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

Az előadások a következő témára: "Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János Geotermikus energia és földhő hasznosítás."— Előadás másolata:

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

2 Geotermikus energia potenciál Világ: csak nagyon kis hányada hasznosítható. A földkéreg felső 3,5 km-es héjának hőtartalma 10 22 - 10 23 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 2,5.10 3 km 3 -nyi hévizeink hőtartalmát 500 EJ-ra becsülik, de termálvizeink átlagos hőmérséklete (68 o C) alacsony, ezért ennek töredéke hasznosítható.

3 Hazai geotermikus tározók területei

4 Hasznosítás A felszínre érkező fluidum (vízgőz+sók) nyomásának (p) és hőmérsékletének (t) hasznosítása. Geotermikus források: –kis entalpiájú (t<90-190 o C), –közepes entalpiájú (t=90-225 o C), –nagy entalpiájú (t>150-225 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.

5 Metán-eltávolítás (Alföld)

6 1. Távfűtés: Reykjavik

7 Távfűtés: Hódmezővásárhely városközpont visszasajtolás Mátyás u. Hódtó Fűtési kút 1 - 2 2300m 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

8 Bansko [Macedonia] üvegház és szálloda integrált fűtés

9 2. Villamosenergia-termelés Száraz gőzerőmű: p g =20-5 bar, t g =220-350 o C, P=20-125 MW e (pl. Lardello (I), Geysers (USA), Matsukawa (J), Kamojang (Indonézia); Kigőzölögtetős (flash-type): t g =170-300 o C, P=10-55 MW e (pl. Wairakei (Új-Zéland), Imperial Valley (USA)); Szerves munkaközeg (ORC): t g =225-100 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 =200-80 o C (70 % NH 3 + 30 % H 2 O).

10 Flash-type: nyomás- és hőhasznosítás

11 Flash-type mfmf mgmg 130-150bar 300-170°C visszasajtolás GT.. K

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

13 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.

14 Hőszivattyús hőtermelés

15 Hőszivattyús (hűtő) hőkörfolyamat

16 Energiafolyam ábra

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

18 HS földhő-források típusai