Geotermikus energia áram- és hőtermelésre

Mikor a hazai megújuló energiaforrás-potenciálokról esik szó, gyakorta kiemelkedő helyen szerepel a geotermikus energia felhasználása. Az Energetikai Szakkollégium (www.eszk.org) 2012. március 22-re szervezett előadást ebben a témában, amin Pócs István, a CEGE – Közép-európai Geotermikus Energia Termelő Zrt. vezérigazgatójának prezentációját hallgathatta meg a közönség.

A CEGE Zrt. fő profilja a geotermikus villamosenergia-termelés, így az előadó is erre a témára helyezte a hangsúlyt prezentációja során.

A világ teljes működő geotermikus kapacitása 2010-ben 10.716 MWe volt, melyből 1000 MWe-t bináris ciklusú erőművek termeltek. A geotermikus technológiák 11%-a 130 °C alatti, 27%-uk a Magyarországon is elérhető 130 °C és 200 °C közötti, míg 62%-uk 200 °C-ot meghaladó hőmérsékletű fluidomot hasznosított.

Magyarország kedvező geotermikus adottságú ország, a geotermikus gradiens mintegy másfélszerese a világátlagnak, így 1 km mélységben 60 °C, 2 km mélységben pedig már 110 °C a kőzetek és az azokban elhelyezkedő víz hőmérséklete.

1. ábra. Dövényi P., Drahos D., Lenkey L.: Magyarország geotermikus energiapotenciáljának feltérképezése a felhasználás növelése érdekében.

A hazai átlaghőmérsékleti viszonyok közepette a gazdaságos áramtermeléshez szükséges 150 °C körüli hőmérsékletet és a megfelelő hozamot a Pannon-medence alatt átlagosan 2,5 km alatti mélységben elhelyezkedő rezervoárok tudnák biztosítani, melyek által kisméretű bináris erőművek működtetése lehetséges (a hőpiac korlátai miatt gazdaságosan 5 MWe-ig). Ezek az erőművek alkalmasak lennének a Nemzeti Cselekvési Tervben (NCST-ben) vállalt geotermikus kapacitás kielégítésére (57 MWe 2020-ig), különösebb technológiai akadály nélkül.

Kapcsolt hő- és áramtermelés (CHP) bináris ciklusú erőművekben

A bináris ciklusú erőművekben a forró víz egy hőcserélőn keresztül egy alacsonyabb forráspontú organikus anyagnak adja át hőjét, amely így gőz halmazállapotban már megfelelő a turbinák meghajtására. Ilyen anyag lehet például az izopentán. Ezzel az iparilag érett technológiával olyan felszínre kerülő geotermikus fluidomok is alkalmazhatók áramtermelésre, melyek a hagyományos gőz-alapú erőművek működtetéséhez nem lennének elegendők.

Habár egy geotermiára épülő bináris ciklusú CHP rendszer hatásfoka kisebb, mint egy hasonló célt szolgáló gázmotoros rendszeré, mégis kedvezőbb hatékonyságot tud elérni, mint néhány egyéb megújuló energiaforrás felhasználására építő technológia. CHP rendszer esetén 1 MWe elektromos áram előállítása mellet 3-5 MWt hőpiac szolgálható ki, alacsony hatásfok mellett is jelentősen több a megtermelt energia, mint a csak közvetlenül hőt hasznosító rendszerek esetében.

2. ábra. Hőmérsékleti viszonyok. Jelentés a Környezetvédelmi Alap Célelőirányzat részére. ELTE, Geofizikai Tanszék 2001

A cikk folytatása elolvasható az e-gépész.hu oldalon.