Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János Geotermikus energia és földhő hasznosítás

Geotermikus energia potenciál Világ: csak nagyon kis hányada hasznosítható. A földkéreg felső 3,5 km-es héjának hőtartalma J. A hővezetéssel felszínre kerülő, szárazföldre jutó teljesítmény 9 TW, de ezt az igen kis gradiens miatt nem lehet „megcsapolni”. A hőhordozókban feljutó teljesítmény (6 GW) pedig ennek elenyésző hányada, s ennek is csak nagyon kis része hasznosítható, s csak lokálisan. A becsült potenciálok szórnak, felső határuk 1,15-0,30 TW (5- 10 EJ/év). Magyarország: A 3 km-es mélységen belül fellelhető 2, km 3 -nyi hévizeink hőtartalmát 500 EJ-ra becsülik, de termálvizeink átlagos hőmérséklete (68 o C) alacsony, ezért ennek töredéke hasznosítható.

Hazai geotermikus tározók területei

Hasznosítás A felszínre érkező fluidum (vízgőz+sók) nyomásának (p) és hőmérsékletének (t) hasznosítása. Geotermikus források: –kis entalpiájú (t< o C), –közepes entalpiájú (t= o C), –nagy entalpiájú (t> o C). Hasznosítási lehetőségek: –balneológia (gyógyfürdők t, c i ), –távfűtés, meleg (zöld) „házak” fűtése (t), –villamosenergia-termelés (p és t) → hazánkban vizsgálat alatt. Akkor megújuló, ha visszasajtolás, a kitermelt folyadék visszajuttatása a földkéregbe, mert a kút idővel kimerül.

Metán-eltávolítás (Alföld)

1. Távfűtés: Reykjavik

Távfűtés: Hódmezővásárhely városközpont visszasajtolás Mátyás u. Hódtó Fűtési kút m 2000m 85°C 80°C 90/70°C R1 hmv-kút 1106 m 43°C hmv Hódtó MK visszasajtolás MK 70/45°C R2 strand

Bansko [Macedonia] üvegház és szálloda integrált fűtés

2. Villamosenergia-termelés Száraz gőzerőmű: p g =20-5 bar, t g = o C, P= MW e (pl. Lardello (I), Geysers (USA), Matsukawa (J), Kamojang (Indonézia); Kigőzölögtetős (flash-type): t g = o C, P=10-55 MW e (pl. Wairakei (Új-Zéland), Imperial Valley (USA)); Szerves munkaközeg (ORC): t g = o C, P=1-3 MW e (pl. Big Island HI (USA) 30 MW e, Leyte (Fülöp-szigetek) 125 MW e, Bad Blumau (Ausztria) 250 kW e ); Kalina ciklus: t g = o C (70 % NH % H 2 O).

Flash-type: nyomás- és hőhasznosítás

Flash-type mfmf mgmg bar °C visszasajtolás GT.. K

Binary-cycle mfmf visszasajtolás GT. K GF 1 2 munkaközeg : szervesanyag

3. Földhő+hőszivattyús hőtermelés Elpárologtató (E): a földhő (Q a ) hasznosítása a kisnyomású (p E ) hűtőközeg elgőzölögtetésével. Kompresszor (K): a gőzfázisú hűtőközeg nyomásának növelése a kondenzátor nyomására (p K ). A kompresszor hajtása: – karbon-mentes villamos energia. Kondenzátor (K): a gőzfázisú p K -nyomású hűtőközeg kondenzációja, a kondenzációs hő elvonása fűtési vízzel. Fojtószelep (FSZ): a p K -nyomású, folyadékfázisú hűtőközeg nyomásának csökkentése p E -nyomásra, s eközben a hűtőközeg nagy része gőzfázisba kerül. HS alap és kazán (földgáz, villamos energia) csúcshőforrás soros kooperációja.

Hőszivattyús hőtermelés

Hőszivattyús (hűtő) hőkörfolyamat

Energiafolyam ábra

Energetikai jellemző Fajlagos fűtési tényező (ill. teljesítmény- tényező): ε f =2-6(15) a földhő (hulladékhő) „minőségének” (t és halmazállapot) függvénye.

HS földhő-források típusai