. Kūkākūkā kēia ʻatikala pehea e hana ai kahi luawai geothermal a me nā ʻanuʻu maʻamau no ke kau ʻana i hoʻokahi.
1. He aha ka luawai geothermal?
He luawai geothermal kahi luawai i ʻeli ʻia i kahi hohonu kikoʻī e hiki ai i kahi ʻāpana waihona geothermal. Loaʻa i loko o kēia waihona ka wai wela i hoʻopaʻa ʻia, kahi hui ʻana o ka mahu, ka wai wela, a me nā kinoea hiki ʻole ke hoʻoheheʻe ʻia (e like me CO₂ a me H₂S ma kekahi mau ʻano). Aia ma mua o hoʻokahi ʻano luawai geothermal; ʻo ka maʻamau, aia i loko o kahi kahua geothermal:
1. Luawai hana: kahe ka wai wela i ka ʻili no ka hoʻohana ʻana.
2. Luawai hoʻokomo: hoʻihoʻi i ka wai i hoʻopaʻa ʻia a i ʻole ka wai paʻakai (wai wela me ka nui o ka mineral) i ka waihona i mea e mau ai ke kaomi a palekana maikaʻi ʻia ke kaiapuni.
3. Ke nānā ʻana i nā luawai: e nānā i ke kaomi, ka mahana a me ke ʻano o ka waihona.
Me kēia hui pū ʻana o nā luawai, hiki i ka ʻōnaehana geothermal ke hana me ka hoʻomau, e mālama ana i ke kaulike o ka waihona wai a hoʻolōʻihi i ke ola hana o ke kahua.
2. Pehea e hana ai nā luawai geothermal
ʻO ke ʻano o ka hana ʻana o kahi luawai geothermal e pili ana i nā ʻano o ka waihona wai a me ka ʻenehana hana i hoʻohana ʻia. Eia naʻe, ʻo ke kumumanaʻo nui e hahai nei i kēia:
a) Hoʻokumu ʻia ka wela geothermal a mālama ʻia i loko o nā waihona wai
Hoʻomaka ka wela mai ka hohonu o ka Honua, mai ka hana magma a i ʻole nā ʻano wela kūlohelohe. Hoʻomehana ʻia ka wai honua e kahe ana i lalo a paʻa i loko o ka pōhaku porous a haki paha, e hana ana i nā waihona. ʻO ke kaomi kiʻekiʻe ma ka hohonu e hiki ai i nā wai ke mālama i ka nui o ka ikehu.
b) Piʻi ka wai wela ma o ka lua hana
Ke wehe ʻia kahi lua hana, ʻo ka ʻokoʻa o ke kaomi ke kumu o ka neʻe ʻana o ka wai i luna. I kekahi mau hihia, hiki i ka wai ke kahe ma kāna iho (artesian) me ka ʻole o ka pamu. I kekahi mau ʻano—ʻoi aku hoʻi no nā ʻōnaehana geothermal mahana waena—pono paha kahi pamu lua.
c) Ka hoʻokaʻawale ʻana o ka mahu a me ka wai (inā pono)
Inā he hui ʻana o ka mahu a me ka wai ka wai e puka mai ana, hoʻohana ʻia kahi mea hoʻokaʻawale ʻili. Hoʻouna ʻia ka mahu i ka turbine, ʻoiai hiki ke hoʻihoʻi ʻia ka wai wela (brine) i ka lua hoʻokomo a hoʻohana ʻia paha no nā kumu ʻē aʻe (e like me ka hoʻomehana ʻana, ka hoʻomaloʻo ʻana, a i ʻole nā kaʻina hana ʻoihana).
d) Hoʻololi i ka uila a i ʻole ka wela pololei
ʻO nā papahana mana geothermal nui ʻekolu:
– Mahu maloʻo: hoʻohuli pololei ka mahu maloʻo i ka turbine.
– Mahu ʻālohilohi: ua “ʻālohilohi” ʻia ka wai wela i loko o ka mahu ma ke kaomi haʻahaʻa; hoʻohuli ka mahu i kahi turbine.
– Pōʻaiapuni binary: Hoʻomehana ka wela mai ka wai geothermal i kahi wai hana lua (e.g., isobutane) i loko o kahi mea hoʻololi wela; hoʻoheheʻe ka wai hana a hoʻohuli i kahi turbine. He kūpono kēia hoʻolālā no nā mahana waihona haʻahaʻa a ʻoi aku ka paʻa o ka loop, e hopena ana i nā hoʻokuʻu haʻahaʻa.
e) Hoʻokomo hou ʻana i ka wai i loko o ka waihona
Ma hope o ka unuhi ʻia ʻana o ka ikehu, hoʻokomo hou ʻia ke koena o ke wai ma o kahi lua hoʻokomo. Kōkua ka hoʻokomo ʻana:
- mālama i ke kaomi o ka waihona wai,
- e hōʻemi i ka pilikia o ka emi ʻana o ka hana ʻana,
- hoʻemi i ka hoʻokuʻu ʻana o ka wai mineral i ke kaiapuni,
– kākoʻo i ke kūpaʻa lōʻihi.
3. Nā pae o ke kau ʻana o ka luawai geothermal
He hana paʻakikī ke kau ʻana i ka luawai geothermal e pili ana i nā haʻawina geological, ka ʻenekinia wili, ka palekana, a me ka ʻae ʻana a me ka hoʻokele kaiapuni. Eia nā ʻanuʻu maʻamau:
1) Nā haʻawina mua a me nā noiʻi noiʻi
Ma mua o ka ʻeli ʻana, hana ʻia kahi ana e ʻike ai i nā wahi e hiki mai ana a hōʻemi i ka pilikia o nā kumukūʻai kiʻekiʻe ma muli o ka hāʻule ʻana o ka luawai. Aia i loko o kēia pae:
– Nā haʻawina honua: palapala ʻāina pōhaku, nā ʻano hewa, nā hōʻike ʻilikai (nā pūnāwai wela, nā fumaroles).
– Geochemistry: ka nānā ʻana i ka nui o ka wai wela e koho ai i ka mahana o ka waihona wai a me ke kumu o ka wai.
– Geophysics: nā ʻano magnetotelluric (MT), umekaumaha, seismic, a i ʻole nā ʻano resistivity e palapala i nā hale ma lalo o ka honua.
– Ke koho ʻana i kahi o ka luawai: e noʻonoʻo ana i ke komo ʻana, ke ʻano o ka ʻāina, ka palekana, a me nā mālama wela kūpono.
E hoʻoholo nā hopena o ka ʻimi ʻana i ka hohonu o ka pahuhopu, ke kuhikuhi o ka ʻeli ʻana (kū a kuhikuhi paha), a me ka hoʻolālā ʻenehana.
2) Palapala laikini, AMDAL, a me ka hoʻomākaukau ʻana i ka wahi
Ma muli o ka nui o nā papahana geothermal a aia pinepine ma nā wahi koʻikoʻi, pono ia:
- ka laikini e like me nā lula,
- nā haʻawina kaiapuni (e.g. AMDAL),
- nā kūkākūkā lehulehu a me nā hoʻolālā hoʻokele kaiāulu.
Ma ke kula, ua hoʻokō ʻia ka hoʻomaʻemaʻe ʻāina i kaupalena ʻia, ke kūkulu ʻana i nā luawai, ke komo ʻana i ke alanui, a me kahi ʻōnaehana hoʻokahe wai e lawelawe ai i ka wai ua a me ka lepo ʻeli.
3) Hoʻoneʻe ʻana i nā lako a me nā lako
ʻOkoʻa nā mīkini ʻeli geothermal mai nā mīkini ʻaila a me ke kinoea ma nā ʻano he nui, ʻo ia hoʻi ma muli o ke kiʻekiʻe o ka mahana a me ka hiki ke pala. ʻO nā lako i lawe ʻia:
- ʻōnaehana hoʻopaʻa a me ka hāpai ʻana,
- ka pamu lepo,
- paipu wili a me ka ʻūmi wili,
- nā lako hoʻomalu luawai (mea pale pahū/BOP),
– nā ʻōnaehana lawelawe wai, nā pahu wai, a me nā pono palekana.
4) ʻEli ʻana i kēlā me kēia ʻanuʻu (ʻeli ʻāpana)
ʻEli pinepine ʻia nā luawai geothermal i nā pae o ka emi ʻana o ke anawaena me ka hohonu:
– ʻO ka ʻili alakaʻi: paipu mua e hoʻopaʻa i ka ʻaoʻao kiʻekiʻe loa o ka honua a pale i ka hiolo ʻana.
– ʻO ka ʻilikai: pale i nā aquifers pāpaʻu a hāʻawi i ka palekana mua.
– ʻO ka ʻili waena (inā pono): no kekahi mau wahi pōhaku paʻa ʻole a i ʻole i kaomi ʻia.
– Ka ʻili hana/liner: e hoʻopili ana i ka ʻāpana hana e kaohi i ke kahe ʻana o ka wai.
I ka wā e ʻeli ana, hoʻohana ʻia ka lepo ʻeli e hāpai i nā ʻoki pōhaku, hoʻopaʻa i ka luawai, kāohi i ke kaomi, a hoʻomaʻalili i ka ʻāpana ʻeli. I loko o ka geothermal, ʻo nā pilikia ʻē aʻe e pili ana i ka nalowale o ke kahe ʻana o ke koko ma muli o nā haki pōhaku a me nā mahana koʻikoʻi e hoʻopilikia ai i nā waiwai o ka lepo.
5) Ke kau ʻana o ka casing a me ke kāpili ʻana
Ma hope o ka ʻeli ʻana o kēlā me kēia ʻāpana, hana ʻia ka uhi ʻana a me ke kāpili ʻana. He mea koʻikoʻi ke kāpili ʻana no ka mea, ʻo ia ka pahuhopu o:
- e hoʻopaʻa i ka ʻili i ka papa pōhaku,
- pale i ka liki ʻana o ka wai ma waena o nā papa,
- hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka luawai ma nā mahana kiʻekiʻe.
Ua hoʻolālā ʻia nā mea sima geothermal e kūpaʻa i ka wela a me ka wela e pale ai i ka nahā ʻana i ka wā e hele ai ka luawai i kahi pōʻaiapuni hoʻomehana-hoʻoluʻu.
6) Ka hoʻomalu ʻana i ka luawai a me ka palekana
Hiki i ka ikehu geothermal ke hoʻopuka i ka mahu i hoʻopaʻa ʻia a me nā kinoea weliweli e like me H₂S. No laila, ua paʻa loa nā kūlana palekana, me:
- Ke kau ʻana o BOP,
- nā kaʻina hana hoʻomalu maikaʻi,
- ka nānā ʻana i ke kinoea,
- ka hoʻohana ʻana i nā lako pale pilikino,
– hoʻolālā pane pilikia.
7) Hoʻopau ʻana i ka luawai a me ka hoʻoulu ʻana
Ma hope o ka hiki ʻana i ka pahuhopu, e hana ʻia ke kaʻina hoʻopau penei:
- ke kau ʻana o ke poʻo luawai a me ka valve palekana,
- ke kau ʻana o nā perforations a i ʻole ka wehe ʻana o kekahi mau wahi hana (e pili ana i ka hoʻolālā),
- ka hoʻoulu ʻana (inā pono), no ka laʻana ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i nā luawai a i ʻole ka mālama ʻana e hoʻonui i ka permeability o ke kahe ʻana o ka wai.
I ke ʻano geothermal, pono e noʻonoʻo ka hoʻopau ʻana i ka scaling (ka ua ʻana o nā minelala e like me ka silica a i ʻole calcite) a me ka corrosion.
8) Hoʻāʻo hana (hoʻāʻo luawai)
Ke ʻeli ʻia kahi luawai, ʻaʻole ia e hoʻohana koke ʻia no ka manawa pau ʻole. Hana ʻia nā hoʻāʻo, e like me:
- ka hoʻāʻo kahe e ana i ka wikiwiki o ka hana mahu/wai,
- ke ana ʻana o ka mahana a me ke kaomi,
- ka nānā ʻana i nā kemika o nā wai,
- ka loiloi ʻana i ke kūpaʻa o ke kahe a me ka hiki ke hoʻonui.
Hoʻoholo ka ʻikepili hoʻāʻo inā kūpono ka luawai no ka hana ʻana, pono e hoʻoponopono ʻia, a i ʻole e manaʻo ʻia e hoʻohana ʻia ma ke ʻano he luawai inikini.
9) Hoʻohui ʻia i loko o nā hale ʻili
Ke komo ka luawai i ke kahua hana, ua pili ka luawai i:
– nā paipu ʻelua-pae (wai mahu) a i ʻole nā paipu mahu,
- ka mea hoʻokaʻawale a me ka mea holoi,
- mea hana mīkini (turbine, condenser, hale kiaʻi hoʻolulu),
– laina hoʻihoʻi injection.
Ua hoʻolālā ʻia ka pūnaewele holoʻokoʻa e kū i nā mahana kiʻekiʻe, nā kaomi, a me nā kūlana ʻino.
4. Nā pilikia nui i ke kau ʻana i nā luawai geothermal
Ke kū nei ke kau ʻana i ka luawai geothermal i nā pilikia kūikawā, e like me:
– Nā mahana koʻikoʻi e hoʻolalelale ai i ka ʻaʻahu ʻana o ka mea hana a hoʻopilikia i ka sima/pahu.
– Ka nalowale o ke kaʻapuni ʻana i loko o ka pōhaku haki, kahi e hiki ai ke hoʻonui i nā kumukūʻai a me ka manawa ʻeli.
– Ka unahi ʻana a me ka pala e hoʻopilikia ana i nā paipu a me nā lako o ka ʻili.
– Nā pilikia H₂S a me nā hoʻokuʻu kinoea e pono ai nā ʻōnaehana hoʻēmi a me ka nānā ʻana.
– ʻO ke komo ʻana i nā wahi i nā mauna pinepine, no laila he paʻakikī ka logistics.
No laila, kau ka hoʻolālā geothermal, nā mea hana, a me nā kaʻina hana i kahi koʻikoʻi nui i ka hilinaʻi lōʻihi.
5. Hopena
ʻO nā luawai geothermal ke ala mua i ka ʻohi ʻana i ka ikehu geothermal: hāpai ʻia nā wai wela mai ka waihona wai ma o nā lua hana, hana ʻia ma luna o ka ʻili e hana i ka uila a i ʻole ka wela pololei, a laila hoʻihoʻi ʻia i lalo o ka honua ma o nā lua hoʻokomo e mālama i kahi ʻōnaehana paʻa a hoʻomau. Pono ke kau ʻana i kahi moʻo o nā ʻanuʻu, mai ka ʻimi ʻana a me ka ʻae ʻana i ka ʻeli ʻana a me ka hoʻokomo ʻana i ka pahu a me ka sima, i ka hoʻāʻo hana a me ka hoʻohui ʻana o nā hale hana. Me ka hoʻolālā akahele a me nā kūlana palekana kiʻekiʻe, hiki i nā luawai geothermal ke lilo i ʻōnaehana hoʻolālā e kākoʻo i ka hoʻololi ikehu maʻemaʻe a me ka palekana ikehu aupuni.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke hoʻoponopono i kēia ʻatikala i ʻoi aku ka loea (e.g., ka hoʻohui ʻana i nā palena o ka casing, nā ʻano sima, a me nā kiʻi wellhead) a i ʻole ʻoi aku ka kaulana no ka poʻe heluhelu maʻamau, a me ka hōʻoia ʻana he pololei ka helu huaʻōlelo ma kahi o 1000 mau huaʻōlelo e like me ka mea e pono ai.
