A geotermikus energiában rejlő potenciál használhatóságának kérdései II. Észak-Alföldi Önkormányzati Energia Nap
Buday Tamás
Debreceni Egyetem Ásvány- és Földtani Tanszék 2011. május 19.
A geotermikus energia hasznosításának osztályozása • Hőmérséklet alapján • A hőhordozó közeg és a földtani közeg érintkezése alapján – zárt rendszerek – nyílt rendszerek • körfolyamat • egyirányú folyamat
• A technológia alapján – – – –
hőszivattyús rendszerek termálvíz hasznosítás hőcserélővel termálvíz/gőz áramtermelési célú hasznosítása vegyes
Lindal-diagram (1973)
A földtani közeg és a hőhordozó érintkezése alapján • Zárt rendszer: – a közeg és a hőhordozó nem érintkezik egymással – a hő elsősorban hővezetéssel terjed – a kitermelhető hőteljesítmény gyorsan csökken
• Nyílt rendszer – – – –
a közeg és a hőhordozó érintkezik egymással a hő elsősorban hőáramlással terjed a kivehető hőteljesítmény lassan csökken, vagy konstansnak tekinthető amennyiben a rendszerben visszasajtolás is történik, akkor a besajtolt víz hőmérséklete hőátadással nő
Hőszivattyúk • Energiabevitellel az alacsonyabb hőmérsékletű helyről visszük az energiát a magasabb hőmérsékletű hely felé. • A befektetett energia is hőenergiává alakul. • COP • szekunder oldal: alacsony hőmérsékletű hőleadók, jó hőszigetelés • primer oldal: talaj, víz, levegő
Hőszivattyúk
• problémák: – – – – –
a hőáram vertikális értéke kevés a telepítések száma bizonytalan illegális telepítések 5 m-es minimális távolság kevés üzemelési információ
Schwalbach GSHP tesztüzem a: az első fűtési szezon előtt b: az első fűtési szezon után
A modellszámítások alapján a regenerációs idő kb. az üzemelés idejével egyezik meg. Regenerációs idő: elérni egy adott minimális hőmérsékletkülönbséget
például: 20 m mélyen, 20 év üzemelés után: t0,5: 3 év t0,25: 12 év t0,15: 20 év
Termálvíz felhasználás • Fürdőüzem • Energetikai hasznosítás
Erőművi áramtermelés Száraz gőz erőművek
Segédközeges erőművek
Mályi – tervezett erőmű és távőszolgáltatás Miskolc távhőellátását és áramfejlesztést szolgáló kút létesítése (2010 nyara) és tesztelése (2010 szeptember). A triász termokarsztból termelt víznek jelenleg kevés (kb. 100 °C) a hőmérséklete!!
lubrikátor gáztalanító
ideiglenes tároló
(termelvény kivezetése és a mérőegységek bevezetése)
A közvetlen hévízhasznosítás korlátai a vízadó képződmény szempontjából vízkivételi helyek egyenetlen térbeli eloszlása
helyi túltermelés
elégtelen utánpótlódás
Csökkenő: - nyugalmi vízszint - hőtartalom - oldottsó tartalom
rétegtömörödés (hasznos tér vesztés)
A hévíztermelő és -felhasználó szempontjából mutatkozó korlátok • sok esetben gáztalanítás szükséges • gyakori vízkőkiválás – – – –
kútban kútfejben vezetékekben medencékben
• hőveszteségek
• esetenként bakteriológiai szennyeződések • a visszasajtolás költségei / a hűtés és elhelyezés nehézségei
A debreceni termálkutak nyugalmi vízszintjének változása 1932–1995 között
3
Kelet-magyarországi hévízkutak oldottanyag tartalma
Nagy entalpiájú területek megújulóképessége antropogén befolyásoltságú rendszerek • Új-Zéland – Wairakei mező
Hőforrások vízhozamváltozása a mező közelében, Geyser-völgy
Magyarország geotermikus energiapotenciál • Dinamikusan kitermelhető hévíz: – visszasajtolás esetén 380 millió m3/év, ennek 40 °C-kal való lehűtése 63,5 PJ/év (azaz 2013 MW, ami megfelel 22 mW/m2 hőáramcsökkenésnek)
• Dinamikus hőkészlet: – az átlagos fajlagos hőáramértékkel (kb. 100 mW/m2) számolva 9300 MW
Hévízhasznosítás
A víztartó felső-pannon fekü képződmények hőmérséklete Forrás: MBFH
Magyarországi termálkutak
Magyarország geotermikus energiahasználata (2009) • erőművi használat nincs (Iklódbördöce: nem gazdaságos és nyeletési problémák PannErgy: több helyen fúrnak)
• közvetlen felhasználás – – – – –
fürdők mezőgazdasági fűtés fűtés hőszivattyúk ipar
2%
fürdő mezőgazdaság fűtés hőszivattyú ipari hőigény
12% 5,4 PJ 2,6 PJ 1,2 PJ 0,5 PJ 0,2 PJ
Összesen 9,8 PJ Elsősorban hévízhasználat. KSH szerint 3,6 PJ.
5%
55% 26%
Köszönöm a figyelmet!
A kutatás az Új Magyarország Fejlesztési Terv TÁMOP-4.2.2-08/1/20080017 sz. “Geotermikus rendszerek fenntarthatóságának integrált modellezése” c. projektjének támogatásával készült. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap és az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásával valósul meg.
