Geotermia Expressz Mérnöki Tanácsadó Iroda Kft. Kujbus Attila ügyvezető igazgató A magyarországi geotermikus energiatermelés jelene és jövője RETS projekt konferenciája, Vecsés Jó példák a megújuló energiaforrások felhasználására 2012. Szeptember 25.
Geotermikus energiatermelés szegmensei Földhőszivattyúk Közvetlen hőszolgáltatás termál kutakból Elektromos áram termelése Hibrid rendszerek más megújulókkal Hibrid rendszerek hagyományos energiaforrásokkal Hőtárolás Kaszkád rendszerek Javított kihozatalú geotermikus rendszerek 2
Magyarország földtani lehetőségei Mért hőmérsékletek Európában 5000 méter mélységben (EGEC nyomán) Geotermikus potenciál Európában (EREC és EGEC nyomán) 3
A magyar geotermikus energiaipar helye A világon több mint 500 geotermikus erőmű működik. Magyarországon több projekt elindult, előkészítés alatt vannak, de még nincs üzemelő erőmű. A közvetlen hőszolgáltatás kapacitásait illetően Magyarország a világon az első 10ben van. Elsősorban a termálfürdős és mezőgazdasági (üvegházas, fóliasátras) hőellátás nagyon fejlett, de gyorsan fejlődik a földhő alapú távhőellátás is. Budapesten több mint 80 éve, Szentesen 54 éve létezik energetikai célú földhőtermelés és épületek távfűtése. Földhőszivattyús szegmensben Magyarország az EU lista második felében van. 4
Termálhő hasznosítás a Föld országaiban A közvetlen földhő hasznosításban élenjáró országok (Bertani, 2010). Az adatok a földhőszivattyúkat és a hévíztermeléses technológiát tartalmazzák. A magyar adatban a nem csak energetikai felhasználások is szerepelnek. Összesen 78 országban 50 GW th hőteljesítmény termelt 121 000 GWh/év hőenergiát. Közvetlen hasznosítás (2010) GWh/év Kína USA Svédország Törökország Japán Norvégia Izland Franciaország Németország Hollandia Olaszország Magyarország g Kanada Finnország Oroszország 20931 15710 12584 10247 7139 7000 6767 3592 3546 2972 2762 2714 2465 2325 1707 5
A magyar geotermikus potenciál Fő termálvíztartók repedezett, porózus homokosj gy g karsztosodott aljzat agyagos medencekitöltő üledékek terület 10 000 km2 40 000 km2 vastagság 80-100 m 200-300 m mélység >2500 m 800 2000 m 800-2000 porozitás < 5% 20-30% p g áteresztő képesség 500-1500 md 500-1500 md Forrás: Magyar Állami Földtani Intézet, 2011 6
Mélységi földtani kutatás Magyarországon az utóbbi 80 évben több mint 8000 szénhidrogén kutat mélyítettek. Ezeknek 63%-a MOL, 36%-a állami, 1% egyéb jogi személyek tulajdonában van. A MOL tulajdonban levő kutak fele üzemel, vagy közvetlen kapcsolatban van üzemelő rendszerekkel. A legutóbbi években több projekt foglalkozott a használaton kívüli szénhidrogén kutak geotermikus projektekben való felhasználásával. A projektek a meglevő kutak számos előnyét és a felhasználás számos korlátját állapították meg. 7
A földtani kutatás célja Az erőmű gyártók által megadott reciprokgörbe egy teljesítményszintre A földtani kutatás során nem csak magas hőmérsékletű hévízre, hanem magas hévízhozamra is szükségünk van. A két paraméter egyaránt meghatározó a földtani kutatás sikerében. 8
Magyarország földtani megkutatottsága, hévíz kutak A hévíz kutak száma egy korábbi komplex felmérés szerint (VITUKI): Összesen: 1461 db Ebből termelő kút: 971 db Mezőgazdasági célra: 240 db Ipari célra: 69 db Többfunkciós: 87 db Hévíz hőmér -séklet Hévízkút db 30-40 o C 40-50 o C 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100 >100 o Összesen C o C o C o C o C o C 642 337 168 133 68 52 57 4 1461 9
Termálhő energetikai felhasználása Földhőszivattyúkkal: Több mint 50 MW t (10 kw 1000 kw tartományban) Több mint 4000 egység, évi 1000 egységnyi növekedéssel Hévíztermeléssel: Több mint 900 termelő e ő kút, 500 folyamatos a os üzemmel. A termelvénynek 2%-a kerül visszasajtolásra. Telepített teljesítmény: 630 MW t Földhő alapú távfűtés 19 településen, 10 000 lakás Üvegházak és fóliasátrak: több mint 300 hektár. 10
Földhő alapú távfűtő rendszerek Magyarországon Forrás: MMK Geotermikus Szakosztály 11
Hódmezővásárhely: Legnagyobb magyar földhő alapú távfűtő rendszer Hódmezővásárhely 8 termelő kút, 2 visszasajtoló kút, A termelvény 65 70%-át visszasajtolják. A legújabb bővítések után 15 MW t teljesítményű lesz. t j y 12
Közvetlen hőhasznosítás hazai gyakorlata Szentes: A kórház fűtését több mint 50 éve földhővell végzik. A városban működik az Árpád-Agrár Zrt, amely 20 termelőkútjával Magyarország legnagyobb földhő termelője és felhasználója. Mezőgazdasági célra használják a földhőt. Mórahalom: A geotermikus kaszkádrendszernek 4 termelő és 2 visszasajtoló kútja van. Két körben 12 intézményt fűtenek. Gyógyvizet termelnek, a rendszer a balneológiából indul ki. Gázmotorral a kísérőgázt is hasznosítani akarják. Cserkeszőlő: A fűtés a balneológiából indult ki. A településnek nincs hideg ivóvize. Korábban hűtőtoronnyal hűtötték a termelvényt, de most már lakóparkot fűtenek, és a fürdőbe is visszavezetik a hévizet. Hajdúszoboszló: Afürdőt 11 termálkút látja el és földhő energiával fűtik, csakúgy, mint a használati melegvizet. A termálvíz metángáz tartalmát gázmotorban használják fel. A jobb energiahatékonyság érdekében hőszivattyút is használnak. 13
Műszaki-technológiai fejlesztés Magyarországon 14
Geotermikus energia jövőkép I. Innovációs Stratégia - innovációs gazdaság 2020-ig 20% megújuló energia termelés és felhasználás EU energiafogyasztásának 48 %-a % a fűtés Közel 0 kibocsátású épületek Víziók és Stratégiai Kutatási Menetrendek teg á ódás az a európai eu ópa kutatási utatás Integrálódás programokhoz Ipari és tudományos szektorok mobilizálása Figyelembe kell venni a különbözőségeket: gy g különböző igények és fűtési rendszerek méretek és típusok természeti erőforrások szabályozások és szabványok. 15
Geotermikus energia jövőkép II. Az ismert megújuló energia potenciál több mint a 2050-re extrapolált fűtés-hűtési igény. Új technológiai irányok Hőtárolás Interszezonális energiamenedzsment: fűtéshűté a hűtés hűtés, hűté jelentőségének j l tő é é k növekedése ö k dé Hibrid rendszerek A villamos áram termelés kaszkád hőjének jelentősége is növekszik A következő évtizedben a megújulók függnek: az olaj és földgáz árától árától, a pénzügyi válságból történő kilábalástól. 16
Geotermikus energia jövőkép III. A három megújuló energiaforrásból történő fűtés-hűtés hőtermelés várható fejlődése [RHC Technológiai Platform] Energia forrás 2007 (TWh) 2020 (TWh) 2050 (TWh) Geotermia 84 8,4 160 1750 Napenergia 10 190 1552 Biomassza 722 1447 2696 A három együtt 743 1797 5998 17
A hazai Megújuló Energia Cselekvési Terv előirányzatai 2010 Hőszivattyúk, szolgáltatott Hőszivattyúk hőmennyiség/év Hőszivattyúkon belül, földhőszivattyúk, szolgáltatott hőmennyiség/év Hévíztermeléses hőszolgáltatás hőszolgáltatás, szolgáltatott hőmennyiség/év Földhő alapú áramtermelés, teljesítmény Földhő alapú áramtermelés áramtermelés, energia/év 2020 Növekedés (2020/2010) 23 96 23,96 0 250 PJ 0,250 5 99 PJ 5,99 5 740 PJ 5,740 0,208 PJ 4,48 PJ 4,272 PJ 21,54 4 23 PJ 4,23 16 43 PJ 16,43 12 2 PJ 12,2 3 88 3,88 0 MW 57 MW 57 MW - 0 GWh 410 GWh 410 GWh - 18
A hazai földhő hasznosítás helye az EU 27 t áll tagállama kö között ött Szegmensek/ EU27-en belüli helyezések Földhőszivattyúk Közvetlen hőellátás Áramtermelés 2010 2020 ~18-21 ~8-11 3 3 6-27 6 27 6 A magyar Nemzeti Cselekvési Terv előirányzatai ambiciózusak, de a földtani lehetőségeket figyelembe véve véve, elérhetők A magyar Nemzeti Cselekvési Terv illeszkedik az EU-27 előirányzataihoz A tervek alapján a hazai földhő hasznosítás komoly tényező lehet Európában Európában. 19
NCsT-k elemzése, közvetlen hőszolgáltatás 20
Az NCsT teljesítésének egy lehetséges modellje Geotermikus energia szegmens Egységek g leírása Termelt energia 2020-ban Kis méretű földhőszivattyú 17 000 db, átlag 10 kw th 2.48 PJ Nagy méretű földhőszivattyú 550 db, 20-1000 kw th 2.0 PJ Kis méretű termálhő szolgáltató egység, erőműves hulladékhő egységekkel 140 db, 1-5 MW th 8,0 PJ Nagy méretű termálhő szolgáltató egység, erőműves hulladékhő egységekkel 25 db, 5 50 MW th 8,43 PJ (ebből 3,11 PJ hulladékhő) Mikro és kis méretű geotermikus erőmű 12 db, 1 5 MW e 288 GWh e Közepes méretű geotermikus erőmű 3db db, 5 12 MW e 168 GWh e 21
Geotermikus energia iparág fejlesztése Általános fejlesztések Meglevő technológiák fejlesztése kombinált hő és áramtermelés hőszigetelés fúrási technológiák energiahatékonyság növelése rétegvédelmi és rétegserkentési g interszezonális energiamenedzsment technológiák inhibitorok, nyomjelzők használata mérési technológiák rezervoárok illetve repedések ítá azonosítása technológiai egységek (szivattyúk, szűrők hőcserélők, szűrők, hőcserélők víztárolók) kaszkád rendszerek kialakítása energiatárolás termelésintenzitás fokozása földtani újraértelmezés visszasajtolás fenntarthatóság csövek, egyéb anyagok, g, korrózióvédelem szigetelések, 22
Geotermikus erőmű létesítésének lehetősége 23
Javított hatékonyságú geotermikus rendszerek (EGS) Forrás: Haring Geo-Project ~200 C Lényege: megfelelő áteresztőképességű repedéshálózat kialakítása több kilométer mélységben, ahol megfelelő lő hőmérséklet ékl van. 24
Minta értékű geotermikus erőmű A husaviki geotermikus technológia 124 o C hőmérsékletű vízből energiát biztosít az alábbiakhoz: elektromos áram termelés technológiai hő a halfeldolgozónak lakóházak és intézmények fűtése haltenyésztés termálvíz a fürdőbe jégolvasztás az utakról. Decentralizált elektromos áram termelés, jól kiegyensúlyozott hálózat, zöld erőművek és zöld hőenergia a lakosságnak, kommunális intézményeknek, mezőgazdaságnak és iparnak. 25
Geotermikus energia a társadalmi értékteremtésben Az NCsT teljesülése j esetén 2020-ban a g geotermikus energia g a következő értékeket teremti meg Társadalmi érték mennyiség egység Import gáz kiváltás 669,6 millió m3 Szén-dioxid kibocsátás csökkenés 1,285 millió tonna Munkahely teremtés 16 500 fő Legdominánsabb szegmens a hévíztermeléses hőszolgáltatás marad Legmobilisabb a földhőszivattyús szegmens termelés. Leginkább környezetkímélő a földhő alapú villamos áram termelés 26
Megújuló energia szakemberek feladata 27
Geotermia Expressz Mérnöki Tanácsadó Iroda Kft. Kujbus Attila ügyvezető igazgató 1223 Budapest, Hant u. 26/B. Telefon: +36 70 618 1824 E-mail: akujbus2010@gmail.com