Geotermalna energija

Geotermalna je prirodna toplota Zemlje koja nastaje raspadom radioaktivnih elemenata u Zemljinoj kori i prenosi se u više slojeve zemljine kore.

Kad se energija iz unutrašnjosti Zemlje akumulira u vodi i gasovima, tad govorimo o hidrogeotermalnoj energiji, dok se pod petrotermalnom energijom podrazumeva njeno zadržavanje u čvrstim stenama. Iako se hidrogeotermalna energija koristi već decenijama, bilo direktno bilo za proizvodnju toplotne i električne energije, petrotermalna se tek od nedavno upotrebljava za zagrevanje i hlađenje objekata.

Kada je reč o proizvodnji električne energije iz hidrogeotermalne energije, najčešće je u upotrebi termin geotermalna energija.

Procenjuje se da su geotermalni resursi Zemlje više nego dovoljni za snabdevanje energetskih potreba čovečanstva, iako se samo veoma mali deo trenutno profitabilno eksploatiše.

Od 2019. godine, svetski kapacitet geotermalne energije iznosi 15,4 gigavata, od čega je 23,86 odsto ili 3,68 GW instalirano na području Sjedinjenih Američkih Država. Udruženje za geotermalnu energiju (GEA) procenjuje da je do sada iskorišćeno samo 6,9 odsto ukupnog globalnog potencijala, dok je IPCC izvestio da je potencijal geotermalne energije u rasponu od 35 GW do 2 TW.

Geotermalna energija je ključni obnovljivi izvor koji pokriva značajan udeo u potražnji za električnom energijom u zemljama kao što su Island, Salvador, Kenija, Filipini i Novi Zeland i više od 90 odsto potražnje za grejanjem na Islandu.

Izvesno je da će geotermalna energija odigrati važnu ulogu u energetskoj tranziciji jer su troškovi ptoizvodnje geotermalne energije sve niži, a tokom 80-ih i 90-ih godina prošlog veka smanjili za 25 odsto.

Prednosti i mane geotermalne energije

Za razliku od tradicionalnih izvora energije, geotermalna energija ističe se sledećim prednostima:

  1. Čista je i sigurna za sredinu – geotermalna energija je ekološki prihvatljivija od konvencionalnih izvora goriva kao što su ugalj i druga fosilna goriva. Pored toga, ugljenični otisak geotermalne elektrane je nizak. Iako postoji određeno zagađenje povezano sa geotermalnom energijom, ovo je relativno minimalno u poređenju sa fosilnim gorivima.

2) Praktično je neiscrpna – Svetska potrošnja energije trenutno iznosi oko 15 teravata, što je daleko od ukupne potencijalne energije dostupne iz geotermalnih izvora. Iako trenutno ne možemo da koristimo većinu rezervoara, postoji nada da će se broj eksploatacionih geotermalnih resursa povećati sa tekućim istraživanjem i razvojem u industriji. Trenutno se procenjuje da bi geotermalne elektrane mogle da obezbede između 0,0035 i 2 TW energije.

3) Pouzdana – njena eksploatacija nije ograničena meteorološkim uslovima, periodom godine ili dana (za razliku od hidro, solarnih ili vetro elektrana)

4) Ekonomična – kada se geotermalna elektrana izgradi, energija je tada gotovo besplatna, uz malu sopstvenu potrošnju

5) Grejanje i hlađenje – pruža mogućnost višenamenske upotrebe što utiče na ekonomsku opravdanost eksploatacije.

Ipak, ovaj vid obnovljivih izvora energije ima i nekoliko mana, a to su:

1)  Oslobađanje podzemnih gasova staklene bašte prilikom izvođenja radova

2) Lokacijska uslovljenost – najveći pojedinačni nedostatak geotermalne energije je to što je specifična za lokaciju. Geotermalna postrojenja treba graditi na mestima gde je energija dostupna, što znači da neka područja nisu u mogućnosti da eksploatišu ovaj resurs. Naravno, ovo nije problem ako živite na mestu gde je geotermalna energija lako dostupna, kao što je Island.

3) Povećana opasnost od zemljotresa – geotermalna energija takođe rizikuje da izazove zemljotrese. To je zbog promena u strukturi Zemlje kao rezultat kopanja. Ovaj problem je češći kod poboljšanih geotermalnih elektrana, koje guraju vodu u Zemljinu koru kako bi otvorile pukotine za veću eksploataciju resursa. Međutim, pošto je većina geotermalnih postrojenja udaljena od naseljenih centara, implikacije ovih zemljotresa su relativno male.

Na koji način se može iskoristiti ovaj obnovljiv izvor energije?

Geotermalna energija može imati široku primenu – od proizvodnje električne energije u elektranama preko toplifikacije naselja do grejanja staklenika i plastenika, ali i u proizvodnji papira, pasterizaciji mleka, bazenima, procesu sušenja drveta, stočarstvu i drugom.

Uprkos uvreženom mišljenju, nisu jedino prirodni i veštački izvori tople vode pogodni za eksploataciju. Geotermalni resursi niskih temperatura takođe mogu da se iskoriste pomoću toplotnih pumpi.

Geotermalnu energiju je najjednostavnije iskoristiti za zagrevanje i hlađenje kuća i poslovnih prostorija pomoću tzv. otvorenog sistema, bilo direktnim korišćenjem geotermalne vode ili posredno primenom toplotnih pumpi. Predviđa se da će primena toplotnih pumpi u narednom periodu biti znatno veća jer ćemo usvajanjem zakonodavstva Evropske unije preuzeti i ovu obavezu.

Kad je reč o primeni geotermalne energije za proizvodnju električne energije, većina savremenih geotermalnih elektrana radi na principu separacije pare što podrazumeva da se voda pumpa iz geotermalnih rezervoara ka elektrani što uzrokuje smanjenje pritiska pa se vruća voda pretvara u paru i pokreće turbine generatora. Elektrane koje rade na binarni princip koriste hladniju vodu u odnosu postrojenja s drugačijim načinom proizvodnje električne energije iz geotermalnih izvora, pa je dostupnost geotermalnih zaliha veća nego kod ostalih postupaka.

Izbor principa rada elektrane zavisi od vrste geotermalnog izvora, temperature, dubine i kvaliteta vode i pare.

Zemljina unutrašnja toplotna energija teče ka površini provodljivošću brzinom od 44,2 teravata (TW), i dopunjuje se radioaktivnim raspadom minerala brzinom od 30 TW. Pored unutrašnjih toplotnih tokova, gornji sloj površine do dubine od 10 m se tokom leta zagreva sunčevom energijom, a tu energiju oslobađa i hladi tokom zime.

Koliko geotermalne energije ima na raspolaganju?

Danas postoje tehnološke mogućnosti za eksploataciju energije stena do dubine od 10 km, ali je na većim dubinama ova energija mnogostruko veća i nama trenutno nedostupna. Hidrogeotermalni resursi su pak tehnički znatno više upotrebljivi i isplatljivi, iako ih ima manje. Ako uzmemo u obzir mogućnost iskorišćenja ove energije do dubine od 3 km, njene globalne zalihe su 2.000 puta veće od rezervi uglja.

Da bi se procenilo da li neko područje zadovoljava uslove za eksploataciju geotermalne energije potrebno je utvrditi blizinu i temperaturu vrele mase u odnosu na površinu zemlje. Vruću vodu i paru moguće je dopremiti na površinu i koristiti bez obzira na to da li su njihovi rezervoari smešteni u plitkim površinskim slojevima ili na dubini od nekoliko kilometara, a izbor tehnologije za eksploataciju kao i primena dobijene energije prevashodno zavisi od temperature ležišta. Ipak, najpraktičnije je koristiti ovu energiju na područjima gde se vrela masa nalazi blizu površine zemlje.

Kakav je geotermalni potencijal Srbije

Prema nekim podacima Srbija ima čak 360 izvorišta termalnih i termomineralnih voda (s temperaturom koja se kreće od 14 do 98 stepeni). Naša zemlja se ističe značajnim hidrogeološkim i geotermalnim resursima u odnosu na prosečne vrednosti u Evropi budući da količina geotermalne toplote u Srbiji – toplota koja izbija na površinu Zemlje, obračunata po jednom m2 u svakoj sekundi (intenzitet radijacije) iznosi više od 100 mW/m2, naspram evropskog potencijala od 60 mW/m2.

Međutim, iako stručnjaci navode da je ukupna količina toplote geotermalnih resursa u Srbiji oko dva puta veća od toplote koja bi se generisala iz domaćih rezervi uglja, ovaj potencijal gotovo uopšte nije iskorišćen. Mi mahom koristimo vodu sa geotermalnih izvora ili bušotina u terapeutske svrhe u brojnim termalnim banjama i sportsko-rekreacionim centrima, premda na neracionalan i neefikasan način.

Koji je prvi korak u pripremi projekta za izgradnju geotermalne elektrane

Preliminarna provera isplativosti ulaganja u geotermalnu elektranu podrazumeva izradu studije izvodljivosti kao i idejnog projekta, a taj posao bi trebalo poveriti stručnjacima sa iskustvom u pripremi neophodne tehničke dokumentacije. Ako imate bilo kakvih pitanja u vezi sa ulaganjem u geotermalnu elektranu, pišite nam na info@energetskiportal.rs, a mi ćemo se potruditi da što pre dobijete odgovor naših stručnjaka.

Korisni linkovi: