A geotermikus energia a mélyebb földrétegek magasabb hőjét használja ki. A geotermikus források az akár csupán néhány méteres, de akár a több kilométernyi mélységben meghúzódó forróvizet tartalmazó tározók, melyek felszínre hozásával hőenergia termelhető.
A földhőnek számos előnye van. Ilyen elsősorban megújuló jellege, melyet a Föld mélyében folyamatosan lebomló radioaktív elemek biztosítanak akár évmilliárdokon keresztül. Kiszámítható és kiegyensúlyozott energiaforrás a szél- és napenergiával ellentétben: a geotermikus erőművek a nap 24 órájában képesek üzemelni, szünet nélkül biztosítva a háztartások energiaellátását.
Egy geotermikus erőmű jóval kevesebb földterületet használ fel egységnyi energia előállításához, mint a napelemek (404 m2/GW vs. 3237 m2/GW), ráadásul az életciklusa során négyszer kevesebb szennyező anyagot bocsát ki, mint az azonos mennyiségű energiát megtermelő napelemek.
Az erőművek alapvetően 3 módon képesek hasznosítani a földhőt: hőszivattyúk révén a háztartások temperálását, elektromos energiatermelést és közvetlen felhasználást (pl.: termálfürdő) is lehetővé tesznek.
Mekkora a geotermikus energia valós potenciálja?
Ha ennyire hasznos és hatékony energiaforrás, akkor miért nem használjuk többet? A geotermikus energiának van egy nagy hátránya: bár alapvetően a földmély hőmérséklete bolygószerte növekszik a mélységgel, ennek mértéke jelentősen eltér az egyes helyszíneken. Viszonylag kevés terület van, ahol gazdaságosan kitermelhető és a felhasználási desztinációk is megfelelő távolságon belül vannak. Ilyen pl. Izland, a szeizmikus forróponton fekvő szigetország, ahol a teljes lakosság energiaellátása megoldható geotermikus energiával.
A geotermikus energiát tekintve Magyarországot is fontos megemlíteni, ami nem csak Európa, de világviszonylatban is szignifikáns (Izland és Franciaország után a 3. legkedvezőbb adottságokkal rendelkezik). Az országban magas a geotermikus gradiens, vagyis a hőmérséklet kifejezetten gyorsan növekszik a mélységgel: 500 méter mélyen 20-30°C/km a gradiens, így 2000 méter mélyen akár a 100-120°C -t is elérheti a hőmérséklet. Magyarországon 2021-ben 264 PJ lehetett volna a kinyerhető energia, a KSH adatai alapján, azonban a primerenergiát tekintve mindössze 6,6 PJ származott geotermikus energiából. Magyarországon jelenleg a legnagyobb távhőrendszer a miskolci, amely egy teljes lakótelepet fűt, de az ország egyre több településén kezd megjelenni. A geotermikus energián kívül az olyan helyeken, ahol termálvizet használnak gyógyászati/fürdési célokra, a kitermelt víz hőenergiáját a közelükben található épületkomplexumok fűtésére is felhasználják. Jelenleg az országban közel 40 helyen használják a hőt ilyen célra. (Forrás: mgte.hu).
Globális szinten Törökország, Olaszország és Izland rendelkezik a legnagyobb telepített geotermikus kapacitással. Az EU-n belül jelenleg a hűtési-fűtési rendszerek több mint 25%-át, az üvegházak fűtésének 25%-át és az alacsony/közepes hőigényű ipari tevékenységek 5%-át fedezzük geotermikus energiából.
Forrás: https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2023/754200/IPOL_BRI(2023)754200_EN.pdf
Technológiai sajátosságok
Az alternatív hasznosítás mellett más fókuszterületen is fejlődés tudható be, így például mind a kinyerési technológiában, mind a felhasználásban innovációk sorozata figyelhető meg.
Kis méretű rendszerek: A geotermikus energiát tekintve innovációnak számít a kis méretű geotermikus rendszerek megalkotása, ami lehetővé teszi, hogy lakóházak, vagy kisebb vállalkozások is használják ezt a fajta megújuló energiát.
A mélyfúrás fejlődése: A mélyfúrás is egy fontos aspektusa a geotermikus energia elterjedésének. Az első geotermikus energia céljából történő mélyfúrás az 1920-as években történt, amely még csak néhány száz méter volt, majd az elmúlt évtizedekben jelentősen fejlődtek a fúrási technológiák, elérve ezzel mélyebb pontokat (több ezer métert is), ahol a hőmérséklet is magasabb. Ehhez elengedhetetlen a geológiai helyszínek ismerete is, amelyben szintén jelentős előrelépés történt.
A geotermális forrás közegének hőmérséklete alapján alacsony-, közepes- és magas hőmérsékleti tartományba soroljuk a földhőt.
Alacsony hőmérsékleti tartomány (<90°C): ezek széleskörű földrajzi eloszlással és stabil hőmérséklettel rendelkeznek, leggyakrabban geotermális hőpumpákkal (GHP) hozzák a felszínre.
Közepes hőmérsékleti tartomány (90-150°C): villamosenergia- és hőtermelésre hasznosítják hűtési-fűtési rendszerekhez, ipari folyamatokhoz és az agrár szektorban. Villamosenergia-termeléshez legalább 100°C-ot kell elérnie a hőmérsékletének.
Magas hőmérsékleti tartomány (>150°C): törésvonalak és vulkanikusan aktív régiók mentén fordul elő jellemzően.
Ultramély geotermikus rendszerek
A közeljövőben innovatív megoldások segíthetik a földhő mind jobb kihasználását. Ilyenek például a kereskedelmi forgalomban még nem kapható, leginkább kísérleti fázisban lévő, ultramély geotermikus rendszerek, amelyek képesek 5 km-nél nagyobb mélységig és akár 500°C-os hőmérsékleten üzemelni. Érdekes tény, hogy ekkora nyomáson és hőmérsékleten a víz szuperkritikussá válik, amely egyfajta köztes halmazállapot: se nem folyékony, se nem szilárd, se nem légnemű.
Ezeket a rendszereket a Föld szinte bármely pontján ki lehetne építeni, hiszen ilyen nagy mélységben már mindenhol magas a hőmérséklet és korlátlan ideig biztosítanák a megújuló energiát.
Borítókép forrása: CORDIS – European Commission
[A sorozat szerkesztői: Ali Amina, Pálfi Nándor és Szomolányi Katalin]
