BUDAPESTI GAZDASÁGI FŐISKOLA KÜLKERESKEDELMI FŐISKOLAI KAR GAZDASÁGDIPLOMÁCIA ÉS NEMZETKÖZI MENEDZSMENT SZAK NAPPALI TAGOZAT SZAKDIPLOMÁCIA SZAKIRÁNY A GEOTERMIKUS ENERGIA HŐSZIVATTYÚVAL TÖRTÉNŐ HASZNOSÍTÁSA A LAKOSSÁGI SZEKTORBAN, MAGYARORSZÁGON Budapest, 2008. Készítette: Erdős Réka
Tartalomjegyzék 1. Előszó... 5 2. A geotermikus energia általános ismertetése... 7 3. Hazánk adottságai... 9 3.1. Hazánk geotermikus adottságainak bemutatása... 9 3.2. Hévizeink Magyarországon... 11 3.3. Hévízkészleteink rövid jellemzése... 14 3.4. Hévíztárolók adottságai, osztályozásai... 15 3.4.1. A hévizeink entalpiájuk szerinti hasznosítása (Lindal diagram)... 17 3.5. Következtetések... 19 4. A Földhő hasznosítása hőszivattyún keresztül, a lakossági szektorban... 21 4.1. Mi a hőszivattyú?... 21 4.2. A hőszivattyú története... 22 4.3. Milyen előnyei vannak annak, ha hőszivattyút használunk?... 23 4.4. Mi szükséges a hőszivattyú működéséhez?... 24 4.5. A hőszivattyú működése... 24 4.6. A hőszivattyúk felhasználási területei... 25 4.7. A hőszivattyúk típusai, csoportosítása, azok jellemzése... 25 4.7.1. Levegő-víz hőszivattyú... 25 4.7.2. Víz-víz hőszivattyú... 26 4.7.3. Föld-víz hőszivattyú (talajkollektoros kivitel)... 27 4.7.4. Föld-víz hőszivattyú (földhőszondás kivitel)... 28 4.8. Hőszivattyúk eladásának alakulása az elmúlt pár évben Magyarországon... 29 4.8.1. Eladási statisztikák az európai országokban... 30 4.8.2. A hőszivattyús rendszerekkel foglalkozó, Magyarországon található cégek... 33 4.8.3. Hőszivattyú márkák, minőség... 33 4.9. Következtetések... 33 5. Engedélyek, papírok, állami támogatások... 36 5.1. Az Európai Unió Energiapolitikája... 36 5.2. Engedélyek... 39 5.2.1. Főldhőszonda telepítése esetén... 39 5.3. Bányakapitányságok Magyarországon... 39 5.4. Vízkutas rendszerek telepítése estén... 41 3
5.5. Igényelhető állami támogatások, pályázatok... 42 5.5.1. Nemzeti Energiatakarékossági Program (NEP)- (megújuló energiaforrás hasznosítása)... 42 5.5.2. Környezeti és Energia Operatív Program (KEOP) a vállalkozó beruházások állami támogatása... 43 5.5.2.1. KEOP-2007-5.1.0... 43 6. Esettanulmány... 46 6.1. Árajánlat kérése... 46 6.2. Az árajánlat részei... 47 6.3. A gazdaságossági számítások elemzése:... 52 7. Külföldi konkurencia megjelenése Magyarországon... 54 8. Aktuális világgazdasági válsághelyzet... 56 9. Konklúzió... 59 10. Mellékletek... 61 11. Irodalomjegyzék... 68 4
1. Előszó A Föld jelenleg még rendelkezésre álló nyersanyag illetve energiakészletének pontos arányát az emberiség nem ismeri; még hozzávetőlegesen felbecsülni is nehéz lenne, hogy ezek a kimeríthető készletek milyen hosszú ideig állnak az emberiség rendelkezésére, és mennyi ideig tudják fedezni a felmerülő alapszükségleteket. Bár az egyes szakértők szerint most a készletek körülbelül 60 évre elegendőek ahhoz, hogy fedezzék a szükségleteinket. A kérdés azonban csak az, hogy milyen áron tudunk majd hozzájutni ezekhez az energiahordozókhoz. Bizonyára az elmúlt pár évben is észleltük, hogy a gázárak folyamatosan emelkednek, illetve, hogy a gázolaj ára is lassan az egekbe száll. Így valószínű, hogy az egyre csökkenő készletek miatt, ezek árai hamarosan szintén nagyon magasak lesznek, így jobban meg fogja érni, ha másfajta energiahordozók által állítunk elő energiát. A készletek becslését illetően több vélemény létezik. A pesszimisták szerint a készletek mindössze 35-40 évre elegendőek. Akadnak optimista szakértők is, akik szerint a készletek még 60 évnél is több energiaszükségletet fedezhetnek. Az emberiség már jóval korábban felismerte, hogy a megújuló energiák támogatása nem elhanyagolható, és valljuk be; részben tartozunk ennyivel a jövő nemzedékének. Ezen energiák nemcsak támogatása, hanem kiaknázása főként az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának csökkentésével (amely főleg a fosszilis (szén, olaj gáz) energiaforrások felhasználása során termelődik) - is elsődleges célja a jelen kornak. Mindez hozzájárul ahhoz, hogy az egyre veszélyesebbnek tűnő éghajlatváltozást enyhítsük és a fenntartható fejlődés továbbá is megőrizhető legyen, az energia-, illetve ellátásbiztonságról nem is beszélve. A Világ mérföldkőhöz érkezett, ami az energia jövőjét illeti és felismerte, hogy az azonnali cselekvés szinte elengedhetetlen. Jelenleg két válaszlehetőség létezik a probléma megoldására, orvoslására: vagy az energia iránti függőségünket drasztikusan mérsékeljük, és ezeket az igényeket csekélyebb energia felhasználásával enyhítjük, vagy a rendelkezésre álló energiaforrások védelme érdekében (a ma már amúgy is hatalmas tereket hódító) megújuló energiaforrásokat használunk,- hozzáteszem minél szélesebb körben. A megújuló energiakészletek túlnyomórészt a helyi adottságokon múlnak, így nem fenyegetik azt, hogy a fosszilis energiahordozók hosszútávon is rendelkezésünkre álljanak, 5
emellett a megújuló energiahordozók lehetőséget kínálnak a fosszilis energiaforrások felhasználásának csökkentésére. A megújuló energiák többek között: a napenergia, geotermikus energia, vízenergia, szélenergia és a különféle formákban megjelenő biomasszák. Környezetünk és a jövő társadalma érdekében a megújuló energiaforrások használatának növelése alapvető kötelességünk, hiszen a hasznosításhoz szükséges technikai berendezések már a birtokunkban vannak, mindössze a környezettudatosság iránti kötelességet kell tudatosítani az emberekben,- globális szinten. Nem elegendő azonban a környezettudatosság csupán elméleti szinten. A felismerés, hogy más megoldásra van szükség, már korábban megfogalmazódott, de ahhoz, hogy ezeket megvalósíthassuk világszínvonalú együttműködésre, kölcsönös támogatásra, szigorú szabályozásra van szükség. Köszönettel tartozom belső konzulensemnek Dr. Hubai Józsefnek türelméért, segítségéért és építő jellegű meglátásaiért, hozzászólásaiért. Dolgozatom megírásában segítséget még a HGD Kft. nyújtott, ezen belül Ádám Béla és Tóth László, akiknek ezúton is szeretném megköszönni a türelmét, az időt melyet rám szántak, és a szakmai segítséget. 6
2. A geotermikus energia általános ismertetése A geotermikus energia tulajdonképpen a föld hőkészletét jelenti. Magyarország kiváltságos helyzetben van; az ország csaknem 70%-án geotermikus mezők helyezkednek el. A geotermikus mezőknek két típusa létezik, az egyik típusnál a földfelszínen érezhető geotermikus aktivitás. A másik típus az úgynevezett vak geotermikus mező,amikor tudjuk, hogy a föld felszíne alatt geotermikus energiakészletek lapulnak, azonban nem észlelünk geotermikus aktivitást. A geotermikus energia a Föld belsejéből a Föld felszínéhez közel igyekszik, s ha nem használják fel, akkor felemésztődik az atmoszférában. Értelemszerűen a föld belsejében levő hőenergia a hidegebb földfelszín felé igyekszik. Ennek kifejezője a hőáramsűrűség, amely azt jelenti, hogy meghatározott idő alatt, meghatározott felületen mennyi hőenergia áramlik át. 1. ábra A geotermikus területek lemeztektonikai meghatározottságát szemléltető vázlat Geothermal Education Office, 1996, Mádlné Szőnyi Judit, 2006 7
A geotermikus gradiens azt mutatja meg, hogy mennyivel nő a hőmérséklet, hogyha a Föld belseje felé haladunk. Ennek értéke 10 és 60 C között ingadozik, tehát körülbelül 2 kilométeres mélységben 65-75 C-os hőmérsékleti értékkel számolhatunk (általánosan). Azok az országok tudják a legjobban a földhőt hasznosítani, melyek magas geotermikus gradienssel rendelkeznek, (vagy olyan területek ahol a földkéreg a megszokottnál vékonyabb, pl. mint: Új-Zéland, Izland, Fülöp szigetek vagy Olaszország). 1 A geotermikus energiát elektromos áram termelésre is lehet hasznosítani, amelyek általában azokon a geotermikus mezőkön találhatók, melyek a vulkanikus zónákban vannak. Sajnos Magyarországon ma még nem állítanak elő elektromos energiát a földhőből. Azonban hazánkban létezik két nagy földhőhasznosító rendszer: Veresegyházon (ahol 54 C-os vizet hasznosítanak, s a távfűtőhálózat hossza 6 kilométer és 34 db hőközpontot lát el termálvízzel; a helyi intézményeket fűtik vele) és Hódmezővásárhelyen (a Hódmezővásárhelyen található geotermikus kőzműrendszer ábráját ld. a mellékletben). Mindkét létesítmény egy távfűtőrendszer A földhő felhasználása itthon sajnos ma még elég szegényes. A következő években azonban a megújuló energiarészesedés növekedni fog, már csak az Európai Uniós előírások miatt. 1 Mádlné Szőnyi Judit: A geotermikus energia (22 oldal) 8
3. Hazánk adottságai 3.1. Hazánk geotermikus adottságainak bemutatása Magyarország páratlan természeti adottságokkal rendelkezik, ami a geotermikus adottságokat illeti. Legtöbbször úgy emlegetnek minket, mint geotermikus energia nagyhatalmat nem véletlenül. Ez az állítás azonban csak addig állja meg így önmagában a helyét, míg a rendelkezésre álló (és az ebből kiaknázható, felhasználható) geotermikus energiakészletekről, illetve a kiváló és egyben egyedülálló hazai adottságokról beszélünk. Sajnos határtalan lehetőségeinket egyelőre csak nagyon csekély részben használjuk ki. Köztudott, hogy a Kárpát medence, de legfőképp Magyarország területe alatt a földkéreg szokatlanul vékony, s így a Föld belsejében található forró magma a földfelszín alatti vizeket az átlagosnál jobban felmelegíti. A Föld belsejéből kiáramló földi hőáram 90-120 mw/m², amely jóval magasabb az európai kontinensre általában jellemző szerény 70-90 mw/m²- es átlagnál. De ellenpéldaként szolgál például a larderelloi (Olaszországban) geotermikus mező, melynek hőáramsűrűsége eléri akár a 200 mw/m²-t. 2 A Föld középpontja felé haladva 100 méterenként a geotermikus gradiens (ez azt jelenti, hogy ha a Föld belseje felé haladunk mennyivel nő a hőmérséklet) átlagos értéke valahol 0,020-0,033 C/m. Nálunk ez az érték jóval magasabb ennél, ennek gyakorlatilag majdnem a kétszerese, általában 0,042-0,066 C/m. 3 Ez azt jelenti, hogy nálunk kevésbé mélyre kell ásni, hogy azonos hőmérsékletű vizet találjunk, mint más kevésbé kedvező geotermikus adottságokkal rendelkező országok. A Föld középpontja felé haladva, átlagosan 1 kilométerenként 30 C -kal növekszik a hőmérséklet. A vulkanikus területeken ez az érték ennél magasabb; a magyarországi geotermikus gradiens átlagosan 50 C/kilométer. De hasonlóan kedvező helyzetben van Izland vagy éppen a Fülöp szigetek is. Magyarország és Izland közötti hasonlóság, hogy mindketten rendkívül kedvező geotermikus adottságokkal lettünk megáldva, azonban a szembetűnő különbség pedig az, hogy míg mi a 0,5 %- sem használjuk ki lehetőségeinknek, 2 Mádlné Szőnyi Judit: A geotermikus energia (23 oldal) 3 Csináljuk jól magazin 21. kiadvány, A geotermikus energia hasznosítása Magyarországon (3 oldal) 9
Izlandon geotermikus erőművek épülnek, sőt a lakóházak nagy részét is ezzel az energiával fűtik-hűtik. Nem véletlenül hívják őket a geotermikus energia példaképének. Visszakanyarodva a gondolatmenet elejére, hazánkban a réteghőmérséklet már meghaladja a 60 C-t is 1 kilométeres mélységben, ennél kétszer mélyebben pedig a 110 C-t is, mellyel együtt az ebben a mélységben található víz is egyenlő hőmérsékletű ezzel. 4 A legnagyobb geotermikus mezőink az Alföldön és a Dél-Dunántúlon találhatók; itt a geotermikus gradiens értéke meghaladja az országos átlagot, mígnem az ország többi részén a gradiens értéke átlagos, vagy annál alacsonyabbnak mondható. A rendkívüli adottságok ellenére nem számottevő azoknak a felszíni vizeinknek hőmérséklete melyek a 100 C-t is meghaladják; ma mindössze 7 ilyen felszíni hőmérséklettel rendelkező kúttal büszkélkedhet hazánk. Azonban országunk több mint 70%-án található 30 C-nál magasabb hőmérsékletű hévíz, kivételnek csak a hegyvidéki területeink (az Északi középhegység és a Dunántúli Középhegység ) számítanak. 5 2. ábra Hőmérséklet eloszlás a felső pannóniai réteg feküjében Szányi János :A geotermikus energia hasznosítás lehetőségei Magyarországon Nem csak hévíz kutakban gazdag országunk, hanem jól el vagyunk látva réteg-karszt, talajvíz és különböző ásványvizekkel (itt gondoljunk csak a díjnyertes Szentkirályi ásványvizünkre, és ez csak egy a sok kiváló ásványvizünk közül). A talajvizek a föld felszínéhez viszonylag közel vannak (Budapesten számos kerületben pl. talajvizet használnak kerti öntözésre). Ezek a vizek általában emberi fogyasztásra, tehát ivásra nem alkalmasak, sőt még fürdővíznek sem jók, legfőképp erős szennyezettségük miatt. A rétegvizek már ivásra 4 Major András: Magyarország geotermikus nagyhatalom 5 Geotermikus energia: Általános Tudnivalók (http://www.mefo.hu/index.phtml?pid=geo_alt) 10
alkalmas vizek (ide tartoznak az artézi vizek, ásványvizek, hévizek), mivel ezek a talajvíznél mélyebben vannak, a vízzáró rétegek között helyezkednek el. 6 3.2. Hévizeink Magyarországon A közvéleményt és a hazai szakembereket egyaránt a hévizek kutatása, ezen források gyógyászati illetve idegenforgalmi célú hasznosítása foglalkoztatja leginkább manapság. Évről évre rengeteg külföldi turista keresi fel Magyarország számos gyógyfürdőinek egyikét, hogy kikapcsolódhasson benne és érezhesse gyógyító erejét a föld mélyéből feltörő víznek. 3. ábra Magyarország hévízkutai A környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium tájékoztatója: Felszín alatti vizeink II. (www.kvvm.hu ) Nem kizárólag külföldi turisták által kedveltek hazai gyógy-termálfürdőink, vizeink; ma már a magyarok nagy része látogatja fürdőinket. A gyógyfürdők hazai látogatottsága főleg a wellness fogalmának elterjedésével egy időben ugrott meg. Ma már ugrásszerűen fejlődik a hazai wellness turizmus, és számtalan wellness illetve gyógyszállodát építenek az ország minden területére. Legkedveltebb wellness központok Magyarországon: Hévíz, Hajdúszoboszló, Egerszalók, Zalakaros, Bükfürdő, Kehidakustány és Sárvár. Az alábbi táblázat a legfontosabb, legtöbbek által ismert, és legtöbbek által látogatott hazai gyógyvizeinket, gyógyfürdőinket tartalmazza, illetve olyan hasznos információkat, mint, hogy 6 Magyarország Vízrajza: Felszín alatti vizeink ( www.fsz.bme.hu/mtsz/szakmai/zk39.htm) 11
milyen gyógyhatásaik vannak, és milyen kémiai jellemző, milyen a kémiai összetétele. Ezen kívül a földrajzi elhelyezkedés szerint vannak listázva a hévizeink. 12
1. táblázat Termálvizeink és gyógyvizeink csoportosítása Magyarországon Termál- és Jellemzői Gyógyhatásuk Földrajzi elhelyezkedésük gyógyvízfajták Termálvíz / hévíz 20-25 şc, átlagos - Esztergom, Visegrád, Szeged, sótartalom Miskolc stb. Szénsavas, savanyú Sótartalmuk kevés Szívbántalmakra jó Balatonfüred, Csopak, Kékkút stb. vizek Alkáli-hidorgén- Sótartalom 1000 mg felett Emésztőszervi zavarokat Zalakaros, Gyula, Nagyatád, karbonátos vizek gyógyít Szolnok, Debrecen, Bükkszék Kalcium- Sóban, szénsavban gazdag Vérkeringési zavarokra Eger, Balatonfüred, Bük magnéziumhidrogén- karbonátos vizek Kloridos vizek Sóban gazdag Reumatikus, nőgyógyászati Sárvár, Nyíregyháza, Győr, Kalocsa betegségekre Szulfátos, Nátriumban, Emésztőszervi zavarokra Nagyigmánd, Tiszajenő, Alag stb. keserűvizek Magnéziumban, szulfátokban gazdag Vasas vizek Nátrium és szulfátionok Nőgyógyászati Parád betegségekre Kénes vizek S-, Ca-, Mg-, H-, Cl-ion, CO 3 -ion Balf, Parád, Harkány, Parádsasvár, Mező-kövesd, Erdőbénye Jódos-brómos vizek Főleg jódban gazdag Mozgásszervi Hajdúszoboszló, Debrecen, Karcagbetegségekre, Berekfürdő, Kecskemét, Cegléd, nőgyógyászati bántalmakra, légúti Eger, Bükkszék, Mosonmagyaróvár és stb. vérkeringési problémákra Radioaktív vizek Sugárzóanyag-tartalmuk Mozgásszervi Hévíz, Eger, Miskolctapolca stb. csekély, nem károsít betegségekre, ideggyulladásra, sérülések utókezelésére, mirigyzavarokra Magyarország vízrajza: Felszín alatti vizeink (www.fsz.bme.hu/mtsz/szakmai/zk39.htm) 13
A fenti táblázatban jól látható, hogy szinte mindenfajta mozgásszervi betegségre gyógyírként szolgálnak a hazai gyógyvizek. 3.3. Hévízkészleteink rövid jellemzése Magyarországon két jelentős hévíztározó található. Az egyik a Felső Pannon homokhomokkő által alkotott rendszer, a másik pedig a triász időszakban keletkezett repedezett, karsztosodott karbonátos kőzetek által alkotott rendszer. Ebből következik, hogy hazai hévízkészleteink többsége ebben a két tároló rendszerben található, s képezik a hazai hévízhasznosítás bázisát. A termálkutaink csaknem 70%-a a Felső Pannon, míg 20%-a a triász időszakban keletkezett tároló rendszert csapolja meg. A Felső Pannon hévíztároló rendszerbe tartozó Dél Alföldi városok, fürdőhelyek, Hajdú-Bihar, Jász Nagykun-Szolnok, Győr-Moson Sopron megyékben a legszámottevőbb a hévízhasznosítás. Sőt ezeken a településeken a felszínre törő víz hasznosítása igen széles körű. Itt nem kizárólag a balneológiai célokra hasznosítják a hévizet, hanem használják melegvízellátásra és mezőgazdasági célokra is. A triász karbonátos rendszer, bár a Felső Pannonnál jóval kisebb, jelentősége így is elég nagy, legfőképpen a gyógyászati téren. 7 A világban átlagosan a termálvizek 52%-át fűtésre, 30%-át pedig fürdésre használják. Magyarországon a termálvizek 50%-át használják fürdésre, míg mindössze 14%-át fűtésre. 8 Ezekből az adatokból is látszik, hogy a termálvizek balneológiai hasznosítása gyakorlatilag ugyanannyi százalékban, mint a világon bárhol máshol, illetve az is, hogy a termálvizek fűtési célra való hasznosítása jóval elmarad a világátlagnál. A legszámottevőbb különbség a két hévíztározó rendszer között az, hogy míg a triász karbonátos rendszer rendelkezik utánpótló vízkészlettel, a Felső Pannon rendszernek ilyen téren csekély utánpótlása van. 9 7 Geotermikus energia: Általános Tudnivalók (http://www.mefo.hu/index.phtml?pid=geo_alt) 8 Lenkey László: A geotermikus energiahasznosítás nemzetközi és hazai helyzete, jövőbeni lehetőségei Magyarországon (Energoexpo 2008. 09. 24 Debrecen) 9 http://www.mefo.hu/index.phtml?pid=geo_alt 14
3.4. Hévíztárolók adottságai, osztályozásai A Föld belsejében rejlő hőhasznosításainak legismertebb módja a termálvíztermelés. Fontos megemlíteni, hogy termálvizeink entalpiájától (hőmérsékletétől) függ, hogy a későbbiekben mire tudjuk hasznosítani, felhasználni azt. Ezek hőmérsékletük alapján 3 csoportot képezhetnek: alacsony-közepes és magas entalpiájú (ez nem a termálvizek felszínre törő hőmérséklete, hanem a mélységi hőmérsékletet jelenti). Alacsony entalpiájú készletek hőmérséklete 0-100 C között található, a közepes entalpiájú 100-150 C között, míg a magas entalpiájú készletek hőmérséklete nem csak, hogy eléri, de meg is haladja a 150 C-t. 2. táblázat A geotermális készletek hőtartalom szerint Mélységi hőmérséklet 1 2 3 Kis entalpiájú készletek <90 <125 <100 Közepes entalpiájú készletek 90-150 125-225 100-200 Nagy entalpiájú készletek >150 >225 >200 1, Muffler és Cataldi (1978) 2, Hochstein (1990) 3, Benderitter és Cormy (1990) Forrás:Kôolaj és Földgáz 35. (135.) évfolyam 9-10. szám, 2002. szeptember-október Ezek az értékek szakértőnkét változnak de az előbb említett határok a legáltalánosabbak. Ezek alapján következtetésképpen levonható, hogy a magyar hévízkészlet alacsony és közepes entalpiájú, magas entalpiájú készletek csak nagyon elvétve vagy egyáltalán nem léteznek. Magyarországon ma a 30 C-nál melegebb vizek kapnak termálvíz minősítést. Érdekes, hogy ez az érték az európai országok többségében 20 C körül van meghatározva. A 30 C-nál melegebb vizet adó kutak száma ma körülbelül 1300-ra tehető. Ebből az 1300 kútból azonban mindössze 850 kút az, mely még jelenleg is üzemel. Hévízkutaink túlnyomórésze a 30-39 C-os intervallumba esik, (ezek száma mintegy 580-ra tehető) amely az összes hazai hévízkutaink csaknem 45%-át teszik ki. Fontos megemlíteni azt is, hogy ezek kutak csaknem 1/3-a vagy selejt, vagy lezárt kút, úgyhogy körülbelül 400-ra csökken a 30-39 C közötti hőmérsékletű kutak száma. Érdekes, hogy ahogy a kifolyóvíz hőmérséklete emelkedik, csökken a hazai kutak száma. 90-99 C hőmérsékleti határok közé már alig 40 kút tartozik, míg a 100 C feletti 15
kifolyóvíz hőmérsékletű kutaink száma szerény háromra (tanulmányok szerint változhat a szám) csökken. Az alábbi táblázatban jól látható, hogy Magyarországon pontosan hány hévízkút található (a 2002-es adatok alapján), illetve, hogy ezekből hány kút az, amit ténylegesen használunk, és melyek azok, amelyek üzemen kívül vannak, vagy vizüket nem használják, úgynevezett zárt rendszerek. A táblázat alatt található jelölések a hasznosítás sor megértésében nyújtanak segítséget. 3. táblázat Termálvizeink csoportosítása hőfok szerint Hőfok ( o C) Kutak száma (db) Százalék % Hasznosítás (kút db)... F V M I K T R Z É S 30-39,9 584 44,8 60 183 73 29 1 9 0 87 40 102 40-49,9 289 22,2 93 23 16 18 2 20 0 43 45 29 50-59,9 137 10,5 46 9 17 10 2 14 4 16 12 8 60-69,9 121 9,4 34 0 17 6 1 25 7 18 3 10 70,79,9 70 5,4 8 0 23 4 6 16 2 8 2 1 80-89,9 50 3,8 4 0 33 3 2 1 0 6 1 0 90-99,9 48 3,7 4 0 31 1 5 0 0 5 0 2 >100 3 0,2 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 Összesen 1303 100 249 215 211 71 20 85 13 187 103 153 Hasznosítási arány % 100 19,1 16,5 16,2 5,4 1,5 6,5 1 14,1 7,9 11,7 www.mgte.hu F-Fürdő; V-Ivóvízellátás; M-Mezőgazdasági; I-Ipari; K-Kommunális; T-Többcélú; R-Visszasajtoló; Z-Zárt (lezárt); É-Észlelőkút; S-Selejt Üzemelő (termelő) hévízkutaink száma: körülbelül 850-re tehető. Egy szintén 2002-ben készült tanulmány szerint azonban a 100 C feletti termálvizeink szám nem 3 hanem 7. Balotaszállás-Pusztamérgesen a kútfejhőmérséklet 108 C, Turán és Nagyrécse-Pat-on 110 C, Tótkomlóson 112 C, Álmosd-Létavértesen 116 C, míg a legmagasabb hőmérsékletet Nagyszénáson (171 C) és Fábiánsebestyénben (180 C) mérték. 16
A táblázat Magyarország 100 C feletti hőmérsékletű kutait mutatja meg (minimum kútfejhőmérséklettel.) 4. táblázat Magyarország 100 C feletti termálvizeinek kútfejhőmérséklete Minimum kútfejhőmérséklet C Balotaszállás-Pusztamérges 108 Nagyszénás 171 Fábiánsebestyén 180 Tura 110 Álmosd-Létavértes 116 Nagyrécsa-Pat 110 Tótkomlós 112 Dr. Árpási Miklós: A termálvíz többcélú hasznosításának helyzete és lehetőségei Magyarországon nyomán A fent látható táblázat a Magyarország 100 C feletti termálvizeinek kútfejhőmérsékletét mutatja meg. A MOL kutatásai alapján ezek közül a nagy hőmérsékletű területek közül három jöhet szóba áramtermelés szempontjából: Nagyszénás-Fábiánsebestyén, Andráshida- Nagylengyel (94 C kútfejhőmérséklet), Mélykút-Pusztamérges. 3.4.1. A hévizeink entalpiájuk szerinti hasznosítása (Lindal diagram) A Lindal-diagram a termálhő-hasznosítás, illetve a földhő-hasznosítás különböző tartományait foglalja össze. Két fontos szempontra hívja fel a figyelmet, nevezetesen a kombinált hasznosítás elősegíti a geotermikus projektek megvalósíthatóságát, ugyanakkor a készlet-hőmérséklet korlátozza a lehetséges hasznosítást. 10 10 Lindal 1973, (www.epiteszforum.hu/links/goto/3808/1733/links_related) 17
4. ábra Lindal diagramm Forrás: Mádlné Szőnyi Judit: a Geotermikus energia (89. oldal) A kitermelt termálvizet igen sokoldalúan lehet hasznosítani, mind az ipari, gazdasági és lakossági szektorban egyaránt. A mezőgazdasági szektorban már több mint 50 éve használják a geotermikus energiát. Először a szegedi termelő szövetkezete illetve a szentesi kórház részére létesítettek 18
hévízkutat.a kutak fúrása a 80-as évek közepéig tartott, mígnem az állami támogatások megszűntek. Ma Magyarországon, a mezőgazdasági szektoron belüli legismertebb hasznosítási mód a különböző fólia sátrak és növénytermesztésre használt házak termálvizes fűtése. Ezen kívül fontos hasznosítási mód még a termények szárítása, többek között: gyümölcs aszalása, különböző gabonafélék nedvességtartalmának csökkentése, stb. Hasznát veszik még a geotermikus energiának a haltenyésztés, és a baromfitenyésztés terén is. 11 3.5. Következtetések A hazai geotermikus energia hordozóját döntő többségben a termálvíz képviseli. Kiváló adottságaink pedig lehetővé teszik a hévíztermelést és hasznosítást hazánkban. A termálvíz balneológiai hasznosítása mellett sajnos egyelőre az egyéb hasznosítási módok, (mint például a lakossági szektorban a házak fűtési-hűtése geotermikus energiával, közösségi épületek hűtése-fűtése, mezőgazdasági vagy éppen ipari felhasználás) sokkal kisebb hangsúlyt kapnak. Mindenesetre az elkövetkező években növekedni fog a megújuló energiafelhasználás, ezen belül a geotermikus energiafelhasználás is Magyarországon. Hazánk sok Európai Uniós országnál (és hozzáteszem, kevesebb energiakészlettel rendelkező országokról van szó) kevesebb figyelmet fordított a megújuló energiaforrások folyamatosan kiaknázására, főleg, hogy a különböző felmérések alapján az 1 főre jutó megújuló energiaforrások tükrében az Európai Unió 25 eddigi tagállama közül dobogós helyezést érhetnénk el. 12 Az EU csatalakozást követően nagyobb hangsúlyt fektettünk a megújuló energiahordozókra, hiszen ez előírás. 2010 re vállaltuk, hogy a megújuló energiarészesedésünket (az elektromos áram termelést illetően) 3,6 %-ra növeljük, amely értéket már most túlteljesítettük (olyan 5-6% körül járunk). A többi Uniós tagállammal szemben még így is el vagyunk maradva, hiszen ők 12%-os növekedést tűztek ki célul. Igaz, hogy az általunk vállaltakat teljesítettük idő előtt, azonban hozzá kell tenni azt is, hogy amit vállaltunk az nem volt túl sok. Bár az EU tagországok szabadon dönthetnek a megújuló energiák összetételéről tehát, hogy melyeket milyen arányban fogják használni, de 2010. március 31-ig be kell nyújtaniuk erről egy stratégiai 11 Csináljuk jól magazin 21-es kiadvány, A geotermikus energia hasznosítása Magyarország (12-13 oldal) 12 Hubai József : Az uniós csatlakozás hatása Magyarország természetierőforrás-gazdálkodására (47 oldal) 19
akciótervet a Bizottságnak. Ennek a tervnek mindenképpen tartalmaznia kell 3 szektort, mégpedig: áramtermelés, fűtés-hűtés és közlekedés. 20
4. A Földhő hasznosítása hőszivattyún keresztül, a lakossági szektorban 4.1. Mi a hőszivattyú? A hőszivattyú egy olyan szerkezet, amely a geotermikus energia, a levegő, víz és a napenergiájának hasznosítását szolgálja. A hőszivattyúval lehet fűteni, hűteni, és melegvizet előállítani is, tehát segítségével sokoldalúan tudjuk a geotermikus energiát felhasználni. Az energia, amely ezt a berendezést üzemelteti, azt az energiát, amit szivattyú a földből felvesz, nem hővé alakítja egyenesen, hanem az által felvett hőt külső energia segítségével egy kisebb hőfokszintről egy nagyobb hőfokszintre emeli. Korábban már említettem, hogy a Föld belsejében rejlő hő mindig a hidegebb felszín felé igyekszik. Ezért van nagyon fontos szerepe ebben a folyamatban a külső energiának, mivel a segítsége nélkül a felvett hő csak a magasabb hőfokú helyről a hidegebb hőfokú felé tudna áramlani. A hűtőberendezések hasonlóképp működnek mint a hőszivattyúk, azonban az utóbbi esetben pontosan fordítva. Míg a hűtőgép belül hűt, kívül pedig a rácsokat fűti, a hőszivattyú belül hőt vesz fel, kívül pedig hőt ad le. A hűtőgépek esetében a folyamat nagy része belül a hűtőtálcában játszódik le, addig ez a folyamat (egy családi ház esetében, vagy bármilyen épület esetében) a föld és az épület belső területei között szállítja a hőt. A földben van egy tömlő, ami végig van vezetve egészen a házig. Ebben a tömlőben melegszik fel a hőközvetítő közeg. Egy hőcserélő segítségével az előbb említett hőt veszi fel a keringetett folyadék az egyik oldalon, viszonylag alacsony nyomáson. Fontos megjegyezni, hogy a föld belsejében rejlő hő, főleg a nagyobb mélységekben télen nyáron is állandó, de általában télen magasabb, nyáron pedig alacsonyabb mint a kinti levegő hőmérséklete. A rendszer hatékonysági mutatója a COP (Coefficient Of Performance) amely azt mutatja meg, hogy a szivattyú által leadott tényleges hőteljesítmény hányszorosa a felvett, illetve a rendszer működéséhez szükséges teljesítménynek. 21
Az éves munkaszám (azaz a Jahresarbeitzahl, éves energiaszám) ennél pontosabban mutatja 13 14 meg a hőszivattyú teljesítményét, mivel a hőforrás hőmérséklete egész évben változhat. 4.2. A hőszivattyú története A Carnot körfolyamat a hőszivattyú alapelve, melynek lényege, hogy hőt nyerünk egy kisebb hőmérsékletű hőforrásból, amely lehet víz, levegő vagy föld melyet egy nagyobb hőmérsékleti szinten hasznosítunk. Ahhoz, hogy a hőt magasabb hőfokra emeljük, természetesen energiát kell befektetnünk, amely a kinyert hőenergia mértéke alatt marad a folyamat során. A hatékonysági szintet a COP mutatja meg, amely tulajdonképpen a befektetett és a kinyert, azaz felhasznált energia közötti arányt mutatja meg. A hőszivattyút Lord Kelvin alkotta meg az első hőszivattyút, 1852-ben, míg egy magyar feltaláló (Heller László) nevéhez fűződik a kompresszoros hőszivattyú elvének kidolgozása. 15 Az első fűtő-hűtő hőszivattyút Svájcban, Zürich városban a városházán kezdték el használni, 1938-ban. A hőszivattyú a Limmat folyó vizének segítségével látta el a városháza fűtését-hűtését. Ez a rendszer egészen 2002-ig működött, majd egy jobb COP-val rendszer vette át a korábbi helyét Zürichben, ami a mai napig működik. 16 A hőszivattyút először az USA-ban kezdték el használni, majd a 70-es évek közepétől Európa, Ázsia is elkezdett érdeklődni a hőszivattyús berendezések iránt. Többek között Németország, a Skandináv országok és pl. Japán is komoly fejlesztésekbe kezdett a hőszivattyúk terén. Sajnos nem sokáig élhette virágkorát a hőszivattyú, hiszen az akkor stabilizálódni látszó olajárak, a magas beruházási költségek és a berendezések ára visszaszorították annak fejlődését. További okai voltak a hőszivattyúk alkalmazásának visszaszorulásában a 1973-79- es olajválság is. Az 1973-79-es olajválság következtében teljesen egyértelművé vált, hogy az olaj globális politikai fegyver, illetve rádöbbentette az országok nagytöbbségét, hogy mennyire függenek az olajban gazdag országoktól. 17 (Így tehát az olajban gazdag országok manipulálhatják az olaj árakat). Az utóbbi évben is nagyon felment az olaj ára, ezt tapasztalhattuk, ha a kocsink tankolására került sor; egészen szeptemberig a gázolaj ára meghaladta a 300 Ft-ot, mígnem a napokban kevesebb, mint 250 Ft-ba kerül egy liter benzin. Az olaj hosszú távú ingadozása új utakat nyit meg a bio-üzemanyagok előtt, bár ahhoz, hogy ez az energiahordozó elterjedjen, még idő kell. Az olajban gazdag országok egyelőre nem 13 Mi a hőszivattyú?: http://www.acrux.hu/heat_pump/hoszivattyu.html 14 A hőszivattyú működési elve http://www.xsany.hu/hosziv.html 15 Csináljuk jól magazin, 22-es kiadvány (8 oldal) 16 HGD Kft. által adott anyag nyomán 17 www.matud.iif.hu/01nov/magyari.html 22