Geotermikus energia és földhő hasznosítás

1. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemGépészmérnöki KarEnergetikai Gépek és Rendszerek TanszékDr. 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 1022-1023 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 2,5.103 km3-nyi hévizeink hőtartalmát 500 EJ-ra becsülik, de termálvizeink átlagos hőmérséklete (68 oC) alacsony, ezért ennek töredéke hasznosítható.

3. Hazai geotermikus tározók területei

4. 1. Geotermikus energia • A felszínre érkező fluidum (vízgőz+sók) nyomásának (p) és hőmérsékletének (t) hasznosítása. • Geotermikus források: • kis entalpiájú (t<90-190 oC), • közepes entalpiájú (t=90-225 oC), • nagy entalpiájú (t>150-225 oC). • Hasznosítási lehetőségek: • balneológia (gyógyfürdők t, c), • egyedi fűtés és hmv, távfűtés, meleg (zöld) „házak” fűtése (t): • Villamosenergia-termelésre (p és t) hazánkban vizsgálat alatt. • Akkor megújuló, ha visszasajtolás, a kitermelt folyadék visszajuttatása a földkéregbe, mert a kút kimerül.

5. Metán-eltávolítás (Alföld)

6. Geotermikus hőforrású távhőrendszerek típusai

7. Távfűtés: Reykjavik

8. hmv MK MK R1 Hódtó R2 90/70°C hmv-kút 1106 m 43°C Mátyás u. Hódtó Fűtési kút 1 - 2 2300m 2000m 85°C 80°C 70/45°C visszasajtolás strand visszasajtolás Távfűtés: Hódmezővásárhely városközpont

10. Bansko [Macedonia] üvegház és szálloda integrált fűtés

11. . mg GT . mf K 130-150bar 130-150°C visszasajtolás Villamosenergia-termelés: flash-type

12. 1 GF GT 2 . mf K munkaközeg : szervesanyag visszasajtolás Villamosenergia-termelés: binary-cycle

13. Villamosenergia-termelés: nyomás- és hőhasznosítás

14. 2. Földhő+hőszivattyús hőtermelés • Elpárologtató (E): a földhő (Qa) hasznosítása a kisnyomású (pE) hűtőközeg elgőzölögtetésével. • Kompresszor (K): a gőzfázisú hűtőközeg nyomásának növelése a kondenzátor nyomására (pK). A kompresszor hajtása: • villamos, • gázmotoros (további hőhasznosítás). • Kondenzátor (K): a gőzfázisú pK-nyomású hűtőközeg kondenzációja, a kondenzációs hő elvonása fűtési vízzel. • Fojtószelep (FSZ): a pK-nyomású, folyadékfázisú hűtőközeg nyomásának csökkentése pE-nyomásra, s eközben a hűtőközeg nagy része gőzfázisba kerül.

15. Hőszivattyús hőtermelés

16. Hőszivattyús (hűtő) hőkörfolyamat

17. Energiafolyam ábra

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

19. HS földhő-források típusai

20. Erőmű és hőforrás illesztésea rendszerbe

21. Erőmű illeszkedése a VER-be

22. Erőműtípusok

23. Illeszkedés a VER üzemviteléhez • P(t)fogyasztók=P(t)erőművek-P(t)veszteség. • Időjárásfüggő erőművek → szivattyús tározós erőmű. • Beépített (BT) és rendelkezésre álló teljesítmény (RT):

24. Támogatások • Beruházási (pl KEOP). • Támogatott ár és kötelező átvétel. • Jelenleg a támogatás 80-85 %-a földgáz-bázisú kapcsolt energiatermelés. • A kötelező átvétel megmarad, de 2011-től versenyáron (csak 2010-ig támogatható az átvételi ár). • CO2-adó, karbonmentes technológiák, zöldbizonyítványok.

25. Független erőművek kötelező áramátvételi díja (2008.01.01.) • Megújuló energiából (20 MWe-nál kisebb, 5 MWe-nál kisebb vízerőmű, kivétel nap): • 29,56 (csúcs), 26,46 (völgy), 10,80 (mélyvölgy) Ft/kWh. • Nap: • 26,46 (csúcs, völgy, mélyvölgy) Ft/kWh. • Megújuló energiából (20-50 MWe, kivétel nap): • 23,65 (csúcs), 21,17 (völgy), 8,63 (mélyvölgy) Ft/kWh. • Megújuló energiából (50 MWe-nál nagyobb + használt berendezést magába foglaló erőműegység): • 18,39 (csúcs), 11,77 (völgy), 11,77 (mélyvölgy) Ft/kWh. • Hulladékból: • 27,73 (csúcs), 19,11 (völgy), 9,97 (mélyvölgy) Ft/kWh.

26. Kapcsoltan termelt áram kötelező átvételi díja(2008.01.01.) • <50 MWe, távhővel kapcsolt: • 32,59 (csúcs), 20,82 (völgy), 3,00 (mélyvölgy) Ft/kWh. • <20 MWe, nem távhővel kapcsolt: • 27,32 (csúcs), 18,73 (völgy), 3,00 (mélyvölgy) Ft/kWh. • 50-100 MWe távhővel kapcsolt, >20 MWe nem távhővel kapcsolt + használt berendezést magába foglaló erőműegység: • 18,64 (csúcs), 11,64 (völgy), 3,00 (mélyvölgy) Ft/kWh. • 50-100 MWe, távhővel kapcsolt: • 28,58 (csúcs), 17,97 (völgy), 3,00 (mélyvölgy) Ft/kWh.

27. ELMŰ (1-3. erőműegység)munkanap/nem munkanap

28. Hőigény

29. Hő • Energiahatékonyság javítása (hőfelhasználás kb. 40 %-a, épületek energetikai tanúsítványa). • Megújuló energiaforrást az alaphőigényre. • Kooperáció a csúcshőforrással. • Hőár nem támogatott (szó van róla!). • A földgázár kikényszeríti az energiahatékonyság javítását és a megújuló tüzelőanyagok kisebb mértékű visszaterjeszkedését (közel azonos komfort mellett).

30. Energiahordozók árarányai