Fizika | Energetika » A geotermikus energia

A geotermikus energia A megye területén található hévízkutak általános értékelése A hévízkutatás rövid története megyénkben Szabolcs-Szatmár-Bereg megye földrajzi felépítése és vízföldtani adottságai alapján geotermikus energia feltárásra különösen kedvezőnek mondható a megyén belül TiszavasváriNagyhalász-Kisvárda-Fehérgyarmat-Nagyecsed-Nagykálló által bezárt terület. Mint említettük, a megyében az első nagymélységi földtani kutatófúrást Tisztaberek községben mélyítették le még 1934-ben (1105-1109 méter mélységből 40 liter melegvíz tört fel percenként.) Rendszeres hévízkutatás a Sóstó I és Sóstó II hévízkút lemélyítésével kezdődött el a területen. Pávai Vajna Ferenc tanácsára 1957-ben fúrták az I sz 998 méter mély kutat, amelyből 50  Ckloridokban és karbonátokban gazdag gyógyhatású víz tört -os fel (a kút pozitív volt). Ennek a két fúrásnak a jelentősége az, hogy

egyértelművé tette, hogy vízfeltárásra a Nyírségben is van lehetőség és erre a felső-pannon üledékek a legalkalmasabbak. Ennek alsó határa: Nyíregyházán 750 méter Nyírlugoson 712 méter Kisvárdán 751 méter Tisztaberekben 715 méter Ez csak a Szamos és a Kraszna közén mélyül el, kb. 800 méterig Fent említett 2 kút fúrását Sóstón még további 3 követte, így már 5 mf. található egy viszonylag szűk kb. 500x500 m-es területen táblázat Kút Fúrás ideje Mélység Vízhőfok I. 1957. 908 50 C II. 1958. 800 50 C III. 1967. 601 37 C IV. 1968. 904 50 C V. 1991. 789 49 C A hévízkutak általános értékelése (talpmélység, hőmérséklet, vízhozam, vegyi jelleg, vízkeménység) alapján történik. A megyében található kutak többsége felső-pannon üledékekbe került lemélyítésre és az ott lévő vízadó homokrétegeket csapolja meg. Mindössze két hévizkútban szűrőztek be

alsópannonkori rétegeket is (Mátészalka, Sóstó 1) A területen a geotermikus gradiens 14 m/ m/  C.  C és 26 m A kutak talpmélysége 513 és 2579 méter között változik, átlagosan 949,2 méter. A kitermelhető vízhozamok 300 és 1600 l/perc közötti, az átlag 892,2 l/perc. A kifolyó víz hőmérséklete 35  C és 67 A megyei termálvizeket 3 csoportba soroljuk: a./ hidrogénkarborátos b./ szulfidos c./ kloridos Ezen belül több alcsoportot különböztethetünk meg. A megyében feltárt hévizek túlnyomó része (80%-a) alkálihidrogénkarbonátos, kisebb arányban jódos, brómos. Kloridos hévizek pl.: Nyíregyháza Sóstófürdő I. Nyíregyháza Sóstófürdő II. Nyíregyháza Sóstófürdő III. Nagykálló Tiszavasvári. A kationok közül a nátrium és a kalcium szerepel a legnagyobb mennyiségben. Keménységüket tekintve a megye hévízkutjainak többsége a lágy alkalikus vizek csoportjába tartozik. Csak a fehérgyarmati sorolható a

kissé kemény vizek közé A megye hévízkútjai 1993. A körök a kutak helyét, benne a számok a kifolyó víz hőmérsékletét jelölik ( C) Ásványvizek, gyógyvizek A hévízkutak kb. 70%-ának a vize ásványvíznek minősül, ezek nagy része gyógyhatású Ezek különböző szervi és gyulladásos megbetegedések ellen eredményesen használhatók fel (mozgásszervi, reumatikus, nőgyógyászati megbetegedések). A sóstói kutak egy részének alkalikarbonátos és hidrokarbonátos vize gyógyvízként való palackozásra is alkalmas, más része - viszont - mint pl. az 1991-ben fúrt Kínál és Krä Kft hévízkútja - a nagy metabórsav tartalom miatt palackozásra vagy ivókúrakénti alkalmazásra nem javasolt. A kisvárdai hévíz is gyógyvíz. Egyaránt felhasználható fürdővízként és ivókúrára is Jelentős jódtartalma miatt jódhiányban szenvedő betegek kezelésére lehet alkalmazni. A hévízhasznosítás jelenlegi helyzete A geotermikus

energia sajátosságai, felhasználásának előnyei és hátrányai A geotermikus energia hasznosítására vonatkozóan sok még a megoldatlan kérdés. Tartalékaink országosan kétségtelenül nagyok. Előnyei közé tartozik, hogy ez az energiaforrás nem okoz vegyi vagy nukleáris környezetszennyezést. Nagy mértékben gazdaságossá teszi a hasznosítást az, hogy a hőmennyiséget felszínre hozó víz sokoldalúan értékesíthető. Hátránya viszont az, hogy helyhez kötött energia, a hasznosítási célokat előre kell mindig meghatározni - akár mezőgazdasági, akár kommunális, vagy balneológiai - s a hasznosítást tervezni, természetesen a feltárási lehetőségek, a földtani-geológiai adottságok függvényében. Hiába van meg a magashőfokú víz feltárási lehetősége (pl: területünkön a penészleki körzetben), ha az adott területen nincsenek olyan hasznosítók, akik segítségével a gazdaságos felhasználás megoldható. Ilyen esetben nemcsak

hogy célszerűtlen ennek az energiának a feltárása, hanem környezetvédelmi és vízkészletgazdálkodási okokból egyenesen káros. A megyében jelenleg a kútállomány magasabb és a kitermelhető hőenergia is jóval nagyobb, mint a felhasználás mértéke. A kutak vízhozamának jelenleg 2/3 részét, mintegy 55-60%-át hasznosítják. Egyes területeken a rétegnyomás csökkenés mértéke már a kritikus határhoz közelít, ami szigorú, összehangolt vízgazdálkodást követel. A kutak vizsgálata során gyakran észleljük, hogy még azonos mélységű, egymástól csekély távolságra levő kutak termelésénél is rendkívül nagyok az eltérések, helyenként a vízhőmérsékletben, a vízhozamban és az ásványi anyagok összetételében. Ugyanez vonatkozik a hasznosító ágazatok igenyeire is. Eltérőek az igények a berendezések, a kihasználási hatásfok, a használt termálvíz elhelyezésének módja tekintetében is. Sajnos magas költségű és

jelenleg technológiailag is csak részben megoldott a hévíz visszasajtolása (előzetes mechanikai és biológiai tisztítás után), ami pedig a jövő szempontjából egyetlen célszerűen járható út (64. ábra) A tervezésnél tehát rendkívül fontos annak eldöntése, hogy milyen formában veszik igénybe ezt az energiát, és az, hogy csak a komplex hasznosítást szabad támogatni. A geotermikus energia hasznosítási területei A geotermikus energia hasznosításának területei a következők: 1. Kommunális (fűtés, használati melegvízellátás, ivóvíz ellátás, hűtés) 2. Balneológiai hasznosítás 3. Mezőgazdasági hasznosítás 4. (fűtés, melegvízellátás, szárítás, hűtőházak, intenzív haltenyésztés, stb) 5. Egyéb hasznosítás o o o o o o hasznosítás ipari hasznosítás (konzervipar, kenderfeldolgozás egyébterületeken pl. a Szentesi Kontaktagyár ílymódon több millióFt-ot takarít meg évente.) kereskedelmi felhasználás

(hűtőlánc kialakítása) "gyógyászati termékek" (a gyógyvíz bepárlásával, pl.: Sárvári termálkristály) ásványi anyagok kitermelése villamosenergia termelése (alacsony vizekrekidolgozott technológiák révén) és magas hőmérsékletű hőszivattyúk alkalmazásával. 5. Komplex hasznosítás Néhány gondolat még a felhasználással kapcsolatosan: Egy átlagos méretű családi ház olajfűtéséhez kb. 1,2 t/év, használati melegvízellátáshoz pedig 0,6 t/év a fűtőolaj szükséglet. A termálvíz hasznosítása során a makói, mosonmagyaróvári tapasztalatok azt bizonyítják, hogy a háztartások hidegvíz igénye jelentősen csökken, mivel a felhasznált háztartási víz kb. 80%-a melegvízként hasznosul A kommunális célokra fűtés szempontjából többféle hasznosítási megoldást lehet számításba venni. A padozat fűtés a legcélszerűbb Szabolcs-Szatmár-Bereg megye területén - a feltárható vizek hőmérséklete

alapján - korszerű hőcserélő berendezések alkalmazásával. A használati melegvíz- és fűtési igények ellátása tekintetében éppen a megye területén lokálisan - a sajátos és kedvező oldott ásványi anyag tartalomból kiindulva - esetlegesen plusz ráfűtés révén jól hasznosítható ez az energia. A nyíregyházi Jósa András Kórház évente több millió Ft-ot takarít meg hévízkútjának direkt úton történő melegvíz hasznosításával, - több mint egy évtizede - különösebb korróziós gondok nélkül. Az ivóvíz-ellátás szempontjából ezeknek a vizeknek a közvetlen hasznosítása már célszerűtlen. Nagyon elhanyagolt területe a hasznosításnak a hűtés, és szárítás. (A mezőgazdasági energiafelhasználásból a legjelentősebb tétel még ma is a szárítás 26%, s csak második helyen szerepel a traktorok üzemanyagfogyasztása 24%, az állattenyésztés 14%.) A különböző hasznosítási módok kombinációja jelenti a

leggazdaságosabb termálvíz hasznosítást. Vagyis több hőlépcsőben való hasznosítási formában kell megoldani és csak ebben a rendszerben szabad és célszerű vizsgálni a lehetőségeket. Összegezve tehát; a kommunális, mezőgazdasági és egyéb igények a fűtés, használati melegvíz-ellátás ugyanazon termálvíz bázisra települjön, s így a komplex energetikai, valamint vízellátó rendszer keretén belül valósuljon meg az energia igény kielégítése. A reális megközelítés érdekében a gazdaságossági szempontok, környezetvédelmi szempontok szemmel tartásával csak egy ilyen vertikum-költség vonzatai adnak valós képet a gazdaságos hasznosításra. A másik nagyon fontos szempont ezzel kapcsolatban, hogy ha komplex hasznosítást tervezünk, új, minőségi, gyakorlati gondolkodásmódra van szükség: a termálvíz energiatartalmát ebben a hasznosítási folyamatban az éves középhőmérsékletnek megfelelő mértékig hűtjük le és az

ilymódon kinyert energiával az évszakonként is változó energia igények minél szélesebb követelményét tudjuk ésszerűen kielégíteni. A dunántúli Lébény-i termelőszövetkezetben érdekes kísérletet végeztek a termálvíz tárolásával kapcsolatban. Földbe süllyesztett - egyszerű ásott, majd alul és oldalt fóliával szigetelt - víztartályba a nyáron feleslegessé vált melegvizet tárolják a téli időszakra, a kertészet fűtésére. A vízfelszínre kb 4 cm vastagon műanyag szigetelő törmeléket szórtak, majd e fölött 20-30 cm-re egy takaró fóliát helyeztek el. A felületi szigetelés olyan tökéletesnek bizonyult, hogy a felső fólián a hó is megmaradt. A nagy tömegű melegvíz biztosítja a - ma már osztrák tulajdonban lévő - gazdaság kertészetének téli hőigényét. Ugyanezt a technológiát lehetne alkalmazni a termálvizen kívül a nyári időszakról tárolt napenergiára is ilyen módon, hiszen a napkollektorokkal

80-90°C-os vizet könnyen elő tudunk állítani. A Philips cég kísérleti zéró-energia háza is ilyen elven működik Éppen Szabolcs-Szatmár-Bereg megyében az eddigi technológiai tapasztalatok alapján úgy kell terveznünk a geotermikus kutakat, hogy a kihasználtság lehetőleg egész évben biztosítva legyen. A komplex hasznosításra vonatkozóan ilyen megközelítések még a felmerülő költségek csökkentésére (kúttelepítés, vízkezelés megosztás) is nagyobb lehetőséget adnak. A legcélravezetőbb útnak az látszik, ha a területünkön prognosztizálható társadalmi, gazdasági célokat, mint perem feltételeket kezeljük, s azt vizsgáljuk, hogy miként lehet a leggazdaságosabb módon ezt termál energiával megoldani és amikor a döntési lehetőségek már megvannak, akkor a szükségletek jellemzése alapján a megoldást a gazdasági optimum függvényében kell kialakítani. Országosan az eddigi termálenergia-hasznosításban a lakások,

középületek fűtésére mintegy 4% jutott és a használati melegvíz-ellátással együtt még plusz 1,88%. A lakótelepek, középületek fűtésere leginkább alkalmas 70 °C-nál melegebb hévíz nyerésére az ország nagy területein van lehetőség, de sajnos Szabolcs-Szatmár-Bereg megyében a geológiai adottságok e tekintetben nem túl kedvezőek, de hőszivattyúval ez a folyamat kiválóan és gazdaságosan megoldható. Egyedül az észak-keleti területen és Tiszavasvári környékén, s néhány mély medencében van lehetőség arra, hogy nagyobb hőfokú vizet (megközelítően ilyen hőmérséklettel) tárjunk fel. A legújabb geofizikai kutatások alapján a Szabolcs-Szatmár-Bereg megye délkeleti, a román határmenti területeken jóval 100 °C (150-180 °C) feletti réteg hőmérsékletek tételezhetők fel 3500-4000 m mélységben. Itt már kőbányászatot is lehetne folytatni A megye hévízkútjainak vizét legnagyobb mértékben (68,43%-ban)

balneológiai célokra használják. A hat fedett fürdőből három Nyíregyházán, egy-egy Kisvárdán, Mátészalkán és Nagykállóban üzemel. A balneológiai célokat szolgáló hévízhasznosítás az év meghatározott időszakában teljes értékű, amikor ezek az igények lecsökkennek, akkor a hévízkutak minimálisan vannak kihasználva. Így pl a mátészalkai, a kisvárdai II kút vagy a nagykállói kút Ezeknek a kutaknak a hőhasznosítását - mindenképpen - szezonon kívül is meg kellene oldani. A hasznosítás bővítését célozná, hogyha még a használaton kívüli hévízkutakat is bekapcsolnák a termelésbe (4 db). (A kutak kihasználtságára egy, példát említek Amikor a Tanárképző Főiskolát felépítették Nyíregyházán azzal az elgondolással, hogy a megye legnagyobb ott épülő tornacsarnoka mellé uszodát is építenek oktatási célokra, lemélyítettek egy hévízkutat is. Ennek talpmélysége 900 m A kút termelésre történő

kiképzése során 59 °C-os vizet produkált, 1600 l/perc teljesítménnyel. A kutat 19 évig nem hasznosították A kút pozitív kút volt. Jelenleg mintegy 5%-os kapacitás kihasználással, egy kisebb tanuszoda céljára hasznosítják a vizet. A rendszertelen termelés és a kútkarbantartás hiánya is hozzájárult a rétegnyomás csökkenéshez, s így már búvárszivattyút kell alkalmazni.) Javaslat a megye geotermikus energiakészletének hasznosítására, különös tekintettel a gazdaságilag hátrányos helyzetű területekre Az eddig elmondottakból kitűnik, hogy a megye területén számos helyen van lehetőség ennek az energiának a feltárására, hasznosítására. A termálvizek bakterológiai szempontból általában nem esnek kifogás alá. A megyében sajnos számos olyan kút van, amit nem hasznosítanak, vagy csak csekély mértékben. Az elmaradott térségekben létesítendő ipari létesítményekben vagy más, elsősorban mezőgazdasági

beruházásokban (szárítás, aszalás, gombatermesztés, fólia és üvegházak fűtése, stb.) az itt feltárásra kerülő vizet (helyenként akár technológiai vízként is) kiválóan lehetne hasznosítani. Természetesen a víz kémiai összetételének megfelelően esetleg hőcserélőn keresztül, de mindenképpen olyan komplex módon, ami a maximális energia levételt eredményezné. A víz helyenkénti kedvező kémiai összetétele alapján, a haltenyésztésben, halastavak, keltetők létesítésével is hasznosulhatnának a már feltárt kutak. Intenzív haltenyésztés megvalósítására született egy terv, amelyet Tiszabecsen valósítottak volna meg. A norvég MARENOR beruházó társaság magyarországi közös vállalata a Szarvasi Haltenyésztési Kutatóintézet (MAGNOR) zárt rendszerű melegvizes medencében tok halat és afrikai törpe harcsát akart tenyészteni. A halak intenzív növekedéséhez 20 C hőmérsék Ezt a vizet 6-700 méter mélyből

felhozott 45-50°C-os, valamint a parti szűrésű kutakból nyert 12 °C-os víz elegyítésével könnyel lehetne itt biztositani. Sajnos a beruházáshoz szükséges összeg nem állt rendelkezésre, így ez az elképzelés nem valósulhatott meg. A befektetés kb 3 év alatt térült volna meg. (Azért került előtérbe a Felső-Tiszavidék, mivel a Dél-Alföld hévizei, egész Karcag vonaláig számos helyen magas arzén tartalmúak.) Nincs hasznosítva a nagyhalászi kút, továbbá a nyírbátori hévízkút, ami csak kis részben van igénybe véve. Nincs megoldva a gemzsei kút kihasználtsága, a vásárosnaményi kutat megfelelő technológiai igények szolgálatába lehetne állítani, mivel az 57 °C-os víz hasznosítása csak balneológiai. A baktalórántházi kút szintén nincs kihasználva A legmagasabb hőértékű vizet adó tiszavasvári kút technológiai problémái megoldásra várnak. A megye területén az elmúlt időszakban több szerkezet- és

szénhidrogénkutató fúrást mélyítettek le. Ezek - a Penészlek-i fúrások kivételével - meddőnek bizonyultak Egyes csövezett kutak viszonylagosan kis költséggel termálkutakká képezhetők ki, perspektivikusan a hőhasznosítási elképzelésekbe esetleg figyelembe vehetők. A kitermelt termálvizek visszasajtolásának problémái Mint az eddigiekben már többízben említettük a jövőbeni termálvízhasznosítás együtt kell, hogy járjon a felhasznált, majd mechanikai és biológiai tisztításon átesett termálvíz visszasajtolásával. Ez nemzeti érdek, mivel a vízkészletek végesek, ugyanakkor sok helyen a depresszió olyan mértékű lett néhány év alatt, ami az eddigi pozitív kutak termelését is csak búvárszivattyúval teszi tehetővé. Van olyan terület az országban, ahol 50-60 méter értékű a depressziós szint, s egy évtizeden belül esett ennyire vissza. Mindemellett, nem ismerjük minden vízadó rétegnek a hidrodinamikai viszonyait,

és nem ismerjlük a visszaáramlás, újból való feltöltődés sajátos kommunikációs lehetőségeit. A magyar bányatörvény a víz elhelyezésére vonatkozóan szigorú környezetvédelmi előírásokat tartalmaz. Ezek a geotermikus energia széleskörű hasznosítását is megkérdőjelezik, illetve nagymértékben befolyásolják. Vízvisszasajtolásra már 1970-től vannak tapasztalataink, de ennek széleskörű bevezetéséhez még pontosabban kell ismernünk a kísérleti eredményeket. A legjelentősebb víz-visszasajtolás Szeged város mellett az algyői szénhidrogénmező területén volt, kísérleti jelleggel