Magyarország geotermikus természeti adottságai köztudottan igen jónak tekinthetők. A tanulmány arra keres választ, hogy milyen irányok mentén növekedhet a hazai geotermikus energia felhasználása, milyen akadályozó tényezőket és kihívásokat szükséges megoldani kutatás-fejlesztés segítségével a potenciális beruházók részére annak érdekében, hogy új lehetőségek nyíljanak a geotermikus energia hasznosítására.

 

 

It is a well-known fact that the geothermal energy potential is very high in Hungary. The main aim of this paper is to give potential directions where the geothermal energy utilization can be increased significantly in Hungary in the future. In addition, some natural and technical challenges are also outlined, which can be solved by intense research and innovation activity.

 

 

 

 

 

 

A következő időszakban a világ energiaellátásában igen jelentős átalakulás várható. A szigorodó környezetvédelmi előírások, valamint a dekarbonizációs törekvések hatására a megújuló energia felhasználása egyre nagyobb arányúvá válik az Európai Unióban, valamint a fejlett gazdaságú országokban. Bár a kutatás-fejlesztés egyre nagyobb hányada a megújuló energiafajták térnyeréséhez kötődik, az világosan látszik, hogy a következő évtizedekben sem lehetünk meg szén és szénhidrogének nélkül. 2016-ban a világ energiafelhasználásának 28%-a szénre épült, és 57%-ot ért el a kőolajra és földgázra alapozott energiafelhasználás. Ugyancsak 2016-ban a megújuló energiák részaránya még csupán 3,2%-ot tett ki a teljes földi energiafelhasználásban. Európában a helyzet jobb a megújulók vonatkozásában: 2017-ben az uniós energiamixben a megújulók részaránya elérte a 30%-ot. Európában jelenleg a szél- és a vízenergia hasznosítása a legjelentősebb a tiszta energiák közül. A geotermikus energia helyét és szerepét ebben a környezetben kell megítélni. A geotermikus energia nagyon fontos, de globális léptékben egyelőre nem meghatározó tényező. A megújuló energiafajták közül például a napenergia felhasználása sokkal dinamikusabban nő, mint a geotermikus energiáé. A világszerte üzemelő fotovoltaikus erőművek összesített kapacitása exponenciálisan nő. 2021-ben a várható kapacitás optimista becslés szerint elérheti a 935,5 GW értéket, de pesszimista becslés esetén is legalább 623,2 GW értékkel kalkulálhatunk.

 

 

Számos kiváló és átfogó tanulmány ad részletes képet a geotermikus energia hazai potenciáljáról regionális és lokális léptékben is (Bobok–Tóth, 2010; Székely, 2010). A jelenlegi helyzet elemzésével összességében azonban megállapítható, hogy a geotermikus energiát hasznosító létesítmények kapacitása sokkal nagyobb is lehetne hazánkban a természeti adottságok figyelembevételével. Közismert, hogy a geotermikus potenciált tekintve kiemelkedőek a Kárpát-medence természeti adottságai. A geotermikus hő hasznosítása tekintetében Magyarország az előkelő negyedik helyen áll Európa országai között. Jelenleg közel 800 MW a geotermikus hő hasznosítására szolgáló kapacitásunk, amelynek döntő része a kommunális fűtésben és a mezőgazdaságban hasznosul. A geotermikus energia hasznosításának gyökerei és kezdeti legfontosabb eredményei hazánkban leginkább Délkelet-Magyarországhoz köthetők (Szanyi–Kovács, 2010). A jelenlegi rendszerek hidrotermális rendszereknek tekinthetők (Székely et al., 2015), hiszen a geotermikus energia a felszín alatti kőzetekben tárolt hévíz segítségével jut el a felszínig. Komoly probléma, hogy az energetikai célból felhasznált hévizeknek alig 10%-át sajtolják vissza. A fenntarthatósági aspektusok és a felszín alatti vízkészleteink védelme (Somlyódy, 2011) érdekében fontos megjegyezni, hogy a természetes módon igen korlátozottan utánpótlódó hidrotermális rendszereink nem terhelhetők a végtelenségig (Szűcs et al., 2015b). Ezért lenne fontos, hogy az energetikai célból felhasznált hévizek esetében sokkal nagyobb mértékű legyen a visszasajtolás. Jó példa az a néhány évvel ezelőtt indult miskolci beruházás, amelynek eredményeként Közép-Európa legnagyobb geotermikus fűtési kapacitása valósult meg 60 MW értékkel, valamint 100%-os visszasajtolással a bükki hévizes karsztvízrendszerbe. A jelenleg is futó monitoring program a rendszer biztonságos és fenntartható működését mutatja. Ez nagyon fontos, hiszen a környéken számos gyógyfürdő is található, amelyek ugyancsak a Bükk hévizes rendszeréből nyerik a vizüket.

 

 

A CHPM2030 (Combined Heat, Power and Metal Extraction) az Európai Bizottság Horizon 2020 programja által finanszírozott kutatási projekt, amely egy új és várhatóan forradalmi technológia kifejlesztését és az azt megalapozó alapkutatásokat tűzte ki célul egy technológiai folyamatban kapcsolva össze az európai energia- és stratégiai fémszükségletek kielégítését (URL3, URL4, URL5, URL6). A geotermikus erőforrások fejlesztése, a fémkitermelés és kohászat határterületein tevékenykedve a projekt nagy mélységű, hagyományosan nem bányászható, fémtartalmú ásvány-előfordulásokat kíván EGS- (Enhanced Geothermal System) rendszerré fejleszteni (orebody-EGS), amely a geotermikus adottságainál fogva villamos­energia-termelés mellett kioldott fémek felszínre hozatalával és felszíni leválasztásával javíthatja a rendszer gazdaságossági mutatóit, és segítheti a beruházási költségek gyorsabb megtérülését. A technológia szabályozása által – az elképzelések szerint – az üzemeltető alkalmas lesz a CHPM-erőmű kapcsolt energia- és fémtermelésére, valamint a piac igényeihez való optimalizálására is.

 

 

Jelenleg a jövőbeli CHPM-erőmű megvalósítását megalapozó laboratóriumi kísérletek folynak, amelyek a különböző összetételű, állapotú és érctartalmú minták kioldási körülményeit vizsgálják változó hőmérsékleti és nyomásviszonyok (70–200 °C; > 200 bar) mellett, többek között fűthető szakaszos (batch) reaktorban és autokláv berendezésekben. A kísérletek a British Geological Survey és a Szegedi Tudományegyetem laboratóriumaiban folynak. A kioldás egyik kritikus kérdése a geotermikus kútpár által cirkuláltatott munkafolyadék összetétele, amely a hő és oldott fém szállításának közege lesz, de egyben a környezeti terheléssel szemben támasztott szigorú kritériumoknak is meg kell felelnie. Az eddigi kioldási vizsgálatok kedvező eredményeket mutattak híg ecetsav vagy EDTA- (etilén-diamin-tetraecetsav) oldószer alkalmazásakor. A Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának mérnökei a Szegedi Tudományegyetem kutatóival közösen az EGS felszín alatti „hőcserélője” repedésrendszerének kialakításához újszerű, nagy pontosságú és energiasűrűségű lézer alkalmazhatóságát tesztelik. A felszíni nagy nyomású és magas hőmérsékletű elektrolitikus fémleválasztás módszertanát a Leuveni Katolikus Egyetem, míg az alacsony nyomás- és hőmérsékleti tartományban megvalósítandó gázdiffúzióval támogatott elektroprecipitációt és a másodlagos energiatermelés módszerét a belga VITO-kutatóintézet elektrokémiai kutatólaborjaiban végzik.

 

 

A rendelkezésre álló információk és trendek alapján megállapíthatjuk, hogy a geotermikus energia felhasználásának mértéke jelentősen növelhető a jövőben Magyarországon. A hőhasznosítás mellett egyre nagyobb szerepet kell kapnia a geotermikus alapú áramtermelésnek, amelynek nagysága elérheti a száz MWe nagyságrendet is a következő egy-két évtizedben. E fontos cél eléréséhez intenzív K+F+I-tevékenységre van szükség a felhasználást jelenleg akadályozó kihívások és technológiai problémák hatékony kezelésére. Feltétlenül figyelembe veendő szempont, hogy hazánkban konkuráló hévízfelhasználás van, balneológiai és energetikai célú hasznosítással (Szűcs et al., 2015a). Az igen értékes, de korlátozottan utánpótlódó hévizeink esetében különösen tekintettel kell lenni a fenntarthatósági aspektusokra (Buday et al., 2015). A lehetséges kutatási területek közül kiemelhető a geotermikus fluidumok összetett vizsgálatának szükségessége. Innovatív műszaki és természettudományos megoldásokra van szükség annak érdekében, hogy a geotermikus beruházások kockázata csökkenjen, megtérülési ciklusuk pedig rövidüljön a jövőben.

 

 

A tanulmány a „Földi energiaforrások hasznosításához kapcsolódó hatékonyságnövelő mérnöki eljárások fejlesztése” című GINOP-2.3.2-15-2016-00010 projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.