A Föld energiája

Ez a hatalmas energiamennyiség „elpazarlódik”, amennyiben azt céltudatosan, épített eszközökkel nem fogjuk meg és hasznosítjuk a légkörbe történő kilépést megelőzően. Ez a hő alkalmas arra, hogy közvetlenül hasznosítsuk, de akár elektromos áramot is termelhetünk belőle. Az áramtermelés két komponense is rendelkezésre áll: a hő és a folyadék, amely lehet víz vagy gőz, ami aztán generátorok révén elektromos áramot termel.

Megújuló energia

Kérdés, hogy egy „véges” energia tekinthető-e megújulónak. A földkéregben a Föld keletkezése óta megtalálható hosszú felezési idejű radioaktív izotópok, az urán, tórium és kálium bomlásának egyik velejárója a hőtermelődés. Az 1980-as évek óta vált ismertté, hogy bolygónk lassan, fokozatosan hűl. A földköpeny alján viszont a hőmérséklet alig 300–350 °C-ot csökkent 3 milliárd év alatt. Tehát emberi léptékű hűléssel nem kell számolnunk. A legfelső 1 km-es sáv hőtartalma 4x108 EJ (exajoule = 1018 joule – ezt a számot most inkább nem írnánk ki!). Ezt hasonlítsuk össze a világ mai teljes energiafogyasztásával, amely 400 EJ. Ha a földkéreg fölső 1 kilométerében tárolt hőt teljesen kiaknáznánk, az 106 évig (egymillió év) lenne elegendő. Az újratöltődés 40 millió MW-tal számolva ezer év alatt következne be. Mindezek alapján azt mondhatjuk, hogy a földhő társadalmi-technikai időskálán megújuló!

Kérdés még, hogy használható-e fenntarthatóan. Ne feledjük, felhasználás nélkül a földi hőáram kilép az atmoszférába. Ha pedig a hőt kitermeljük – létrehozva egy hőnyelőt – a természetesnél intenzívebb áramlás indul el a nyelő felé a deficit kiegyenlítésére. Ha a kitermelés kellően mérsékelt szinten folyik, akkor a megnövekedett hőmérséklet-változás lehetővé teszik a földhő pótlódását.

A geotermikus energia a többi megújuló energiához viszonyítva hatalmas mennyiségben áll rendelkezésre. A földfelszín alatti geotermikus rendszerek három elemet tartalmaznak. Szükség van hőforrásra, aztán a hő tározására alkalmas átjárható kőzetre, végezetül nagy hőmérsékletű folyadékra, amely gőz és víz egyaránt lehet. Ez a víz bizonyos tározóknál a csapadékból pótlódik, másoknál nem. A természetes geotermikus rendszerek mellett ma már léteznek mesterségesek is, ahol a rendszer három eleme közül egy vagy több mesterségesen előállított.

A mesterséges földhőrendszerek körébe tartoznak a kétkutas rendszerek; ezeknél a hőforrás és a tározókőzet természetes, a hőközvetítő folyadék pedig mesterséges. A kútból kivett termálvíz vagy gőz hőjét zárt rendszerben használjuk fel, a lehűlt folyadék pedig lehetőség szerint ugyanabba a tározókőzetbe kerül visszasajtolásra.

A mesterséges földhőrendszerek körébe tartozik a forró száraz kőzet, HDR vagy EGS technológia. Itt csak a hőforrás természetes eredetű. A tározó 4-6 km mélységben található magmás vagy átalakult kőzet. A kőzetben mesterségesen alakítják ki a tározó üregeit. Az így kialakított tározóba bepréselt hideg víz felveszi a környezet hőmérsékletét, vagyis felmelegszik, és egy termelő kúton hozzák azt felszínre. A szivattyúzás és visszasajtolás biztosítja a rendszer működését. A földhőt hasznosító hőszivattyúknál szintén csak a hőforrás természetes, a rendszer többi eleme mesterséges.

A mesterséges földhőrendszerek körébe tartozik a forró száraz kőzet, HDR vagy EGS technológia

Földhőszivattyúk kihasználhatják a talaj vagy a talajvíz hőjét, és alkalmazásukhoz még kedvező geotermikus adottság sem szükséges

Kétkutas rendszer

forrás: Mádlné Szőnyi Judit: A geotermikus energia földtani alapjai