Share to Facebook 
Share to Twitter 
Share to Linkedin 
PGT SocialWeb - Copyright © 2010 by pagit.eu

Obnovljivi izvori energije

Iskorištavanje geotermalne energije u energetici E-mail
Autor Ivana Alerić   

Na samom početku nastanka Zemlje sve kopnene mase su bile spojene u jedan gigantski kontinent nazvan Pangaea, nakon čijeg je raspada Zemljina kora počela poprimati današnji oblik. Kontinenti su dio kore i u neprestanom su gibanju.

Teorija tektonike ploča pretpostavlja da se Zemljina površina sastoji od nekoliko velikih krutih ploča (kontinentalne i oceanske) na čijim granicama dolazi do horizontalnog pomicanja. Procesi u Zemljinoj unutrašnjosti mogu pomicati ploče tako da između njih nastaju procjepi, ili pomicati ploče jednu prema drugoj, skraćujući i/ili savijajući ih, kao i skliznuti jedna ispod druge prilikom njihova kontakta. Navedena gibanja na mjestima dodira imaju za posljedicu česte potrese, no istovremeno to su i mjesta značajnijih geotermalnih resursa.

S točke gledišta iskorištavanja geotermalne energije, najznačajnija geotermalna polja se očekuju duž rubova velike Pacifičke ploče, tzv. „Pacific Ring of Fire“ (Pacifički plameni prsten).

Geotermalni izvori u svijetu

Riječ geotermalna dolazi od grčkih riječi geo (zemlja) i therme (toplina). Pod pojmom „geotermalna energija“ smatramo onu energiju koja se može pridobiti iz Zemljine unutrašnjosti i koristiti u energetske ili neke druge svrhe.

Temperatura Zemlje

Temperatura Zemljine unutrašnjosti raste s dubinom. Na dubini od 80 do 100 km temperatura stijena iznosi između 600 i 1.200 °C. Toplina neprestano struji od izvora u Zemljinoj unutrašnjosti prema površini.

Temperatura Zemljine površine najviše ovisi o zračenju Sunca. Utjecaj tog zračenja opaža se u gornjim dijelovima kore do dubine 30 m. Na toj dubini temperatura je stalna. Porast temperature s dubinom Zemlje naziva se geotermalni gradijent.

Upravo je geotermalni gradijent jedan od prvih pokazatelja koji upućuje na potencijalno ležište. Karte geotermalnih gradijenata ukazuju na područja lokalnih anomalija. Srednja vrijednost geotermalnog gradijenta primjerice za Europu iznosi 0,03 °C/m, dok u Hrvatskoj postoje dva različita područja:

- Dinaridi i Jadran: 0,015° - 0,025 °C/m,

- Panonski dio: >0,04 °C/m.


 

  • VRSTE GEOTERMALNIH LEŽIŠTA

Geotermalno ležište je spremnik toplinske energije unutar Zemljine kore iz kojeg se na ekonomičan način može dobiti toplina koja se na površini koristi za proizvodnju električne energije, u industriji, poljoprivredi, ugostiteljstvu, kućanstvima itd.

Kada govorimo o geotermalnim ležištima mislimo zapravo na geotermalne vode koje se nalaze u podzemnim ležištima i vode koje prolaze kroz podzemna ležišta. Međunarodno uvriježena terminologija za podjelu izvora još uvijek ne postoji, stoga ih dijelimo na više načina:

  • prema stupnju istraženosti izvora
  • prema vrsti geotermalnih ležišta
  • prema temperaturi ležišnog fluida.

Geotermalno ležište razlikuje se od geotermalne rezerve upravo u faktoru ekonomske isplativosti crpljenja izvora. Ležište karakteriziraju njegova dubina, debljina i opseg, svojstva stijena, salinitet i geokemija postojećih fluida u ležištu te temperatura, poroznost i propusnost stijena.

Geotermalni rezervoar
izvor: geothermal.marin.org

Fokusirajući se na iskorištavanje geotermalne energije u energetske svrhe, najznačajnija podjela ležišta je prema temperaturi odnosno termodinamičkim i hidrološkim obilježjima izvora. Tako razlikujemo:

  • ležišta vruće vode - osnovno obilježje je tekuća voda kao kontinuirana faza. Većina geotermalnih ležišta su ležišta vruće vode. Ako je temperatura dovoljno visoka (>170 °C), voda se na površini može pretvoriti u paru i koristiti izravno u turbini za proizvodnju električne energije. Ako je temperatura između 100° i 180 °C, toplinska energija se koristi za isparavanje sekundarnog fluida koji pokreće turbinu (binarna geotermalna elektrana). Za većinu ovakvih ležišta karakteristične su površinske manifestacije u obliku pare, vruće vode i slično. U današnjem tehnološkom razvoju, ova vrsta ležišta je jedina pogodna za komercijalnu proizvodnju električne energije.
  • ležišta suhe vodene pare - vrlo su rijetka. Najjednostavnija su i najjeftinija za iskorištavanje. Prirodna suha vodena para može se izravno koristiti za proizvodnju električne energije u klasičnim parnim turbinama.
  • vruće i suhe stijene - na većim dubinama nalaze se velike mase stijena u kojima je akumulirana toplinska energija, no siromašne su fluidom ili je propusnost toliko niska da je komercijalizacija praktički nemoguća. Za iskorištavanje ove vrste resursa, ležište se podvrgava hidrauličkom lomljenju. Potrebno je dovoljno duboko izdrobiti stijene kako bi se dobila dovoljno velika površina za prijelaz topline između stijene i vode koja se kroz umjetnu bušotinu utiskuje među stijene. Ugrijana voda se odvodi kroz drugu bušotinu na površinu i tamo se iskorištava. Ovaj proces danas je u istražnoj fazi te nije ekonomski isplativ.
  • ležišta tople vode pod visokim tlakom - nalaze se na vrlo velikim dubinama, umjerene su temperature i sadrže otopljeni metan. Današnjom tehnologijom nije moguće ekonomski isplativo iskorištavati takve izvore.

Stijene su relativno loš vodič topline stoga nije dovoljno samo doseći toplu stijenu već je toplinu potrebno izdvojiti pomoću cirkulacijskih fluida koji putuju šupljinama i rascjepima stijene. Jednostavno rečeno, prilikom korištenja geotermalne energije potrebne su minimalno dvije bušotine – utisna i proizvodna. Proizvodnom bušotinom crpi se toplina (kroz zagrijani fluid) dok se utisna bušotina koristi za obnavljanje geotermalnog ležišta. Stoga, iako na dubini gotovo svugdje postoje tople stijene, postojeće tehnološke barijere čine ih neekonomičnima na većini mjesta za pridobivanje energije.

Geotermalna elektrana
izvor: geothermal.marin.org


 

  • NAČINI PRIMJENE GEOTERMALNE ENERGIJE

Geotermalna energija se može koristiti izravno (kao toplinska energija) ili za proizvodnju električne energije.

Proizvodnja električne energije je najvažniji način iskorištavanja visoko temperaturnih geotermalnih izvora. Elektrane mogu imati vrlo malu instaliranu snagu od samo približno 100 kW, dok se uobičajeno kreću u rasponu od 1 - 5 MW, ali postoje i jedinice od 100 MW.

Geotermalne elektrane većinom su elektrane baznog tipa što znači da su u pogonu 8.760 sati godišnje (24 h x 365 dana). Većina projekata geotermalnih elektrana kombiniraju proizvodnju električne energije i izravnu primjenu topline u neke druge svrhe, kako bi se poboljšala ekonomičnost projekta, ali i iskoristivost elektrane.

Geotermalna energija
izvor: www.hrote.hr

Korištenjem geotermalne energije za grijanje prostora smanjuje se potrošnja konvencionalnih energenata (pr. fosilnih goriva) što zapravo ostavlja pozitivan utjecaj na okoliš. U nekim područjima (primjerice Island), geotermalne vode su visokog stupnja čistoće te se izravno utiskuju u sustav daljinskog grijanja i transportiraju na udaljenosti i do 40 km. U posljednje vrijeme sve se više koriste i geotermalne toplinske crpke koje zimi služe za grijanje prostora, ljeti za hlađenje, a tijekom cijele godine za pripremu tople sanitarne vode.


 

  • UPOTREBA GEOTERMALNE ENERGIJE I UTJECAJ NA OKOLIŠ

Karakteristika korištenja obnovljivih izvora energije, pa tako i geotermalne energije jest ograničenost na područje koje je bogato određenim energentom tako da je i utjecaj na okoliš prvenstveno lokalnog značaja. Utjecaj geotermalnih elektrana na okoliš očituje se upotrebom relativno velikih površina zemljišta, pojavom slijeganja terena, emisijom plinova i otpadnih voda te emisijom topline u buke. Intenzitet tih djelovanja ovisi o nizu faktora, kao što su geološko-strukturne i hidrogeološke značajke ležišta, fizičko-kemijska obilježja geotermalnog fluida u ležištu, tehničko-tehnološke karakteristike postrojenja te ekološke odlike i kvaliteta promatranog područja.

  • GEOTERMALNA ENERGIJA U HRVATSKOJ

U Hrvatskoj postoji tradicija iskorištavanja geotermalne energije iz prirodnih izvora u medicinske svrhe i za kupanje. Brojne toplice koriste upravo geotermalnu energiju (Varaždinske, Daruvarske, Stubičke toplice, Lipik, Topusko itd.). Proizvodnja geotermalne vode za navedene toplice prije se vršila kroz prirodne izvore, dok se danas uz prirodni protok koristi geotermalna voda iz plitkih bušotina. Ukupno postoji 28 nalazišta, od kojih je 18 u upotrebi.

INA-Naftaplin je 70-ih godina prošlog stoljeća započela s istraživanjem rezervi nafte i plina na poljima u kontinentalnom dijelu Hrvatske. Međutim, istražne bušotine pokazale su postojanje izvora tople vode. Najviše istražena ležišta, a ujedno i ležišta s najvišom temperaturom geotermalnog fluida su ležište u blizini Koprivnice (Kutnjak-Lunjkovec) i Bjelovara (velika Ciglena).

Geotermalni izvori u Hrvatskoj
Geotermalna nalazišta u Hrvatskoj

Geotermalna energija iz srednje temperaturnih ležišta može se iskorištavati za grijanje prostora, u različitim tehnološkim procesima te za proizvodnju električne energije binarnim ciklusom.

Tags:     geotermalna energija      energetika      iskorištavanje      potencijali
Index članka
Iskorištavanje geotermalne energije u energetici
Vrste geotermalnih ležišta
Načini primjene geotermalne energije
Upotreba geotermalne energije i utjecaj na okoliš - Geotermalna energija u Hrvatskoj
Sve stranice
 

Obnovljivi izvori energije za početnike

OIE u regiji

Nove tehnologije

Nova energetika

Zadnje vijesti

Želite li više koristiti obnovljive izvore energije?