Alaphang

Tudományban, művészetben élni és tevékenykedni, amióta az ember önmagáról gondolkodik kiváltság és misztikum, amely egyfajta beavatottság élménnyel ajándékozza meg az önmagát tudósnak vagy művésznek tartó embert. Bár e két gondolatkör szeretne elhatárolóldni a másiktól, ez természetükből fakadóan lehetetlen. A tudomány és a művészet is szeretné magát az emberiség szolgálójaként látni, pedig valójában mindkettő önmagáért van és az ember egyéni boldogságát rejti magában. Miért is? Ha az emberi boldogságnak egyetlen olyan feltétele van, amely nem helyettesíthető, ez pedig a szabadság, pontosabban a döntés szabadsága. A tudományban az ember szabadon gondolkodik, a művészetben szabadon érez. Minden másban, így a társadalmi közéletben, a vallásban, a materiális világban az ember döntései korlátozva vannak. A tudományban az ember megismerni akar, a művészetben alkotni valami mást a megismert világból. Így tudós és művész szabadon kereshet, alkothat, törekedhet a teljességre, miközben mindez boldoggá teheti.

Bejelentkezés

Kapcsolatfelvételi űrlap

Van-e megoldás hazánkban a növelt hatékonyságú geotermikus rendszerek alkalmazására?

Nyomtatóbarát változatKüldés E-mailben

Oldalunkon több alkalommal is foglalkoztunk a geotermikus energia hasznosíthatóságával. Kitértünk arra, hogy hazánk rendkívül jó adottságokkal rendelkezik, ugyanakkor a hő kinyerését lehetővé tevő közvetítő anyag a termálvizek korláttlan pazarlásával e megújuló energiaforrás is fosszilisnak tekinthető, mindaddig, amíg nem gondoskodunk a felhasznált vizek visszahelyezéséről. Egy olvasónk még a kémiai mélyfúrás lehetőségeit is szóba hozta, reagálva egyben másmilyen megközelítésből megközelítve a sorozatunk mondanivalóját. Mi a helyzet azonban akkor ha olyan mélységekből kívánunk hőt kinyerni, ahol már e hőt szállító fluidum, jelen esetben a víz sem áll rendelkezésre? A világon több példa is létezik a hő közvetlen "bányászatára", ami Magyarország számára ismét hatalmas lehetőséggel kecsegtet. Kérdés, hogy élünk-e vele?

Az alábbiakban a Hot Dry Rock (HDR), vagy más és újabb nevén az Enhanced Geothermal System (EGS) ismertetésére kerül sor.

A HDR technológia elvi megfogalmazására az első olajválság idején az 1970-es években került sor, melyet a jövőbeni fokozódó energiaigény mérséklésének gondolata adta. Az elvet az Egyesül Államokbeli Los Alamos Scientific Laboratory (New Mexico) atomfizikusai fektették le. Az elgondolás alapja a nagy belső energiatartalommal bíró, de elérhető mélységben lévő forró kristályos kőzetek hőtartalmának kinyerése és hasznosítása elektromos energia termelésére. A forró száraz kőzetek energiatartalmának kinyerése a kőzetben lévő, vagy létrehozott (mesterséges) hőcserélő-felület és a benne áramló munkaközeg segítségével történhet.

A kőzetváz porózus vagy repedezett lehet, ahol a hézagtérfogatot valamilyen fluidum tölti ki. A belső energiát a kőzetváz és a fluidum együttesen tartalmazza. A hordozó közegek közül a fluidumot lehet mélyfúrású kutakon keresztül felszínre hozni. Habár a geotermikus energia a kéregben mindenütt jelen van, a kitermelhető geotermikus energia olyan hordozó közeghez kötött, amely könnyen felszínre hozható, nagy fajlagos energiatartalmú, olcsó, nagy mennyiségben rendelkezésre áll, jól kezelhető. Mindezen a követelményeket a víz elégíti ki legjobban. A víz, vagy a gőz a szokásos módszerekkel mélyfúrású kutakon keresztül könnyen felszínre hozható, energiatartalmát jó hatásfokkal adja át más hordozó közegnek. A bányászat ezesetben is a víz energiatartalmára irányul, nem magára a vízre.

A zárt ciklusú HDR-rendszernek nincs hulladékvize, szemben a hagyományos termálvíz elektromos áram előállítását célzó hasznosításával, ahol a lehűlt, bár a természetes vizeknél jóval magasabb hőmérsékletű továbbá igen magas ásványi anyag tartalmú hulladékvizek kezeléséről és elhelyezéséről jogszabályok rendelkeznek. A HDR rendszerű technológiák megfelelnek a vízvédelmi elvárásoknak, hiszen nem a rétegvizeket hasznosítják. A technológia állandó mennyiségű munkaközeggel dolgozik, amely nem kerül ki a zárt rendszerből.
Az Egyesült Államokban kidolgoztak egy tervet (1971) arra vonatkozóan, hogy a forró száraz kőzettömegben nukleáris robbantással hozzák lére a nagy mélységben elhelyezkedő hőcserélő-felületet. BURNHAM és STEWART (1973) szerint ez a rendszer 30 évig lett volna képes 200MW hőteljesítmény leadására. Ezzel egy időben a volt Szovjetunióban is felmerült a nukleáris robbantással létrehozott földalatti hőcserélő gondolata (DJADKIN, 1973). Környezetvédelmi okokból mindkét országban komoly aggályok merültek fel, így kísérletekre egyik helyen sem került sor. Jelentős áttörést a kőolajiparhoz kapcsolható fúrástechnológiai fejlesztéseket követően lehetett elérni.

A HDR/EGS-rendszerek legfontosabb eleme a geotermikus tároló (rezervoár), melynek koncepciója az olajiparból származik. (Az egyszerű, ’penny-alakú’ törésből nőtte ki magát, melyet az egységes feszültségtérben izotróp kontinuumként viselkedő kőzettestben alakítottak ki.)

Mesterséges EGS-rendszer felépítése

Mesterséges EGS-rendszer felépítése (Forrás: srren.ipcc-wg3.de)

A HDR/EGS technológiák lelke tehát e rezervoárok, amelyek hasznosítására több elképzelés is van, a mesterségesen kialakított tárolóktól kezdve a természetes tárolókig. A "jó" rezervoár meglétéhez alapvetően ésszerű mélységben lévő, tekintélyes tömegű forró kőzetre van szükség, ahol a hőátadás könnyedén végbemehet. 

HDR megoldások a világban

A világon már több sikeres egyben nagyon tanulságos próbálkozás volt a HDR technológia alkalmazására. A legismertebbek Fenton Hill (USA), ahol magas hőmérsékletű kristályos, gránitos/metamorf aljzat kőzetre telepített HDR rendszerből gazdaságosan nyertek ki energiát. Rosemanowes (UK), ahol a Camborne School of Mines kísérleti HDR projektje zajlott a Rosemanowes kőbányában. Hijiori (JP), ahol a Hijiori kaldera D-i szélére telepítették a rendszert. 225 ⁰C-nál nagyobb hőmérséklet jelentkezett 1500 m mélyen, 1800 m mélyen közel 250 ⁰C-ot mértek. Soultz-Sous-Foréts (FR), ahol egy olyan EGS telephely megépítése volt a cél, amely esetlegesen kereskedelmi jellegű alkalmazásra is alkalmas lehet Európában. Noha sikeresen megtörtént a mesterségesen stimulált, kereskedelmi méretű rezervoár kialakítása, a termelési volumen még mindig a megkívánt érték alatt van. Cooper Basin (AU), az Ausztrál EGS projekt célja annak kimutatása volt, hogy EGS rendszer megvalósítható nagy hőmérséklettel jellemezhető területen, a meglehetősen egynemű gránitos aljzatban. Dél-Ausztrália területén nagy terjedelemben van jelen a radioaktív tartalmú gránit és más, urániumban gazdag kőzetek, melyek produkálhatnak nagy hőmérsékleteket már kis mélységben is a kéregben. Ilyen terület a Petrotherm által kialakított Paralana/Callabonna terület is.

HDR lehetősége Magyarországon

„Magyarország a legjobb földtani-geotermikus lehetőségeket kínálja EGS-fejlesztésekre Európában” – állítják Dövényi és munkatársai (2005) egy, a francia BRGM-nél 2004-ben készített tanulmány alapján.

„A leginkább ígéretes régió az ország D-i, DK-i szeglete, ezen belül is a mély medencék peremei és a medencék között található, kiemelt alaphegységi területek: Dráva, Makó, Békés, Nagykunság és Derecske. Ezekben a régiókban a kristályos alaphegység anyaga kedvező esetben gránitos, mélysége 4000 m közeli, a kőzethőmérséklet legalább 200 °C, és a terület a földrengések szempontjából is „csendes”.

Két pozitív megnyilvánulás hazai és nemzetközi, szakmailag elismert személyektől, szervezettől. Ezek alapján úgy gondolhatjuk, hogy valóban van létjogosultsága hazánkban az EGS-rendszer kialakításának. E kijelentések alátámasztására a következőkben megvizsgálom, hogy Magyarországon hol (lenne) érdemes ilyen rendszer kialakítása.

A magyarországi potenciális helyek végső meghatározásához túl kell lépnünk a hagyományosnak nevezhető hőtároló, hőkivételi helyek meghatározásán, illetve jellemzésén, ennél nagyobb mélységközben, merőben más litológiájú közegben kell a kutatást folytatni. 

HDR
Kristályos kőzetek elterjedése a Pannon medence aljzatában a geotermikus viszonyok feltüntetésével (L. Rybach, P. Dövényi, 2005. in Dr. Szanyi J. – Bíró Lóránt, 2009.)

EGS projekt megvalósításához jól repeszthető, lehetőleg homogén kőzet szükséges, tehát az ország azon területei jöhetnek számításba, ahol nagy mélységben kristályos kőzetek alkotják a medencealjzatot. „A térképen vöröses sraffozás mutatja ezeket, és a bordó foltok azok a területek, ahol a hőmérséklet az aljzatban már 3500 m mélységben elérheti a 200 °C-ot. Az ábra feltünteti ugyanakkor azokat a mélyfúrásokat, amelyek valóban nagy hőmérsékletű kőzeteket harántoltak. Csak a lilával jelölt fúrások azok, amelyekben ténylegesen >200 °C-ot mértek.

Ezek egyike sem érte el a medencealjzatot. Látnunk kell tehát, hogy az aljzat magas hőmérsékletének becslése nagy területeken csak kisebb talpmélységű fúrások adatainak extrapolációjával történt.” (Dr. Szanyi J. – Bíró Lóránt, 2009.)

’A leginkább ígéretes régió az ország D-i, DK-i szeglete, ezen belül is a mély medencék peremei és a medencék között található, kiemelt alaphegységi területek: Dráva, Makó, Békés, Nagykunság és Derecske (Dövényi és mtársai, 2005). Ezekben a régiókban a kristályos alaphegység anyaga kedvező esetben gránitos, mélysége 4000 m közeli, a kőzethőmérséklet legalább 200 °C, és a terület a földrengések szempontjából is„csendes”’ – említi Mádlné dr. Szőnyi Judit a 2008. márciusi, MTA-nak készített összeállításában.

Kiindulásképp elmondható, hogy EGS-telephely létesítésére Magyarországon leginkább a Tiszai-egység a legalkalmasabb. Korábban végigvettem mindazon területeket, mely potenciálisan szóba jöhet a továbbgondoláskor. Látni kell, hogy mindazon területek, melyek nagy hőárammal jellemezhetők, nem feltétlenül lesznek alkalmasak EGS-létesítmény telepítésére. Korábban elmondtuk, hogy EGS-telephely létesítéséhez több tényező, körülmény együttes jelenléte szükséges. Tehát, ha valamelyik terület nagy hőárammal rendelkezik, de nincs a mélyben homogén, könnyen repeszthető, jó hővezetési tényezőjű, leginkább gránit, granodiorit kőzet, akkor a megvalósítás elmaradhat. Vagy ha minden körülmény fennáll, de a terület földrengésveszélyes, nagy valószínűséggel nem kerül be a tervezési fázisba az adott terület.

További ajánlataink

A dízel üzemű járművek, az égő fa és a széntü... »
A hazai pályázatokról, az EU-s és más költs... »
  A bristoli Centre for Quantum Photonics munkatársai kifejlesztettek... »
 Egy 2300 éves éghajlati adatsor arra utal, hogy ha az északi f... »