FÓKUSZ A hódmezővásárhelyi geotermikus fűtési rendszer Hazai mérnöki tudással készült a geotermikus energiafelhasználás egyik legkitűnőbb magyarországi példája, a hódmezővásárhelyi közműrendszer. Ádók János mérnök‐közgazdász, a Hódmezővásárhelyi Vagyonkezelő Zrt. elnöke Hódmezővásárhely földtanilag Magyarország egyik legmélyebb tektonikai süllyedéke, a „dunai föltani szerkezeti árok” területén fekszik. A geotermikus energia felhasználása szempontjából Hódmezővásárhely számára a Felső‐ pannóniai rétegek a fontosak, ezek tartalmazzák a legjelentősebb hévíz‐kincseket. Az Alsó‐pannóniai rétegek szárazak. A pannóniai korszak rétegei 11,5 millió évvel ezelőtt kezdtek leülepedni és kialakulásuk 5,4 millió éve fejeződött be. A Felső‐pannóniai vízadó rétegekben a termikus energia sűrűsége 40 GJ/m2. A város belterületére szerkesztett földtani szelvények tanúsága szerint a vízadó rétegek a mélyfúrási adatok és a geofizikai szelvények alapján jól korrelálhatók, feltárásuk mélyfúrási technika kérdése. A földtani adottságok az Alföld, így Hódmezővásárhely geotermikus adottságait is meghatározták. Két kontinens lemezeink szubdukciós zónája mentén a földkéreg elvékonyodott, így a nagy hőmérsékletű magma közelebb került a felszínhez, melynek eredményeként a geofizikai mérések által megállapított hőmérsékleti gradiens a térségben 4 ºC/100 m. A Felső‐pannóniai rétegek alján a város térségében 110 ºC hőmérséklet uralkodik, amely gőztermelést nem tesz lehetővé. A település önkormányzatának tulajdonában lévő Hódmezővásárhelyi Vagyonkezelő Zrt. 10 termálkutat működtet – ezek közül 8 termelő, 2 pedig visszasajtoló kút, három kút vize pedig gyógyvíz‐minősítéssel rendelkezik. A legidősebb kút 1954‐ben, a legfiatalabb 2007‐ben lett üzembe állítva. Fűtési, balneológiai, használati melegvíz‐ ellátási célokra létesültek a kutak. A felszínre érkező használati melegvíz 40‐42 ºC‐os, ezért fűtése magasabb hőmérsékletű hévízzel szükséges, ugyanígy történik a használati melegvíz cirkulációs hőveszteségének pótlása is. A fűtési célú hévizek 80‐87 ºC hőmérsékletűek. A maximálisan kivett másodpercenkénti vízmennyiség egy kút esetében 20 liter/sec. Átlagosan a 60 m3/óra térfogatáram jellemző kutanként. A rendszer kiépítésének legfontosabb dátumai: 1954: strandi kút; 1967: a kórházi kút; 1984: a Mátyás utcai kút; 1994‐1998: az Aquaplus korszaka, több termelő és egy visszasajtoló kúttal; 2007: szennyvíztelep melletti termelő kút, új visszasajtoló kút lemélyítése. A geotermikus közműrendszert magyar szakemberek tervezték és kivitelezték. Hódmezővásárhely lakossága egy korábbi adat szerint 47.668 fő. A távfűtésért felelős vagyonkezelő szervezet 2.725 lakást és 130 közületi fogyasztót lát el. Minden hetedik lakos közvetlenül érintett a termálrendszer szolgáltatásaiban. A 90‐es évek elején a fűtött légtérfogat kb. 500.000 lm3 volt, ma már ez szám megközelíti a 750.000‐et. A kutak elhelyezkedését az 1. ábrán láthatjuk.
1
1. ábra A kutak helye
Új visszasajtoló kút
Déli termelőkút
2
Egy kút, a kakasszéki gyógyvizes kút nem szerepel az ábrán a 25 km‐es távolság miatt. Ez a kút a város Erzsébet Kórházának rehabilitációs egységének nyújt szolgáltatásokat. A 9 városi tulajdonban lévő kút kb. 1 km2 területet érint. A geotermikus energia‐hasznosítás gyengeségei a forrás és felhasználási hely nagy geometriai távolsága, alternatív, dinamikus energiaforrás hiánya a hévíz mellől, illetve a kizárólag fűtési célú termálvizek visszasajtolási kényszere. A kutak fenti telepítésével le lehetett szűkíteni a geometria távolságokat, hiszen több kút a fűtőművek közvetlen szomszédságában mélyült. A városi távfűtési rendszer két fűtőművel és két hőközponttal négy fűtési körzetet lát le. A két fűtőműben gázenergia is rendelkezésre áll a csúcsigények kielégítésére. A többszintes lakóépületek zöme 90/70‐es hőmérsékleti viszonyokra volt tervezve, a termálenergia sem a kívánt hőmérsékletet, sem a kellő hőmennyiséget nem tudja biztosítani a fűtési szezon szerencsére nagyon kis időtartamában. A földgázenergia jelenléte az üzemzavarok idején is kisegíti a termálrendszert. Egyik hőközpont fűtőművi földgázenergia vételezésére is képes a havária vezetékpárnak köszönhetően. A másik hőközpontba pedig a termálrendszer több kút vizét képes alternatív módon fogadni, ami jelentősen csökkenti az üzemzavar miatti szolgáltatás‐kimaradás valószínűségét. A kutak kis területen történt koncentrációja viszont a kutak egymásra hatása miatt kedvezőtlen. A kutak hatótávolsága a legújabb mérések szerint akár 4,5 km is lehet, ennek a Déli termelőkút sem felel meg. Kompromisszumra volt szükség az egymásra hatás és az összekötő vezetékek hosszát illetően. A termelő kutak között több pozitív kútfej‐nyomással rendelkezik, köztük a legidősebb strandi kút a maga 58 életével. Ez a kút kitűnő földrengésjelző is, hiszen homokolódással a legkisebb földmozgásokat is jelzi a Kárpát‐medencében. Többsége a kutaknak természetesen búvárszivattyús üzemű. A kutak talpmélysége 1100 m‐től 2400 m‐ig változik, a hmv‐kutak sekélyebbek a termelő kutak a mélyebbek. Mintegy tucatnyi homokkő rétegből termelik a hévizet. A vagyonkezelő a nyolc termelő kútból évente mintegy 1,6 millió m3 hévizet hoz felszínre. Ebből a hmv kutak 150 ezer m3‐t adnak, a többi fűtési, hmv‐fűtési, balneológiai célokat szolgál. A rendszerből kilépő hévizek hőmérsékletei igen változatosak. A kakasszéki gyógyvíz 65 ºC‐os hőmérsékleten lép ki a hűtőtóba, ez a hőfok további fejlesztési célok kitűzését teszi lehetővé. A belvárosi kutak 40 ºC és 25 ºC közötti hőmérsékleten lépnek ki a rendszerből, a 40 ºC még további hasznosításra ad lehetőséget itt is. Az adott térfogatáramok mellett a hőmérsékletkülönbségekből számolt termikus teljesítmények megközelítik a 15 MW értéket. A viszonylag magas be‐ és kilépő vízhőmérsékletek közötti különbségek a kaszkád‐rendszerű vonalvezetésnek köszönhetőek, a fogyasztók a geotermikus rendszerben sorba vannak kapcsolva. A városi fűtési és balneológiai célú hévíz‐felhasználási rendszer működési logikai kapcsolata a 2. ábrán látható.
3
2. ábra: A városi fűtési és balneológiai célú hévíz-felhasználási rendszer
4
A legújabb fejlesztések eredményeként a Déli termelőkút (az ábrán Hód‐1 elnevezéssel) köre az InterSpar‐tól újabb, Belvárosi termálkör névre keresztelt körrel bővült. Az Új Széchenyi Terv keretében nyertes KEOP‐os pályázat négy új városi intézményt kapcsolt be a rendszerbe. A Cseresnyés Kollégium, az Alföldi Galéria, a Bessenyei Ferenc Művelődési Központ és a Tornyai János Múzeum ez év decemberétől termálenergiát is hasznosít hőellátása során. További nagyfogyasztóink a Polgármesteri Hivatal, az Erzsébet Kórház és Rendelőintézet, a Fekete Sas Rendezvényház, a Best Western Gingko Sas Hotel, a Református Ótemplom, Gyarmati Dezső Sportuszoda, a Török Sándor Strandfürdő, az Emlékpont, a BKÜF Hódmezővásárhelyi Regionális Tudásközpont, Németh László Gimnázium, a Tesco hipermarket, az InterSpar üzletközpont. Valamennyi nagyfogyasztó épületei szintenként legalább 1000 m2‐esek és összlégtérfogatuk n x 10.000 lm3. Ilyen épületekben hatékony a geotermikus energia felhasználása. A Vagyonkezelő Zrt.‐ nek, illetve jogelődjeinek földgáz‐felhasználási adatait 1993‐tól regisztráljuk. Ebben az időszakban a lakossági és közületi fogyasztók fűtött légtérfogatai mintegy 3.000 lakásegyenértéket tettek ki. Ma ugyanezen adat 5.000 közül alakult, de közületi fogyasztóink között olyanok is vannak, ahol nem nyújtunk teljes körű szolgáltatást egyrészt a hmv‐ellátás, másrészt a fűtési hőellátás terén sem. 1993‐ban három fűtőműben 4.617 e m3 földgázt használtunk fel. 2011‐ben csak 537 e m3‐t. A Mátyás utcai hőközpontban 1997 áprilisában volt utoljára gázfelhasználás. Több tényező együttes hatására csökkent számszerűen 4 millió m3‐rel a földgázfelhasználás, egyrészt a geotermikus energia térnyerése, másrészt a kis arányú panelprogram, harmadrészt a fűtési szabályozórendszerek korszerűsítésével párosuló lakossági fűtési energia‐megtakarítási hajlandóság növekedése miatt. A légtérfogatok 50%‐os növekedése természetesen az energiaigényt önmagában növelte. A nagyfokú energiaracionalizálás ellenére a részvénytársaság értékesített hőmennyisége 2011‐ben 110 TJ volt, míg 1994‐ben 122 TJ. A távfűtésbe bekapcsolt lakóépületek fűtési energiafelhasználás csökkenése csak az utóbbi néhány évben minimum 10%, de a maximumok meghaladják a 30%‐ot is. Ennek ellenére az értékesített hőmennyiség gyakorlatilag szinten maradt két évtized vonatkozásában. A termálenergia‐hasznosítás gazdaságosságát táblázatunk szemlélteti. Szűkített Teljes Vásárolt/ Energia Év Alrendszer önköltség önköltség termlet energia megoszlása Ft/MJ Ft/MJ (GJ) 2009. Gázenergia 2,53 4,13 20 653 15,1% Geoterm. energia 2,13 3,65 116 098 84,9% 2011. Gázenergia 4,08 5,58 18 336 13,8% Geoterm. energia 2,15 4,0 114 919 86,2% A szűkített és a teljes önköltség nem teljesen fedi a számviteli fogalmakat. A gáz‐alrendszerben a szűkített önköltség tartalmazza az RHD‐t és valamennyi egyéb ráfordítást, a személyi ráfordításoknál az energiafogyasztás megoszlásának függvényében. A földgáz alrendszernél nincs figyelembe véve a kazánhatásfok, valamint a gázkazánok értékcsökkenése, elhanyagolható összege miatt. A teljes összköltség egységköltség típusa miatt, a hiperbolikus jelleg némileg torzító hatású, hiszen az energiaellátásban kis részarányt jelent a földgáz‐felhasználás. Ezért speciális helyi adatokról van szó, azt a következtetést azért levonhatjuk, hogy a termálenergia Hódmezővásárhelyen őrzi versenyképességét a földgázzal szemben. Az egy évben hasznosított geotermikus energia mennyisége a legkisebb becsült értéket figyelembe véve is 126 TJ/év, amellyel 4,5 millió m3 földgáz elégetését lehet mellőzni, ezáltal a CO2‐kibocsátás évi 4.680 tonnával csökken, ennek környezetvédelmi hatásait nem lehet eléggé kihangsúlyozni. A kaszkádrendszer előnyei akkor érvényesülnek igazán, ha az épületek rehabilitációja, illetve rekonstrukciója során a tervezők figyelembe veszik a kaszkád hőlépcsők input/output hőmérsékleteinek, a termálvíz hasznosításának szempontjából adódó optimumot. Így egy közel 90 ºC kútfej‐hőmérsékletű hévíz 25 ºC‐ra is lehűthető. Így 60m3/óra térfogatáram esetén megközelíthető a 4 MW‐so termikus teljesítmény, természetesen több felhasználási helyen megosztva.
5
A visszasajtolás a geotermikus energia hasznosításának Szent Grálja Hódmezővásárhelyen. Az I. sz. visszasajtoló kút 7,5 kW teljesítményigény mellett 30 m3/h térfogatáramot ér el, a II. sz. kút egy 15 kW‐os szivattyúval biztosítja a 40m3/h‐t. A nyomásviszonyok a felszíni szűrő előtt 2‐6 bart, a kútfejen 1,5‐4 bart jeleznek, a szűrők telítettségi állapotának függvényében. Az alkalmazott szűrők a felszínen és a kutakon Johnson szűrők, a felszínen polipropilén szövet (500 gr/m2) alkalmazásával, amellyel a 30 m feletti mechanikai alkotóelemeket szűrik a termálvízből. A két kút az összes kitermelt vízmennyiség mintegy negyedét, a fűtési célú hévizek felét sajtolja vissza. A szövetszűrő cseréje sokszor naponta, de hetente legalább egyszer válik szükségessé. Fejlesztési koncepciónk szerint újabb visszasajtoló kút lemélyítésére és újabb oktatási intézmények, illetve szociális intézmények rendszerbe történő bekapcsolására kerül sor a következő években.
6
