GEOTERMÁLNA ENERGIA

GEOTERMÁLNA ENERGIA Slovo „geotermálna“ pochádza z gréčtiny. „Geos“ znamená „zem“ a „thermal“ znamená „teplo“. Pod „geotermálnou energiou“ teda rozumieme teplo (termálnu energiu), ktorá sa nachádza vo vnútri našej planéty a pomaly preniká na povrch. Navonok sa prejavuje: mechanicky (zemetrasenia, vrásnenia horských masívov), alebo tepelne (sopky, gejzíry a horúce pramene).

Je to zatiaľ najmocnejší, prakticky nevyčerpateľný zdroj energie. Je pritom vzdialený z ľubovoľného miesta na Zemi iba 10 až 12 km smerom do stredu Zeme. I keby sme pokryli všetku minulú i budúcu spotrebu ľudstva, poklesla by teplota zeme o 1°C za 40 mil. rokov. Jediným problémom je, ako tento zdroj výhodne ekonomicky využiť. S hĺbkou stúpa teplota približne na každých 30m o 1°C. V hĺbke 3 km je to teda asi 100°C, v hĺbke 10 km už 300°C. Za jeden rok vyžiari Zem do okolitého prostredia teplo, k výrobe ktorého by bolo treba asi 30 mld. ton najkvalitnejšieho uhlia.

Zemské jadro tvorí žeravá hmota z roztavených kovov, ktorá je pod tlakom 350 000 MPa uzavretá do tvaru gule o priemere asi 300 km. V litosfére sa môžu nachádzať i veľké podzemné jazerá. Ak sa voda dostane do styku so žeravým obalom, zahrieva sa na vysoké teploty a niekedy sa vytvoria i veľké ložiská suchej alebo vlhkej pary. V niektorých miestach preniká táto voda alebo para na zemský povrch.

GEOTERMÁLNE LOŽISKÁ Geotermické ložiská, čiže miesta s vysokou úrovňou geotermálnej energie delíme na: 1. Polia s vysokou hladinou termálnej vody. Tieto polia charakterizuje normálny geotermický gradient, pričom zdroj tepla neexistuje. Sú to miesta s vhodným geologickým podložím s jedným alebo viacerými zlomami. Najčastejšou formou geotermických polí sú: horúce pramene s teplotou vody nad 200°C, kde horúca voda s prímesou Na, K, Ca, Au vystupuje z hĺbky na zemský povrch, fumaroly t.j. plynné pramene s teplotou vystupujúcich plynov aj nad 1000°C, ktoré vznikajú odplyňovaním horúcej magmy alebo vyparovaním povrchovej vody, bahenné sopky t.j. horúce pramene so značným podielom pevných častíc, gejzíry t.j. pramene s teplotou vody do 140 ° C pravidelne zásobované horúcou vodou. Otvor zlomu umožňuje únik zmesi vody a pary, pretože voda vo forme pary zaberá 15000-krát väčší objem ako kvapalná voda.

2. Hypertermické polia teda geotermické miesta saturované vodou (asi 95 % ) alebo parou. Tieto polia môžeme rozdeliť na: hypertermické polia suché ,tzv. " Hot dry rock ", kde sa voda prehrieva v horúcich skalných horninách vo forme pary. Ohriata para sa potom sústreďuje v rezervoári. hypertermické polia mokré, kedy v podzemí neexistuje forma pary. Voda sa ako kvapalina dostáva na povrch a následkom poklesu tlaku sa na povrchu časť vody premení na paru. Všeobecne je vznik hypertermických polí podmienený vhodným geologickým zložením hornín, silným termickým zdrojom a stále sa obnovujúcim množstvom vody.

VYUŽITIE GEOTERMÁLNEJ ENERGIE VÝROBA ELEKTRICKEJ ENERGIE Para využívajúca sa na výrobu elektrickej energie obsahuje množstvo prímesí, kyslých plynov a piesku, ktoré koróziou ohrozujú funkčnosť turbíny. Preto je nutné paru pred akýmkoľvek využitím odfiltrovať. Vzhľadom na vhodnú geografickú stavbu podložia je geotermálna energia využívaná na výrobu elektrickej energie iba na niekoľkých miestach sveta. Cena výroby elektrickej energie závisí od teploty kvapaliny v geotermálnom rezervoári. Z ekonomického hľadiska je potom výroba elektrickej energie najvýhodnejšia, pri teplote geotermálneho zdroja, vyššej ako 180 °C. Taktiež je možné produkovať elektrickú energiu pri nižšej teplote geotermálneho zdroja, ale v tomto prípade za účelom dosiahnutia vyššej účinnosti, nemožno používať vodu, ale inú organickú kvapalinu, ktorá bude prechádzať turbínou.

Prvé pokusy s výrobou elektriny začali v Taliansku už v roku 1904 a prvá 250 kW-ová elektráreň bola daná do prevádzky v roku 1913 v Larderello. Po nej nasledovali ďalšie na Novom Zélande (1958), v Mexiku (1959) a v USA  (1960). Od roku 1980 výrazne narastá inštalovaný elektrický  výkon v geotermálnych elektrárňach a v roku 2000 dosiahol 7974 MW z toho v USA  je inštalovaných  2228  MW. Výroba elektriny z geotermálnej energie v roku 2000

Schéma geotermálnej elektrárne

VYKUROVANIE Ďalšou reálnou možnosťou využitia geotermálnej energie je vykurovanie bytov a iných objektov, skleníkov bazénov a rybníkov. Priestorové kúrenie je jedným z najzaujímavejších spôsobov priameho využitia nízkej teploty geotermálnej kvapaliny (do 100 °C). Princíp je založený na jednoduchom využití geotermálnej kvapaliny, ktorá odovzdáva teplotu vode vo výmenníku a táto je dopravovaná potrubiami do radiátorov v domácnostiach, prípadne inde. Systém takéhoto kúrenia si vyžaduje veľmi hrubú izoláciu, aby sa teplá voda dostala až k užívateľom /veľké tepelné straty/. Krajiny s chladnou klímou vyžadujúcou zimné priestorové kúrenie a ktoré majú plytké geotermálne zdroje majú možnosť tieto využívať. Prím v tejto oblasti patrí Islandu, kde dnes 80% budov hlavného mesta Reykjavík je vykurovaných práve horúcou parou pochádzajúcou z vnútra Zeme. Ďalším príkladom je francúzsky Coulomniers, kde termálnou vodou s teplotou T=85°C je vyhrievaných 1100 bytov a mestská nemocnica so 450 lôžkami. Takéto vykurovanie bolo inštalované už v 1890 v americkom Boise (štát Idaho).

Vykurovanie cesty geotermálnou energiou v Japonsku Geotermálny skleník Rozdelenie využitia geotermálnej energie na výrobu tepla vo svete v roku 1998

GEOTERMÁLNA ENERGIA NA SLOVENSKU Vláda SR schválila v apríli 2003 Koncepciu využívania obnoviteľných zdrojov energie. Podľa tejto koncepcie patrí geotermálnej energii druhé miesto spomedzi siedmich obnoviteľných zdrojov energie. Najlepší potenciál má biomasa (46,7 %), geotermálna energia (17,5%), solárna energia (14,5%), odpadové teplo (9,8%), biopalivá (6,9%), malé vodné elektrárne (2,9%), veterná energia (1,7%).

V súčasnosti je na Slovensku vymedzených 26 hydrogeoter-málnych oblastí, ktoré zaberajú 27 % plošnej rozlohy územia SR. Sú rozložené predovšetkým v pásme vnútorných Západ-ných Karpát.

V rokoch 1971–2000 bolo realizovaných celkom 66 geotermálnych vrtov, ktorými sa overilo viac ako 1000 l/s s teplotou na ústí vrtu 20 až 129 °C, ktorých tepelný výkon predstavuje okolo 220 MWt (pri využití po referenčnú teplotu 15 °C). Geotermálne vody boli získané vrtmi hlbokými 210 až 3616 m, výdatnosť vrtov sa pri voľnom prelive pohybovala prevažne v rozmedzí 5 až 40 l.s-1. Rozmiestnenie geotermálnych vrtov na území SR a ich teplotné charakteristiky

Energetická koncepcia pre Slovenskú republiku do roku 2005 uvádza nasledujúci potenciál jednotlivých oblastí Slovenska. Využívanie geotermálnej energie má celý rad výhod. Predstavuje domáci zdroj, je lacnejšia ako fosílne palivá. Znižuje nebezpečenstvo ohrozenia životného prostredia redukciou transportu, spracovania a využívania fosílnych palív (havárie produktovodov, výstavba a prevdzka zásobníkov plynov a ropných produktov, skládkové hospodárstvo, emisie). Umožňuje aj ovládanie ceny energie. Prevádzka geotermálnej energie je bezpečná s minimálnym dopadom na životné prostredie a záber pôdy.

VYUŽITIE GEOTERMÁLNEJ ENERGIE V SR Geotermálne vody sa využívajú v poľnohospodárstve, ďalej na vykurovanie budov a na rekreačné účely s celkovo využívaným tepelným výkonom 131 MWt, čo predstavuje 2,3 % z celkového potenciálu geotermálnej energie SR a 42,7 % z tepelného výkonu doteraz evidovaných geotermálnych vrtov. V poľnohospodárstve sa geotermálne vody využívajú v 12 lokalitách na vykurovanie skleníkov pri produkcii rýchlenej zeleniny ako aj kvetov. Celková plocha pokrytá týmto typom produkcie je okolo 25,86 ha. Na chov rýb sa geotermálne vody využívajú na dvoch lokalitách. Geotermálna energia sa využíva na vykurovanie kancelárskych, technických a hotelových priestorov. V Galante sú geotermálnou vodou vykurované aj byty, nemocnica a dom dôchodcov. V Novákoch sa geotermálna voda využíva na vykurovanie šatní baníkov a na ohrev vetracieho vzduchu pre hnedouhoľné bane. V 32 lokalitách sa geotermálna voda využíva na rekreačné účely, hlavne na plnenie bazénov.

Zdroje http://www.energia.gr/geofar/page.asp?p_id=12&lng=9 http://www.inforse.dk/europe/fae/OEZ/GEOTERM/geoterm.html http://sk.wikipedia.org/wiki/Geoterm%C3%A1lna_energia http://www.minzp.sk/oblasti/obnovitelne-zdroje-energie/obnovitelne-zdroje-energie/geotermalna-energia/

Za pozornosť ďakujem Martin Petruška a Marek Skyba