Kincs, ami mégis van

Végre sikerült áramot termelni a feltörő termálvízből. A technikával több mint húsz éve kísérleteznek Magyarországon, hiszen hazánkban ehhez kitűnőek az adottságok, ugyanis lefelé haladva gyorsabban nő a földkéreg hőmérséklete, mint máshol. Eddig mégsem tudtuk kihasználni ezt a lehetőséget, most viszont izlandi segítséggel Turán kezdett áramot termelni a hálózatra Közép-Európa első geotermikus villamos erőműve.



Azt szokták mondani, Magyarország Izlandhoz hasonlóan geotermikus világhatalom, ugyanis itt vékonyabb a kőzetlemez, mint máshol, vagyis melegebb a föld, illetve a termálkútjaink sűrűsége is egyedülálló, minden száz négyzetkilométerre jut legalább egy. Ám ezeket eddig energetikai szempontból csak fűtésre tudtuk használni.

Pedig világszerte egyre nagyobb arányban kap szerepet ez a megújuló energia az áramtermelésben, és a közhiedelemmel ellentétben nem csak Izland a nagyhatalom: az Egyesült Államok a legnagyobb geotermikusáram-termelő, és az első tíz között van Japán, Mexikó, Indonézia, Új-Zéland, a Fülöp-szigetek, Olaszország, Izland, Kenya, Törökország. A világon először 1904-ben Toscanában kezdtek kísérletezni a 202 Celsius-fokos víz elektromos energiává alakítására. 1913-ban már 250 kW villamos teljesítmény állt rendelkezésre Larderello erőművében, amely egyébként az ötvenes években épített egységeivel a világ második legnagyobb geotermikus erőműve lett, egymillió olasz háztartást ellátva. Bizonyos országokban pedig a geotermikus energia adja a villamosenergia-termelés több mint 15 százalékát, így El Salvadorban, Kenyában, a Fülöp-szigeteken, Izlandon és Costa Ricán. 2015-ös adatok szerint Kenya vezet 51 százalékkal, őt követi El Salvador 21 százalékkal.

Csalóka adottságok
– Nálunk valóban magasabb a geotermikus grádiens, így a mélybe fúrva százméterenként átlagosan öt-hét Celsius-fokot emelkedik a hőmérséklet, míg más térségekben ez az átlag csak három Celsius-fok – mondja dr. Kulcsár Balázs, a Debreceni Egyetem Műszaki Karának docense, aki e témában írta doktori értekezését. – Ezért valóban jobban hasznosíthatjuk a földhőt és a termálvizeket is fűtésre, az áramtermelés azonban nehezebb kérdés, ez leginkább az erős vulkáni tevékenységgel bíró helyszíneken működik, ahol a felszín közelében is egészen forró a föld.

Korábban legalább kétszáz Celsius-fokos termálvízre volt szükség az áramtermeléshez, ami nálunk nem jellemző. Viszont az új fejlesztésű turbináknak köszönhetően egy ideje már elég a 130 Celsius-fok is, mégsem szaporodtak gombamód Magyarországon a geotermikus erőművek.

– Már voltak próbálkozások a Mol és a Pannergy részéről is, és volt rá példa, hogy egy háromezer méter mélyen lévő karsztvíztározóból 140 fokos termálvizet akartak hasznosítani, itt azonban nagyon alacsony volt a hozam, a kitermelés nem lett volna gazdaságos – teszi hozzá Kulcsár Balázs.

Ez ugyanis úgy működik, hogy amikor megfúrják a záróréteget, mintha megnyitnának egy szelepet, a belső nyomás kinyomja a vizet. (Nem a gőzt, ugyanis a földtörténet során egymásra rakódó kőzetrétegek között megrekedt víz egyre közelebb kerül a Föld köpenyéhez, így egyre magasabb hőmérsékletű, de a mélységben a nyomás is nagyobb, vagyis a víz folyékony állapotban marad még 350 Celsius-fokosan is.) Ha nem elég a rétegnyomás, szivattyúzni kell, viszont úgy már nem gazdaságos a termelés. Ráadásul a visszasajtoláshoz is szükség van energiára, vagyis a mérleg sok esetben kiegyenlítődik: el is veszítjük azt, amit kinyertünk a kútból. Viszont csak a visszasajtolás révén válhat valóban megújuló és fenntartható termeléssé a geotermikus energia kihasználása: a víz odalent újra felmelegedhet.

Magyarországon eddig az alacsony hőfok vagy vízhozam hiúsította meg a terveket. A szakember szerint ezért lenne érdemes kombinált erőművekben gondolkodni, amikor a turbina meghajtása után a már alacsonyabb hőfokú vizet még fűtésre is felhasználják – a turai erőmű esetében is ez lesz. Ezenkívül létezik többlépcsős hőhasznosítás is, amikor az elfolyó vizet közvetlenül hasznosítják fűtésre, például egy üvegházba vezetve, majd a még mindig elég forró vízzel tovább fűtenek például egy másik üvegházat, ám ott már megnövelve a hőleadó felületet (mint amikor fűtőtest helyett padlófűtést használunk, sokkal alacsonyabb hőfokú víz kering a rendszerben). Utolsó lépcsőfokként pedig még hőszivattyúval is kinyernek maradék energiát a vízből.

A visszasajtolás más okból is szükséges, figyelmeztet a szakember: ezekből a víztározókból feltörő vízre úgy kell tekinteni, mint a fosszilis energiára, mert a természetes pótlódása több száz vagy ezer évbe telik. A Pannon-tenger a Tethys-óceán medencéjének feldarabolódásával jött létre, és ebből raktározódott el a termálvizeink egy része, amelyek éppen ezért sósak. Más a helyzet a felszíni karsztforrásokkal, amelyek például Tatán elapadtak a szénbányászat miatt. Ezek húsz évvel később már elkezdtek pótlódni a mészkőhegységre hulló és beszivárgó vízből.

Ezzel szemben például Izlandon az Atlanti-hátság mentén távolodó, megnyíló lemezek mentén jön létre az a repedéshálózat, ahol a tengervíz folyamatosan beszivárog a mélybe, és 300-400 Celsius-fokos termálvizet tudnak kitermelni, amit vissza sem kell sajtolniuk, mert a pótlódás állandó. Náluk pár kilométer mélyen már a magma van, most azzal kísérleteznek. A skandináv és a germán mitológiában a mennydörgés, a vihar és a termékenység istenéről, Thorról elnevezett fúrótorony segítségével öt kilométer mélyre hatolnak, ahol már folyékony a kőzetanyag, annak a hőenergiáját szeretnék hasznosítani. Az eljárás persze még nem kidolgozott, például olyan speciális berendezést igényel, ami kibírja az extrém magas hőmérsékletet. A magma ugyanis 400 és 1000 Celsius-fok között izzik, ami azt jelenti, az ilyen típusú geotermikus erőmű akár tízszer hatékonyabb is lehet, mint egy hagyományos létesítmény.


Izlandi–magyar vállalkozás
Turán minden szerencsésen összeállt a hazai lehetőségekből. Nemcsak Magyarország, hanem Közép-Európa első geotermikus villamos erőműve működik itt tavaly november óta, egyelőre még nem százszázalékosan. Jelenleg a berendezések finomhangolása, a működés optimalizálása zajlik. Közel 130 Celsius-fokos, 1500 méter mélyről feltörő termálvízzel dolgoznak, két földkábelen át adva áramot a közhálózatra. Az erőmű 3 megawattos kapacitásával mintegy nyolcszáz háztartást tud ellátni energiával, később pedig 7 megawattnyi fűtésre is szeretnék hasznosítani a 78 fokra lehűlt vizet egy hatalmas üvegházban, aminek az építése várhatóan idén kezdődik.

A turai kút úgy született, hogy eredetileg olajért fúrtak le a hatvanas években, de 90 fokos vizet találtak. A téeszes időkben megpróbálták fürdésre használni, de végül éveken át lefojtva várta jobb sorsát, majd Miszori László és Szántó László, a Turawell Kft. alapítói kezdtek egy nagyobb üvegházi hasznosításban gondolkodni, a térség kertészeti hagyományai ismeretében. Hét éve, a visszasajtoló kút fúrásakor derült ki, hogy magasabb hőfokú és bővebb hozamú termálvízhez is juthatnak, ami már elektromos áram termelésére is alkalmas. A felismerés birtokában Miszori László az engedélyeztetésben aktívan közreműködő turai önkormányzat, majd az izlandi Mannvit cég magyar leányvállalatának szakmai támogatásával 2011-től kezdve próbálkozott a megvalósítással, keresve a lehetséges partnereket. Ezt végül a szintén izlandi eredetű, de szingapúri székhelyű KS Orka Renewables Pte Ltd.-ben találta meg, amely már világszerte részt vett geotermikus erőművek építésében, és megvásárolta a Turawell Kft 51 százalékos tulajdonjogát, valamint hozta a technológiát. A finanszírozó az Erste Bank lett, amely a két éve indított Energiahatékonysági és Megújuló Finanszírozási Programja keretében nyújtott kölcsönt a beruházáshoz. Az erőmű féléves előkészítés után egy év alatt épült fel négymilliárd forintból, amely összeg tíz év alatt fog megtérülni.

– Tura évi 15 millió forint iparűzési adóval fog gazdagodni, és habár az erőmű üzemeltetése csak néhány munkahelyet jelent, a leendő üvegház teljesen leköti majd a település munkaerő-tartalékát, sőt bejárókra is szükség lesz – mondja az önkormányzat főmérnöke, Müller Gabriella. – A karbantartásba időszakosan helyi vállalkozók is bekapcsolódhatnak, ahogy a kivitelezés során is számos helyi cég kapott lehetőséget.

A turai egy úgynevezett bináris ciklusú erőmű, ami lehetővé teszi, hogy alacsonyabb hőfokú vízből is képes legyen áramot kinyerni.

– A folyamat során a termálvíz átadja a hőjét egy nagy moláris tömegű, szerves folyadéknak, ami egy másodlagos, zárt rendszerben kering, és a forráspontja a vízénél jóval alacsonyabb, a turai esetében 15 Celsius-fok. Ez lehetővé teszi, hogy az alacsonyabb hőmérséklet-tartomány is meghajtsa a turbinákat – mondja Molnár Gábor geotermikus szakmérnök, az erőmű műszaki koordinátora.

A tervezésben a Mannvit Kft. is részt vett, illetve a kínai Kaishan Energy, tőlük származik a turbina. A jelenlegi kutatások szerint a közeljövőben az új technológiák révén már 80-90 Celsius-fokos hőmérsékletű termálvízből is lehetséges lesz elektromos energiát előállítani.

Budapest, az aranybánya
Eirikur Bragason energetikai mérnök, a KS Orka ügyvezető igazgatója 25 éve vesz részt különböző geotermikus erőművek tervezésében, Izlandon két nagyobb projekten is dolgozott, egy hétszáz és egy 370 megawattos kombinált erőművön. 2010-től pedig Kínában vett részt geotermikus fűtőművek építésében, majd a Fülöp-szigeten és Indonéziában villamos erőművekében. A KS Orkával most Európára koncentrál.

– Délkelet-Európában a geotermikus energia szempontjából van egy nagyon kedvező terület, Dél-Németországtól Szlovákián és Magyarországon át Szerbiáig. Ez a térség egy aranybánya, és a középpontja Budapest – állítja Eirikur Bragason. – Az a tervünk, hogy további erőműveket építünk a szomszédos országokban, és a projekteket a cég központjából, Budapestről irányítjuk majd.

Szeretnék még idén elkezdeni három erőmű tervezését Pest megyében, idővel pedig egyet Budapesten is. Egyelőre még nincsenek meg a helyszínek, ez függ az önkormányzatoktól is, illetve a geológiai adottságoktól, a víz hőmérsékletétől és hozamától, továbbá attól is, van-e vevő a fűtésre. Gazdasági szempontból akkor fenntartható egy ilyen erőmű, ha kombinált. Izlandon egyébként bevett szokás az üvegház, nem hiába ez az egyetlen hely Európában, ahol banánt termesztenek.

– A beruházás költsége magas, viszont az erőmű üzemeltetése és karbantartása nagyon olcsó, hiszen nem kell hozzá üzemanyagot vásárolni – fűzi hozzá. – Izlandon a legalacsonyabb az energia ára Európában, hiszen a fűtést majdnem száz százalékban termálvízből oldjuk meg, a villamos energiát pedig száz százalékban víz- és geotermikus erőművek adják. Ezért vonzzuk az alumíniumipari cégeket is. Egy geotermikus fűtő- vagy villamos erőmű pedig akár a végtelenségig is üzemelhet, ha a természettel harmóniában működtetjük. Izlandon már százéves fűtőművek is vannak.


Sajtolás-áramtermelés
Eirikur Bragason szerint a magyarországi adottságok alapján az itt lehetséges, kombinált geotermikus erőmű tíz mega­wattos villamos és húsz megawattos fűtőerőmű lehetne.

– A Kárpát-medence számos pontján áll rendelkezésre a turaihoz hasonló adottságú vízbázis, mélyebb fúrás révén akár ennél magasabb hőmérséklettel is. Lehetőség van a turai bővítésére is – mondja Molnár Gábor.

– Úgy gondolom, nem fognak gombamód szaporodni a geotermikus erőművek Magyarországon – hűt le minket Kulcsár Balázs. – Elég jó képünk van a felszín alatti viszonyokról, körülbelül húsz, kifejezetten csak települési geotermikus fűtőművünk működik, ami jellemzően csak az elfolyó fürdővíz energetikai célú hasznosítását takarja. Még ugyanennyi, energetikai célú kutat lehet fúrni, de többet nem.

De mivel a technológia fejlődik, és még az elején vagyunk a fejlesztéseknek, sok minden változhat. Érdekes lehetőség rejlik az úgynevezett EGS-technológiában is. A Mezőkovácsháza szomszédságában található Katalin majorban az Európai Unió 39,6 millió eurós támogatásával, 116 millió eurós összköltséggel várhatóan a jövő év végére készül el az ország első ilyen erőműve. A 12 megawattos villamos és 60 megawattos hőerőmű úgy fog működni, hogy felszíni vizet sajtolnak majd 4 kilométeres mélységbe, amit a forró, száraz kőzet felmelegít. Majd innen egy másik termelő kúton át jut az erőműbe, ezután újraindul a körforgás, és lehűlve megint visszaküldik a vizet a föld mélyébe…

Fehérváry Krisztina, V. Paizs Gábor

Lapszám: