54
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban - 1 - SZENT ISTVÁN EGYETEM YBL MIKLÓS ÉPÍTÉSTUDOMÁNYI KAR KÖZMŰ- ÉS MÉLYÉPÍTÉSI TANSZÉK ÉPÍTŐMÉRNÖK SZAK, INFRASTRUKTÚRA SZAKIRÁNY SZAKDOLGOZAT A GEOTERMIKUS ENERGIA FELHASZNÁLÁS HELYZETE HAZÁNKBAN LISTÁR NIKOLETT ÉPÍTŐMÉRNÖK SZAK, INFRASTRUKTÚRA SZAKIRÁNY 2011

Geotermikus Energia Helyzete

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 1 -

SZENT ISTVÁN EGYETEM

YBL MIKLÓS ÉPÍTÉSTUDOMÁNYI KAR

KÖZMŰ- ÉS MÉLYÉPÍTÉSI TANSZÉK

ÉPÍTŐMÉRNÖK SZAK, INFRASTRUKTÚRA SZAKIRÁNY

SZAKDOLGOZAT

A GEOTERMIKUS ENERGIA FELHASZNÁLÁS HELYZETE HAZÁNKBAN

LISTÁR NIKOLETT

ÉPÍTŐMÉRNÖK SZAK, INFRASTRUKTÚRA SZAKIRÁNY

2011

Page 2: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 2 -

Tartalomjegyzék

Bevezetés ....................................................................................................................... - 4 -

1. A geotermikus energia ................................................................................................ - 6 -

1.1. A geotermikus energia meghatározása és fogalma .............................................. - 6 -

1.2. Geotermikus energia kinyerés jogi háttere ............................................................. - 8 -

1.3. A geotermikus energia felhasználási területei ...................................................... - 11 -

2. Geotermikus energiahasznosítás formái felhasználó szerint .................................. - 12 -

2.1. A geotermikus energia egyedi hasznosítása ........................................................ - 12 -

2.2. A geotermikus energia ipari hasznosítása ............................................................ - 13 -

3. A geotermikus energia kitermelésének műszaki megoldásai .................................. - 17 -

3.1.A geotermikus energia hasznosítása felszínközeli rétegekből .............................. - 17 -

3.1.1.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelése

nélkül hőszivattyú segítségével.................................................................................. - 18 -

3.1.2.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelésével

hőszivattyú segítsége nélkül ...................................................................................... - 20 -

3.2. Geotermikus energia hasznosítása mélyen elhelyezkedő rétegekből ................. - 22 -

3.2.1 Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelésével és

visszasajtolásával ....................................................................................................... - 22 -

3.2.2.Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelése

nélkül .......................................................................................................................... - 27 -

4. Magyarország jelenlegi geotermikus energia felhasználása ................................... - 28 -

4.1. Magyarország földtani adottságai ......................................................................... - 28 -

4.2. Geotermikus energia alkalmazási módjai napjainkban......................................... - 32 -

4.3. Magyarország Európai Uniós vállalása a megújuló energia felhasználás terén .. - 35 -

4.4. A geotermikus rendszerekhez igénybe vehető támogatások ............................... - 35 -

4.5. A geotermikus energia a köztudatbam .................................................................. - 36 -

5.Egy családi ház geotermikus energia felhasználása ................................................ - 37 -

5.1. Épületenergetikai számítások ............................................................................... - 37 -

5.1.1.Az épület rendeltetésének és az ehhez tartozó alapadatok és követelmények

meghatározása ................................................................................................... - 37 -

5.1.1.1.Alapadatok .................................................................................................... - 37 -

5.1.1.2.Geometriai adatok ......................................................................................... - 38 -

5.1.1.2.1. A fűtött légtérrel érintkező felületek meghatározása .................................. - 38 -

Page 3: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 3 -

5.1.1.2.2.Külső falak hőhídjainak és hőveszteségeinek meghatározása .................... - 39 -

5.1.1.2.3.Talajon fekvő padló vonal menti hőátbocsátási tényezője, és a vonal menti

hőveszteség meghatározása ..............................................................................- 41 -

5.1.1.2.4. Az épület szerkezetének besorolása .........................................................- 42 -

5.1.1.2.5.Direkt sugárzási nyereség meghatározása a fűtési idényre ........................- 42 -

5.1.1.2.6. Felület/ térfogatarány meghatározása ....................................................... - 42 -

5.1.1.2.7.Követelmények meghatározása .................................................................. - 42 -

5.1.2.Fajlagos hőveszteség-tényező tényleges értékének meghatározása ............... - 43 -

5.1.3.A fűtés éves nettó hőenergia igénye ................................................................. - 43 -

5.1.4.A fűtési rendszerrel biztosítandó nettó fűtési energiaigény fajlagos értéke ....... - 44 -

5.1.5.Fűtés primerenergia igénye .............................................................................. - 44 -

5.1.6.A melegvízellátás primerenergia igénye ........................................................... - 45 -

5.1.7.Az összesített energetikai jellemző meghatározása.......................................... - 46 -

5.1.8.Energetikai minősítési osztály meghatározása ................................................. - 47 -

5.2. Jelenlegi fűtési rendszer adatai .......................................................................... - 47 -

5.3. A téli hőveszteség .............................................................................................. - 48 -

5.4. Hőszivattyú kiválasztása .................................................................................... - 48 -

6.Összefoglaló .............................................................................................................. - 53 -

7. Függelék ................................................................................................................... - 54 -

Page 4: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 4 -

Bevezetés

A XXI. század egyik legnagyobb problémája, a szükséges energia biztosítása

az emberiség számára. A népesség növekedésével és a technika fejlődésével az

energia szükséglet ugrásszerűen megnőtt az elmúlt években. Ezt az igényt egyre

nehezebben tudjuk kielégíteni. A világ energiatermelésének igen magas

százalékát még ma is a fosszilis energiahordozók adják, melyeket a földtörténeti

ókorból származó növényi és állati eredetű ásványi anyagok, szén, olaj és gáz

elégetéséből nyernek. Ezek az energiaforrások nem kiapadhatatlanok, véges

készlettel rendelkezünk belőle.

Nem elhanyagolandó az a tény sem, hogy a kőszén, a kőolaj és a földgáz

elégetése üvegházhatást kiváltó égéstermékeket (elsősorban CO2), valamint

egyéb, a környezetre ártalmas anyagokat (pl. CO, NOx, SO2) bocsát ki a

környezetünkbe.

A föld népességének és - ezzel egyidőben - az energia szükséglet

növekedésével nem tudunk lépést tartani. Lassan de biztosan, a tendencia abba

az irányba mutat, hogy nem lehet gazdaságosan felszínre hozni a szükséges

szenet, olajat és gázt. Olyan mélységben lesznek ezek az ásványi anyagok,

hogy kitermelésük után, a fogyasztók számára megfizethetetlenné fog válni. Más

energiaforrásokat kell felkutatni és alternatív megoldást kell alkalmazni az

energia igények kielégítésére. A legkézenfekvőbb, amivel nap, mint nap mi is

találkoznunk és mindenhol jelen van, a nap és a szél, amelyek folyamatosan

képesek energiát szolgáltatni és forrásuk hosszú távon biztosított. Folyamatos

energiát képes biztosítani és kiapadhatatlannak tűnik. Ezeknél az alternatív

energiaforrásoknál nagyon fontos megjegyezni, hogy olyan helyre nincs értelme

szélerőművet építeni, ahol a szél szinte alig fúj. Természetesen ez igaz a

napkollektorra is, olyan helyre nem építhető ki gazdaságosan, ahol kevés a

napsütéses órák száma. Hazánk a fent említett két megújuló energiaforrás

szempontjából igen előnyös helyen fekszik.

Magyarországon a napsütéses órák száma 1900-2200 óra/év (földrajzi

fekvéstől függően), vagyis jobb adottságokkal rendelkezik, mint Hollandia, Dánia,

Németország vagy Ausztria, melyek ma vezető helyen vannak a napenergia-

hasznosítás terén.1

Page 5: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 5 -

Magyarország európai viszonylatban mérsékelten szeles terület, az átlagos

földfelszíni szélsebesség 3-5 m/s körül mozog. Az ország nyugati felében, főleg a

Pozsony melletti hegyek által formált ún. „dévényi szélkapuban”, továbbá nagy

vízfelületek közelében alakulnak ki jelentős szelek, melyek elérik, vagy

meghaladják a szélenergia gazdaságos hasznosításához szükséges 6 m/s-os

sebességet.2

Ezeken kívül van még egy olyan energiaforrás, melyből hazánk még az

előzőeknél is gazdagabb és ez az energiaforrás még kiaknázatlan.

Ez a geotermikus energia. Azért is választottam diplomamunkámnak ezt a

témát, mert Magyarországon egyelőre még nem terjedt el olyan nagymértékben

ezen energia felhasználása lakossági körben. Szeretném felhívni mások

figyelmét arra, hogy milyen hatalmas kincs birtokában vagyunk és ez csak egy

”karnyújtásnyira” van tőlünk.

Listár Nikolett Építőmérnök hallgató

Page 6: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 6 -

1. A geotermikus energia

1.1. A geotermikus energia meghatározása és fogalma

A "geotermikus" kifejezés görög eredetű szó, jelentése: földi hő, a földkéreg

belső energiája. A geotermikus energia a Föld belső hőjéből származó energia.

A Föld belsejében lefelé haladva kilométerenként átlag 30 °C-kal emelkedik a

hőmérséklet.3

A geotermikus energiahordozók azok a különböző halmazállapotú anyagok

(pl. felszín alatti vizek, gőzök), melyek a földkéreg belső energiájának

hőenergetikai célú hasznosítását, kitermeléssel vagy más technológia

alkalmazással lehetővé teszik.4

A föld hőjét a földkéreg különböző rétegei vezetik a magma belsejéből a

felszín felé. A kőzetek milyensége és a rétegek vastagsága befolyásolja a föld

hőjének felszínre jutását. Magyarország igen szerencsés helyzetben van, ritka jó

tulajdonságokkal rendelkezik. Mivel a Kárpát-medence talaja üledékes, víztározó

porózus kőzetekből áll, - ami történetesen igen jó hővezető - ezért egyszerűbb a

geotermikus energiát kinyerni a földből.

A földhő keletkezése

A geotermikus energia a Föld belsejében lévő hőből nyerhető ki. Különböző

radioaktív anyagok bomlása illetve a Föld keletkezése folyamán jön/jött létre az a

hő, amiből az energia előállható. A felszín felé áramló magma legtöbbször nem

tör fel, hanem a Föld magjában és köpenyében melegíti fel a kőzetek pórusaiban

és repedéseiben található folyadékokat. Kutak fúrásával lehet elérni, hogy a forró

folyadék illetve gőz a felszínre jusson. Ezt a felszínre kerülő hőt használják ki az

erőművek és állítanak elő elektromos áramot.

A geotermikus energia jellemzően szubdukciós zónákban5, középóceáni

hátságokban6 és olyan területeken halmozódik fel nagyobb mennyiségben, ahol

az átlagosnál vékonyabb a földkéreg. Magyarország az utóbbi kategóriába

tartozik, mivel a Pannon-medence kialakulása a során a litoszféra és vele együtt

a földkéreg elvékonyodott. Ennek következtében a köpeny közelebb került a

felszínhez (24-28 km). A geotermikus energia a nemzetközi osztályozás szerint a

4 megújuló energiaforrás közé sorolandó. Alapvetően a Föld belsejétől sugárzott

hő kimeríthetetlen és becslések szerint 42 millió megawatt (mW)7 energiával

Page 7: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 7 -

egyenértékű. Ezen kívül a geotermikus energia nagy előnye, hogy nem kell

tüzelő- illetve fűtőanyagot használni az előállítása során és nem jár

szennyezőanyag kibocsátással, mindössze vízgőz permet képződik. Ezen

tulajdonságoknak köszönhetően bármilyen környezetben sikeresen tud működni

egy geotermikus erőmű. A geotermikus energia a hőforrásból, földalatti

víztárolókból és földalatti kőzetekben található termálvízből álló geotermikus

rendszerekben halmozódik fel víz- illetve hőkészletek formájában.8 A gőz és forró

víz az áteresztő és lyukacsos kőzetrétegben gyűlik össze a nem-áteresztő

kőzetréteg alatt. Ez a természetes módon kialakuló vízgyűjtő a geotermikus

víztároló, melyet az 1. ábra szemléltet. Az ilyen vízgyűjtők belső hőmérséklete a

forráspont több mint háromszorosát is elérheti (370 °C).

1. ábra Geotermikus tározó

Page 8: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 8 -

1.2. Geotermikus energia kinyerés jogi háttere

- Geotermikus energia kinyerése felszín alatti víz kitermelése nélkül

- Geotermikus energia kinyerése felszín alatti víz kitermeléssel

- Termálvízkút vízjogi létesítési engedélyezési eljárása

Geotermikus energia kinyerése felszín alatti víz kitermelése nélkül

1993. évi XLVIII. „Törvény a bányászatról”,- foglalja magába a

geotermikus energia kutatásának, kinyerésének és hasznosításának szabályait.

Tudni kell, hogy az ásványi nyersanyagok és a geotermikus energia természetes

előfordulási helyükön állami tulajdonban vannak, de a bányavállalkozó által

kitermelt ásványi nyersanyag a kitermeléssel és utána energetikai célokra kinyert

geotermikus energia, a hasznosítással, a bányavállalkozó tulajdonába megy

át.[3. § (1)]

A geotermikus energia kinyerését és hasznosítását, valamint az ehhez

szükséges – külön jogszabályban meghatározott – földalatti és felszíni

létesítmények megépítését és használatba vételét, ha a tevékenység nem vízjogi

engedély köteles a bányafelügyelet engedélyezi. [5. § (1) g)]

A mostani jogszabályok értelmében a kitermelt ásványi nyersanyag és

geotermikus energia után az államot részesedés, bányajáradék illeti meg, ezt a

20. § részletezi. Érdekesség képen említem meg, hogy nem kell bányajáradékot

fizetni a 30 oC-ot el nem érő energiahordozóból kinyert geotermikus energia után,

valamint a kitermelt geotermikus energia 50%-ot meghaladóan hasznosított

mennyisége után.

Zárt területen a geotermikus energia kutatásának, kinyerésének és

hasznosításának engedélyezésére a szénhidrogén-bányászat engedélyezésére

vonatkozó sajátos szabályokat kell megfelelően alkalmazni. A geotermikus

energiát kinyerni a földkéregből csak az e célra elhatárolt részből (geotermikus

védőidom) szabad. A geotermikus védőidomot a bányafelügyelet jelöli ki. Nyílt

területen a geotermikus energia kinyerése és hasznosítása nem vízjogi engedély

köteles akkor bányafelügyelet hatáskörébe tartozó, építményfajtákra vonatkozó

külön jogszabályi rendelkezéseit kell alkalmazni. A természetes felszíntől mért 20

méteres mélységet el nem érő földkéregből történő geotermikus energia kinyerés

Page 9: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 9 -

és hasznosítás nem engedélyköteles. Ez a rendelkezés nem mentesíti a

tevékenységet végzőt a más jogszabályban előírt engedélyek megszerzése alól.

[22/B.§]

A törvénybe foglaltak nagy része 2010. február.23.-a óta hatályos. Ezen

törvények a geotermikus energiát hívatott védeni.

Geotermikus energia kinyerése termálvíz kitermeléssel

A felszín alatti és a felszíni vizek kitermeléséről, gazdálkodásáról, kutatásáról

és feltárásáról 1995. évi LVII. törvény rendelkezik.

Itt is, mint ahogy az előzőekben olvashattuk, az állam kizárólagos

tulajdonában vannak a felszín alatti vizek és azok természetes víztartó

képződményei.[6.§(1)a]

A felszín alatti vizet, csak olyan mértékben szabad igénybe venni, hogy a

vízkivétel és a vízutánpótlás egyensúlya minőségi károsodás nélkül

megmaradjon.

Az ásvány-, gyógy-, és termálvizek felhasználásánál előnyben részesítik

gyógyászati, illetve a gyógyüdülési használatot. A kizárólag energia

hasznosítás céljából kitermelt termálvizet vissza kell táplálni. A vízügyi hatóság

2009. szeptember 30-án jogerős vízjogi üzemeltetési engedéllyel rendelkező,

energia hasznosítási célú termálvíztermelés esetében kérelemre

engedélyezheti a visszatáplálás mellőzését. [15.§]

Vízjogi engedély szükséges a vízimunka elvégzéséhez, vízilétesítmény

megépítéséhez, átalakításához és megszüntetéséhez, valamint a

használatbavételéhez, az üzemeltetéséhez, illetve minden vízhasználathoz

(üzemeltetési engedély).

Környezeti hatásvizsgálat köteles-, a felszín alatti vizek igénybevétele egy

vízkivételi objektumból vagy objektumcsoportból 5 millió m3/év vízkivételtől és a

vízbesajtolás felszín alatti vízbe 3 millió m3/év víz bejuttatásától, amit a

314/2005.(XII.25) Korm. rendelet „A környezeti hatásvizsgálati és az

egységes környezethasználati engedélyezési eljárásról” szóló

szabályozásban található meg.

Page 10: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 10 -

A felügyelőség döntésétől függően környezeti hatásvizsgálat köteles

tevékenység a felszín alatti vizek igénybevétele, ha egy vízkivételi objektumból

vagy objektumcsoportból a napi vízkivétel:

- talajvízből 1000 m3-t

- termál karsztvízből 500m3-t

- rétegvízből 5000 m3-t

- hideg karsztvízből 2500 m3-t

- parti szűrésű vízből 5000 m3-t

- termál rétegvízből 2000 m3-t

- forrásvízből a mindenkori forráshozam 33%-át és 50 m3-t meghaladja

(ha nem tartozik az első mellékletbe)

Környezeti hatásvizsgálat kötelesek az alábbi tevékenységek:

- geotermikus erőmű 20 mW villamos teljesítménytől: ásvány- gyógy- és

ivóvízbázis védőövezetén, védett természeti területen méretmegkötés

nélkül

- mélyfúrás, kiépített fúrólétesítménnyel 650 m fúrási mélységtől vízbázis

vagy védett természeti területen

- vízbesajtolás a felszín alatti vízbe

A következő rendeletbe foglaltak, a felszín alatti vizeinket hívatott védeni

219/2004.(VII.21) Korm. rendelet.

Termálvízkút vízjogi létesítési engedélyezési eljárása

A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló

tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó általános szabályokat a

147/2010. (IV. 29.) Korm. rendelet foglalja magába.

A felszín alatti víz energetikai célú kitermelése, fűtés, hűtés vagy elektromos

energiahasznosítás céljából, annak hőmérsékletétől függetlenül lehetséges.[2.§]

A kizárólag energetikai célú kitermelést úgy kell tervezni, telepíteni, kialakítani

és üzemeltetni, hogy hatásuk ne érintse károsan a források és a karsztforrások

hozamát és hőmérsékletét. A felszín alatti vizet a hasznosítást követően

ugyanazon vízadó rétegbe kell visszatáplálni.

A termálvíz gyógyászati, egyéb egészségügyi, továbbá ivóvíz, ásványvíz,

fürdővíz, használati melegvíz, hőellátási és villamosenergia-előállítási célra

Page 11: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 11 -

hasznosítható. A termálvíz-hasznosítás tervezésénél a többcélú, ismételt és

víztakarékos felhasználásra kell törekedni. Vizsgálni kell az esetleges kísérő

gázok hasznosításának lehetőségét is. Termálvízmű telepítésekor a

hasznosításból kikerülő termálvizek ártalommentes elvezetéséről, elhelyezéséről,

különösen visszatáplálásáról gondoskodni kell. A termálvízkút telepítése során a

felszíni befogadó kiválasztásánál a környezetvédelmi szempontok mellett a

vízkészlet-utánpótlási viszonyokat is figyelembe kell venni. A használati melegvíz

ellátás céljából kitermelt termálvizet házi vízelosztó rendszerbe csak akkor lehet

vezetni, ha az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről szóló

kormányrendeletben meghatározott minőségi követelményeknek megfelel.[10.§]

1.3. A geotermikus energia felhasználási területei

A geotermikus energiát sokféle célra lehet használni, mint például:

- hűtés-fűtés

- elektromos áram előállítás

- gyógyítás (balneológia)

- ipari és magán célú felhasználás

- mezőgazdaság

A fentiekben csak néhány példa került megemlítésre arra vonatkozóan, hogy

mire is lehet használni a geotermikus energiát. Természetesen ennél jóval több

felhasználási terület létezik.

Többféle csoportosítási mód áll rendelkezésünkre, ilyen lehet például: a

felhasználási hőmérséklet, a kitermelés módja illetve felhasználó szerint

csoportba sorolás. Minket inkább, az infrastrukturális fejlesztésben megbúvó

fejlesztések érdekelnek.

Központi helyen kell megemlíteni azt a nagyon fontos tényt, hogy a

geotermikus energiának nincs vagy igen elhanyagolandó a káros anyag

kibocsátása. Ezzel szemben a fosszilis energiahordozók, valamint atomenergia

segítségével előállított egyéb energiaszolgáltatás - legyen az, elektromos áram

vagy melegvíz - igen magas a környezetre gyakorolt káros hatása. Nagy

mennyiségű veszélyes hulladék keletkezik alkalmazásuk következtében, melyet

nem lehet a végtelenségig a ”föld alá söpörni”.

Page 12: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 12 -

Amíg a fosszilis energia készletek nem kimeríthetetlenek, addig a geotermikus

energia folyamatos ellátás biztosít számunkra, a földkéregben mindenütt

jelenlévő és kifogyhatatlannak mondható. Magyarország területi elhelyezkedése

nagyon szerencsés, kis mélységben már rendelkezésre áll ez a „kincs”.

Gazdaságosan felszínre lehet hozni és egyéb beavatkozás nélkül lehet

hasznosítani.

2. Geotermikus energiahasznosítás formái felhasználó szerint

Két nagy csoportot tudunk elkülöníteni egymástól:

- egyedi

- ipari

2.1. A geotermikus energia egyedi hasznosítása

A 60-as évekig Budapesten kívül a következő városokban volt vezetékes

gázellátás, többségében szén, kisebb mértékben szénhidrogén (földgáz)

bázison: Miskolc, Debrecen, Pécs, Szeged, Eger, Székesfehérvár, Szombathely,

Sopron, Baja, Hajdúszoboszló, Nagykanizsa, Dunaújváros. A kisebb városokban,

falvakban jellemzően fával és szénnel fűtöttek. Később a 80-as, 90-es években

kezdődött az ország fölgázzal történő ellátása. A cél az volt, hogy az akkor még

olcsó gázt Magyarország minden eldugott kis településére is eljuttassák, mellyel

fűtött és meleg vizet állított elő a lakosság.

Mostanra nyilvánvalóvá vált, hogy annyira nem is olcsó, sőt néha még az

ellátás is csak akadozva jut el hazánkba, egyéb politikai ellentétek miatt.

Felmerül a kérdés, hogy vajon miért nem használjuk ki a természet adta

lehetőségeinek?

A geotermikus energia leggyakoribb hasznosítási módja a lakossági,

kommunális, létesítmények fűtése, illetve használati melegvíz előállítása,

amelyet a komplett hasznosítás megfelelő hőmérsékleti szintjén célszerű igénybe

venni.(1. táblázat.)

Page 13: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 13 -

Csoportosítás Fűtővíz

hőmérséklet Felhasználás

Hasznosító

szerkezetek

Fogyasztás jellege

Hőmérsékleti

szint

Folyadék-

áram

I. 100-85 hagyományos

épületfűtés

konvekciós

fűtőtestek

változó állandó

II. 80-70 épületfűtés

csúcstermelő

konvekciós és

sugárzó

fűtőtestek

változó állandó

III. 80-60 csökkentett

hőmérs. fűtés

növ.fel.konv.

sugárzó

fűtőtest

változó állandó

IV. 60-45 használati

melegvíz

termelés

hőcserélő 24

órás tárolóval

állandó állandó

V. 60-40 helyiség fűtés sugárzó

fűtőtest

változó állandó

VI. 50-40 zuhany

közvetlen

vízellátása

közvetlen

felhasználás

változó változó

VII. 40-30 medencék

vízellátása

közvetlen

felhasználás

állandó állandó

1.táblázat Hasznosítási módok üzemi hőmérsékletei Forrás: http://www.reak.hu/kk/025.htm

2.2. A geotermikus energia ipari hasznosítása

Az ipari hasznosításon belül kiemelkedő helyet foglal el a mezőgazdaság. Az

összes felszínre hozott termálenergiának közel 60%-át, a fűtési célra szolgálónak

közel 80–85%-át ez az ágazat hasznosítja.

A geotermikus energia mezőgazdasági hasznosítása az alábbi területeken

képzelhető el:

- Üvegházak fűtése-hűtése (2. ábra)

- Hajtató berendezések fűtése

- Állattartó telepek fűtése

- Halastavak fűtése (3. ábra)

- Terményszárítás

2. ábra 3. ábra

Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/05875.jpg Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/07192.jpg

Page 14: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 14 -

A növénytermesztő telepek hőellátása a hazai termálvíz hasznosítás

legnagyobb területe. Termálvíz-fűtési rendszereknél, ahol rendelkezésre áll a

termálvíz, mint hőhordozó, a termesztő telep egy részét növényházak, másik

részét – kiegészítésként – fóliasátrak alkotják.

A növényház-fóliasátor építési arányt két tényező határozza meg: a termesztő

telep agrotechnikai feladata (vagyis milyen növényből, mennyit termelnek) és a

rendelkezésre álló termálvíz hőmérséklete és mennyisége.

Hőenergetikailag a fóliasátrakat az elfolyó termálvíz, tehát az egy vagy több

hőlépcsőben a növényház fűtésén már átment és részben lehűlt víz

hasznosításával fűtik.

A geotermikus energia hasznosításának másik nagy területe a

terményszárítás lehet minden olyan esetben, amikor megfelelő mennyiségű és

40–60 °C hőmérsékletű melegvíz elegendő az adott termék teljes, vagy rész-

szárításához.

Zöldtakarmányok szárítása (főleg a lucernafélék) termálvízbázison meleg

levegős üzemmel valósítható meg. A forró levegős szárítás esetében a termálvíz

önmagában csak előszárítási funkciókra alkalmas, amivel a magas hőmérsékletű

szárítóknál is jelentős tüzelőanyag megtakarítást tesz lehetővé.

A termálvíz kedvezően alkalmazható a kishőmérsékletet igénylő szemes

termény és fűszerpaprika szárítóknál is. Az élelmiszeripari szárítási folyamatok

általában 100 °C hőmérséklet feletti tartományban mennek végbe. Vannak

azonban alacsony hőfokon végezhető szárító-érlelő eljárások, ahol a termálvíz

adta lehetőségek jól és gazdaságosan hasznosíthatók (például a szalámi-és

kolbászfélék szárítása alacsony hőmérsékletű érlelési eljárást igényelnek).

Alacsony hőfokú szárítva-tárolásra hasznosítható a termálvíz a tojások

tartósítására is.

Itthon egyáltalán nem használják a geotermikus energiát villamos-

energiatermelésre, egyelőre csak tervek vannak. Európában már számos

országban alkalmazzák a geotermikus-villamos erőműveket elektromos áram

előállításra. (2. táblázat)

Page 15: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 15 -

Országok 2007 2008

Olaszország 810,5 810,5

Portugália 30,0 31,0

Franciaország 15,0 17,2

Ausztria 8,2 8,2

Németország 1,2 1,2

Összesen: 864,9 868,1

2. táblázat Geotermikus villamos-energia termelés az EU országaiban 2007-2008 (mW) Forrás: http://www.eurobserv-er.org/pdf/barobilan9.pdf

Ez lehet a jövő megoldása a fosszilis és az atomenergia kiváltására.

A geotermikus erőművek elvben nagyon egyszerűen működnek. A 4-5

kilométerrel a földfelszín alatt lévő forró kőzetre hideg vizet engedve gőz fejlődik,

ami turbinákat hajtva áramot és hőt termel, vagy a földfelszínre kell vezetni az ott

meglévő hőt vagy a forró vizet.

Fő előnye, hogy tiszta, nem emittál nagy mennyiségben mérgező és/vagy

üvegházhatást okozó gázokat, valamint levegőben lebegő részecskéket. (1 mW

geotermikus erőmű = 850.000 m3 földgáz megtakarítás= 200 tonna/év CO2

kibocsátás csökkenés!)

Fajlagos költségszerkezetet mutatja a 3. táblázat.

A beruházás elemei Megoszlás %

hőcserélők, szivattyú, szerelvények stb. 20

turbina, generátor, szerelvények 15

kondenzátor,hűtőtorony,szivattyú, szerelvényeik, vízkezelés 15

termálvízkör működtetése 3

műszerek, vezérlések, tűz,- és villámvédelem 21

közvetett költségek 26

3. táblázat Fajlagos költség szerkezet

A geotermikus energia villamosenergia-termelés célú hasznosításának

főbb technológiái:

- szárazgőz erőmű (4. ábra): a föld mélyébe fúrt geotermikus kútból forró gáz tör

fel, amit turbinára vezetve generátorokat hajtanak meg, ezek pedig áramot

termelnek.

Page 16: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 16 -

4. ábra Szárazgőzös erőmű működési ábra

- kigőzölögtető vagy nedves gőzerőmű (5. ábra): a föld mélyébe fúrt geotermikus

kútból forró víz tör fel, amit gőzzé alakítanak át. A gőzt turbinára vezetve

generátorokat hajtanak meg, ezek pedig áramot termelnek. Amikor a gőz lehűl,

vízzé alakul vissza, es ezt visszasajtoljak a földbe. A legtöbb geotermikus erőmű

ezzel a technológiával épült.

5. ábra Kigőzölögtető vagy nedves gőzerőmű működési ábra

- kétkörös geotermikus erőmű (6. ábra): számos geotermikus terület akad, amely

nem elég forró ahhoz, hogy a fenti két technológiát alkalmazni lehessen. Ilyen

esetben kétkörös erőmű segítségével még mindig van lehetőség áramtermelésre

úgy, hogy a feltörő forró vizet egy hőcserélőre vezetik, ahol az átadja a hőt egy

másik folyadéknak, amelynek a forrási pontja jóval alacsonyabb a víznél. A forró

víz hatására a másik folyadék gőzzé válik, amely meghajtja az erőmű turbináját.

6. ábra Kétkörös geotermikus erőmű működési ábra

Page 17: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 17 -

Érdekességként megemlíteném, hogy egykoron nagy lendülettel igyekeztünk

kihasználni geotermikus adottságainkat. Ebben Heller László világhírű

professzorunk járt az élen, az ő nevéhez fűződik a hőszivattyú ipari

alkalmazásának szabadalmaztatása 1948-ban. Akkoriban még a parlamentet is

termálvízzel fűtötték egészen 1953-ig.9

Néhány országban, mint például Amerikában, Izlandon használhatjuk téli

síkosság- és jégmentesítésnél is a geotermikus energiát. Az utat, járdát, kocsi

lehajtót fűthetjük vele (7-8. ábra).

7. ábra 8. ábra

Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/08827.jpg Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/08831.jpg

3. A geotermikus energia kitermelésének műszaki megoldásai

A geotermikus energia kitermelési módját három nagy csoportba lehet sorolni:

- kitermelés nélkül (zárt rendszerű)

- kitermeléssel (nyitott rendszerű)

- kitermeléssel és visszasajtolással

Ezen felül meghatározzuk, hogy a kitermelt energiát milyen mélységből

hozzuk felszínre, illetve annak hasznosítása hőszivattyú segítségével vagy a

nélkül történhet.

3.1.Geotermikus energia hasznosítása felszínközeli rétegekből

Amikor feszin közeli energiahasznosításról beszélünk, nem kimondottan

termálvizet nyerünk ki, hanem a felszínhez közeli rétegvizeket, illetve a talajvizet

hasznosítjuk, aminek a hőmérséklete lényegesen alacsonyabb a termálvizénél,

körülbelül 12-15 °C-os.

Page 18: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 18 -

3.1.1.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz

kitermelés nélkül hőszivattyú segítségével

Közvetett hasznosítás történhet, amikor a talajvíz és/vagy rétegvíz

kedvezőtlen kémiai és fizikai tulajdonsággal rendelkezik. Ebben az esetben a víz

a hő hasznosításban, mint primer közeg szerepel és hőcserélő közbeiktatásával

megfelelően kezelt szekunder közeg szállítja, a hőt a fogyasztóhoz illetve

egyáltalán nem vesz részt a hő hasznosításban.

A hőszivattyú a környezet energiájának hasznosítására szolgáló berendezés,

mellyel lehetséges fűteni, hűteni, melegvizet előállítani. A berendezés a

működtetésére felhasznált energiát nem közvetlenül hővé alakítja, hanem a külső

energia segítségével a hőt az alacsonyabb hőfokszintről egy magasabb

hőfokszintre emeli, legtöbbször a föld, a levegő és a víz által eltárolt napenergiát

hasznosítva. (Mert külső energia felhasználása nélkül, "magától" a hő csak

melegebb helyről tud a hidegebb hely felé áramlani.).

A hőszivattyú elvi felépítése (9. ábra) megegyezik a hűtőberendezésekével,

9. ábra A hőszivattyú működési elve

legfontosabb elemei a két hőcserélő (egy párologtató és egy kondenzátor),

kompresszor és az expanziós szelep. A környezeti hőforrás a folyékony

munkaközeget az elpárologtatóba légneművé alakítja, a kompresszor nagyobb

nyomásra sűríti az elpárologtatott munkafolyadékot, ezáltal a kondenzációs

Page 19: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 19 -

hőmérséklet is emelkedik. A hőszivattyú kompresszorát villanymotor hajtja, de

nem feltétlenül szükségesek hagyományos energiaforrások (villamos energia

vagy földgáz) hiszen a működtető villamos energiát biztosíthatjuk napelemmel,

biogázzal, vagy éppen szélenergiával. Ezt követően a nagynyomású és

hőmérsékletű gőz a kondenzátorba jutva átadja hőenergiáját a nála kisebb

energiájú hőfelvevő közegnek. 10

A geotermikus hőszivattyú az a rendszer, ami képes a geotermikus energiát

hasznosítani, a "föld" (talaj, talajvíz, termálvíz) és a ház belső terei között szállít

hőt. A szondák, a földben elhelyezkedhetnek függőlegesen (függőleges

kollektoros rendszer = földszonda 10. ábra) vagy vízszintesen (vízszintes

kollektoros rendszer = talajkollektor 11. ábra).

10. ábra 11. ábra

Forrás:http://visionmarketinginc.com/~getgeoth/about-geothermal/

A szondák gyűjtik össze a föld hőjét. A szondákból az összegyűjtött hőt

szigetelt csővezetékkel elszállítjuk a hőszivattyúhoz. A földből körülbelül 12-16

°C-os hőt tudunk felszínre hozni és a hőszivattyúba juttatni. A hőszivattyú ebből

az alacsony hőmérsékletű folyadékból további elektromos energia

felhasználásával nagyobb hőmérsékletű meleg vizet állít elő (45-55 °C). Ezt a

meleg vizet fel lehet használni fűtésre, használati meleg vízre, medencék

fűtésére, és még hűtésre is. A geotermikus hőszivattyú a lelke az egész

rendszernek. Hatalmas előnye a geotermikus hőszivattyúval előállított energia

hasznosításának, hogy nincs sem időjáráshoz, sem napszakhoz kötve, mint más

alkalmazott alternatív megoldások. A talaj mélyebb rétegeinek hőmérséklete

télen-nyáron állandó, télen melegebb, nyáron hidegebb, mint a levegő

hőmérséklete. A szállítási irányon változtatva télen a talajtól hőt elvonva

fűthetünk, nyáron a talajt melegítve hűthetjük a házat (illetve melegvizet

állíthatunk elő télen-nyáron).

Page 20: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 20 -

3.1.2.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz

kitermelésével hőszivattyú segítsége nélkül

Felszín közeli geotermikus energiát abban az esetben nyerhetünk ki

hőszivattyú segítsége nélkül, ha megfelelő hőmérsékletű (min. 30 °C-os

folyadék) közvetítő közeggel rendelkezünk. Ezt felszínközeli talajvíz rétegekből

és rétegvízből nem jellemző, hogy közvetlenül kitudjuk termelni. Ez abban az

esetben lehetséges, ha a termálvíz pozitív kútként működik és szabadon képes a

felszínre törni, vagy a termálvíz tározóréteg a felszínhez közel helyezkedik el.

A közvetlen (12. ábra) kitermelés lehetséges, ha a termálvíz kedvező fizikai és

kémiai tulajdonsággal rendelkezik, nem hajlamos üledékképzésre, nem fejt ki

korróziós hatást a csővezetékekre, berendezésekre. A termálvíz ebben az

esetben közvetlenül a fogyasztóhoz jut. Ebben az esetben a termálvízzel

közvetlenül fűthetjük az épületeket és elláthatjuk a használati melegvizes

berendezési tárgyakat.

- kommunális fűtés

- használati melegvíz készítés

- növényházak fűtése

- terményszárítás, stb.

12. ábra Forrás:http://visionmarketinginc.com/~getgeoth/about-geothermal/

Épületfűtés és melegvíz-szolgáltatás termálvízzel nemcsak közösségi, iroda-

és egyedi lakóépületek, kórházak, raktárak, műhelyek stb. fűthetők, hanem

egész háztömbök is. Erre Budapesten és az ország más, főleg alföldi városaiban

már az 50-es, 60-as években sor került, évente 75-80 000 tonna fűtőolaj

megtakarítását eredményezve. A termálvíz higiéniás célú használatra

természetesen csak akkor alkalmas, ha minőségi és bakteriológiai paraméterei a

Page 21: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 21 -

szabványban előírtaknak megfelelnek. Ha a termálvíz hőmérséklete alacsony (pl.

60°C), akkor előnyös lehet a padló- vagy a falfűtés. Radiátoros fűtés is megfelel,

ha a vízhőmérsékletet tekintetbe véve méretezik. Ilyen esetben ajánlatos

kiegészítő fűtésről is gondoskodni. A nagyobb termálvizes hálózatokban az

áramoltatást szivattyúzással kell biztosítani, minél kisebb hőveszteségre

törekedve. Lakótelepek, egészségügyi intézmények, iskolák termálvizes

fűtéséhez és vízellátásához különösen fontos a termálkutak teljesítményének

hosszúlejáratú fenntartása.

Növényházak, fóliasátrak fűtése geotermikus energia, melegvíz formájában

igen eredményesen használható. Magyarországon 1980-ban 748 000 m2

növényházfelületet és 1,064 millió m2 fóliaház felületet fűtöttek termálvízzel. A

fűtési teljesítmény iránti igény a növényház méreteitől, hőgazdálkodási

viszonyaitól, betelepítettségétől és a növénykultúrától függ. A termálvízzel fűtött

növényházak beruházási költsége 15-20%-kal nagyobb, mint az olaj- vagy a

gázfűtésűeké, de a kisebb üzemköltségek miatt a többletkiadás 2,5-3 éven belül

megtérül. A termálvízfűtésre növényházban is jól kihasználható, de

növényházfóliasátor együttesekben még gazdaságosabb fűtést tesz lehetővé.

Ha 90°C körüli hőmérsékletű hévíz áll rendelkezésre, akkor többlépcsős

hasznosításra van mód: szivattyúk közbeépítésével a vízkivételi helyhez

legközelebb eső növényház(ak) légfűtéssel fűthetők. A távozó, alacsonyabb

hőmérsékletű (pl. 50°C-os) termálvízzel további növényház vagy fóliaházak

légtér- vagy talajfűtése végezhető. Visszakeveréses megoldással a hőlépcsőket

stabilizálni lehet. A fóliaházakból kilépő 20-25°C hőmérsékletű víz még hálózati

öntözővíz előmelegítésére használható. Alacsonyabb, 50-60°C hőmérsékletű

termálvízzel történő növényházfűtéskor ajánlatos a különböző fűtési

lehetőségeket kombinálni a víz hőtartalmának és a fűtőfelületeknek minél jobb

kihasználásával. A fóliaházakban és -sátrakban általában alacsony

hőmérsékletű termálvizet használnak állandó vagy mobilis csöves rendszerekkel

vagy konvektorokkal. A fóliaházak fűthetők az ún. vízfüggönyös módszerrel is,

amikor kettős fóliaréteg között áramoltatnak hőtartalmától már jórészt

megszabadult, előzetesen hasznosított, 20-30°C hőmérsékletű termálvizet. Az

áramló langyos termálvíz nemcsak fűt, hanem hőszigetelő hatást is kifejt,

Page 22: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 22 -

azonban ennek az eljárásnak nagy a vízigénye és teljesen záró, ép fóliát

igényel.

A terményszárítási feladatok túlnyomórészt a fűtésmentes nyári-koraőszi

időszakra esnek, ami a termálvizek gazdaságos, minél hosszabb idejű

kihasználása szempontjából kedvező. A termálvizes szárítás a korábbi szén-

hidrogéntüzelésű berendezésekhez képest alacsonyabb hőmérséklettel (40-

60°C) dolgozik ezért a szárítási idő meghosszabbodhat, de az energia

megtakarítás ezt túlkompenzálja. Termálvízzel is különböző termékeket lehet

szárítani, pl. szemes és szálas terményeket, kukoricát, paprikát,

gyógynövényeket.

3.2. Geotermikus energia hasznosítása mélyen elhelyezkedő

rétegekből

Mélységi geotermia a legalább 1,5 km mélységből felhozható földi hő, ami

megtalálható akár több ezer km-es mélységben is.

3.2.1 Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz

kitermeléséve és visszasajtolásával

A geotermikus energia kitermelése után szükségessé válhat a termálvíz

visszasajtolására, ha kitermelőkútnak nincs megfelelő vízutánpótlása. Ilyen

esetben fennáll az a veszély, hogy a rétegenergia csökkenése következtében

idővel kevesebb vizet adnak a kutak. Ezzel mérsékelni lehet a mély rétegekben

található vízszint csökkenését.

A visszasajtolásnak más igen fontos szempontja is van. Itt említeném meg

talán az egyetlen környezetre káros hatást jelentő problémát a geotermikus

energiával kapcsolatban. A kitermelt termálvíz élő felszíni vizekbe történő

beengedése komoly károkat okozhat azokban, mivel az ásványi anyagokban dús

melegvíz a környezetet veszélyeztetheti, amennyiben nem megfelelő

odafigyeléssel kezelik a visszasajtolásra nem kerülő termálvizet.

Megvalósuló magyarországi beruházások, melyeket a következőkben

részletesebben ismertetek:

- geotermális közmű rendszer – Hódmezővásárhely

- geotermális villamos erőmű – kísérleti projekt – MOL Rt. Iklódbördőce

Page 23: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 23 -

A hódmezővásárhelyi geotermikus közműrendszer (13.ábra)

A projekt célja

A projekt két részből áll: a használati melegvíz-ellátó (HMV) rendszerből és a

fűtési rendszerből. A közműrendszer Hódmezővásárhely négy önálló, sziget

üzemű távhőrendszerrel ellátott lakótelepét, közintézményeit, strandfürdőjét és

fedett uszodáját köti össze.

13. ábra Sematikus működési ábra

A projekt műszaki adatai:

A használati melegvíz ellátó (HMV) rendszer alapját két távfűtőmű

szomszédságába lemélyített HMV kút jelenti. A kutakból kinyert termálvíz 4.200

Page 24: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 24 -

fm szigetelt távvezeték közvetítésével jut el 2.800 távfűtött lakásba, 10

közintézménybe (közte a városi kórházba), valamint a sportuszodába.

Évente mintegy 170.000 m3 termál HMV szolgálja a várost, amely mennyiség

töredéke a kutak kapacitásának. A HMV rendszer használt vize értelemszerűen a

városi szennyvíztárolóba kerül.

A geotermikus fűtési rendszer két önálló körből tevődik össze.

Az egyik kör: 2.014 m talpmélységű termálkút, amelyből télen 60 m3, nyáron

25 m3 80 °C-os fűtővizet vesznek óránként. A Kórház és az azt követő

intézmények hőellátása teljes egészében termálenergiából történik.

A kör végpontja a városi strandfürdő területén van, ahol az ideérkező 40-45 °C

hőmérsékletű, többször lefűtött közeg a strandfürdő nyitott 50 m-es

úszómedence vizének 27 °C-os hőfoktartását biztosítja egy lemezes hőcserélőn

keresztül. Az innen visszatérő 27-30 °C-os termálközeg szükség esetén „besegít”

a fürdő termálvizes medencéjének vízutánpótlásába, míg a fennmaradó

mennyiség az itt telepített 1.685 m talpmélységű visszasajtolókútban nyer

elhelyezést.

A másik kör: 2.300 m talpmélységű termálkút, amelyből télen 60 m3, nyáron

10 m3 86 °C-os fűtővizet vételeznek óránként. Feladata a lakótelep 600

lakásának hőigény ellátása. A téli csúcsidőben (-15 ° C külső hőnél) 70 °C-os

visszatérő közeg került elengedésre további hőpiac hiánya miatt.

2003-tól a 2.000 fm hosszú hőszigetelt, üvegszálas, műanyag, föld felszíne

alá telepített távvezetékkel, juttatják el ezen fűtőközeget Hódmezővásárhely új

fedett sportuszodájához.

Így biztosítják a fedett uszoda 3,2 mW-nyi hőigényét (70/25 °C szekunder

hőlépcső) és a beruházók „grátiszaként” az uszoda körüli járdák síkosság

mentesítését.

A kör végpontját az uszoda közelében az elmúlt évben telepítésre került új

visszasajtolómű képezi. E termálkör még tartalmaz közel 2 mW hőenergiát, ami

a jövőben megépítésre tervezett élményfürdő hőszükségletét fogja biztosítani.

A jelenlegi két fűtési kör évente 60.000-70.000 GJ mennyiségű fűtési

hőenergiával járul hozzá a város hőigényéhez.

Page 25: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 25 -

A közműrendszer vezérlése

A projekt a legkorszerűbb és legbiztonságosabb vezérléstechnikai rendszerek

telepítésével, minimális munkaerő igénybevételével, gazdaságosan üzemel.

A projekt eredményei:

A projekt mind a környezetvédelem, mind a gazdaságosság terén teljesítette

az előzetes elvárásokat. A homokkőbe történő visszasajtolás területén pedig

referenciamű. 1998 óta visszasajtolásra került több mint 2 millió m3 lefűtött

termálvíz.

A külső politikai és gazdasági környezettől független, helyben található

energiahordozó felhasználásával évente mintegy 3,5 millió m3 földgáz kiváltása

történik meg, az annak elégetéséből származó légszennyezés (szénmonoxid,

széndioxid, nitrogénoxid, stb.) elkerülése mellett. A geotermikus közműrendszer

tehát import független és abszolút környezetbarát, megújuló energiát biztosít.

A projekt egyik legjelentősebb eredménye azonban a hagyományos

földgázalapú távhőszolgáltatás költségeihez viszonyított költségmegtakarításban

jelentkezik:

- Amíg 1 m3 használati melegvíz hagyományos előállítási önköltsége 500 Ft

körül kalkulálható, addig 1 m3 termál használati melegvíz előállítás költsége

70-80 Ft.

- Amíg 1 GJ hasznos hőenergia ára földgázból 85 %-os kazánhatásfok

figyelembe vételével ma már 2.400-2.700 Ft körül van, addig 1 GJ hőenergia

előállítási költsége termálenergiából visszasajtolással 600-700 Ft

Hódmezővásárhelyen.

- A projekt egyszerűsített megtérülési ideje 6 év körül alakult és az

automatizáció figyelembe vételével is 10 év alatt volt.

A projekttel kapcsolatban az alábbi következtetések vonhatók le:

A hódmezővásárhelyi geotermikus közműrendszer a termálenergia

egyedülálló, komplex hasznosítására nyújt példát, amely az EU – fenti – fosszilis

energia csökkentését célzó irányelveivel is összhangban van. Üzemi

tapasztalatokkal, tényszámokkal támasztja alá a geotermia hazai

létjogosultságát. A projekt megtérülése az energetikai iparágban jónak számító

10 év alatt van, mindennemű támogatás nélkül is.

Page 26: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 26 -

MOL Rt. Iklódbördőcei kísérleti projekt

A pilot projekt feladata egy geotermikus erőmű vagy közvetlen hőellátó egység

megvalósíthatóságának vizsgálata volt. A projekt geotermikus

energiahasznosítására irányuló törekvése a Világbank Környezeti Alapja (Global

Environment Facilities Fund) támogatását elnyerte.

2007 elején a Zala megyei Iklódbördőcénél a MOL Nyrt. – mint a konzorcium

működtetője- elvégezte a kút kiképzéseket, valamint termálvíz kitermelést és

visszasajtolási teszteket hajtott végre. Mivel a projekt, mint pilot (mintaprojekt)

projekt került tervezésre, a kút tesztek során a konzorcium elvégezte a lehető

legtöbb mérést és egyidőben több technológiát is tanulmányozott.

A technológiai folyamatot komplex adatgyűjtés, és - elemzés követte. A MOL

Geotermikus Csapatának szakértői a projekt végén arra a megállapításra

jutottak, hogy a hőenergia Iklódbördőcénél nem elegendő egy geotermikus

erőmű megépítéséhez. Ugyanakkor a megvizsgált két használaton kívüli

szénhidrogén kút közül az egyik alkalmas lehet közvetlen hőszolgáltatásra. Egy

0.7-1.0 mW kapacitású erőmű létrehozható lehetne a régióban, de a jelenlegi

szabályozói környezet mellett nem lenne profitábilis. Komplex geotermikus

modell került kialakításra, mely alapján bizonyításra került, hogy technológiai

szempontból kivitelezhető lenne geotermikus kiserőmű és közvetlen fűtőmű

létesítése.

A projekt megvalósíthatósági tanulmánya még nem végleges, annyi azonban

már bizonyos, hogy az előzetesen becsültnél kisebb hozamúak a kutak. A

villamosenergia-termeléshez ugyanis hiába megfelelően forró a 3 kilométer

mélyen található 140 fokos hévíz, nincs meg a szükséges kitermelhető

mennyiség. Így a kísérlet során vizsgált kútra csupán legfeljebb 0,8 megawatt

teljesítményű erőművet lehetne építeni, márpedig ez a kapacitás túl kevés a

megtérüléshez, legalábbis a jelenlegi zöldáram-átvételi árak mellett. A Mol

mindezek ellenére nem mond le geotermikus terveiről. Zala megyében további

kutatásokat tervez, de egyelőre még nincs döntés a részletekről.

Page 27: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 27 -

3.2.2 Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz

kitermelése nélkül

A Hot Dry Rock-technológia más néven „száraz kőzet” technológia, általában

csak elektromos energiatermelésnél lehet gazdaságos. E technológia

alkalmazása során nagy mélységű fúrásokban hidraulikus rétegrepesztéssel

hasadékrendszert hoznak létre, illetve a már meglévő természetes

repedésrendszert bővítik, tágítják, majd a fúrásokon keresztül energiahordozó

közeget - a gyakorlatban vizet - sajtolnak a nagy hőmérsékletű

repedésrendszerbe. A felmelegedett nagy nyomású vizet a felszínre hozva

gőzturbinával történik a villamos energiatermelés. Európában a franciaországi

Soultz Souz Forestben 1996 óta folynak francia–német közös kísérletek. Az

USA-ban Los Alamosban 1971–2003. között működött HDR erőmű. A HDR

erőművek nagyon költségesek, hatásfokuk kicsi, jelentős vízveszteségeket is

észleltek, ezért alkalmazásuk nem vezetett eredményre. Figyelemre méltó

azonban, hogy Svájcban gazdaságosan üzemeltetnek HDR fűtőműve.11(14.

ábra)

14. ábra Hot Dry Rock technológia

Forrás:http://www.quantecgeoscience.com/Q_images/HotDryRockDiagram.jpg

Page 28: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 28 -

4. Magyarország jelenlegi geotermikus energia felhasználása

4.1. Magyarország földtani adottságai

A Kárpát-medence geológiai képződményei minden szempontból nagyon

változatosak. Itt érintkezik egymással két eltérő minőségű kőzeteket tartalmazó

tektonikai lemez, az afrikai és ázsiai nagylemezek. Ezek határvonalán találjuk a

legintenzívebb vulkántevékenység nyomait, és legnagyobb tavainkat. A geológiai

képződmények a nagylemezeken belül is nagy változékonyságot mutatnak,

ásványi és kémiai összetételüket, szemcseméret-megoszlásukat, vagy fizikai és

kémiai mállással szembeni ellenállóságukat tekintve.

Magyarország földje az Alpok, Kárpátok és Dinaridák koszorújában terül el.

Hegységei – a Mátra kivételével – nem emelkednek 1000 m fölé, a térszín

uralkodóan síkvidék. A felszínt többnyire olyan fiatal üledékek borítják, amelyek

az utóbbi néhány millió évben képződtek, elfedve a korábbi földtörténeti

események dokumentumait.

Hegységeink változatos típusú és korú kőzetekből épülnek fel: egy részük

(Börzsöny, Mátra, Zempléni-hegység) vulkáni eredetű, a Dunántúli-

középhegység és a Mecsek elsősorban egykor tengerben és szárazföldön

képződött üledékek megszilárdult maradványait tartalmazzák, míg a nyugati

országrészben található Soproni- és Kőszegi-hegység átalakult (metamorf)

kőzetekből épül fel. E képződmények születése azonban egymástól sok száz km

távolságban, eltérő időben történt.

Magyarország földtani felépítését az 15. ábra mutatja.

Magyarország területét a DNY-ÉK irányú Zágráb-Hernád nagyszerkezeti vonal

két fő szerkezeti egységre osztja. E vonaltól északra eső lemezdarab az Afrikai-

lemez peremén, a délre eső lemezdarab pedig az Eurázsiai-lemez peremén

alakult ki. Kb. 25 millió éve (az oligocénban) délnyugatról nyomult be az Afrikai-

lemezdarab a Kárpát medence északi részébe, amit andezites-riolitos vulkáni

tevékenység kísért. Magyarország területén a földkéreg az átlagosnál vékonyabb

(a 33 km-es átlaggal szemben csak 26-27 km), ezért a geotermikus grádiens

értéke nagyobb, helyenként 6-8 °C/100 m.

Page 29: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 29 -

15. ábra Magyarország földtani felépítése

Magyarországon a geotermikus gradiens értéke átlagosan 5 °C/100 m, ami

mintegy másfélszerese a világátlagnak. Ennek oka az, hogy a Magyarországot

magában foglaló Pannon-medencében a földkéreg vékonyabb a világátlagnál

(mindössze 24-26 km vastag, vagyis mintegy 10 km-rel vékonyabb a szomszéd

területekhez képest) és így a forró magma a felszínhez közelebb van, valamint

az, hogy jó hőszigetelő üledékek (agyagok, homokok) töltik ki. A mért

hőáramértékek is nagyok (38 mérés átlaga 90,4 mW/m2, miközben az európai

kontinens területén 60 mW/m2 az átlagérték).12

Itthon a geotermikus energia legkézzelfoghatóbb eleme a termálvíz, mely

egyes helyeken tisztán a felszínre tör, mint artézi víz /+kút/.

Még a legelején tisztázzuk a termálvíz fogalmát, mivel a hétköznapokban

gyakran helytelenül azonosítják a gyógyvíz fogalmával. A termálvíz vagy hévíz

az a rétegvíz, amelynek hőmérséklete meghaladja a 30 °C-ot.

Az ország területének mintegy 40%-án tárható fel termálvíz. A kitermelhető

mennyiséget minimálisan 50, maximálisan 300 milliárd m3-re becsülik. Jelenleg a

kitermelt víz mennyiségének mintegy 45%-a hasznosul energetikai célokra. Ezzel

a mennyiséggel elvileg évente mintegy 200 000 tonna olajat lehetne

helyettesíteni. Sajnos a valóság azonban azt mutatja, hogy ennek a

Page 30: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 30 -

mennyiségnek nem egészen a felét hasznosítjuk csak, mert a hasznosító

berendezések műszaki színvonala sok esetben nem megfelelő.13

Az ország területén két regionális hévíztároló nagyrendszer helyezkedik el. E

két nagy rendszer közül az egyik a felsőpannónia porózus (homok – homokkő)

rétegek alkotta rezervoárrendszer, a másik a triász időszaki repedezett –

hasadékos, részben karsztosodott karbonátos kőzetek alkotta rezervoár-

rendszer.(16. ábra) Jóllehet e két nagy hévíztároló egységen kívül számos más

kis rendszert is feltártak, de ezek lokális jelentőségűek. A hazai hévíz

készleteknek túlnyomó része a fenti két regionális rendszerben helyezkedik el és

ez képezi a hévízhasznosítás alapját. A meglevő termál kutak 70%-a a

felsőpannóniai, 20%-a a triász időszaki hévíztároló rendszert csapolja meg, míg

a 10%-a a devontól a kvarterig terjedő különböző geológiai korokban képződött

rezervoárokból termel.

16. ábra A termál-gyógyhelyek és a termál-víztestek kapcsolata Forrás:http://www.vituki.hu/index.php?option=com_content&task=view&id=84&Itemid=96

A jelenleg meglévő hévízhasznosítási infrastruktúra az optimális

hidrogeológiai viszonyokkal jellemzett területeken található, így elsősorban

Csongrád, Békés, Hajdú-Bihar, Jász-Nagykun-Szolnok és Győr-Moson-Sopron

megyében. E felsőpannóniai hévízkészlet ezeken az optimális területeken

kiváltképpen alkalmas komplex hévízhasznosításra, a balneológiától a

Page 31: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 31 -

mezőgazdasági hasznosításon keresztül egészen a használati melegvízellátásig

és épületfűtésig.

A triász karbonátos kőzetekből álló rezervoár-rendszer már kisebb területű a

hévízkészlete is kisebb, de fontossága elsősorban fürdőügyi – gyógyászati

vonatkozásban rendkívül nagy.

A két hévíztároló nagyrendszer vízutánpótlódási viselkedése eltérő. Míg a

triász karbonátos hévízrezervoár – eltekintve az igen nagy mélységű, vagyis

2000 m alatti részletektől – az aktív vízkicserélődési övezet tartozéka, tehát

utánpótlódó vízkészlettel rendelkezik, addig a felsőpannónia hévízkészlet

túlnyomó része nem megújuló, hanem statikus jellegű és nincs aktív

utánpótlódása.

Nagyon fontos szempont ezeknél a felsőpannóniai hévíztároló-rendszereknél

a felszálló, magától kifolyó víztermelésnél nélkülözhetetlen rezervoárenergia

készlet, melynek döntő tényezője a vízben oldott gáztartalom. E gáztartalmak

leürülése napjainkban egyre nagyobb mértékű, s ennek következtében jelentős

vízhozam csökkenések, sőt a kifolyó víztermelés megszűnése tapasztalható. A

természetes gázlift csökkenés folytán nagyon sok hévízkút termelése csökkenő

tendenciát mutat. E jelenség általános, s ezért igen szigorú vízkészlet-és réteg

energiagazdálkodást tesz szükségessé.

A gyakorlatban a termálkutak kétféle fajtáját különböztetjük meg: pozitív és

negatív vízkivételűek. A pozitív kutaknál a termálvíz szabad kifolyással jön a

felszínre, a negatív kutaknál szivattyús kiemelés szükséges.

Valamely termálkút pozitivitását a rétegnyomás, a víz gáztartalma stb. teszik

lehetővé. Hosszabb termeltetési idő után (10–15) ezen értékek módosulhatnak, a

kút vízhozama mindinkább csökken, és a korábban pozitív kút negatívvá válik.

A hasznosítható vízhozam az a térfogatáram, amelyet a kút állandósult

üzemben biztonságosan és károsodás nélkül szolgáltat. Ennek értékét az

illetékes vízügyi hatóságok határozzák meg.

Kémiai szempontból legfontosabb az összes oldott alkotórész (szilárd és gáz)

tömege (mg/l), amely nemcsak a hasznosítás, hanem a csurgalékvíz

elhelyezésének szempontjából is lényeges. A termálvíz agresszivitása és

sókiválási hajlama a nyomás, a gáztartalom és a hőmérséklet változásával.14

Page 32: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 32 -

4.2. Geotermikus energia alkalmazási módjai napjainkban

A hazánkban a geotermikus energia többnyire termálvíz formájában kerül a

felszínre és onnan kerül tovább hasznosításra. Ma Magyarországon a termálvíz

úgy él a köztudatban, mint fürdőzést, ill. pihenést szolgáló gyógyvíz. Pedig ez

egy a föld mélyéről felszínre törő vagy egyéb közvetítő eszközökkel a felszínre

hozható energiaforrás.

Magyarország az egyik legkedvezőbb geotermikus adottságokkal rendelkezik,

a földkéreg hazánkban vékonyabb az átlagosnál, kb. 20-25 km vastagságú.

Ennek köszönhető, hogy olyan sok hévíz és termálvíz található itt. Amint azt a 4.

ábrán mutatja számunkra, itthon kutak segítségével hozzák felszínre a

termálvizet és onnan hasznosítják tovább. Az idők folyamán 1409 kutat tártak fel

és építettek ki egyéb célokra. Az 1409 termálkútból jelenleg 947 üzemel, a többi

az üzemképtelen, lezárt észlelő vagy visszasajtoló kútként van számon tartva. A

947 üzemképes kútból, 422 vízét hasznosítják fürdőkben, 75 kút vize az iparban,

220-é a mezőgazdaságban, 26-é kommunális célokra fordítódik. Ebből számos

kutat használ még a Vízmű, ivóvíz ellátás céljára, valamint kerül palackozott

formában fogalomba.(4. táblázat)

4. táblázat Magyarország hévízkútjainak megoszlása hőmérséklet és hasznosítási mód szerint 15

Page 33: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 33 -

Hazákban a kitermelt termálvizek hőmérséklete többnyire meghaladja a 30 oC.

Ezt nagyszámban, ahogy fent is olvashatjuk, fürdőkben és kórházakban

balneológiai és üdülési-idegenforgalmi célokra hasznosítjuk.

Nálunk található többek között Európa legnagyobb természetes, tőzeg medrű

hévízi forrás tava (Hévízi-tó) is.16

A geotermikus energiát az ipari is alkalmazza, ez az ipari- termálhő

hasznosítás. Különböző iparágakban, mezőgazdaságban, ipari folyamtokhoz,

ahol nagy a hő igény. Miután a fosszilis energiahordozók elégetésével járó CO2-

kibocstás csökkentése ma már általánosan felismert, szükségszerű, ahol erre

mód nyílik, fokozott mértékben lehet alkalmazni az olcsóbb és gyakorlatilag

légszennyezéssel nem járó termálenergiát ezek energiaszükségleteinek

kielégítésére.

17. ábra Termálkutak és létesítési évei

Forrás:http://www.vituki.hu/index.php?option=com_content&task=view&id=84&Itemid=96

A geotermikus energia kutas alkalmazási módja mellett lehetőség van a

hőszivattyús energia kivételre is. A geotermikus hőszivattyú az a rendszer, ami

képes a geotermikus energiát több féle képen hasznosítani. A szondák, melyek a

földben vannak vagy függőleges, vagy vízszintes elhelyezésben, összegyűjtik a

föld hőjét (18. ábra). A geotermikus hőszivattyú viszonylag alacsony

Page 34: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 34 -

hőmérsékletű vízből képes melegvizet előállítani. Ezt a 14-15 °C állandó hőt, egy

zárt rendszeren keresztül a felszínre hozza, és készít belőle 55-60 °C

hasznosítható hőt. Ezt a hőt, ezt a melegvizet fel lehet használni fűtésre,

használati melegvízre, medencék fűtésére, és még hűtésre is.

18. ábra

Forrása:http://www.passzivhazak.hu/geothermia.html

Érdemes azt a tényt megvizsgálni, hogy egy 1997-es összehasonlítás szerint

a CO2-kibocsátás csökkentésének legolcsóbb módja (az alternatív

energiaforrások közül) a geotermális energia igénybevétele – ráadásul ez a

megoldás (a nap-, szél- és vízenergia felhasználásával ellentétben) az időjárástól

független (5. táblázat Clauser 1997 nyomán, forrás: Árpási 2002).

5. táblázat Az egy tonna CO2 kibocsátás csökkentésének költségei

alternatív energiafajták szerint Forrás: http://www.tompa.hu/dokumentumok/jelentes_geotermikus_energia.pdf

Page 35: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 35 -

4.3. Magyarország Európai Uniós vállalása a megújuló energia

felhasználás terén

Az állam- és kormányfők (Európai Tanács, EiT) 2007 márciusában számszerű

célkitűzéseket fogadtak el az éghajlatváltozásért felelős üvegházhatású gázok

(ÜHG) kibocsátásának korlátozására, valamint az energiatakarékosság és a

megújuló energia-források felhasználására. Ennek értelmében:

az EU globális nemzetközi megállapodás esetén 1990-hez képest 30%-

kal, globális megállapodás hiányában egyoldalúan 20%-kal csökkenti

ÜHG kibocsátásait 2020-ig;

az EU 2020-ig szóló előrejelzésekhez képest 20%-os megtakarítást kell

elérni az energia-felhasználásban;

az EU 2020-as teljes energiafelhasználásában 20%-ra kell növelni a

megújuló forrásokból származó energia arányát;

valamennyi tagállamban 2020-ig legalább 10%-ra kell emelni a

közlekedési célú üzemanyag-felhasználásban a bio üzemanyagok

arányát. 17

4.4. A geotermikus rendszerekhez igénybe vehető támogatások

A fentebb olvasható vállalásban szerepel az a kikötés is, hogy 2020-ra 20%-al

növelni kell a megújuló forrásból származó energia arányt, ami ma épphogy eléri

a 6%-ot az erőművek vonatkozásában. 18 Ezt az előírást, csak és kizárólag igen

komoly támogatási hátérrel lehet megvalósítani.

A Magyarországi valamint az Európa Uniós támogatási rendszerek kiterjednek

mind magán személyekre, mind kis és nagy vállalkozásokra valamint egyéb

szervezetekre / jogi és magán személyekre/. A támogatás formája, vissza nem

térítendő, egyszer felhasználható. Az elnyerhető támogatás mértéke az

elszámolható költségre nézve különböző lehet, 10%-tól egészen 70%-ig

kaphatók vissza a beruházáshoz felhasznált pénzeszköz. A pályázatban kiírt

minimum illetve maximum támogatási összegek igen széles választékát

találhatjuk meg, a 100 ezer forintos minimumtól egészen a milliárdos maximumig

pályázhatóak. A támogatás mértéke függ a beruházás nagyságától illetve a cél

csoporttól.

A kiírt pályázatok megtekinthetők az Energia Központ Nonprofit Kft. oldalán. 19

Page 36: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 36 -

4.5. A geotermikus energia a köztudatban

Véleményem szerint, ha kimennénk az utcára és feltennénk azt a kérdést a

magyar állampolgároknak, hogy mi is az a geotermikus energia nem kapnánk rá

tiszta és érthető választ. Sajnos jelenleg még nincs annyira köztudatban, mint a

szél- vagy a napenergia. Ma még nem egy elterjedt energiaforrás a geotermikus

energia, nem állnak rendelkezésre azok a feltételek, hogy széles körben

elterjedjen. Hiányoznak az elérhető tájékoztató és szóró anyagok.

Sok ember számára megfoghatatlan fogalom a geotermia ellenben a szél- és

napenergiával melyet nap, mint nap éreznek és tapasztalnak. A geotermikus

energiára úgy gondolnak, mint valami bonyolult szerkezetre, melyet nagyon

nehéz létrehozni és számukra érthetetlen dolgokból tevődik össze. Ezalatt azt

értem, hogy nehezen tudja elképzelni valaki, hogy mi a különbség egy kollektor

és egy szonda között, nincs hozzá elég információja. Természetesen és nem

utolsó sorban meg kell említeni, hogy egy igen drága rendszernek tartják, pedig a

befektetett költség megtérülése ugyanannyi vagy jobb, mint a szél- és

napenergiáé.

Page 37: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 37 -

5. Egy családi ház geotermikus energia felhasználása

Épületenergetikai számításra azért van szükségünk, hogy az adott épületnek

meg tudjuk adni a szükséges energiaigényét, valamint energetikai besorolását és

csak ezek után tudjuk kiválasztani a rendszerbe beépíteni kívánt hőszivattyút.

5.1. Épületenergetikai számítások

A számításokat a 7/2006. (V.24.). TNM rendelet egyszerűsített módszerével végeztem.

5.1.1. Az épület rendeltetésének és az ehhez tartozó alapadatok és

követelmények meghatározása

5.1.1.1.Alapadatok

- Az épület jellege: lakóépület (ikerház)

- Hasznos alapterület: Ah = 56,4208 m2

- Fűtött alapterület: An = 50,9054 m2

- Belmagasság: mb = 2,6 m

- talajszint / padlószint közti magasságkülönbség: Z = 0,5 m

- Az épület teherhordó főfalai kétoldalt vakolt, valamint kívül, vékony, dörzsölt

nemes vakolattal felhordott, B30-as falazóblokkból állnak.

19. ábra Vizsgált épület alaprajza

Page 38: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 38 -

- A belső teherhordó falak egyaránt B30-as falazóblokkból épültek.

- A belső elválasztó falak 12 cm-es válaszfaltéglából vannak, a szobák

közötti válaszfalat kivéve, mely 6 cm-es válaszfaltéglából épült.

- A padlásfödém E gerendás szerkezetű, salakréteggel, majd betonnal

borítva. A padlástér beépítetlen.

- Az épület alápincézetlen, alapja nincsen hőszigetelve.

- Az üvegezett nyílászárók kettős üvegezésű, fa keretszerkezetűek. A

bejárati ajtó részben üvegezett, fa szerkezetű.

5.1.1.2.Geometriai adatok

5.1.1.2.1. A fűtött légtérrel érintkező felületek meghatározása

- Homlokzati fal:

- Szomszédos, fűtött épület közti fal:

- Fűtött / fűtetlen terek közti fal:

- Padlásfödém

- Talajon fekvő padló:

- A fűtött légtérrel érintkező összes felület:

- A fűtött légtér meghatározása:

Page 39: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 39 -

5.1.1.2.2.Külső falak hőhídjainak, és hőveszteségeinek

meghatározása

falazott sarokél: 1 db = 2,6 m

- külső fal – belső fal csatlakozás: 13 db = 13∙2,6 m = 33,8 m

- külső fal – födém csatlakozó élek:

- nyílászárók kerülete: 29,1 m

Külső falak hőhídjainak összege:

Külső falak fajlagos hőhíd-mennyisége:

típus Szélesség

[m] Magasság

[m] Kerület*

[m] A [m2]

üvegezési arány

Aüvegezett

[m2]

ablak (1. szoba)

1,48 1,33 5,62 1,9684 0,75 1,4763

ablak (2. szoba)

1,18 1,33 5,02 1,5694 0,75 1,1770

ablak (konyha)

1,15 1,47 5,24 1,6905 0,75 1,2679

ablak (fürdő)

0,45 0,48 1,86 0,216 0,75 0,162

ablak (WC)

0,45 0,48 1,86 0,216 0,75 0,162

ajtó (bejárati)

0,9 2 4,9 1,8 0,05 0,09

ajtó (kamra)

0,6 2 4,6 1,2 0 0

∑ - - 29,1 8,6603 - 4,24

* az ajtók kerületét a küszöb nélkül számítjuk, mert ott vonal menti hőátbocsátás jön létre 6. táblázat Beépített nyílászárók adatai

A 7/2006. TNM rendelet 2. mellékletének 2. táblázata alapján a külső falak

erősen hőhidasnak minősülnek, ezért azok korrekciós tényezője: χ = 0,4

Padlásfödémek esetén a korrekciós tényező: χ = 0,1

Page 40: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 40 -

Fűtött / fűtetlen terek közötti falak korrekciós tényezője: χ = 0,05

A rendelet értelmében, ha az épület egyes határoló felületei nem a külső

környezettel, hanem attól eltérő, tx hőmérsékletű fűtetlen, vagy fűtött terekkel

érintkeznek, akkor e felületek hőátbocsátási tényezőit -vel módosítani

kell.

ti: belső tér hőmérséklete

tx: a belső tértől eltérő hőmérsékletű fal hőmérséklete

te: regionális külső téli méretezési hőmérséklet

A MSZ-04-140-2:1991 szerint, a közép-dunántúli régió külső téli méretezési

hőmérséklete: te = -13°C

A tx értékei pedig:

- szomszédos fal hőmérséklete: 18 °C

- fűtetlen padlástér hőmérséklete: -6°C

- fűtött / fűtetlen helyiség hőmérséklete épületen belül: 2°C

- Szomszédos fal módosító tényezője:

ahol: ti =22 °C ; tx =18°C ; te = -13°C

- Padlásfödém módosító tényezője:

ahol: ti =20 °C ; tx = -6°C ; te = -13°C

- Fűtött / fűtetlen fal módosító tényezője:

ahol: ti =20 °C; tx = 2°C ; te = -13°C

Page 41: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 41 -

szerkezet A [m2]

U [W/m2K]

Umax* [W/m2K]

1+χ ξ A∙UR∙ξ [W/K]

Külső falak 37,8837 0,59 0,45 1,4 - 31,2919

Szomszédos falak

21,424 0,79 1,5 - 0,1143 1,9345

Fűtött/ fűtetlen falak

11,644 1,043 0,5 1,05 0,55 7,014

Padlásfödém 49,624 0,404 0,3 1,1 0,79 17,4218

Ajtók 3 1,4 1,8 - 0,55 2,31

Ablakok 5,6603 2,49 1,6 - - 14,094

∑ 129,236 - - - 74,0662

* Umax követelményértékek a 7/2006. TNM rendelet alapján 7. táblázat Hőhíd hatásaival korrigált rétegtervi hőátbocsátási tényezők

- Tömör külső fal felülete:

- Tömör fűtött / fűtetlen fal felülete:

5.1.1.2.3.Talajon fekvő padló vonal menti hőátbocsátási

tényezője, és a vonal menti hőveszteség meghatározása

A 7/2006. TNM rendelet 3. melléklet III/1. táblázata alapján Z = 0,5 m talaj /

padlószint különbség mellett, szigeteletlen alapra, a vonal menti hőátbocsátási

tényező értéke:

ψ = 2,35 [W/mK]

ψmax = 1,85 (A 7/2006. TNM rendelet követelményértékei alapján)

- Vonal menti hőhidak hossza:

- A vonal menti hőveszteség:

Page 42: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 42 -

5.1.1.2.4. Az épület szerkezetének besorolása

Az épület hőtároló tömege, a födém, és a külső falak rétegterve alapján, a

nettó alapterületre vetítve: m> 400 kg/m2, azaz az épület nehéznek minősül.

5.1.1.2.5.Direkt sugárzási nyereség meghatározása a fűtési

idényre

Egyszerűsített számítás esetén a fűtési idényre vonatkozó direkt sugárzási

nyereség az északi tájolásra vonatkozó sugárzási energiahozammal számítható:

ahol:

- „100”: az északi tájolásra vonatkozó sugárzási energiahozam [kWh/m2a]

- ε: hasznosítási tényező, mely nehéz szerkezetű épületek esetén ε = 0,75

- g: üvegezés összesített sugárzásátbocsátó képessége, számértéke

kétszeres üvegezésű, régi ablakokra: g = 0,75

5.1.1.2.6. Felület/ térfogatarány meghatározása

5.1.1.2.7. Követelmények meghatározása

- Az alapadatok alapján, a 7/2006. TNM rendelet három lépcsős

követelményrendszerének első részében foglaltaknak, vagyis a rétegtervi

hőátbocsátási tényezők követelményértékeinek, a feltárt szerkezet, jelenlegi

állapotában nem felel meg. Ezek az értékek utólagos hőszigeteléssel, és a

nyílászárók cseréjével azonban javíthatók!

- A fajlagos hőveszteség-tényező követelményértéke:

Mivel ∑A/V >1,3 =>

- Az összesített energetikai jellemző követelményértéke:

Lakóépület, és ∑A/V >1,3 esetén =>

Page 43: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 43 -

5.1.2. Fajlagos hőveszteség-tényező tényleges értékének

meghatározása

Az egyszerűsített számítási módszer esetén a következőképpen számítható:

Mivel q>qmax => az épületben fellépő transzmissziós hőáramok, és a fűtési

idény átlagos feltételei mellett kialakuló (passzív) sugárzási hőnyereség

hasznosításának hányada nem felel meg a rendelet második kritériumában

leírtaknak.

5.1.3. A fűtés éves nettó hőenergia igénye

Ha a fűtési energiaigényt csak a fűtési rendszer fedezi, akkor egyszerűsített

számítási módszer esetén:

ahol:

- „72”: hőfogyasztás számításakor, az órafokban kifejezett konvencionális,

(8K egyensúlyi hőmérséklet-különbséghez tartozó) hőfokhíd értékének

ezredrésze.

- „0,35”: szellőzési hőveszteség meghatározásakor, a levegő sűrűségének,

fajhőjének és a mértékegység átváltásához szükséges tényezők szorzata.

- „4,4”: a hőfogyasztás számításakor, 8K egyensúlyi

hőmérsékletkülönbséghez tartozó fűtési idény, órában mért hosszának

ezredrésze.

A további értékek meghatározásához a 7/2006. TNM rendelet 3. mellékletének

IV/ 1. táblázata ad útmutatást:

- n: légcsereszám, mely lakóépületek esetén n = 0,5 1/h

- σ: szakaszos üzem korrekciós szorzója. Lakóépületek esetén σ = 0,9

- qb: belső hőnyereség átlagos értéke. Lakóépületekre qb = 5 W/m2

Page 44: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 44 -

5.1.4. A fűtési rendszerrel biztosítandó nettó fűtési energiaigény

fajlagos értéke

Mivel az ellenőrzés kizárólag a fűtéssel fedezendő hőveszteségekre irányul,

így a nyári túlmelegedés kockázatának ellenőrzését elhanyagolom.

5.1.5. Fűtés primerenergia igénye:

Egyszerűsített módszer esetén a 7/2006. TNM rendelet 2. mellékletének VI.

pontjának táblázatai használhatók:

ahol:

- qf: a fűtés fajlagos primerenergia igénye [kWh/m2a]

- qf,h: a teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága miatti fajlagos

veszteségek [kWh/m2a]

- qf,v: az elosztóvezeték fajlagos vesztesége [kWh/m2a]

- qf,t: a hőtárolás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]

- Ck: a hőtermelő teljesítménytényezője

- αk: a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrás esetén)

- ef: a fűtésre használt primer energia átalakítási tényezője

- EFSz: a keringtetés energiaigénye [kWh/m2a]

- EFT: a tárolás energiaigénye [kWh/m2a]

- qk,v: villamos segédenergia igény [kWh/m2a]

- ev: a villamos energia primer energia átalakítási tényezője

Page 45: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 45 -

tényező érték mértékegység megjegyzés

qf 148,

468 kWh/m2a

qf,h 0,7 kWh/m2a kétcsöves, radiátoros fűtés, elektronikus

szabályzóval

qf,v 2,1 kWh/m2a fűtött téren belül, 55˚C/45˚C hőlépcsővel, 100 m2-

ig

qf,t 0 kWh/m2a nincsen tárolás

Ck 1,38 - állandó hőmérsékletű fűtött téren kívül elhelyezett

kazán, 100 m2-ig

αk 1 - 100%-ban a kazán biztosítja a fűtést

ef 1 - földgáz üzem

EFSz 0,63 kWh/m2a állandó fordulatszámú szivattyú, 55˚C/45˚C

hőlépcsővel, 100 m2-ig

EFT 0 kWh/m2a nincsen tárolás

qk,v 0,79 kWh/m2a állandó hőmérsékletű kazán, 100 m2-ig

ev 2,5 - elektromos áram

8. táblázat 7/2006 TNM rendelet 2. melléklet / VI. pontjának táblázataiból vett adatok

5.1.6. A melegvízellátás primerenergia igénye

Egyszerűsített módszer esetén a 7/2006. TNM rendelet 2. mellékletének VII.

pontjának táblázatai használhatók:

ahol:

- qHMV: a melegvíz készítés nettó energiaigénye [kWh/m2a]

- qHMV,v: a melegvíz elosztás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]

- qHMV,t: a melegvíz tárolás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]

- Ck: a hőtermelő teljesítménytényezője

- αk: a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrás esetén)

- eHMV: a melegvíz készítésre használt primer energia átalakítási tényezője

- EC: a cirkulációs szivattyú fajlagos energiaigénye [kWh/m2a]

- EK: a melegvíz termelés segédenergia igénye [kWh/m2a]

- ev: a villamos energia primer energia átalakítási tényezője

Page 46: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 46 -

tényező érték mértékegység megjegyzés

qHMV 30 kWh/m2a táblázatból vett átlagérték lakóépületekre

qHMV,

v 10

% cirkuláció nélkül, elosztás fűtött téren belül, 100 m2-ig

qHMV,t 97 % gázüzemű bojler fűtött légtéren kívül, 100 m2-ig

Ck 1,22 - gázüzemű bojler

αk 1 - 100%-ban a bojler biztosítja a HMV-et

eHMV 1 - földgáz üzem

EC 0 kWh/m2a nincsen cirkuláció

EK 0 kWh/m2a nincsen segédenergia igény

ev 2,5 - elektromos áram

9. táblázat A 7/2006 TNM rendelet 2. melléklet / VII. pontjának táblázataiból vett adatok

5.1.7. Az összesített energetikai jellemző meghatározása

Az összesített energetikai jellemző az épületgépészeti és világítási rendszerek

fajlagos primer energiafogyasztásának összege.

ahol:

- Ef: a fűtés fajlagos energiaigénye [kWh/m2a]

- EHMV: a melegvíz előállítás fajlagos primer energiaigénye [kWh/m2a]

- ELT: a légtechnika fajlagos primerenergia igénye [kWh/m2a]

- EHű: a gépi hűtés fajlagos primerenergia igénye

- EVIL: a a beépített világítás fajlagos primerenergia igénye

tényező érték mértékegység megjegyzés

Ef 216,675 kWh/m2a számított érték

EHMV 75,762 kWh/m2a számított érték

ELT 0 kWh/m2a nincsen légtechnikai berendezés

EHű 0 kWh/m2a nincsen gépi hűtés

EVIL 0 kWh/m2a lakóépületek esetében nem kell figyelembe

venni

10. táblázat Fajlagos primerenergia fogyasztás

Page 47: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 47 -

Mivel Ep> Epmax => az épületben használt primerenergia fogyasztás alapján,

az nem felel meg a rendelet harmadik kritériumában leírtaknak.

5.1.8. Energetikai minősítési osztály meghatározása

A kapott érték alapján az épület a 121 – 150% -os sávba esik, mely

„Átlagosnál jobb: E” energetikai minősítési osztályba való besorolását teszi

lehetővé.

5.2. Jelenlegi fűtési rendszer adatai

A lakóépület hőveszteségét, jelenleg egy 11 kW névleges teljesítményű,

Stiebel-Eltron Hydrotherm GBH 11 KE jelzésű, atmoszférikus, gázüzemű

falikazán által leadott hőmennyiség kompenzálja. A fűtési előremenő víz

hőmérséklete 60 ˚C, a visszatérőé pedig ~45 ˚C. A gázfogyasztást, a szolgáltató

által megadott átlagos, 34 MJ/m3 fűtőértékkel szorozva, Efűtéstényleges = 11767,778

kWh/a gázfogyasztás jön ki, melyet az energetikai számításoknál meghatározott

éves primerenergia fogyasztással összevetve:

kazán hatásfok állapítható meg.

A radiátorok típusa ROMANTIK R650, és R900, valamint egy csöves fűtőfal.

Paramétereiket az alábbi táblázat tartalmazza:

hely típus A [m2] hőleadás

te.víz=60˚C esetén

hőleadás

te.víz=50˚C esetén

1. szoba ROMANTIK 650-22 2,46m ∙ 0,68 m 3608 W 2827 W

2. szoba ROMANTIK 650-21 1,953 m ∙0,68 m 3444 W 2698 W

konyha ROMANTIK 650-10 0,93 m ∙ 0,68 m 1640 W 1280 W

előszoba ROMANTIK 900-5 0,465 m ∙0,93 m 1035 W 820 W

WC ROMANTIK 650-4 0,372 m∙ 0,68 m 656 W 514 W

fürdő Csöves fűtőfal 0,5 m ∙ 1,1 m 500 W 392 W

∑Q60=10, 89 kW ∑Q50= 8,53 kW

11. táblázat Radiátorok paraméterei Forrás: http://romantikaluradiator.hu/index.php?action=downloads&cat=3

Page 48: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 48 -

A családi házban 3 fő lakik, HMV igényüket jelenleg egy 120 l űrtartalmú,

gázüzemű bojler biztosítja, melynek névleges hőtermelése 1,95 kW. A tároló vize

így 250 perc alatt fűthető fel 70 ˚C –ra.

5.3. A téli hőveszteség

Az épület jelenlegi állapotában, te = -13 ˚C-os külső, valamint ti = 21 ˚C –os,

átlagos belső méretezési hőmérséklet mellett a fűtéssel fedezendő téli

hőveszteség:

5.4. Hőszivattyú kiválasztás

Az első elgondolásra egy víz-víz típusú hőszivattyút szerettem volna

kiválasztani, mivel ezeknek a legjobb a szivattyúk közül a hatásfoka. 5,5 és 6,1

között változik a COP értéke. A COP érték a hőszivattyú jóságfokát jelenti. Egy

dimenzió nélküli szám, ami azt mutatja, hogy 1 egység befektetett villamos

energiából hány egység hőenergiát képes a készülék előállítani.

A víz-víz típusú hőszivattyúk telepítését különös gonddal kell elvégezni. A

rendszerhez minimálisan két kút építendő. Egyik a forrás, másik a nyelőkút

szerepét tölti be. A tapasztalatok azt mutatják, hogy azokon a területeken, ahol

könnyen nyerjük a vizet, nehezen lehet elnyeletni, ezért egy forráskút mellé kettő,

esetleg három nyelőkút elkészítése is szükséges. A kutak elkészítésénél figyelni

kell arra, hogy a vízkivétel és víznyeletés ugyanabba a vízrétegbe történjen. Nem

szabad a különböző vízbázisokat keverni egymással.

A kutas (vizes) hőszivattyú telepítésének 4 fő kritériuma van:

- Legyen megfelelő vízhozam: családi ház esetén ~3-5 m3/h

- Legyen megfelelő vízminőség: a vizet mindenféle oldott anyagra, gázra

meg kell vizsgálni (ÁNTSZ) Pl: HCO3- ;SO42-; NH3; Cl2; CO2 ;Mn;

Al;Fe;NO3 - pH-érték

- A vízhőfok télen sem csökkenhet 7 °C alá. A bejövő víz oldalára 1 mm-

nél kisebb szűrőt kell beépíteni. Magas gáztartalmú vizeknél pihentető-

tartály beépítése szükséges.

Page 49: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 49 -

- A kút mélysége (ahonnan a vizet szívjuk) ne legyen 15-20 m-nél

mélyebb, ellenkező esetben a szivattyúzási költség növekedése

felemészti a magasabb hatásfokot.

Mindezek mellett számolnunk kell azzal a ténnyel is, ha 10-20 év múlva

nyitnak mellettünk egy bányát, akkor fenn áll a veszélye annak, hogy a kutunk

elapad és akkor se fűtésünk se hűtésünk nincs. Sajnos ezzel a ténnyel ebben az

esetben kell is számolni, a környéken az elmúlt pár évben sok kavicsbányát

nyitottak, annak ellenére, hogy a bauxitbányát bezárták. A jövőben nem lehet

tudni, mikor indul meg esetleg újra a kitermelés.

Amit még egy ilyen rendszer kialakításánál figyelembe kell venni azok a plusz

járulékos költségek. Minden esetben az elnyeletést egy előzetes környezeti

hatásvizsgálattal kell igazolni. Bizonyítani kell, hogy semmilyen szennyezőanyag

nem kerül a talajvízbe, és nem is keletkezik a megváltozott hőmérséklet miatt.

Ezt felül kell vizsgáltatni, és sok utánajárást igénylő szakhatósági engedélyekkel

együtt kell beadni a helyi környezetvédelmi és vízügyi felügyelőségnek. A

tanulmány és az illetékek összesen kb. 1 millió Ft-ba kerülhetnek, ami miatt ez a

rendszer családi házas méretben nem gazdaságos. Ipari méretben az egész

beruházáshoz képest ez persze nem jelent nagy költséget.

Ezért esett inkább a választásom egy föld – víz hőszivattyúra a jelenlegi,

kizárólag gáz üzemű rendszer mellé, csökkentve ez által a gázfogyasztást és a

lokális CO2 kibocsátást.

A következő, amit meg kell határoznunk, az a jövőbeni hőszivattyúnk

működési határai. A méretezést jelentősen befolyásolják a rendelkezésünkre álló

fűtési rendszer energetikai adatai.

Az első, hogy a lehető legnagyobb mértékben próbáljuk csökkenteni a

gázfogyasztást, így a gázüzemű bojlert kiiktatjuk a rendszerből, helyette a

hőszivattyús rendszerek által igényelt indirekt fűtésű multifunkciós tárolóból

fogjuk a HMV igényt kielégíteni. Ez azonban azt jelenti, hogy az eddigi 3,766 kW-

os hőigény meg fog változni, mégpedig a HMV készítés energiaigényének

mértékével.

A HMV friss vízből történő elkészítéséhez szükséges hőmennyiséget, a

következőképpen határozhatjuk meg:

Page 50: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 50 -

ahol:

- „1,1”: a tárolásból adódó veszteség korrekciós szorzója

- cvíz: a víz fajhője (4,2 kJ/kg˚C 1,6 Wh/kgK-re átváltva)

- ρ: a víz sűrűsége (kg/l –ben kifejezve)

- Vvíz/fő: fejenkénti átlagos vízfogyasztás mennyisége. Átlagos igény esetén

ez 40 l/nap

- Δt: a HMV hőmérsékletének és a friss víz hőmérsékletének különbsége

A rendszerben felhasznált primer energiák árából képzett hányadossal

megkapjuk a gazdaságilag kívánt COP értéket. Ez az érték esetünkben, mai

energiaárakkal számolva:

Ez tehát mutatja, hogy mi lenne az a COP érték, amely mellett a hőszivattyú

teljes egészében fedezni tudná az eddigi követelményeket.

Látszik, hogy a hányados értéke a gáz árának növekedésével csökken, ami

manapság meg is történik, ennek hatására egyre gazdaságosabb lesz alternatív

energiát használni.

Meg kell keresni azt a hőmérsékletet, ahol a hőszivattyúnk COP értéke

műszakilag, és a jövőben gazdaságilag is elfogadható mértékű.

A választás az Alpha InnoTec, WZS 81 H jelű föld – víz hőszivattyújára esett.

Amit érdemes tudni a föld-víz típusú hőszivattyúkról számos telepítési kritériuma

és paramétere van. Amint ezt már egy korábbi fejezetben kifejtettem a földben

elhelyezhető egy zárt csőrendszert vízszintesen (talajkollektor) és függőlegesen

(földszonda) is, mindezt a telepítési viszonyok határozzák meg, jelen helyzetben

ezt tovább nem fogjuk vizsgálni.

A számított értékeink szerint a meglévő régi gázkazán gazdasági COP értéke

2,3 ennek megfelelő vagy jobb hőszivattyút célszerű keresni.

Page 51: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 51 -

A választott hőszivattyúnk a leghidegebb hőforrás hőmérsékletnél -5 ˚C-nál

már tudja biztosítani a ház, fűtési hőszükségletét. A HMV előállításához

szükséges kW-ot megkapjuk, ha a meglévő 8,5 kWh elosztjuk egy átlagos napi 3

órás üzemidővel, amiből 3 kW-ot kaptunk. A HMV-hez és a fűtéshez szükséges

összes hőigényünk, így ~6 kW. A 6 kW-os hőigényt -4,5 C-fok mellett és 2,8

COP-val tudjuk előállítani abban az esetben, ha egyszerre megy a fűtés és HMV

készítés, ami bár meghaladja a gazdasági COP értéket, de nem jellemző, hogy

egyszerre fűtsünk és készítsünk HMV-t. A HMV-t abban az időszakban is tudjuk

melegíteni, amikor a fűtés szünetel, valamint egyszer kell teljesen felfűteni, utána

elég a szakaszos rámelegítés.

Jelenlegi hőszivattyúnk 6 kW-os hőigényhez képeset jóval magasabb

teljesítményre képes, jogos a kérdés, hogy miért is lett felül méretezve. A

későbbiekben fent álló család bővülés illetve házbővítési igényeket is ki tudja

majd elégíteni ez a rendszer és nincs szükség egy nagyobb teljesítményű

hőszivattyú megvásárlására.

18.ábra WZS 81 H/K hőszivattyú COP – te diagramja

Forrás: www.alpha-innotec.com/uploads/DE830531_200419_BA_WZS.pdf

Page 52: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 52 -

19. ábra WZS 81 H/K hőszivattyú Qh – te diagramja

Forrás: www.alpha-innotec.com/uploads/DE830531_200419_BA_WZS.pdf

A másik fontos kérdés, amivel még itt foglalkozni, kell az a talaj regenerálása.

Télen a ház fűtése során a földből kivonjuk a hőt, ezáltal lehűtjük, ahhoz, hogy

ezt a következő szezonba újra használni tudjuk, vissza kell melegíteni. Ennek a

szivattyú rendszernek, azaz előnye, hogy lehet vele aktívhűtést végezni.

Korábban már ismertettem, hogy a célunk az, hogy télen a házat fűtsük, nyáron

hűtsük. A ház tájolásánál az jelent számunkra előnyt, ha az épületünk

úgynevezett hőcsapdaként működik. Télen azért jó a magas benapozott órák

száma, mert fűti az épületet, ezzel segítve a fűtésrendszert. Nyáron mikor az

épület szívja magába a meleget és túlfűtené azt, akkor vesszük újra használatba

a hőszivattyúnkat, csak éppen ”fordítva”. A ház melegével regeneráljuk a talajt

/aktívhűtés/, a talaj „hidegével” hűtjük a házat.

Page 53: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 53 -

6. Összefoglaló

A diplomamunkám megírásánál azt tűztem ki célul, hogy egy olyan munkát

hozzak létre, mely mindenki számára érthető és világos képet mutat a mai

geotermikus energia felhasználhatóságáról. Próbáltam egy egészen más

csoportosításban megközelíteni azon módokat, melyek jelenleg a

rendelkezésünkre állnak ahhoz, hogy ezt a kincset a felszínre hozzuk.

Természetesen mindehhez elengedhetetlen volt azon kutató munka melyet

annak érdekében végeztem, hogy minél szélesebb palettán tudjam ez

szemléltetni, bemutatni.

Bízom abban, hogy a jövőnk a megújuló energiaforrások hasznosításával jobb

lesz. Képesek vagyunk csökkenteni a káros anyag kibocsájtást, ami a jövő

nemzedék tovább élhetésének kulcsfontosságú eleme. A mai fiatal mérnökök,

azaz, a mi feladatunk a megújuló energiák mind szélesebb körű elterjesztése.

Tervezési munkánk során már nem csak egy lehetséges opcióként kellene a

beruházónak, megrendelőnek felvetni a megújuló energiarendszerek kiépítését,

hanem automatikusan be kellene tervezni azt az adott épületbe, építménybe.

Hasonlóan ahhoz, mint mikor az épületre nyílászárokat tervezünk, mely ablakot

nyit számunkra a nagyvilágra.

Köszönetnyilvánítás

Szeretném megragadni az alkalmat, hogy köszöntet mondhassak az

iskolámnak, hogy lehetőséget biztosított számomra, hogy 3 hetet eltölthessek a

Reimsi Egyetemen (Franciaország) "Passive Housing" – Nemzetközi workshop-

on, ami igen nagy erőt és segítséget adott a diplomamunka megírásában. Ahol

sok neves dán, angol, litván, észt, francia tanár és professor tartott nekünk

előadást az élhető szebb, jobb és természetesen gazdaságosabb építkezési

módokról.

Valamint meg szeretném köszönni Kiss Attilának és a Thermo Kft.-nek azon

belül Faragó Tamásnak a segítségét, hogy egy családi ház energetikai

számításán keresztül be tudtam mutatni, milyen feladatokkal is jár egy

hőszivattyú megtervezése és kiválasztása.

Page 54: Geotermikus Energia Helyzete

SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban

- 54 -

7. Függelék

[1] http://www.energiaklub.hu/hu/megujulok/alapinfo/restechnologiak/, letöltve: 2010-01-12

[2] http://www.energiaklub.hu/hu/megujulok/alapinfo/restechnologiak/, letöltve: 2010-01-12

[3] http://hu.wikipedia.org/wiki/Geotermikus_energia, letöltve: 2009-10-03

[4]A bányászatról szóló 1993. évi XLVIII. Törvény 49. §

[5]„Az a terület, ahol a viszonylag sűrű óceáni kőzetlemez kontinens peremének vagy másik

óceáni kőzetlemeznek ütközve alábukik és mélyen behatol a Földköpenybe.”

http://www.tompa.hu/dokumentumok/jelentes_geotermikus_energia.pdf letöltve: 2010-01-24

[6] „Az asztenoszféra köpenyanyaga feláramlik, majd fokozatos hűlés eredményeként

megszilárdul, ezáltal jó óceáni réteg képződik.”

http://www.tompa.hu/dokumentumok/jelentes_geotermikus_energia.pdf,letöltve: 2010-01-24

[7] http://www.geo-energy.org/aboutGE/basics.asp#_ftn1, letöltve: 2009-12-23

[8] Dr. Árpási Mikós: A termálvíz többcélú hasznosításának helyzete és lehetőségei

Magyarorszagon,2002.http://www.ombkenet.hu/bkl/koolaj/2002/bklkoolaj2002_0910_01.pdf,

letöltve: 2010-01-23

[9] http://www.geothermalenergy.org/269,welcome_to_our_page_with_data_for_hungary_-

_direct_uses.html

[10] http://www.alfoldy-szasz.hu/?page=1&spage=13 letöltve: 2010-01-25

[11]http://www.westpa.hu/cgibin/itworx/itworx.cgi?modul=doctar/downloadfile&task=download

file&vid=11&dokid=1203. letöltve: 2010-01-28

[12] http://hu.wikipedia.org/wiki/Geotermikus_gradiens, letöltve: 2010-05-20

[13] http://www.cege.hu/hu.html, letöltve: 2010-01-20

[14] http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/kornyezettechnika/kornyezettechnika-1-8-081029,

letöltve: 2009-10-24

[15] http://www.mfk.unideb.hu/userdir/juhasz/kornyezettechnika/Geo-hoszivattyu.pdf, letöltve:

2009-11-02

[16] http://hu.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9v%C3%ADzi-t%C3%B3, letöltve: 2009-10-03

[17]http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=PRES/08/50&format=HTML&aged=1&lang

uage=HU&guiLanguage=fr letöltve: 2010-10-16

[18] https://teir.vati.hu/Energiaterkep/main letöltve: 2010-10-16

[19] http://www.energiakozpont.hu/ letöltve: 2010-10-16