Földhő: Magyarország nem lesz Izland

A geotermikus energia felhasználásának eddigi legátfogóbb elemzését végezte el a Debreceni Egyetem Műszaki Karának kutatócsoportja.

Kalmár Ferenc

A geotermikus energia felhasználásáról sokaknak Izland jut eszébe. Érdekes módon azonban Európában - legalábbis ami az áramtermelés abszolút mennyiségét illeti - Olaszország a nagyhatalom e téren. 2007-es adatok szerint Olaszországban évente 5200 gigawattóra áramot termelnek geotermikus energiából, míg Izlandon "csak" 1483 gigawattórát. A többi ország eltörpül ehhez a mennyiséghez képest. A harmadik Törökország alig 108 gigawattórát termel évente.

Ha azonban a termelt energia részarányát tekintjük, akkor már egészen más a helyzet. Izlandon az ország energiaszükségletének több mint 26 százalékát adta a geotermikus energia 2010-ben, Olaszországban alig több mint 2 százalékát. Izlandot azonban vulkanikus adottságai miatt nehéz bármely európai országnak utolérni.

A magyar kormány még 2010-ben megtárgyalta és jóváhagyta Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Tervét. A cselekvési terv legfontosabb feladata azoknak az alapelveknek, cselekvési irányoknak és intézkedéseknek a kijelölése, amelyekkel teljesíthető az Európai Unió által Magyarország számára előírt - megújuló energiaforrások felhasználására vonatkozó 2020-ra érvényes - 13 százalékos célérték. Ugyanakkor a cselekvési tervben a kormány olyan intézkedések foganatosítását vázolja fel, amelyek az Unió által megjelölt célértéknél ambiciózusabb megújuló részarány - 14,65 százalék - elérését is lehetővé teszik. A vállalások mértékének tekintetében ezzel a célértékkel Magyarország a tagállamok rangsorában az utolsó helyek egyikéről a középmezőny alsó részébe lép elő.

Villamos energia és hűtés-fűtés szektorokban felhasznált megújuló energiahordozók megoszlása 2010-ben (NCST, 2010)

A megújuló energiaforrások hasznosításával foglalkozó kutatócsoportok között jelentős helyet foglal el a Debreceni Egyetem Műszaki Karán 2008-ban megalakult, a geotermikus energia fenntartható felhasználását tanulmányozó GEOREN kutatócsoport.

Miért érdemes Magyarországon termálvíz után kutatni?

A magyarországi kutatásokat indokolja, hogy nagy mennyiségben állnak rendelkezésre kis-közepes (130 Celsius-foknál alacsonyabb) hőmérsékletű réteg- és karsztvízkészletek, de adott területeken bizonyos mélységben jelen vannak olyan nagy hőmérsékletű (130-250 Celsius-fokos) készletek is, amelyek lehetővé teszik akár az áramtermelésre szolgáló erőművi hasznosítást is. A kedvező képet tovább erősíti, hogy a célterület geológiai-geofizikai értelemben európai szinten igen alaposan kutatott, számtalan nem termelő kúttal és működő termálvíztermelő kúttal rendelkezik, mondja Kalmár Ferenc, a Debreceni Egyetem Műszaki Karának tanára.

"A jó adottságok ellenére a fokozott kitermelés, a környezetvédelem és a fenntarthatóság szempontjainak biztosítása érdekellentéteket szül, s ennek feloldása csupán e kettő összehangolását célzó kutatási programmal valósítható meg. Ennek birtokában dönthető el, hogy milyen víz- és hőtermelési határértékekig lehetséges a régió geotermális és hidrogeológiai adottságait fenntartható módon energiatermelésre hasznosítani" - mondja Kalmár.

Kalmár Ferenc

Nagy, de nem kimeríthetetlen vízkészlet

A felszín alatti vízkészlet nem kimeríthetetlen. A rendelkezésre álló készlet Magyarországon óvatos becslés szerint legkevesebb 500 milliárd köbméter, amelyből egyes vélemények szerint 50 milliárd köbméter termelhető ki gazdaságosan. A szakember szerint az a kérdés, hogy milyen természetes utánpótlódási vagy mesterséges visszasajtolási ütem mellett lehetséges ennek megoldása, s ennek tükrében valóban gazdaságos-e az említett mennyiség kiaknázása.

Jelenleg évente csaknem 100 millió köbméter termálvíz kerül kitermelésre. Ezt leginkább fürdőkben és ivóvíz előállításra használják. Ez a mértékű vízkitermelés azonban hatással van a felszín alatt tárolt energiamennyiségre is. Egy geotermikus rendszer termelésének megvalósítása jelenlegi árak mellett Magyarországon több százmillió forint. A föld alatti víztárolók (rezervoárok) megfelelő ismeretének hiányában a tapasztalatok szerint már csak az üzemeltetési időszakban derülnek ki azok a problémák, amelyek a hatékonyságot és a rendszer megbízhatóságát nagymértékben csökkentik, illetve a fenntarthatóság kontra gazdaságosság egyensúlyt reálisabban megítélhetővé teszik.

GEOREN kutatócsoport

Mint Kalmár elmondta, a Debreceni Egyetem Műszaki Kar 2008-ban pályázatot nyújtott be "Geotermikus rendszerek fenntarthatóságának integrált modellezése" címmel. A pályázati konstrukció célja volt innovatív kutatói csoportok létrehozása az alapkutatástól az alkalmazott kutatásig terjedő tevékenységekre. A pályázatot elfogadták, és ezután a Debreceni Egyetemen megalakult a GEOREN kutatócsoport, melynek célja a geotermikus energia felhasználás elméleti vizsgálata, a rendszerek üzemeltetésének optimalizálása a fenntarthatóság biztosításának céljából.

A programban 55 kutató vett részt öt munkacsoportban. Az egyes csoportok vízkémiai vizsgálatokkal, fúrómű dinamikai modellezéssel, geológiai és hidrogeológiai modellezésekkel, a geotermikus rendszerek üzemeltetési paramétereinek vizsgálatával és végül gazdaságossági vizsgálatokkal és életciklus elemzésekkel foglalkoztak.

Tiba Zsolt

A vízkémiai csoport munkája többek közt az üzemi berendezések, csővezetékek vízkövesedésének előrejelzéséhez fontos. A gyakorlat számára nagyon fontos tudnivaló, hogy fúrás közben a fúróerő változtatása hogyan befolyásolja a rezonanciahelyeket. Ezekről a vizsgálatokról Keczánné Üveges Andrea számolt be. A Fúrómű dinamikai modellezése elnevezésű munkacsoport elkészített egy szimulációs programot, mely alkalmas a fúrómű dinamikai modellezésére, illetve a hajlító-és torziós lengések vizsgálatára. Ezt a programot Tiba Zsolt mutatta be az [origo] munkatársának.

A harmadik munkacsoportnak, mely Kozák Miklós irányításával végezte munkáját,  a geotermikus rezervoárok földtani és hidrogeológiai modellezése volt a feladata. A modellek segítségével meghatározhatók a fenntartható hozamok. A negyedik munkacsoport, mely Halász Györgyné és Kalmár Ferenc vezetésével működött, a geotermikus rendszerek üzemeltetési paramétereinek optimalizálását, a vízkőkiválás okozta energetikai és hidraulikai problémákat vizsgálta, továbbá elemezte a termálmedencék töltési-ürítési idejét annak érdekében, hogy minimális legyen az energiafogyasztás és az energiaveszteség.

Az ötödik munkacsoport Szűcs Edit vezetésével gazdaságossági vizsgálatokat végzett, életciklus elemzéseket készített és összeállította egy geotermikus rendszer megvalósítási folyamatának modelljét, amelyet Budai István ismertetett.

Budai István

A kutatások eddigi végkövetkeztetése az volt, hogy Magyarországon mindenképpen érdemes foglalkozni a geotermikus energia hasznosításával, de nem szabad túlzó elvárásokat támasztani. "Hazánkból nem lesz 'második Izland' - mondta Kalmár -, ahol a felhasznált primerenergia közel 70 százalékát a geotermikus energiaforrásból állítják elő, de körültekintő felhasználással és visszapótlással sokáig élvezhetjük a geotermikus energia előnyeit."