Hazai mérnöki tudással készült a geotermikus energiafelhasználás egyik legkitűnőbb magyarországi példája, a hódmezővásárhelyi közműrendszer.

Átírás

1 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 Felsőpannóniai 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/m 2. 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 melegvízellátási célokra létesültek a kutak. A felszínre érkező használati melegvíz ºC os, ezért fűtése magasabb hőmérsékletű hévízzel szükséges, ugyanígy történik a használati melegvíz cirkulációs hőveszteségének pótlása is. A fűtési célú hévizek ºC hőmérsékletűek. A maximálisan kivett másodpercenkénti vízmennyiség egy kút esetében 20 liter/sec. Átlagosan a 60 m 3 /óra térfogatáram jellemző kutanként. A rendszer kiépítésének legfontosabb dátumai: 1954: strandi kút; 1967: a kórházi kút; 1984: a Mátyás utcai kút; : 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 fő. A távfűtésért felelős vagyonkezelő szervezet lakást és 130 közületi fogyasztót lát el. Minden hetedik lakos közvetlenül érintett a termálrendszer szolgáltatásaiban. A 90 es évek elején a fűtött légtérfogat kb lm 3 volt, ma már ez szám megközelíti a et. A kutak elhelyezkedését az 1. ábrán láthatjuk. 1

2 1. ábra A kutak helye Új visszasajtoló kút Déli termelőkút 2

3 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 km 2 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 m 3 hévizet hoz felszínre. Ebből a hmv kutak 150 ezer m 3 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

4 2. ábra: A városi fűtési és balneológiai célú hévíz-felhasználási rendszer 4

5 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 m 2 esek és összlégtérfogatuk n x lm 3. 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 lakásegyenértéket tettek ki. Ma ugyanezen adat 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 ban három fűtőműben e m 3 földgázt használtunk fel ben csak 537 e m 3 t. A Mátyás utcai hőközpontban 1997 áprilisában volt utoljára gázfelhasználás. Több tényező együttes hatására csökkent számszerűen 4 millió m 3 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. Év Alrendszer Szűkített önköltség Ft/MJ Teljes önköltség Ft/MJ Vásárolt/ termlet energia (GJ) Energia megoszlása Gázenergia 2,53 4, ,1% Geoterm. energia 2,13 3, ,9% Gázenergia 4,08 5, ,8% Geoterm. energia 2,15 4, ,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 m 3 földgáz elégetését lehet mellőzni, ezáltal a CO2 kibocsátás évi 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 60m 3 /óra térfogatáram esetén megközelíthető a 4 MW so termikus teljesítmény, természetesen több felhasználási helyen megosztva. 5

6 A visszasajtolás a geotermikus energia hasznosításának Szent Grálja Hódmezővásárhelyen. Az I. sz. visszasajtoló kút 7,5 kw teljesítményigény mellett 30 m 3 /h térfogatáramot ér el, a II. sz. kút egy 15 kw os szivattyúval biztosítja a 40m 3 /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/m 2 ) 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