Geotermia határon innen és túl - a MÁFI kutatási projektjei

Geotermia határon innen és túl - a MÁFI kutatási projektjei Nádor Annamária, Tóth György, Szőcs Teodóra, Muráti Judit, Jocháné Edelényi E., Jordán Győző és még sokan mások

VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

A MÁFI helye és szerepe a geotermikus kutatások piacán jogszabályi háttér MÁFI szakmai háttere: határon innen és túl Jelentősebb kutatási programok, projektek Pannon medence nagyméretű, áttekintő áramlási és transzportmodellje VKI - Vízgyűjtő-gazdálkodási tervek D-Bakony - Zala-medence regionális hidrogeológiai modellje EU-s projektek T-JAM Transenergy Thermo-Map Jövőbeli feladatok CCS vs. geotermia nagymélységű rendszerek


A MÁFI helye a geotermikus „piacon” - Jogszabályi keretek 344/2009 (XII.30.) Korm. rendelet 4B § (1): a Magyar Állami Földtani Intézet (MÁFI) a miniszter (KvVM) által irányított önállóan működő és gazdálkodó közintézeti altípusú közszolgáltató központi költségvetési szerv 4B § (4): a MÁFI működési köre az ország egész területére kiterjed 19 §: A MÁFI alaptevékenysége körében állami földtani kutatással összefüggő feladatokat lát el a) az ország földtani felépítésének megismerésére és az ismeretesség növelésére irányuló földtani, valamint az ország földtani erőforrásgazdálkodását megalapozó kutatások végzése e) az Európai Uniónak a földtani közegre, valamint a felszín alatti vizekre vonatkozó jogszabályi átvételéhez, végrehajtásához kapcsolódó kutatási feladatok ellátása, azokban történő közreműködés (2000/60/EC WFD, 2007/2/EC INSPIRE, 2009/28/EC RES, 2009/31/EC CCS) VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

A MÁFI helye a geotermikus „piacon” - Jogszabályi keretek 267/2006. (XII.20.) Korm. rendelet 6. § A Magyar Bányászati és Földtani Hivatal állami földtani feladatai ellátásában a Magyar Állami Földtani Intézet (MÁFI) és a Magyar Állami Eötvös Loránd Geofizikai Intézet (ELGI) közreműködnek. 30/2004. (XII. 30.) KvVM rendelet 2. § (2) Az országhatárral osztott víztest kijelölését egyeztetni kell az érintett országgal, amelyről a ...Magyar Állami Földtani Intézet bevonásával a környezetvédelmi és vízügyi miniszter gondoskodik MÁFI Alapító Okirata (JKH-6/4/2010) részvétel a geotermikus energia földtani viszonyainak vizsgálatában, országos felmérésében, egyes előfordulásainak részletesebb vizsgálatában, a kitermelhetőség környezeti és egyéb kockázatai feltételeinek meghatározásában, a kitermelés és használat földtani közegre gyakorolt hatásának vizsgálatában, különös tekintettel a geotermikus védőidomok kijelölésére VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

vízföldtani szempontból fontos kőzetegységek térbeli helyzete FÖLDTANI TÉRMODELL

kőzetegység → HIDROSZTRATIGRÁFIAI EGYSÉGEK: vízföldtani (áramlási és transzport), hőtani PARAMÉTEREK

HIDROGEOTERMIKUS MODELL ModFlow, FeFlow

MODELL KALIBRÁCIÓ (mért és modellezett adatok összevetése): vízgeokémia (országos vízgeokémiai adatbázis): víz-kőzet kölcsönhatás → áramlási pályák Országos Felszínalatti Vízmegfigyelő Hálózat 160 észlelőkút (81 VKI monitoring) → vízszintek és nyomásszintek idő és térbeli változásai hőmérsékleti adatok (mért) VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 -350 -400 -450 -500 -550 -600

Vízföldtani szempontból fontos kőzetegységek térbeli helyzete - FÖLDTANI TÉRMODELL

Földtani térmodell építőkövei: országos földtani térképek (felszíni és mélyföldtani változatok) digitális formátumban: adott képződmény elterjedése szintvonalakkal (tető, talp) regionális földtani szelvények (szeizmika) mélyfúrási adatbázis Numerikus hidrogeológiai modellhez: voxeles információ Tömb modell: adott képződményen belül voxelenként változhatnak az értékek (pl. porozitás) Rétegtani modell: a képződmények alsó és felső határoló felülete közötti térrészben (voxelekben) konstans érték VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

Kárpát medence: határokkal osztott víztestek (földtani erőforrások) Economic Commission for Europe: Inventory of Transboundary Ground Water in Europe G.E. Arnold, Zs. Buzas GROUND WATER 2001. 43, no. 5: 669–678


A Pannon medence nagyméretű, áttekintő áramlási és transzportmodellje („Pannon XXL”) A fürdőfejlesztésekkel kapcsolatban a hazai termálvízkészlet fenntartható hasznosításáról és a használt víz kezeléséről szóló hidrogeológiai kutatás (2005) Gazdasági minisztérium megbízása: VITUKI - MÁFI - Aquaprofit konzorcium MÁFI feladatok: földtani, vízminőségi adatbázis fejlesztés, országos földtani - hévízföldtani modell fejlesztése A modell célja: a hideg- és termálvizek fő áramlási rendszereinek meghatározása a Pannon medence pannon-kvarter vízadó rendszer egészére a természetes és a termeléskori állapotokra Tóth Gy., Jocháné Edelényi E., Horváth I., Jordán Gy., Muráti J., Gál N., Marsó K., Nagy P., Rotárné Szalkai Á., a felhasznált országos földtani térképek szerzői VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

A modell főbb elemei Modellterület: 670 x 500 km (teljes vízgyűjtő terület) Cellaméret: 2×2 km, összesen 798 750 cella A szomszéd országok elérhető adatait használjuk, abban az esetben is, ha ezek nem naprakészek (partner földtani szolgálatok ‒ EuroGeoSurveys)

termálkutak (T>30 C)

ModFlow 4.0


A földtani modell felületei Földtani térmodell alapja: MÁFI által készített 1:500 000 földtani mélységtérképek fekü (-8000 m Bf) és fedő mellett 6 további mélységfelület (kvarter, alsó - felső-pannon, pre-kainozoos aljzat) Geometriai konzisztencia: egyes rétegfekük és fedők nem metszhetik egymást képződmények csak a térképen jelölt elterjedési határon belül jelenhetnek meg összhang a fúrási adatokkal negyedidőszak ‒ 2 felület


A földtani modell felületei felső-pannon - 3 felület

pre-kainozoos medencealjzat VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

Modell kalibrációk ‒ vízgeokémia


A modellezés főbb eredményei - vízforgalmi számítások

Porózus termálvíztestek utánpótlódása

m3/nap természetes állapot

m3/nap 2002. évi víztermelés fennmaradása

116 200

153 500

Porózus termálvíztestekből 116 200 eláramlással távozik

76 500

Porózus termálvíztestekből víztermeléssel távozik

77 000

Porózus hideg víztestek utánpótlódása

2 652 200

2 954 000

Porózus hideg víztestekből 2 652 200 eláramlással távozik

2 309 000

Porózus hideg víztestekből víztermeléssel távozik

645 000


A modellezés főbb eredményei - számított hidraulikus potenciálok (természetes állapot)


A modellezés főbb eredményei - a víztermelések által okozott depressziók


Vízgyűjtő-gazdálkodási tervek, víztest jellemzések

4 porózus termál víztest


Vízgyűjtő-gazdálkodási tervek, víztest jellemzések

Vízföldtani szelvény Esztergom és Solymár között


15 termálkarszt víztest

Dél-Bakony - Zala-medence regionális hidrogeológiai modell és felszín alatti áramlás szimuláció (2006-2008) Jocháné Edelényi E., Tóth Gy., Jordán Gy., Rotárné Szalkai Á., Cserny T., Gál N.

Célkitűzések: különböző vízhasznosítási érdekek biztosításának független szakértői megalapozása a hidrogeológia rendszer pontos megismerése alapján a víztest határainak pontosítása, minőségi védelme hozzájárulás lokális 3D földtani és hidrodinamikai modellek felépítéséhez, védőidomok meghatározásához a kivehető víz (hő)mennyiség meghatározása a hatékony vízgyűjtő-gazdálkodás, készlet-megosztás megalapozása alternatív vízkivételi lehetőségek feltérképezése esetleges vízkorlátozások bevezetésének előrejelzése szennyező források felmérése VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

Körülmények: forráshiányos állam - erős vállalkozói igények - európai törvényi kötelezettségek - hiányos hazai jogszabályok Kutatási projekt finanszírozói a területen vízkivételi kontingenssel rendelkezők egy csoportja: Coca Cola Beverages Hungary Kft. (2006-2008) Kehida Thermál Gyógy és Élményfürdő Kft. (2007-2008) Hévízgyógyfürdő és Szent András Reumakórház Kht. (2007-2008) Aquazala Kft. (2007-2008) Hotel Aquamarin (2008) Aq Prétor Kft. (2008) Hotel Carbona (2008) Eurofitt Kft (2008)

Elvi támogatók:

Dunántúli Regionális Vízmű Rt. Nyugat-Dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság Projekt koordinátor: Hantken Miksa Alapítvány VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

Az engedélyező hatósági munka támogatására elvégzett feladatok Karsztvízszint észlelések, adatbázis fejlesztés, vízszintváltozások értelmezése Szennyeződés-felmérés a Hévízi-tó sérülékeny környezetében (Nyugat-Magyarországi Egyetem Környzettudoményi és Környeztmérnöki Szak hallgatói)

Vízhozam-elemzések, termeléstörténet rekonstrukciója Hőmérsékleti idősorok bővítése, adatok térbeli feldolgozása és értelmezése Meglévő vízminőségi adatok térbeli és időbeli változásainak értelmezése, kiegészítő nagyrészletességű vízminőség és izotópvizsgálatokkal Részvétel a modellezésben (korábbi modellek értékelése, koncepcionális modell kialakítása, áramlási, oldott-anyag és hőtranszportrendszer kalibrálása Javaslat kidolgozása a meglévő védőidom-rendszer továbbfejlesztésére VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

A földtani-vízföldtani modell

Hidrogeológiai tömbök

3D földtani modell (rétegtani modell)


Egyszerűsített vízmérleg teszt k.4.1. Dunántúli-khg hideg karsztvíztest

kt.4.1. Nyugatdunántúli termálkarszt víztest

utánpótlódás (csapadékból)

176 254 m3/nap

vízcsere a szomszédos karsztvíztesttel

-46 000 m3/nap

46 000 m3/nap

előirányzott vízigény biztosítása

-90 075 m3/nap (korábban működő karsztforrásokra)

-35 000 m3/nap (Hévízi-tóra)

Jelenlegi vízkivételek

-54 715 m3/nap

-5 646 m3/nap

Vízmérleg

-14 536 m3/nap

5 354 m3/nap


Fontosabb áramlási pályák és keveredési helyszínek a Hévízi-tó utánpótlódási területén M: Magas hőmérsékletű, (~80°C) vizek Zalai med. felől) B1: D-Bakonyból, (Ukk-Zalaszentgrót útvonalon) B2: D-Bakonyból, (Várvölgyi medence alatt) F: A Zalaszántói tározónál elnyelődő felszíni vizek P1: Hideg, porózus szarmata-pannon rétegvizek P2: Meleg, porózus szarmata-pannon rétegvizek H2: Keszthelyi hegységi hideg-karsztvizek É-felé H1:Keszthelyi hegységi hideg-karsztvizek Ny-felé

10,9% 38,0% 11,5% 11,1% 3,0% 2,0% 10,0% 13,5%


T-JAM – Thermal Joint Aquifer Management Geotermikus hasznosítások felmérése, a hévízadók értékelése és közös hévízgazdálkodási terv előkészítése a Mura-Zala medencében Operational Programme Slovenia Hungary 2007‒2013 2009. szept. 1. – 2011. okt. 31. Partnerek:

Nádor A., Uhrin A., Palotás K., Selmeczi I., Fodor L., Tóthné Makk Á., Tullner T., Turczi G., Tóth Gy., Szőcs T., Muráti J., Rotárné Szalkai Á., Koroknai B., Nagy Sz., Babinszki E., Ádámné Incze Sz., Maros Gy., Szabadosné Sallay E., Magyari Á. VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

Szombathely

Celldömölk Sárvár

WP1: Projekt koordináció (Sinergija) WP2: Földtani‒vízföldtani modell (MÁFI)

Mesteri Borgáta

Vasvár

WP3: Hasznosítás felmérése (Geo-ZS) WP4: Közös hévízgazdálkodás (Geo-ZS) WP5: Eredmények terjesztése (Sinergija)

Zalaegerszeg Kehidakustyány Dobrovnik

Moravske Toplice

Hévíz

Murska Sobota Lenti Radenci

Maribor

Banovci Mala Nedelja

Lendava

Zalakaros Bázakerettye

Ptuj


A fő hévíztartó rezervoárok: pannon homokkövek

folyamatos delta progradáció: összeköttetésben álló kiterjedt homoktestek delta front

turbiditek

különálló homokkő testek egyedi csuszamlások során: gyenge összeköttetés


Szlovénia

Mura Formation Lendava Formation

Magyarország

Mura Formation

Formation Algyő Formation

slope

Lendava Formation Formation


sand-prone units

TWT (s)

SP R

4 km

0.5

1.0

Depth (m)

Szeizmikus értelmezés

500 delta front: lower boundary is clearly visible, upper boundary should be found on well-logs

1000

delta front

1500 slope

1.5

sandy turbidites

2000 2500

sandy turbidites: might be indicated by sharper reflectors within basin-floor deposits; should be validated by well-logs

3000

2.0 basement


m -200

A deltafront homokok aljának (=Újfalui F. alja) elterjedés és mélységtérképe

-300 -400 -500 -600 -700 -800 -900

27 szeizmikus szelvény és 80 fúrás karotázsainak értékelése alapján

-1000 -1100 -1200 -1300 -1400 -1500 -1600 -1700 -1800 -1900 -2000


Hidrogeotermikus adatbázis, vízmintázás ~200 fúrás geotermikus adatai ~5000 kút törzsadatai (modell kalibráláshoz) és ahol vannak vízminőségi adatok → 479 kút szűrőzési szakasza 100 m alatt kezdődik és T>25 °C mintavételi terv: 24 kút, ezek mintázási lehetőségeinek felmérése (mintázás 2010 tavasz-nyár)


Capa city Maximum Utilization

Locality

Type

Flow Rate (kg/s)

Temperature (oC)

Annual Utilization Ave. Flow

Enthalpy (kJ/kg) Inlet

Outlet

(MWt)

Energy

(kg/s)

(TJ/yr)

Capa city

Inlet

Outlet

Factor

87

61,2

15

15,65

29,7

124,5

0,25

27,8

40

30

1,16

8,3

11

0,3

Moravske Toplice

HB

Tesanovci

G

Moravske Toplice-Vivat

CHB

12

60

29

1,56

3,8

14,54

0,3

Murska Sobota, HDiana

HB

12

43

22

1,05

10

23,74

0,71

Murska Sobota, Komunala

DB

10,3

49

30

0,82

7

17,54

0,68

Lendava Terme

HB

14

59

30

1,7

7,6

28,48

0,53

Lendava Town

D

25

66

40

2,72

15

31,7

0,37

Mala Nedelja

B

22

48,4

27

1,98

6

17,3

0,28

Banovci

HB

23,5

61,8

15

4,59

17

70,9

0,49

Radenci

B

6,5

42

28

0,38

1,5

2,77

0,23

Dobrovnik

G

30

62

15

5,9

2,4

14,6

0,08

Ptuj

BH

23

41

29

1,15

14

21,4

0,6

Maribor

B

1,5

39

13

0,16

1,5

5,14

1

38,82

123,8

383,61

0,31

locality with*: not considered in Total numbers VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4. TOTAL whole Slovenia 779,1 65,74

320,5

772,66

0,37

TOTAL

294,6

TABLE 4. GEOTHERMAL (GROUND-SOURCE) HEAT PUMPS AS OF 31 DECEMBER 2009 This table should report thermal energy used (i.e. energy removed from the ground or water) and report separately heat rejected to the ground or water in the cooling mode. Cooling energy numbers will be used to calculate carbon offsets. 1)

2)

3) 4) 5)

Report the average ground temperature for ground-coupled units or average well water or lake water temperature for water-source heat pumps 12 (TJ = 10 J) Report type of installation as follows: V = vertical ground coupled H = horizontal ground coupled W = water source (well or lake water) O = others (please describe) Report the COP = (output thermal energy/input energy of compressor) for your climate Report the equivalent full load operating hours per year, or = capacity factor x 8760 o o Thermal energy (TJ/yr) = flow rate in loop (kg/s) x [(inlet temp. ( C) - outlet temp. ( C)] x 0.1319 or = rated output energy (kJ/hr) x [(COP - 1)/COP] x equivalent full load hours/yr

Note: please report all numbers to three significant figures whole SLOVENIA Locality Ground or Typical Heat Pump Number of water temp. Rating or Capacity Units o

( C) open loop: water-water closed loop: ground coupled ground coupled TOTAL

1)

(kW)

Type

2)

3)

COP

(MWt)

Heating Equivalent Full Load 4) Hr/Year

2 to 16

2 to 40 22.68 9 to 13 average

1951 W

0 to 12 2.5 to 14

3 to 25 2 to 40

1736 H 2.9 to 4.5 1200-2520 162 V 3 to 4.8 1800-1900 3849 W,H,V 2.4 to 6.0

total=

18.63 1.93 43.25

2.4 to 6.0 900-2520


Thermal Energy Used ( TJ/yr)

Cooling Energy (TJ/yr)

114

83 18 215

16 16

www.t-jam.eu


TRANSENERGY Transboundary Geothermal Energy Resources of Slovenia, Austria, Hungary and Slovakia Central Europe Programme 2010. április 1. - 2013 március 31.

Partnerek:



ThermoMap: Area mapping of superficial geothermic resources by soil and groundwater data eContent-plus pályázat, 2010. június 1 - 2013. június 30. vezető partner: University Erlangen-Nunberg


Mi van 2500 m alatt?


A jövő egyik nagy kérdése: CO2 elhelyezés vs. geotermia


Nagyberény K-5 (1988)

A nagyberényi gyógyvíz útja… Nagyberény, Oázis panzió

Galerius fürdő, Siófok (Nagyberény K-6 ) VI. Nemzetközi Geotermikus Konferencia, Budapest, 2010. március 4.

Geotermia határon innen és túl - a MÁFI kutatási projektjei

Recommend Documents