A legolcsóbb, leginkább gazdaságos megújuló energiaforrások egyike a geotermikus energia. A Föld mélyéből felfelé áradó hőenergia tekintetében kiváló adottságokkal rendelkezik Magyarország. Hévízkészletünk legkevesebb 500 milliárd köbméterre tehető, amiből mintegy 50 milliárd köbméter ki is termelhető. A geotermikus energia fűtési célú beruházása, jó adottságok esetében 5 év alatt is megtérülhet.
A Föld középpontja felé haladva, 1 kilométerenként átlagosan 30 Celsius-fokkal emelkedik a hőmérséklet. Vulkanikus területeken, üledékes medencékben (például Izland, Kárpát-medence) ennél nagyobb a hőmérséklet emelkedése. Hazánk nagy része ilyen üledékes medencén terül el, ezért geotermikus adottságai igen jók. A magyarországi átlagos geotermikus grádiens 5-7 Celsius-fok között mozog, ami a világ átlagos értékének 1,5-2-szerese. Ez azt jelenti, hogy Magyarország területén, a Föld belseje felé haladva, 100 méterenként a hőmérséklet átlagosan 5-7 Celsius-fokkal emelkedik.
A fenti termikus adottságok miatt nálunk 1000 méter mélységben a réteghőmérséklet eléri, sőt meg is haladja a 60 Celsius-fokot. 2000 méter mélységben pedig már 100 fok feletti hőmérsékletű, jelentős mezők terülnek el. Magyarország adottságait tekintve geotermikus nagyhatalom, a potenciális energiamennyiség az USA és Kína mellé emeli az országot a statisztikákban. Jelenleg a geotermikus energiafogyasztás a teljes energiafelhasználás 0,28 százalékát teszi ki hazánkban. Geotermikus energiából Magyarországon nincs villamosenergia-termelés, miközben a legnagyobb kitermelők - az USA és a Fülöp-szigetek - évente 2-2000 megawatt energiát termelnek ki készleteikből.
A Föld hőjének energiáját kétféle módon hasznosítják. A legelterjedtebb alkalmazási forma az, amikor a hőenergiát fűtésre, illetve használati melegvíz előállítására használják. A másik, kevésbé elterjedt alkalmazási lehetőség a 100 Celsius-fok feletti víz, illetve gőz energiájának elektromos árammá alakítása. Magyarország közismerten gazdag hévizekben, különösen a Duna-Tisza közén és a Nagyalföldön jelentős a készlet.
A geotermikus energia, a napenergiához hasonlóan korlátlan, de azzal ellentétben folytonos és viszonylag olcsón, gazdaságosan kitermelhető. A geotermikus villamostermelés révén az USA, évente 22 millió tonna széndioxiddal csökkentette a kibocsátását. A geotermikus erőmű több mint 95 százalékban hasznosít, szemben a 60-70 százalékos szén- és atomerőmű értékekkel. A geotermikus erőmű által termelt villamosenergia 0,05-0,08 dollár/kilowattóra árával gazdaságos, és ez az ár a technikai fejlesztésekkel tovább csökkenthető. A geotermikus erőmű esetén, mindössze 400 négyzetméter területre van szükség 1 gigawattóra energia megtermeléséhez, 30 év alatt. Ez az érték összevethető az atom- és szénerőművek területfoglalásával, hozzáértve az összes bányát és nyíltszíni kitermelést is. Ráadásul, ezek az erőművek segítik függetlenedni a gazdaságot az olaj importjától, csökkentik a kereskedelmi deficitet, és új munkahelyeket teremtenek.
A geotermikus energia ezzel együtt nem alternatív, hanem additív energiaforrás, amely a többi energiahordozóval együtt hasznosítható. Gyakorlatilag kifogyhatatlan, de nálunk csak egyes helyeken koncentrálódó, helyi energiaforrás.
Fűtésre általában 100 Celsius-fok alatti hőmérsékletű geotermikus folyadékot használnak. Lehetőségeink nagyobb része még kiaknázatlan. Kilenc városban (Csongrád, Hódmezővásárhely, Kapuvár, Makó, Nagyatád, Szeged, Szentes, Szigetvár, Vasvár) a távfűtés egy részét ily módon fedezik.
Óriási készletek, kihasználatlan lehetőségek
A fűtési alkalmazásokon kívül, a geotermikus energia alkalmazható villamosenergia termelésére is. Magyarországon készültek már tervek a megvalósításra, sőt, a Magyar Villamos Művek által 1997-ben kiírt erőmű építési tenderre benyújtottak egy pályázatot, egy 65 megawatt kapacitású erőmű megépítésére. A Békés megyei Nagyszénás és Fábiánsebestyén térségében feltörő, 170 Celsius-fokos vízgőz felhasználásával indulna meg az energiatermelés. Az előzetes kalkulációk igen bíztatóak, körülbelül 5 éves megtérüléssel lehet számolni.
Hévízkészletünk legkevesebb 500 milliárd köbméterre tehető, amiből mintegy 50 milliárd köbméter termelhető ki. A kitermelés fejlődését mutatja, hogy míg 1979-ben 415, 30 Celsius foknál melegebb vizű termálkút hozott vizet a felszínre, addig 1985-ben a kutak száma már 842 volt, évi 167 millió köbméter hozammal; 1987-ben pedig 1016 kút működött, naponta 1,25 millió köbméter, évente pedig kereken 450 millió köbméter termálvizet szolgáltatva. Az összkapacitás közel fele (410 köbméter/perc) fűtési igényt elégített ki, amiből a mezőgazdaság 253 köbméter/perc teljesítménnyel részesült. Hazánkban a geotermikus energiafelhasználás, 1992-es adat szerint 80-90 ezer tonna kőolaj energiájával volt egyenértékű.
A geotermikus energiát ma Magyarországon alapvetően kétféle célra használják: a már említett hőhasznosításra, és balneológiai célokra (fürdők ellátása). A leggyakoribb hasznosítási mód a lakossági, kommunális, mezőgazdasági létesítmények fűtése. Egy közelmúltban elkészített szakértői vélemény szerint Magyarországon több, mint kétmillió négyzetméter felületet (üvegház, fóliasátor) fűtenek termálvízzel. A geológiai felmérés főleg az észak-kelet-magyarországi régióban ítéli gazdaságosan létesíthetőnek a termálvizes fűtőrendszereket.
A lakó- és középületek fűtési és használati melegvíz igényét a 80-90 Celsius-fokos hévizet szolgáltató kutakkal távhőszolgáltatás-szerűen ki lehet elégíteni. Az új épületeknél célszerű úgynevezett közepes és kis hőmérsékletű fűtési rendszereket (padlófűtések, légfűtések) kialakítani, mivel ezeknél már a 60 Celsius-fok feletti hőmérséklet-tartományba tartozó hévizek is jól felhasználhatók. A teljes melegvíz-igény kielégíthető kizárólag a termálenergiára támaszkodva.
A legtöbb hévizet ma a mezőgazdaság használja fel hazánkban. Elsősorban a növénytermesztő telepek fűtése gazdaságos. A növényházak fajlagos hőigénye meglehetősen nagy. A jelenlegi gyakorlat azt mutatja, hogy a hévíz, az állattartó telepek szaporító épületei és a fiatal állatok tartására szolgáló épületek fűtési igényének kielégítésére is alkalmas. A mezőgazdaság területén jelentős energiafogyasztók a szárítók. A hévízzel azok az alacsony hőmérsékletű szárítók üzemeltethetők, amelyekkel a vetőmagok, szálas takarmányok, gyógynövények és zöldségek felesleg víztartalmát lehet eltávolítani. Ez a szárítási módszer egyébként jól kombinálható a napenergia felhasználásával. A már említett alkalmazási területeken kívül, a hévíz felhasználható az élelmiszeriparban is a különböző szárítási műveletekhez. Jelenleg Magyarországon több, mint 200 hévízkutat használnak a fürdők, gyógyfürdők vízellátására.
A geotermikus energia felhasználása akkor gazdaságos, ha az a lelőhely közelében történik - mondta el az [origo]-nak Székely Ádám, a Budapesti Műszaki Egyetem Energetikai Szakkollégiumának tagja. A hőtermelés (fűtés, melegvíz) már most is jelentős, de nagyobb hőmérsékletű gőzt, illetve vizet igénylő villamosenergia-termelésre kevesebb lehetőség van.
Székely Ádám elmondta, az 1000 négyzetmétert meghaladó alapterületű, új épületeknél a beruházót törvény kötelezi arra, hogy felmérje, felhasználhatók-e a helyben adott, megújuló energiaforrások. Családi ház építése esetében nincs ilyen kötelező érvényű rendelkezés, de - ahol a helyi adottságok lehetővé teszik - a hőhasznosítás céljára létrehozott rendszerek 5-6 év alatt megtérülnek.
Hatékonyság, megtérülés
A geotermikus energiákat hőszivattyúval lehet legjobban alkalmazni. Ezek képesek a pár fokos vízből, talajból olcsó melegvizet előállítani. A hőszivattyú nagy előnye, hogy nem függ napsütéstől és évszakoktól, ám függ a villamos hálózattól, mivel villamosenergiával működik.
A hőszivattyú egy olyan gép, amely hőt juttat hidegebb helyről melegebb helyre. Ezért hasonlít a hűtőgéphez, hiszen tulajdonképpen mindkettő ugyanazt teszi: a hideg részt hűti, a meleg részt fűti. A hőszivattyú esetében a meleg rész fűtésén van a hangsúly: egy lakást lehet fűteni a néhány fokos talaj hőjével! A kertben, a föld alatt néhány méterrel végigvezetett tömlőben a víz felmelegszik, majd ezt a hőt veszi fel a kerengetett folyadék a hőcserélőn keresztül az egyik oldalon, alacsony nyomáson. Ennek a folyadéknak a hője emelkedik meg a szűk keresztmetszetű csövön, ahol leadja azt. A folyamat megfordítható, nyáron a lakásban veszi fel a hőt a folyadék, és a föld alatti tömlőn adja le.
A hőt a talajból ugyan némi energiával lehet csak kivenni, cserébe viszont a befektetett energiának három-négyszeresét is előállíthatjuk hőenergia formájában! A különböző alternatív energiák együtt is alkalmazhatók, például a napkollektorral és hőszivattyúval.
A talajfelszínen alatt, 15 méter mélységben a hőmérséklet általában 9 fok környékén stabilizálódik, évszaktól függetlenül. Ezt a hőenergiát hasznosítják azok a rendszerek, amelyek a talaj felsőbb rétegeiben képesek azt felvenni, mint például a talajszonda, a talajkollektor; de a 7 foknál melegebb kútvíz is képes geotermikus energiaforrásként üzemelni. Természetesen termálvíz esetén a legegyszerűbb a felhasználás (főleg akkor, ha az magától jön a felszínre).
Magyarországon igen sok felszínre törő termálforrás található, ám ezeknek a vizeket csak a részlegesen használjuk ki gyógyturizmus céljára, de még itt is vannak tartalékok. Ezeknek a vizeknek a hulladékhőjét rendkívül hatékonyan fel lehetne használni, de erre egyelőre sajnos, rendkívül kevés példa van.
Ha a víz nem jut ki a szabadba, akkor szivattyúval kell a felszínre juttatni. A kihűlt vizet azután vissza kell juttatni a mélybe, megelőzendő a forrás elapadását. Ez a módszer költségigényes, ezért maximálisan ki kell használni a rendelkezésre álló hőenergiát. A lakóházaknál elhasznált vizet, gazdasági épületek fűtésére, tovább lehet használni.
A fűtési rendszer hatékonysága megmutatja, hogy az abba juttatott egységnyi energiából mekkora rész hasznosul (hatásfok); elméletileg maximális értéke 100 százalék. A hőszivattyús rendszerek hatékonysági tényezője villamos hálózati szempontból többszörösen meghaladja a 100 százalékot, azaz a hőszivattyút működtető, 1 kilowatt teljesítményű kompresszor, 3-4, kedvező esetben 7 kilowatt fűtési teljesítményt produkál!
A hatékonysági tényező értéke természetesen függ a környezeti energiaforrás (talaj, talajvíz, levegő) hőmérsékletétől és az elérendő hőfoknak ettől való különbségétől. Ám, még -5 fokos levegőből is, 1 kilowatt villamosenergia segítségével, 2,5-3 kilowattnyi hőteljesítményt lehet előállítani. Az Ausztriában működő hőszivattyúk 25 százaléka a levegőből vonja el a fűtéshez szükséges energiát.
A hőszivattyús hőtermelés ma már kevesebbe kerül, mint a földgázzal működtetett rendszereké. Ezek kiváltásával, a megtakarítás, a beruházási költségek miatt hosszú megtérülésre kell számítani. A fűtőolajjal, vagy a PB gázzal működő rendszerek kiváltása hőszivattyúval 1,5-4 év múlva térül meg.
Írta: Major András [origo]
