Geotermikus kutatások az MFGI-ben. Tóth György, Merényi László MFGI

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Geotermikus kutatások az MFGI-ben. Tóth György, Merényi László MFGI"

Elvira Vörös
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Geotermikus kutatások az MFGI-ben Tóth György, Merényi László MFGI

2 Tartalom Jogszabályi háttérből eredő kötelezettségek Nemzetközi együttműködések komplex érzékenységi és terhelhetőségi vizsgálatok (É&T) Geotermikus védőidom Vízbetáplálhatósági ( reinjectivity) kérdések Határral osztott hévíz- és geotermikus rendszerek EU-s harmonizációk, közös fejlesztések (GeoDH, ThermOMap) Vietnámi-Magyar TÉT Sekély-geotermikus rendszerek modellezése Sekély geotermikus monitoring, talajszonda-monitoring Talaj hővezetési tényezőjének és hőmérséklet-vezetési tényezőjének mérése Nemzeti Cselekvési Tervhez geotermikus potenciál számítása

közös fejlesztések (GeoDH, ThermOMap) Vietnámi-Magyar TÉT Sekély-geotermikus rendszerek modellezése Sekély geotermikus monitoring,

3 Szakmai alapok adatbázis integráció geotermikus alapkutatások Kutatási sekély-geotermia témák földtani térmodell Pályázatok vízföldtani modellezés Pályázatok Nemzetközi együttműködés Transenergy Geo-DH Thermo-Map magyar-vietnámi TéT Állami feladatok Jogszabályi háttérből eredő kötelezettségek, állami földtani feladatok Ásványi Nyersanyag Készletgazdálkodási és Hasznosítási Cselekvési Terv Koncesszió Érzékenységi-terhelhetőségi vizsgálatok Geotermikus védőidom

TéT Állami feladatok Jogszabályi háttérből eredő kötelezettségek, állami földtani feladatok Ásványi Nyersanyag

4 Bányászatról szóló évi XLVIII. Törvény: m alatt zárt terület, koncessziós pályázat, (ahol, a a geotermikus energia kinyerése energetikai célra kedvezőnek ígérkezik. A 103/2011. (VI. 29.) Kormányrendelet az ásványi nyersanyag és a geotermikus energia természetes előfordulási területek komplex érzékenységi és terhelhetőségi vizsgálatáról É&T Készíti: a Magyar Bányászati és Földtani Hivatal, a Magyar Földtani és Geofizikai Intézet és a Nemzeti Környezetügyi Intézet + országos, regionális és lokális közigazgatási szervek komplex érzékenységi és terhelhetőségi vizsgálat a bányászati koncesszió céljára történő kijelölés érdekében végzett környezet-, táj- és természetvédelmi, vízgazdálkodási és vízvédelmi, kulturális örökségvédelmi, talaj- és földvédelmi, közegészségügyi és egészségvédelmi, nemzetvédelmi, területfejlesztési és ásványvagyon-gazdálkodási szempontokat figyelembevevő vizsgálatokat jelenti

Hivatal, a Magyar Földtani és Geofizikai Intézet és a Nemzeti Környezetügyi Intézet + országos, regionális és lokális közigazgatási szervek komplex érzékenységi és terhelhetőségi vizsgálat a

5 Vállalkozói kezdeményezések geotermikus koncessziós területekre : 16 vállalkozói kezdeményezés 9 db É&T (érzékenységi és terhelhetőségi) vizsgálati jelentés elkészült: Zalalövő, Szilvágy, Körmend, Gödöllő, Jászberény, Nagykanizsa, Ferencszállás, Kecskemét, Gádoros, Battonya Az elkészült jelentések letölthetőek:

jelentés elkészült: Zalalövő, Szilvágy, Körmend, Gödöllő, Jászberény, Nagykanizsa,

6 Geotermikus védőidom 2012/146 (VII.5.) Korm. rendelet a Bt-VHR módosításáról: 8/A. (3) A geotermikus védőidomot annál a hatástávolságnál kell meghatározni, ahol a kinyerni tervezett geotermikus energia mennyiségének utánpótlódása biztosított felszín alatti vízkivétel nélkül: T < 1 C (25 év) felszín alatti vízkivétellel (25 év) hidrosztatikus nyomású rendszerek: T < 1 C, p < 0,1 bar nagy nyomású tároló: T < 1 C, p < 1 bar 8/A. (2) A geotermikus védőidomot a bányafelügyelet jelöli ki az MFGI szakértőként történő bevonásával 8/B. (1) A geotermikus védőidom határait a kijelölést követően a bányafelügyelet az MFGI szakértőként történő bevonásával legalább 5 évente felülvizsgálja. rendszeres feladatvégzés

vízkivétel nélkül: T < 1 C (25 év) felszín alatti vízkivétellel (25 év) hidrosztatikus nyomású rendszerek: T < 1 C, p < 0,1 bar nagy nyomású tároló: T < 1 C, p < 1 bar 8/A.

7 Védőidommal kapcsolatos feladatok Feladat: numerikus áramlási- és hőtranszport modellezésekkel (ModFlow, FeFlow) a hatásidom (hidraulikus és termikus) és védőidom kapcsolatának vizsgálata, hatásidom méretezések, rendszerek egymásra-hatásának vizsgálata mintaterületi modellezésekkel Intézeti témavezetők: Tóth György és Merényi László Depresszió 0,1 m Injektáló kút Termelő kút Kutak távolsága 2000 m K = 10 m/d; B=100 m Qin=Qout=2000 m3/d Azonos oda- és elérési időkhöz tartozó idom

egymásra-hatásának vizsgálata mintaterületi modellezésekkel Intézeti témavezetők: Tóth György és Merényi László

8 Vízbetáplálhatóság értékelése állam-igazgatási (jogszabálymódosítási és geotermikus gazdálkodási) kérésekre 1. Sekély talajvizes rendszerek hidrogeológiai alkalmassága 2. Pannóniai porózus termálvizes rendszerek hidrogeológiai alkalmassága 3. Alaphegységi repedezett, vagy karsztos, féregszemes rendszerek hidrogeológiai alkalmassága

Sekély talajvizes rendszerek hidrogeológiai alkalmassága 2.

9 TRANSENERGY (Szlovénia, Ausztria, Magyarország és Szlovákia határokkal osztott geotermikus erőforrásai) Cél: A térségre vonatkozó fenntartható geotermikus energia és hévízgazdálkodás egységes rendszerszemléletű (földtudományi) értékeléseken nyugvó megalapozása; SLO, AT, HU és SK közös javaslata harmonizált gazdálkodási stratégiákra. MFGI vezető partner Projektvezető: Nádor Annamária

egységes rendszerszemléletű (földtudományi) értékeléseken nyugvó megalapozása; SLO, AT, HU és SK

10 Transenergy feladatok közös harmonizált adatbázis jelenlegi hévízhasznosítások felmérése és értékelése földtani, vízföldtani és geotermikus modellek a teljes projekt-területre és 5 határral osztott mintaterületre szabályozási rendszerek áttekintése ajánlások közös fenntartható hévíz és geotermikus energia hasznosításra Eredmények elérhetőek: Földtani térmodellek Modellezett depresszió a pannon víztartókban Alaphegységi képződmények hőmérséklet térképe

rendszerek áttekintése ajánlások közös fenntartható hévíz és geotermikus energia hasznosításra Eredmények elérhetőek:

11 GeoDH: Geotermikus alapú távfűtő rendszerek előmozdítása Európában Feladat: a résztvevő 14 országra interaktív web-es térképi szolgáltatáson át megjeleníteni a kedvező földtani adottságú és hőpiacú területeket Projektvezető: Nádor Annamária

web-es térképi szolgáltatáson át megjeleníteni a kedvező

12 Magyar Vietnámi TéT együttműködés Feladat: a Vörös folyó deltarendszerének geotermikus prognózisa, és terhelhetőségi vizsgálata Intézeti témavezető: Hámorné Vidó Mária

13 Sekély-geotermikus rendszerek modellezése Különféle numerikus modellekkel, illetve azok összekapcsolásával vizsgáljuk: Talajszondák (talajhőcserélők) teljesítménye és kölcsönhatása a felszín alatti rétegekkel; Talajszondák körüli rétegek termikus viselkedése; Természetes és indukált vízáramlás hatása; Hatásterület becslése, szomszédos rendszerek egymásra hatása; Utánpótlódás / fenntarthatóság / termikus kimerülés kérdései; Épületgépészeti elemek, hőszivattyúk működése, hatásfoka, elérhető energiamegtakarítás. Speciális/kísérleti esetek vizsgálata modellekkel: Felszín alatti szezonális hőtárolás lehetőségei; Kombinált napkollektoros és talajszondás rendszerek lehetőségei; Hőcserélős kúttá átalakított nagymélységű kutak lehetőségei.

Utánpótlódás / fenntarthatóság / termikus kimerülés kérdései; Épületgépészeti elemek, hőszivattyúk működése, hatásfoka, elérhető energiamegtakarítás.

14 Példa 1: talajszonda környezetében kialakuló hőmérséklet-mező modellezése. A feltételezett eset: egy 100 mély talajszonda vízadó és vízzáró rétegeken halad keresztül. A szondát télen fűtésre, nyáron hűtésre használjuk, tavasszal és ősszel nem üzemel. Az animáció a szonda körül kialakuló hőmérsékletmező változását mutatja, több évnyi működés esetén. 1 év kb. 5 másodperc, kék színezés: az eredeti hőmérséklethez képest lehűlés, piros színezés: felmelegedés. A kis nyilak a vízáramlás irányát és nagyságát jelképezik. A természetes vízáramlás ( m rétegben) és indukált vízáramlás hatása ebben a példában jelentős. A szonda hatásfokát és termikus hatásterületét a vízáramlás jelentősen befolyásolja.

Az animáció a szonda körül kialakuló hőmérsékletmező változását mutatja, több évnyi működés esetén. 1 év kb.

15 Példa 2: fűtésre és hűtésre használt talajszondás rendszer hőszivattyújának hatásfoka 20 évnyi működés során, különböző klimatikus viszonyok mellett (4 városban), 45 C-os és 55 C-os előremenő fűtési hőmérséklet-igény esetén, numerikus modellezés alapján. Főbb tanulságok: 45 C-os előremenő fűtési hőmérséklet-igény esetén a hatásfok lényegesen nagyobb, mint 5 55 C-os igény esetén. A modellezett körülmények mellett Budapesten kis mértékben ugyan, de fokozatosan csökken a hatásfok az évek 4.5 múlásával, a talaj lassú lehűlése miatt (világoskék görbék). Messina 45 oc Pisa 45oC COP heating Budapest 45oC Felhasználás: Az energia-árak ismeretében a várható megtérülési idő könnyen számolható. Messina 55oC Milan 45 oc Pisa 55 oc 4 Budapest 55 oc Milan 55 oc Time (years)

A modellezett körülmények mellett Budapesten kis mértékben ugyan, de fokozatosan csökken a hatásfok az évek 4.5 múlásával, a talaj lassú lehűlése miatt (világoskék görbék).

16 Sekély-geotermikus mérések, monitoring Felszín alatti hőmérséklet-és hőáram monitoring méréseket végzünk a természetes változások kimutatása, ill. esetenként talajszondák mellett, az indukált hőváltozások kimutatása céljából. Az eredmények a hőtranszport-modellek időben változó bemeneti adatául (tranziens peremfeltétel) szolgálnak. A hőszivattyús-rendszer működésének ellenőrzése is lehetséges. 25 Hőmérséklet 1 méter mélyen 20 Hőmérséklet talajszonda mellett, 8.8 méter mélyen Hőmérséklet talajszonda mellett, 11.2 méter mélyen T alajhűtési-teljesítmény Dátum Napi átlagos teljesítmény (kw) Talajhőmérséklet (oc) 15

Az eredmények a hőtranszport-modellek időben változó bemeneti adatául (tranziens peremfeltétel) szolgálnak. A hőszivattyús-rendszer működésének ellenőrzése is lehetséges.

17 Hővezetési-tényező mérése A talajok hővezetési-tényezőjének mérése needle probe szondával. Helyszíni mérés és labormérés is lehetséges.

18 Hőmérséklet-vezetési tényező meghatározása A természetes hőmérséklet-változások hosszú idejű (>1 hónap) méréséből a talaj hőmérséklet-vezetési tényezőjére következtethetünk. Vizsgálati mélység: 0-2 méter. A módszer alkalmas a hőmérséklet-vezetési tényező időbeli és térbeli változásának kimutatására is (hőmérséklettől, nedvességtartalomtól, tömörségtől való függés).

19 Nemzeti Cselekvési Terv - geotermikus potenciál Magyarország geotermikus készleteit két fő mélység-tartományra bontva adjuk meg: Sekély-geotermia: a hőszivattyús földhő-hasznosítás tartománya (0 150 m) Ezen belül külön vizsgáltuk a 0 4 m (talajkollektorok) és a méteres (talajszondák) mélységtartomány potenciálját. Mélygeotermia: közvetlen hasznosítás hőszivattyúzás nélkül, illetve elektromos áramtermelés. Ezen belül elkülönített készletkategóriákat és azok készleteit az összesíti: A pannóniai összletekben tárolt készletek. A medencealjzatban a mélykarsztos-karbonátos és nem-karbonátos alaphegységi készletek. A mély-geotermia esetén a fenntartható és reális éves geotermikus kapacitás víztermeléssel 30 PJ/év, a sekély-geotermia (hőszivattyúzás) esetén pedig összesen 23 PJ/év.

Mélygeotermia: közvetlen hasznosítás hőszivattyúzás nélkül, illetve elektromos áramtermelés.

20 Köszönjük a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Geotermikus feladatok a Magyar Földtani és Geofizikai Intézetben

Geotermikus feladatok a Magyar Földtani és Geofizikai Intézetben Fancsik Tamás, Nádor Annamária Kutatás és innováció a magyar geotermiában, Budapest, 2012. november 29. Kutatási témák Pályázatok Szakmai