Геотермална енергија

Из Википедије, слободне енциклопедије
Постројење за коришћење геотермалне енергије на Исланду

Геотермална енергија у Земљи води порекло још од настанка наше планете пре 4,5 милијарди година. Температура у средишту Земље је око 6000 °Ц и тамо се и даље одвијају термонуклеарне реакције. Топлота из усијаног језгра се креће ка површини Земљине коре. Нама је на располагању само мали део те енергије у површинском делу дубоком до неколико километара.

Појам геотермална енергија односи се на коришћење топлоте Земљине унутрашности која у самом средишту износи 4000-7000° што је приближно температури површине Сунца.

Најпрактичнија за експлоатацију геотермалне енергије су подручја где се врела маса налази близу површине земље. На многим таквим локацијама у свету већ постоје постројења-измењивачи топлоте која на тај начин загрејану воду користе за грејање или у индустријске сврхе.

Човек је од најстаријих времена користио топле изворе и на њима градио велика купатила. Први јавни систем грејања који је користио топле изворе саграђен је 1892. године у држави Ајдахо у Сједињеним Америчким Државама. док је прва геотермална електрана саграђена 1904. у Итаљи.

Структура Земљине унутрашњости је таква да темепратура у зависности од структуре слојева расте од 10 до 30°Ц на сваких километар ближи језгру. Скоро непромењива температура слоја Земљине коре може се у великом обиму искористити за индиректно грејање или хлађење стамбених и пословних објеката. Током зиме када је тло топлије од грађевина на површини систем-измењивач преко цеви са водом преноси топлоту тла на зграде док лети када је тло хладније од површине ради супротно. Исти систем тако служи и за грејање и за хлађење.

У Рејкјавику на Исланду постоји највећи систем грејања заснован на геотермалној енергији. Готово сви стамбени и пословни објекти у овом граду прикључени су на овај систем. Процењено је да залихе геотермалне енергије далеко превазилазе енергетске залихе угља, нафте, природног гаса и уранијума заједно. Њена предност су занемарљиво мали негативан утицај на околину и огромни потенцијал, док су мане условљеност положајем, дубином, температуром и процентом воде у одреденом геотермалном резервоару.

Економски и енергетски најефикаснији систем за грејање и хлађење простора. Топлотна енергија може да се узме из подземних вода које су на температури од око 14°Ц током ћеле године. Из избушеног бунара вода се препумпава у размењивач топлоте у коме се део топлоте из подземне воде преноси у фреон који тада испарава. Такав склоп (пумпа+топлотни измењивач) назива се топлотна пумпа. Делимично охлађена вода враћа се у други бунар који је исте дубине као и први тако да се токови подземних вода не ремете. Фреон који је сада у гасовитом стању сабија се компресором и тада отпушта латентну пренету топлоту и предаје је води која циркулише кроз кондензатор и ситем радијаторског и/или подног система цеви у згради. Предности оваквог система за грејање и хлађење су следеће: - Преко 70 % енергије потребне за грејање простора добија се из подземне воде бесплатно у току целог века експлоатације топлотне пумпе.

Порекло хидрогеотермалне енергије[уреди]

Геотермална енергија се појављује у четири облика: као магмогеотермална енергија, акумулирана у магми, у виду топлих гасова и као хидрогеотермална енергија, акумулирана у термалним подземним водама и прегрејаној воденој пари. Најпогоднија за коришћење и највише се користи хидрогеотермална енергија, јер у односу на остале облике има вишеструке предности: директно се искоришћава, тако да су трошкови експлотације ниски, брзо се обнавља, може да се користи вишенаменски, лако се складишти, не загађује животну средину, безопасна је за здравље људи и животиња.

Гејзер на Исланду

Коришћење хидрогеотермалне енергије кроз историју[уреди]

Топла подземна вода користила се још у античкој Грчкој, старом Риму, Кини и Индији за рекреацију, лечење и загревање просторија. У средњем веку у Тоскани у Италији из ње су се издвајале поједине минералне материје, као што су сулфати, борати и други. Најбољи резултати у погледу истражености и искоришћености хидрогеотермалне енергије постигнути су у: Италији, Јапану, Исланду, Сједињеним Америчким Државама, Русији, на Новом Зеланду и у Мексику.

Коришћење хидрогеотермалне енергије данас[уреди]

Данас се хидрогеотермална енергија користи за разне намене:

  • у балнеотерапији и рекреацији- то је најстарији и најраширенији облик коришћења топлих подземних вода. У Србији постоји велики број термалних извора, од којих се многи користе у лечилишне сврхе.
  • за добијање електричне енергије- са сталним смањењем класичних енергетских извора, као што су угаљ и нафта, све актуелнији постају обновљиви извори енергије. Уз речну и соларну, хидрогеотермална енергија у томе заузима посебно место. Први пут из ње је добијена електрична струја у италијанском месту Лардерелу 1904. године, када је напајано само пет сијалица. У Јапану за ову намену се користи од 1920. године, а у САД од 1960. године. О њеној ефикасности говори податак да је хидрогеотермалној централи од 1 МW еквивалент термоцентрала од 10 МW.
  • за загревање просторија- први топлификациони систем овог типа изграђен је 1930. године у Рејкјавику на Исланду, где се сада топлом водом греју станови, позоришне и биоскопске сале, купалишни базени, спортске дворане, па и отворени простори. У Србији овакво загревање ограничено је само на хипертермалне бањске комплексе ( Врањска Бања, Јошаничка Бања, Сијаринска Бања, Луковска бања, Куршумлијска Бања, Рибарска Бања, Нишка Бања ).
  • у пољопривреди- примена топлих подземних вода у пољопривреди почела је у Јапану за гајење поврћа, воћа и цвећа и узгој рибе и крокодила. Касније је у другим земљама ( Мађарска, Русија, Немачка, Сједињене Америчке Државе, Бугарска ) ова намена проширена на фирме живине и крупне стоке, раст гљива, процесе ферментације (биохемија) итд. У држави Орегон, експерименти су показали да се у топлим стакленим баштама постижу 50-60% бољи резултати у гајењу поврћа него на отвореним и незагрејаним површинама. У Србији, термални извори Врањске Бање снабдевају водом стаклене баште са цвећем, живинарску фарму и кудељару.
  • у индустрији- највећи значај хидрогеотермална енергија има у прехрамбеној, фармацеутској, хемијској и прерађивачкој индустрији. Она се користи за сушење, испаравање, печење, дестилацију, екстракцију, прање и бојење и процесно загревање. Из термалних вода добијају се разне минералне соли и гасови.
Извор минералних вода у Нишкој Бањи

Хидрогеотермални потенцијали Србије[уреди]

Наша земља налази се у групи од педесетак држава у свету у којима постоје повољни услови за експлотацију хидрогеотермалне енергије. Укупна топлотна снага свих природних термалних извора и свих хидрогеотермалних бушотина при самоизливу је око 320 МW. Минималне резерве овог облика енергије процењене су као термални еквивалент преко 550 милиона тона течног горива, од чега само на територији централне Србије има око 420 тона. И поред тога, овај природни ресурс за сада се користи симболично.

Најискоришћенија хидрогеотермална област у Србији је Јужноморавско-балнеотермална регија, у којој се налазе и наше најтоплије бање. Најперспективнији су Срем, Посавина и нарочито Мачва, где се топле воде налазе на дубини од 400 до 600 метара и имају температуру 80 °Ц. То ствара могућност њиховог коришћења за загрејавање већих насеља, као што су Шабац, Сремска Митровица, Лозница и Богатић.

Литература[уреди]

  • Миливојевић M., Мартиновић M. (1996). Коришћење геотермалних ресурса у свету, Београд.
  • Миливојевић Н. (1958). Хидрогеологија 1. "Грађевинска књига", Београд.
  • Перић Ј., Миливојевић M.(1979-80). Потенцијалност територије уже Србије за изналажење лежишта геотермалне енергије. Геолошки канали Балканског полуострва, Геолошки завод Универзитета у Београду, Београд.
  • Коматина M.(1984). Хидрогеолошка истраживања 1-методе истраживања. Геозавод. Београд.

Спољашње везе[уреди]