Ulaz za korisnike

Energija iz dubina

Energija iz dubina
 
Energija iz dubina
Energija iz dubina

Toplina u unutrašnjosti Zemlje rezultat je formiranja planeta iz prašine i plinova prije više od četiri milijarde godina, a radioaktivno raspadanje elemenata u stijenama kontinuirano regenerira tu toplinu, pa je prema tome geotermalna energija obnovljivi izvor energije

Hrvatska ima dugu tradiciju korištenja geotermalne energije, prvenstveno u balneološke svrhe (toplice) ali i kao energiju za grijanje prostora te u novije vrijeme sa naznakama proizvodnje električne energije. Ukupni instalirani kapacitet geotermalnih izvora s 18 lokacija na kojima se energija ovih izvora koristi u Hrvatskoj je 36,66 MWt ako se promatra geotermalna energija samo za grijanje prostora.

Ukoliko se pribroji potrošnja toplica, tada je kapacitet skoro četiri puta veći (2005. – 113,9MWt). Po istom principu, ukoliko se gleda proizvodnja toplinske energije iz geotermalnih izvora za zagrijavanje prostora, tada je iskorišteno oko 124 TJ, a ukoliko se gleda cjelokupna proizvodnja koja uključuje i balneološke potrebe, tada se iznos kreće oko 550 TJ. (EUH 2005, EIHP).

Iskonska energija

U osnovi, geotermalna energija postoji od iskona zemlje i predstavlja dio unutarnje energetske vrijednosti planeta Zemlje. Toplina u unutrašnjosti Zemlje rezultat je formiranja planeta iz prašine i plinova prije više od četiri milijarde godina, a radioaktivno raspadanje elemenata u stijenama kontinuirano regenerira tu toplinu, pa je prema tome geotermalna energija obnovljivi izvor energije. Osnovni medij koji prenosi toplinu iz unutrašnjosti na površinu je voda ili para, a ta komponenta obnavlja se tako da se voda od kiša probija duboko po raspuklinama i tamo se onda zagrijava i cirkulira natrag prema površini, gdje se pojavljuje u obliku gejzira i vrućih izvora.

Duboko ispod površine, voda ponekad dospije do vruće stijene i pretvori se u kipuću vodu ili paru. Kipuća voda može dosegnuti temperaturu od preko 150 °C, a da se ne pretvori u paru jer je pod visokim tlakom (trojna točka vode). Kad ta vruća voda dospije do površine kroz pukotinu u zemljinoj kori, zovemo je vrući izvor. Ako izlazi pod tlakom, u obliku eksplozije, zove se gejzir. Vrući izvori se širom svijeta koriste kao toplice, u zdravstvene i rekreacijske svrhe. Vrućom vodom iz dubine Zemlje mogu se grijati staklenici i zgrade. Na Islandu, koji je poznat po gejzirima i aktivnim vulkanima, mnoge zgrade i bazeni griju se geotermalnom vrućom vodom (Udovičić, 1999.).

Jedan od najzanimljivijih oblika iskorištavanja geotermalne energije je proizvodnja električne energije. Tu se koriste vruća voda i para iz Zemlje za pokretanje generatora, pa prema tome nema spaljivanja fosilnih goriva i kao rezultat toga nema niti štetnih emisija plinova u atmosferu, ispušta se samo vodena para. Dodatna prednost je u tome što se takve elektrane mogu implementirati u najrazličitijim okruženjima, od farmi, osjetljivih pustinjskih površina pa sve do šumsko-rekreacijskih područja i to tako da se buše rupe u zemlji i cijevi spuštaju u vruću vodu.

Vruća voda ili para (pod nižim tlakom vruća voda pretvara se u paru) uspinje se tim cijevima na površinu. Geotermalna elektrana je kao svaka druga elektrana, osim što se para ne proizvodi izgaranjem goriva već se crpi iz zemlje. Daljnji je postupak s parom isti kao kod konvencionalne elektrane: para se dovodi do turbine koja pokreće rotor električnog generatora. Nakon turbine para odlazi u kondenzator, kondenzira se, da bi se tako dobivena voda vratila natrag u geotermalni izvor (www. mojaenergija.hr).

Geotermalni izvor energije je jeftin, stabilan i trajan. Budući da nema dodatnih potreba za gorivom nema niti štetnih emisija, osim vodene pare. Potencijal geotermalne energije je ogroman, ima je 50000 puta više od sve energije koja se može dobiti iz nafte i plina širom svijeta

Osnovne prednosti i nedostaci

Ovaj izvor energije ima brojne prednosti. On je jeftin, stabilan i trajan. Budući da nema dodatnih potreba za gorivom nema niti štetnih emisija, osim vodene pare. Potencijal geotermalne energije je ogroman, ima je 50000 puta više od sve energije koja se može dobiti iz nafte i plina širom svijeta. Geotermalni resursi nalaze se u širokom spektru dubina, od plitkih površinskih do više kilometara dubokih rezervoara vruće vode i pare koja se može dovesti na površinu i iskoristiti. U prirodi se geotermalna energija najčešće pojavljuje u formi vulkana, izvora vruće vode i gejzira.

U nekim zemljama se geotermalna energija koristi već tisućljećima u obliku toplica odnosno rekreacijsko-ljekovitog kupanja. No razvoj znanosti nije se ograničio samo na područje ljekovitog iskorištavanja geotermalne energije već je iskorištavanje geotermalne energije usmjerio i prema procesu dobivanja električne energije te grijanju kućanstava i industrijskih postrojenja. Grijanje zgrada i iskorištavanje geotermalne energije u procesu dobivanja struje, glavni su ali ne i jedini načini iskorištavanja te energije. Geotermalna energija također se može iskoristiti i u druge svrhe kao što su primjerice u proizvodnji papira, pasterizaciji mlijeka, plivačkim bazenima, u procesu sušenja drveta i vune, planskom stočarstvu, te za mnoge druge svrhe.

Glavni je nedostatak u malom broju lokacija gdje se vruća voda u podzemlju nalazi blizu površine tzv. geotermalne zone. One se vežu za vulkanske zone na Zemlji tj. u pravilu za granice litosfernih ploča. U Hrvatskoj je najbogatija zona Panonskog mora, sa gradijentom topline od 0,049°C/m, dočim su područja Dinarida i priobalja sa gotovo dvostruko nižim garadijentom. Nedostatak je i taj, da je ispitivanje lokacija iznimno skup zahvat koji si mogu priuštiti samo najveće kompanije (višemilijunski iznosi).

Geotermalna energija, kao jedan od oblika obnovljivih izvora energije, najbliža je naftnoj djelatnosti zbog sličnih postupaka istraživanja i pridobivanja fluida, stoga se rijetko ide namjenski u istraživanje, a češće su pronalasci vrelovodnih izvora posljedica istraživanja naftnih ili plinskih ležišta. Iako Panonski dio Hrvatske ima značajne geotermičke gradijente, geotermalna energija zasad nije adekvatno iskorištena i valorizirana, poglavito što su lokacije udaljene od konzuma, a ukoliko se radi o centraliziranom sustavu grijanja na geotermalni izvor, često nedovoljnog kapaciteta.

Zbog velikih gubitaka topline uslijed transporta i korištenja geotermalne energije za grijanje prostora samo zimi, izvode se detaljne ekonomske studije isplativosti. Kod nas se geotermalna energija koristi u gotovo svim toplicama (najčešće plitke bušotine) te SRC Mladost, a u planu je još nekoliko ozbiljnijih projekata, od kojih je jedan i Velika Ciglena.

Velika Ciglena – prvi megageo-projekt

Prema studiji o opravdanosti korištenja geotermalnog polja Velika Ciglena, u prvoj fazi iskorištavanja geotermalnog izvora u Velikoj Cigleni predviđena je izgradnja same geotermalne elektrane – toplane, dok bi u drugoj fazi bilo moguće izgraditi komplekse za hidroponski uzgoj povrća, plastenike za uzgoj cvijeća te uzgajalište riba. Treća faza predviđa izgradnju toplovoda od Velike Ciglene do Bjelovara te opskrbu grada toplinskom energijom.

Stručnjaci smatraju kako je geotermalni izvor u Velikoj Cigleni iz Inine bušotine s temperaturom vode od oko 170°C najpogodniji za gospodarsko iskorištavanje od svega šest sličnih geotermalnih lokacija u Hrvatskoj. Postoje zainteresirane strane kako za investiranje tako i za korištenje toplinske energije; primjerice Agrokor, gdje su izračunali da bi im upotreba geotermalnih izvora za proizvodnju smanjila troškove uzgoja voća i povrća za 30 posto, a Koestlin bi imao čak 50 posto manje troškove sušenja keksa, a interes za korištenje geotermalne energije pokazala je i Podravka. Cijena ovakvih investicija ovisi o fazama a može nerijetko premašiti i 100 mil. $.

Ekologija

Udio geotermalnih elektrana u ukupnoj proizvodnji električne energije u svijetu manji je od 0,4 posto. Cilj je do 2010. postići udio od jedan posto u ukupnoj svjetskoj proizvodnji električne energije. Kod nas nema još osjetnije proizvodnje električne energije iz geotermalnih izvora iako je totalni potencijal oko 400 GWh/god (više od 10% potreba). Sa druge strane, koristi se oko 0,5 PJ (0,1% ukupne primarne energije) godišnje toplinske energije dok je totalni potencijal oko 13 PJ/god.

Ekološke dobrobiti korištenja obnovljivih izvora odavno su poznate, a geotermalni izvori, pogotovo ukoliko se ne koriste za veće energetske transformacije, izuzetno su blagonakloni prema okolišu. Ukoliko se komparira ekvivalent uštede emisija, uspoređujući godišnju proizvodnju topline od oko 550 TJ iz geotermalnih izvora, i opciju plina i/ili nafte, kao supstitut, dolazi se do količine od više od 12 000 tona nafte ili više od 15 milijuna metara kubnih plina (brojke su okvirne i ovise o gubicima u energetskim transformacijama). Sa ekološke strane godišnje uštede u emisijama su veće od 40 000 tona CO2eq, odnosno toliko emisija koliko ispusti i više od 10-tak tisuća automobila na godinu. (F.P.)

Pionir geotermalne proizvodnje električne energije

Počeci korištenja topline Zemlje za generiranje električne energije vežu se uz malo talijansko mjesto Landerello i 1904 godinu Tamo je te godine započelo eksperimentiranje s tim oblikom proizvodnje električne energije, kada je para upotrijebljena za pokretanje male turbine koja je napajala pet žarulja, a taj se eksperiment smatra prvom upotrebom geotermalne energije za proizvodnju električne energije.

Tamo je 1911. počela gradnja prve geotermalne elektrane koja je završena 1913. i nazivna snaga joj je bila 250 kW. To je bila jedina geotermalna elektrana u svijetu kroz gotovo pola stoljeća. Princip rada je jednostavan: hladna voda utiskuje se na vruće granitne stijene koje se nalaze blizu površine, a van izlazi vruća para na iznad 200°C i pod visokim pritiskom i ta para onda pokreće generatore. Iako su sva postrojenja u Landerellou uništena u drugom svjetskom ratu, postrojenja su ponovo izgrađena i proširena te se koriste još i danas. To postrojenje i danas električnom energijom napaja oko milijun domaćinstava tj. proizvede se gotovo 5000 GWh godišnje, što je oko 10% ukupne svjetske proizvodnje električne energije iz geotermalnih izvora.

Udio geotermalnih elektrana u ukupnoj proizvodnji električne energije u svijetu manji je od 0,4 posto. Cilj je do 2010. postići udio od jedan posto u ukupnoj svjetskoj proizvodnji električne energije. Kod nas nema još osjetnije proizvodnje električne energije iz geotermalnih izvora

Island – geotermalno carstvo

Najveći geotermalni sistem koji služi za grijanje nalazi se na Islandu, odnosno u njegovom glavnom gradu Reykjaviku u kojem gotovo sve zgrade koriste geotermalnu energiju, te se čak 89% islandskih kućanstava grije na taj način. Iako je Island uvjerljivo najveći korisnik geotermalne energije po glavi stanovništva sa spomenutih 89% svih islandskih kućanstava koja se griju na taj način, nije usamljen na području iskorištavanja geotermalne energije. Geotermalna energija se uvelike iskorištava i u područjima Novog Zelanda, Japana, Italije, Filipina te i nekih dijelova SAD-a kao što je San Bernardino u Kaliforniji te u glavnom gradu države Idaho, Boiseu.

Temperatura zemljine jezgre

Spuštanjem kroz vanjski sloj Zemlje, tj. koru temperatura raste otprilike 17 °C do 30 °C po kilometru dubine (50-87 °F po milji dubine). Ispod kore nalazi se omotač koji je sastavljen od djelomično rastopljenih stijena i temperatura tog omotača je između 650 i 1250 °C (1200-2280 °F). U samoj jezgri Zemlje temperature bi po nekim procjenama mogle biti između 4000 i 7000 °C (7200-12600 °F).

Izvor: www.masmedia.hr

Materijali