Geotermikus energia - Hőkiszabadítás

  • Nagy Sebestyén
  • 2009. április 2.

Belpol

Magyarország geotermikus adottságai átlagon felüliek, vannak biztató kezdeményezések is, a föld hőjéből nyerhető hő fölhasználására fordítható pályázati pénzek nagysága jelentékeny. Egy kevéssé emlegetett alternatív energiaforrás, ami még környezetet sem szennyez nagyon.
Magyarország geotermikus adottságai átlagon felüliek, vannak biztató kezdeményezések is, a föld hőjéből nyerhető hő fölhasználására fordítható pályázati pénzek nagysága jelentékeny. Egy kevéssé emlegetett alternatív energiaforrás, ami még környezetet sem szennyez nagyon.

Egy 58 tonnás önjáró szerkezet halad Dunaújváros felől a Csongrád megyei Sándorfalvára. A nyolctengelyes monstrum külön engedéllyel gurulhat, amit 40 km/órás végsebességgel abszolvál. Útját Kínában kezdte, hogy aztán az Indiai-óceán, a Földközi-tenger és a Duna után Baján partra tegyék legalább ekkora tömegű egyéb alkatrészeivel (kompresszor, generátor stb.) együtt. Márciusban két ilyen szerkezet érkezett Magyarországra; néhány nagyon mély lyukat fúrnak majd a földbe, körülbelül 2000 métereseket (a gazdasági operatív program keretében beszerzett gépek amúgy háromezer méterre is képesek lenézni).

A fúrók tulajdonosai a sándorfalvai székhelyű AquaPlus Kft., illetve a kisteleki Dover Drill Kft. A tőzsdére is bejegyzett PannErgy Nyrt. az AquaPlus egy korábbi fúrójával februárban kezdte meg a mélységi fúrásokat a Mecsek lábánál, Szentlőrincen, hogy a körülbelül 1800 méter mélyen lévő forró víz hőenergiáját hasznosítsa.

A föld hőjének

hasonló célú felhasználása régóta ismert, már a rómaiak is ezzel a technikával fűtöttek Aquincumban. 1868 és 1878 között pedig Zsigmondy Vilmos az akkori világ egyik legmélyebb kútját, a 970 méter mély Városligeti I. kutat hozta létre: és bár kilenc év után majdnem feladták a fúrását, azóta is 74 fokos vizet hoz, amelynek lehűlt változatában a Széchenyiben e pillanatokban is megannyi turista és sakkozó nyugdíjas áztatja magát. A geotermikus energia az 1960-as években került újra előtérbe Magyarországon, ekkor kezdték államilag támogatni a víz kitermelését termálvízi hasznosítás és üvegházak fűtése céljából. Ma kb. 50 település fűtését és melegvíz-szolgáltatását biztosítják részben geotermikus energiával.

A geotermikus gradiens - amely azt mutatja, hogy a föld belseje felé kilométerenként mennyit nő a hőmérséklet - Magyarországon 45 és 60 ·C/km között változik, míg az európai átlag 30-35 ·C/km. Ha mélységi fúrásra adnánk a fejünket, ehhez hozzá kellene adnunk az átlagos felszíni hőmérsékletet, mely nálunk 10-11 fok; vagyis a Kárpát-medencében akár 2500 méterből is nyerhetünk 120 ·C-os vizet, míg mondjuk a geotermikus energia főként villamos energiai - tehát nem fűtési - célú felhasználását állami és lakossági oldalról egyaránt erőteljesen támogató Németországban ez csak 4000 méter mélyről hozható föl.

Adottságaink tehát, visszafogottan fogalmazva, átlag felettiek. Ennek oka, hogy a Kárpát-medence alatt a Föld legkülső, szilárd 120 km vastag kőzetrétege az évmilliók során a felére vékonyodott, és az alatta lévő forró földköpeny közelebb került a felszínhez. "Úgy kell elképzelni - mondja Sándor Zsolt, az AquaPlus Kft. ügyvezetője -, hogy a kazán a föld mélyén izzó kőzettömeg, e fölül mi kivesszük a vizet, eljuttatjuk a hőcserélőbe, ami olyan, mint a lakásokban a radiátor."

Amikor geotermikus energiáról beszélünk, valójában több különböző technológiát veszünk egy kalap alá. A legegyszerűbb és csak szűk környezetben - egy-egy intézmény, néhány lakóépület fűtésére - működő megoldás a hőszivattyú, amellyel száz-kétszáz méteres mélységből hozzák fel a vizet, és annak hője, valamint a felszíni hő közötti különbséget kihasználva állítanak elő energiát. (Például a dorogi Tescóban is így oldják meg a fűtést és a hűtést.) "A világon felhasznált geotermikus fűtési energia több mint felét ezzel az eljárással állítják elő - mondja Lenkey László, az ELTE Geofizikai Tanszékének tudományos főmunkatársa. - Ez most Európában nagyon divatos, és bárhol meg lehet csinálni. Igaz, hogy ha valakinek padlófűtése van, és jól leszigeteli az ablakokat, hasonlóan eredményesen spórolhat a fűtésszámlán, de tény, hogy ha a földgáz ára tovább emelkedik, akkor ez a technika szakszerű tervezés esetén gazdaságos." Ahhoz azonban, hogy a 10-15 fokos hődifferenciát hasznosítani lehessen, elektromos energia is kell (amit mondjuk alacsony hatásfokkal, fosszilis, primer tüzelőanyagból állítottak elő), ezért a geotermia kritikusai gyakran fölvetik, hogy a hőszivattyú "nem teljesen tiszta" eljárás. "Hamis az a beállítás, amely a hőszivattyút teljesen zöldenergiának tekinti" - nyilatkozta a GTM-nek László György, a Magyar Távhőszolgáltatók Szakmai Szövetségének alelnöke. E rendszerek hatékonyságát egyébként a COP (coefficient of performance) mutatóval adják meg: ez a leadott fűtőteljesítmény és az ehhez felvett elektromos teljesítmény hányadosa, amely ha eléri a 4-et, a rendszer jónak tekinthető.

Teljesen más rendszer a mélységi fúrásoké, amikkel a földmélyi hőenergiát hozzák felszínre. A legegyszerűbb közvetítő anyag természetesen a víz, amely jó esetben odalent megtalálható, és amit még jobb esetben meg is találnak. "Zsigmondy Vilmos száznegyven éve jó intuícióval megsejtette, hogy a budai termálkarszt folytatódik a pesti síkság alatt, és a termálvizet a Városligetnél mélyfúrással fel lehet tárni. Akkor ezt még nem lehetett biztosan tudni, szerencséje volt" - mondja Lenkey László.

A mélységi fúrásoknál

fontos, hogy a kőzet törészónáiba trafáljanak, mivel a víz a repedésekben áramlik. "Ezek ötven-száz méter szélesek, ami soknak tűnik, de képzeljük el, ha két kilométer magasból kell ezt eltalálni" - magyarázza Bokorovics Balázs, a PannErgy elnöke. Persze biztosra mennek: e törészónák feltérképezését több minden segíti. Először is a különböző céllal Magyarországon már elvégzett fúrások eredményei. "Ronggyá van fúrva az ország - erősíti meg Lenkey László is. - Tíz-húsz kilométeres körzetben biztosan lehet találni egy mélységi fúrást. Ezeknek az adataiból jól látszik, hol szakadnak meg a rétegek, azaz hol lehet nyílt, vezető vető, amelyben áramlik a víz." Szénhidrogénkútból és kutatófúrásból Magyarországon több ezer található - és ebből a sok adatból megállapíthatók Magyarország geológiai adottságai. Ezenkívül megvásárolhatók a szeizmikus mérések adatai is, illetve a PannErgy továbbiakat is készíttet magának - ez utóbbiakat magnetotellurikus méréseknek nevezik, amelyek a természetes elektromágneses tér komponenseinek változásából következtetnek arra, hogy a mélyben hol van törészóna és víz jelenlétére utaló kis elektromos ellenállású réteg.

Ugyancsak e két kérdésre - hol tört el a kőzet, és hol van víz 1500-3000 méter mélységben - kereste a választ a hét hónapig tartó, összesen 470 km-es hosszúságban végzett kutatás. A vizsgálatok során, amiket a PannErgy az izlandi Mannvittal közösen folytatott, harminc olyan kisebb területet választottak ki, ahol érdemes mélységi geotermiával foglalkozni; ezek első állomása Szentlőrinc, ahol a tervek szerint az idei fűtésszezonban már a föld hője szolgáltatja majd a meleget.

"Hőenergia van. A mai felhasználás mellett ez több ezer évig fedezné az ország energiaszükségletét. Ez a hő ott van a kőzetben és a vízben - mondja Lenkey László. - A szűk keresztmetszet a vízmenynyiség, a rezervoárokban tárolt víz ugyanis véges." Az egyik legjobb vízlelőhely a Dél-Alföld alatti rezervoár, amely olyan vizet rejt, ami több tízezer évvel ezelőtt esett le a Mátrában vagy az Erdélyi-középhegységben. "Ezek régen a kutakban artézi vizek formájában is feltörtek, de a vízszint a hetvenes évek óta folyamatosan csökken, és ma már a kutakat szivattyúzni kell, mivel rengeteg vizet veszünk ki. Ezért a

visszasajtolás

elkerülhetetlen." A vízgazdálkodási törvény 1996 óta ír elő visszasajtolási kötelezettséget az energetikai célra hasznosított vizeknél, azért is, hogy a magas sótartalmú víz ne szikesítse el a környezetét - de fontos szempont a víz pótlása is. "A nyolcvanas években már voltak visszasajtolási kísérletek, de ezek jelentős része kudarcos volt - mondja Sándor Zsolt. - A vízgazdálkodás idővel feszesebb szabályokat kívánt, és a mi gyakorlatunk egyelőre azt bizonyítja, hogy megoldható a dolog." A kisteleki termelő kúttól 2200 méterre egy körülkerített kis kunyhó álldogál a város szélén, itt nyomják a föld alá a lehűlt, nem hasznosítható vizet. Működésének két éve alatt még nem volt probléma a visszasajtolóval. "Évente két-háromszor azért meg kell kompresszorozni. Ilyenkor oda-vissza mozgatják benne a vizet. Úgy kell elképzelni, mint egy vécépumpát" - magyarázza Fülöp Roland, a létesítményt felügyelő technikus.

A visszasajtolást mindig a termelő kút 800-1500 méteres környezetében végzik, és 2-300 méterrel a termelő kút talppontja feletti rétegbe vezetik vissza a vizet, hogy ne hűtse le a rendszert. Ez lényegesen megdrágítja a beruházást, mivel így két, egyenként két-háromszázmillió forintos kutat kell építeni.

Lenkey László szerint "a visszasajtolás gond lehet a Felső-Pannon rezervoárban. Ezt homokkőnek mondjuk, de igazából nem teljesen cementált szilárd kőzet alkotja a rezervoár vázát, hanem képlékeny homokkő és homok keveréke, ami abból is megfigyelhető, hogy a kutak ebben a térségben időnként eltömődnek. A dunántúli területek alatti karsztos, repedezett rezervoárba rizikó nélkül viszsza lehet sajtolni. De ez a másik, porózus rezervoár, különösen, ha a felhasználás során megváltozik a víz PH-ja, savassága, hidegebb lesz, kiválnak belőle ásványok, a visszasajtolásnál ellenállhat. Hódmezővásárhelyen ugyan tíz éve működik - ez a leghosszabb tapasztalatunk -, de lehet, hogy a Nagykunságban esetleg már nem működne, mert kicsit más a rezervoár: másképpen konszolidált, más az oldottanyag-tartalma, a kolloidtartalma. Szóval, ez nem egy olyan standard dolog, mint a tévé, hogy bedugom, és működik. Teljesen pontosan azt sem tudjuk, mi van három méterrel a lábunk alatt - két kilométerre meg pláne. A hódmezővásárhelyi visszasajtolás technológiáját jelenleg a Szegedi Egyetemen elemzik, hogy a módszert általánosítani lehessen."

A megújuló energiáknak az uniós direktíva szerint az összes energiafogyasztáson belül 2010-re el kell érnie a 12 százalékos részesedést, amit 2020-ra már 20 százalékra akarnak emelni. A megújuló energiákból termelt elektromos áram részesedésének 2010-re közösségi szinten 22,1 százaléknak kellene lennie. A jelenlegi magyarországi érték 3,6 százalék, 2010-re pedig a reális cél 5. Kérdés persze, hogy melyik ország hogyan értelmezi a "megújuló" szót. Az EU-direktíva szerint az ipari és a városi hulladék szerves részéből nyert energiával előállított villamos energia fele tekinthető megújuló jellegűnek. A tőzeg viszont nem tekinthető, a magyarországi zöldenergia több mint felét adó biomassza igen. Ez nálunk leginkább a fa elégetéséből keletkezik, melyet előbb el kell szállítani közutakon, az égetés előtt ki kell szárítani, és ezek során a környezetre káros égéstermék keletkezik. A geotermikus energia melletti egyik erős érv, hogy ilyen módon egyáltalán nem szennyez.

A geotermikus energia a gázzal 2007 óta tud versenyezni, mivel a gázár-támogatás már nem alanyi, hanem szociális alapon jár - 2009-ben az ország 81 milliárd forintot költ erre -, ráadásul a gázválságok gyengítették a gázlobbit. Ma már olyan nagy cégek foglalkoznak geotermikus energiával, mint a Mol vagy a PannErgy. Utóbbi 2010-ig hat projektet indítana, elsőként Szentlőrincen, Tamásin és Csurgón, de terveznek egy miskolcit és egy győrit is. A Mol pedig január végén növelte 50 százalékosra a részesedését a CEGE Közép-Európai Geotermikus Energia Zrt.-ben, "melynek küldetése, hogy piacvezető szerepet töltsön be a geotermikus energia magyarországi piacán".

Az új KEOP (Környezet és Energia Operatív Program) pályázatokban a támogatási arányok javultak: már a teljes összeg 30 és 70 százalék közötti támogatási aránya is elérhető, amihez még uniós pályázati pénzek is csatlakozhatnak. Sokszor viszont a pályázatok azért hiúsulnak meg, mert a pályázati pénzek mögé 50 százalékban bankgaranciát kérnek: ez pedig a kis- és középvállalkozásoknál - de olykor a nagyvállalatoknál is - kivitelezhetetlen. A magyarországi szabályozási környezet sem egyszerű: egy pályázat benyújtásához vízbeszerzési szakvélemény, környezetvédelmi engedélyezési eljárás, részletes környezeti vizsgálat, környezetvédelmi engedély és elvi vízjogi engedély szükséges. Mindezek beszerzése jó féléves procedúra.

Magyarország 65 milliárd forintot kapott az EU-tól zöldenergiára és az energiahatékonyság növelésére a 2007-2013-as időszakra. Ebből eddig 1,5 milliárdot költöttünk el. Az új KEOP-pályázatok kiosztása után egy fűtési célú geotermikus energiatermelést megvalósító beruházás 4-5 év alatt megtérülhetne.

A gazdasági válság

természetesen a geotermikus energiával foglalkozó szektor terveit is felülírta. A bankok most nem vonhatók be könnyen a hitelezésbe, a költségesebb berendezésekkel és a még mélyebb fúrásokkal járó geotermikus villamosenergia-termelést egyelőre elhalasztják a nagyobb cégek is, és a helyi hőenergia-előállításra koncentrálnak. "A legrosszabb forgatókönyv az, hogy az EU-s támogatások mellé a PannErgy saját tőkével áll oda, ez 6-7 hőerőmű megépítésére megoldás lenne - mondja Bokorovics Balázs. - De a második változat, hogy az MFB, a Hitelgarancia Zrt. stb. garanciát ad egy hitelre, melyet egy kereskedelmi banktól veszünk fel, még működik. Egy-egy projektnél 500 millió forintról beszélünk, 4-5 éves megtérüléssel. Azért ennyi időre még lehet pénzt szerezni."

"Ha a már említett porózus rétegekben is megoldják a visszasajtolást, akkor ez jelentős alternatíva - állítja Lenkey László. - Sok energiát meg lehetne vele spórolni. Az ország éves energiaszükséglete 1000 PJ. Geotermiával ma kitermelünk 3-4 PJ-t. Ezt biztosan ki tudjuk tolni 6-8 PJ-ra, és ha a visszasajtolással nem lesz sehol probléma, ez akár felmehet 30-60 PJ-ra is. Az már 3-6 százalék, ami nemzetgazdasági szinten is jelentős."

Vannak még optimistább vélemények is. Kurunczi Mihály, a Magyar Termálenergia Társaság elnöke szerint közel 130 PJ hőenergiát is lehetne hasznosítani, ami a 640000 távhővel fűtött lakás energiaigényének felét fedezhetné.

Fűt, hűt

""voda, sportcsarnok, gimnázium" - ez olvasható a kisteleki termelő kút kijelzőjén. És adatok, ami azt mutatják, áramlik-e éppen abba az irányba meleg víz, és ha igen, hány fokos, és mekkora hozammal. A felszínen látható két, egyenként 2 méter átmérőjű és 8,6 méter magas toronyról senki meg nem mondaná, hogy ez biztosítja a város összes jelentős intézményének a meleget. "Hetente jönnek ide különböző városokból érdeklődni, nem csak magyarok - mondja Fülöp Roland, az AquaPlus Kft. munkatársa. - Mindig az az első kérdés: tényleg ennyi az egész?" A kút 2096 m mély, és 87 fokos a talphőmérséklete. A beruházás 2007-re készült el pályázatokból és önkormányzati önerőből, költségei nyolc éven belül megtérülnek, a kivitelező pedig vállalta, hogy a hitelek lejártáig az így előállított hő árát a mindenkori gázár 90 százalékáért adja. A kisteleki rendszer jól példázza a kitermelt víz többlépcsős hasznosíthatóságát. A beérkező, közel 90 fokos meleg víz a hőcserélőn keresztül fűti a lakásokat, az üvegházakat, végül táplálja a medencéket, és a folyamat végén kijön 20 fokosan.

A kisteleki termelő kútnál lévő két torony gáztalanító tartály. A felhozott vizet metánmentesítik, később vastalanítani is kell, és ezek után kerülhet a rendszerbe. Az Alföldön a kutak többsége termel metánt, amit, mivel éghető gáz, hasznosítani lehet. A Vajdaságban a metán összegyűjtése és használata már régóta gyakorlat, Magyarországon csak a közelmúltban, Karcagon kezdtek el foglalkozni ezzel: ott a kórház energiaszükségletéhez járulnak hozzá a technikával. A kisteleki rendszer teljes kiépítése 1-1,5 milliárd forint közötti összegbe került; a legnagyobb tételek a termelő és a visszasajtoló kút, a távvezeték-hálózat és a régi gázkazánokat leváltó hőközpontok létrehozása.

Neked ajánljuk