Kaj je plitva geotermalna energija?
Plitva geotermalna energija predstavlja energijo, ki jo dobimo od toplote, ki jo oddaja Zemlja iz svojega središča. Geotermalno energijo nato pretvorimo v koristno energijo – ogrevno ali hladilno. Najpogostejši tip geotermalne energije je hidrotermalna energija, ki predstavlja izvor tople vode.
V primerjavi z ostalimi vrstami obnovljivih virov energije (biomasa, bioplin, sončna energija, vetrna energija, vodna energija) je plitva geotermalna energija najčistejši obnovljivi vir energije. Geotermalna energija je prav tako bistveno cenejša, saj niso potrebni posegi kot so miniranje, rafiniranje ali transport energije na lokacijo. Zaradi tega še bistveno manj uničujoče vpliva na okolje kot na primer olje ali premog. In je bistveno bolj varna kot jedrska energija.
Prav tako je zagotavljanje geotermalne energije postalo tudi izjemno energetsko učinkovito iz vidika stroškov obratovanja sistema.
Od kod izvira geotermalna energija?
Geotermalna energija je toplota, ki izvira iz zemeljskega jedra. Notranje jedro Zemlje je sestavljeno iz železa in niklja in ima temperaturo približno 5400°C (približno toliko kot površina sonca). Visoka stopnja toplote v jedru je posledica radioaktivnega razpadanja, ogrevanja na osnovi trenja in ekstremnega tlaka.
Toplotne črpalke in plitva geotermalna energija
Zmotno je razmišljanje, da je samo vroča geotermalna voda koristna in uporabna. Ravno preko toplotne črpalke je plitva geotermalna energija sedaj široko uporabna tako za ogrevanje kot za hlajenje! Tukaj se skriva velika priložnost.
Geotermalna energija za ogrevanje in hlajenje
V preteklosti smo geotermalno energijo uporabljali predvsem za »brezplačno« ogrevanje v zimskem času. S pomočjo hibridne toplotne črpalke kot je Menerga Rewatemp, ter energetsko-hidravličnega modula Menerga HydroTemp, je mogoče s pomočjo geotermalne energije poletji tudi hladiti. V vseh pogojih obratovanja je aktivna tudi priprava sanitarne tople vode.
Še več, z omenjenima napravama je to energijo mogoče tudi shraniti nazaj v zemljino ter jo črpati takrat, ko je potrebna. Na kratko: Čista energija na kvadrat. Točno takrat, ko jo potrebujemo.
Vrtine ali geosonde za geotermalno energijo?
Vrtine so smiselne v primeru, da je:
- pohlevna voda (kemijsko in mehansko čista),
- Visok nivo podtalnice,
- Primerna zemljina kot naravni filter (prodec).
Geosonde so smiselne v primeru, da je:
- voda kemijsko sporna,
- nestabilne količine vode (neenakomeren pretok),
- problematična zemljina.
Za tiste, ki se odločate za vrtanje vrtin ali načrtujete geosonde smo za vas prirpavili seznam ponudnikov teh storitev v Sloveniji. Preberete več v našem blog prispevku tukaj.
Geotermalna energija – prednosti in slabosti
Prednosti
Geotermalna energija je najboljši čist obnovljivi vir energije (le še jedrska energija velja kot bolj čista energija od geotermalne).
Geotermalna energija je varna za okolje in ne predstavlja okoljskih tveganj (npr. razlitje nafte, riziko eksplozije, radiacije …). Prav tako nima izpustov CO2 in drugih škodljivih toplogrednih učinkov.
Planet ima v svojem središču toliko toplote, da praktično predstavlja neomejeno zalogo, ki jo skorajda ni mogoče izčrpati. Zato jo dojemamo kot konstanten vir toplote, ki je primerna za izrabo.
Črpanje geotermalne energije nam zagotavlja občuten prihranek pri stroških za elektriko. Strošek električne energije nikakor ni zanemarljiv vendar je iz energetskega vidika mnogo nižji za pripravo ogrevalnega in hladilnega energetna kot ostali viri energije.
Visoko učinkovite hibridne toplotne črpalke, kot je Menerga Rewatemp, omogočajo odlične energetske izkoristke oz. velik prihranek pri stroških ogrevanja / hlajenja stavbe.
Nekoč so bili stroški za obratovanje geotermalnih sistemov visoki, danes so se ti stroški z hibridnimi napravami, kakršna je Menerga Rewatemp, znatno znižali – ne predstavljajo več bariere, saj je tehnologija cenovno dostopna širšemu krogu uporabnikov.
Slabosti
Gostota geotermalne energije je različna na različnih lokacijah po svetu. Vsaka lokacija ima namreč različno gostoto toplotnega toka. Možnost izkoriščanja je zato pogojen z lokacijo stavbe zaradi tega je potrebno vedno preveriti ali je gosta toplotnega toka na lokaciji stavbe dovolj visoka.
Če dimenzioniramo odjem vira primerno in pravilno ga lahko koristimo 24/7 oz. kadar ga potrebujemo. V primeru, da je odjem prevelik se ta tudi lahko osiromaši. Pravilno načrtovanje odjema je izjemnega pomena za dobro delovanje sistema.
Če toplote ne črpamo s pravo hitrostjo lahko zmanjšamo njeno temperaturo. Potrebno je razumeti optimalno hitrost potovanja toplote skozi zemeljske sloje, da lokalno zemljine ne ohladimo preveč.
Ob nepravilnem načrtovanju sistemov za izrabo geotermalne energije lahko povzročimo visoke obratovalne stroške. Zahtevana je inženirska natančnost pri načrtovanju projekta in izbiri ustrezne opreme.
Geotermalna energija v Sloveniji
Geotermalno energijo v Sloveniji uporabljamo za:
- Energetiko stavb – ogrevanje stavb pozimi, hlajenje stavb poletji.
- Termalno vodo zdraviliščih in kopališčih (Rehabilitacijski center Fontana, Maribor, Terme Olimia, Terme 3000, Moravske Toplice, Ptujske toplice, Terme Čatež …)
- Industrijske procese.
Geološka sestava tal narekuje možnost izrabe geotermalne energije. Tla v Sloveniji so po pokrajinah izjemno raznolika zaradi tega je možnost izrabe plitve geotermalne energije potrebno preveriti za določeno lokacijo. Izraba ni možna na vsaki lokaciji, a ko so tla primerna je mogoče tam izrabiti veliko brezplačne in čiste energije.
Plitka geotermalna energija se od klasične geotermalne energije razlikuje glede na njen zajem. Če zajemamo energijo na 800 metrih in več govorimo o globoki geotermalni energiji. Medtem ko, če zajemamo energijo le na nekaj 10 metrih govorimo o tem, da je zajem plitek in ne globok.
Najpogostejše lokacije so v severno-vzhodni Sloveniji – Panonska nižina. Med raziskana območja sodi tudi Krško-Brežiško polje, območje Celja in Rogaške Slatine, Ljubljanska kotlina, slovenska Istra pa tudi določena območja zahodne Slovenije. Geotermalne energije ni mogoče učinkovito transportirati, zato je oskrba s toploto mogoča le v bližnji okolici vira.
Na željeni lokaciji v Sloveniji hidro-geologi opravijo meritev ustreznosti tal, dostopa do vode, količine pretoka vode, nivoje vode in podzemne vode poleg monitoringa količinskega in kemičnega stanja podzemne vode.
Velikokrat se v ta namen preverbe ustreznosti naredi t.i. »testna vrtina«, ki razkrije stanje tal. Na osnovi geodetskega poročila se na to naredi projektno kalkulacijo, ki potrdi ali ovrže smiselnost izrabe geotermalne energije glede na količino energije, ki jo je mogoče zagotoviti.
Naslednji korak je izbira podjetja e za vrtanje vrtin oz. načrtovanje geosond. Seznam izdelovalcev vrtin v Sloveniji si lahko ogledate tukaj.
Geotermalni izvori energije v Svetu
Največ energije pride iz jedra Zemlje na površje Zemlje na robovih tektonskih plošč. Zaradi tega je na robovih tektonskih plošč mogoče najti geotermalne elektrarne. Prav tako je na teh območjih mogoče najti gejzirje, izvire vroče vode in vulkanske aktivnosti. Države, ki so na teh območjih so najbolj bogate z geotermalno energijo (Islandija, Nova Zelandija, Mehika, Italija, ZDA).
Ne glede na to je mogoče s pomočjo toplotnih črpalk izkoriščati geotermalno energijo kjerkoli na Svetu.
V primeru, da ima črpana voda temperaturo do 60°C je ta uporabna za ogrevanje. Medtem ko je pri temperaturi črpane geotermalne vode nad 100°C mogoča proizvodnja električne energije.
