Kátai Béla Gépészmérnök Budapest 2009.09.30.
Geotermikus energia Föld belsejének hőtartaléka ami döntően a földkéregben koncentrálódó hosszú felezési fl éi idejű radioaktív elemek bomlási hőjéből táplálkozik Geotermikus gradiens A felszín alatti hőmérséklet növekedés mérőszámaként használt mutató. Értéke 10 és 60 C/km között változik. Hőáramsűrűség A hőenergia áramlás kifejező értéke, amely az egységnyi felületen, egységnyi idő alatt átaramló hőmennyiség mutatója. A kontinenseken 65, az óceánok területén 101 W/m 2 átlagértéket vesz fel. Geotermikus mezőő Olyan területet jelöl, ahol a felszínen geotermikus aktivitás észlelhető (hőforrás, gejzír), illetve a vak geotermikus mező esetében nincs felszínen észlelhető jelenség, de a felszín alatt potenciálisan kiaknázható geotermikus energiakészletek rejlenek.
Föld belső szerkezete és hőmérséklete
Geotermikus mezők lemeztektonikája
Észak Amerikai és az Eurázsiai lemez között (Izland)
Hőforrás Konduktív: hő vezetéssel terjed, vagyis a hőtranszport anyag mozgása nélkül valósul l meg Konvektív: hő áramlással terjed, tehát a hőt mozgóanyag szállítja magával Tározó vagy rezervoár Az a forró, vízáteresztő kőzettérfogat, amelyből a benne cirkuláló folyadék ki tudja vonni a hőt. A rezervoár feletti rétegek utánpótlási, illetve áramlási zónaként egyaránt működhetnek. Geotermikus fluidum Az esetek többségében éb termálvíz, amely atározóban uralkodó hőmérséklettől és nyomástól függően folyékony vagy gőz halmazállapotú lehet. Többnyire különféle oldott sókat és gázokat, szén dioxidot, kénhidrogént szállít magával.
Geotermikus rendszer sematikus modellje
Magyaroszág geotermikus adottságai
A nem áramtermelési célú geotermikus energiatermelő teljesítmeny [MW] és a teljes energiafelhasználás [TJ/év] a világ országaiban 2004 ben
Kombinált ciklusú geotermikus erőmű elvi vázlata Egy termelő és egy visszasajtoló kútból álló kétkutas alapmodell
Adatok Hellisheiði i erőmű (Kombinalt ciklus) Kombinált erőmű, elektromos áram és hőenergia termelése Tervezett teljes teljesítmény: 300 MW elektromos energia és 400 MW hőenergia 1. ütem: 2x45 MW (összesen 90MW) elektromos áram termelése, 2006 októberében indult be 2. ütem: 33 MW elektromos áram termelése, 2007 őszén indult be 3. ütem: 2x45 MW elektromos áram termelése, 2008 őszén indult be 4. ütem: Hőerőmű első szakasz üzembehelyezése 2010 re előirányozva 5. ütem: 2x45 MW turbina üzembehelyezése, 2010 re előirányozva 50 kút lett lefúrva, 1000 2200 méteresek
Kombinált ciklusú erőmű működési elvének vázlata (http://www.or.is/english/projects/hellisheidigeothermalplant/)
Blue Lagoon
Húsavik erőmű (Kalina technológia) Adatok Izland első Kalina elven működő geotermikus erőművét a Mannvit tervezte és kivitelezte. Ebben a projektben a Mannvit az Exorka International Limitedel, a Kalina erőmű technológia szabadalmának egyik globális engedményesével közreműködésben dolgozott. Az erőmű 1999 ben épült Észak Izlandon, egy kisváros, Húsavík közelében. Ez a kétciklusú geotermikus erőmű ő ű 2 MW elektromos lkt áramot termel másodpercenként 90 kg átáramló 120 C os geotermikus fluidumból. Az erőművet 2000 közepén állították üzembe. Az erőművet elhagyó 80 C os geotermikus fluidumot távfűtésre és egyéb ipari célokra használják. Ez a 2 MW teljesítményű erőmű a város elektromos lk áramszükségletének 80 százalékát fedezi. Az erőmű hőforrása Húsavíktól 20 km re délre fekvő geotermális kutakból származik. A Kalina elv megkülönböztető jellemvonása az, hogy a turbinát meghajtó keringetett folyadék ammónia és víz keveréke. A hatékonyság növekedés azzal érhető el, hogy a keringetett folyadékot (ebben az esetben a geotermikus fluidumot) és a hűtőfolyadékot nagyjából megegyező hőmérsékleten tartják. A technológia költséghatékonysága pedig az ammónia víz keverék különleges jellemzőivel magyarázható.
Kalina technológia működési elvének vázlata
Icelandic Deep Drilling Project (IDDP) Három izlandi cég összefogása által jött létre. A konzorcium egy 4 5 km mély kút fúrását készíti elő, az egyik magas hőmérsékletű hidrotermális rendszerbe, hogy elérjék a 400 600 C os szuperkritikus víztartalmú közeget a Közép Atlanti hátság egyik töredezett lemezének peremén. Ezáltal kevesebb kút fúrása válik szükségessé a kívánt hőmennyiség elérése céljából, így költséghatékonyabb.
Jelenlegi l it tevékenység é Magyarországon Első fúrás Szentlőricen 1820 m mély kút Kitermelt geotermikus fluidum 80 C hőmérséklet 20 l/s térfogatáram Teljesítmény 2 MW fűtési célra Beruházás elemei 2 kitermelő kút Szivattyú 1 visszasajtoló kút Hőcserélő berendezés Meglévő gázkazánok használata rásegítésként amennyiben igény van rá
További magyarországi gi tervek Kis hőközpontok létesítése Áramtermelésre is alkalmas erőművek építése Kalina technológia alkalmazásával l á l Első áramtermelésre alkalmas erőmű üzembe helyezésére legalább 10 évet kell várni.