Geotermalna energija

Из Википедије, слободне енциклопедије
Postrojenje za korišćenje geotermalne energije na Islandu

Geotermalna energija u Zemlji vodi poreklo još od nastanka naše planete pre 4,5 milijardi godina. Temperatura u središtu Zemlje je oko 6000 °C i tamo se i dalje odvijaju termonuklearne reakcije. Toplota iz usijanog jezgra se kreće ka površini Zemljine kore. Nama je na raspolaganju samo mali deo te energije u površinskom delu dubokom do nekoliko kilometara.

Pojam geotermalna energija odnosi se na korišćenje toplote Zemljine unutrašnosti koja u samom središtu iznosi 4000-7000° što je približno temperaturi površine Sunca.

Najpraktičnija za eksploataciju geotermalne energije su područja gde se vrela masa nalazi blizu površine zemlje. Na mnogim takvim lokacijama u svetu već postoje postrojenja-izmenjivači toplote koja na taj način zagrejanu vodu koriste za grejanje ili u industrijske svrhe.

Čovek je od najstarijih vremena koristio tople izvore i na njima gradio velika kupatila. Prvi javni sistem grejanja koji je koristio tople izvore sagrađen je 1892. godine u državi Ajdaho u Sjedinjenim Američkim Državama. dok je prva geotermalna elektrana sagrađena 1904. u Italji.

Struktura Zemljine unutrašnjosti je takva da temepratura u zavisnosti od strukture slojeva raste od 10 do 30°C na svakih kilometar bliži jezgru. Skoro nepromenjiva temperatura sloja Zemljine kore može se u velikom obimu iskoristiti za indirektno grejanje ili hlađenje stambenih i poslovnih objekata. Tokom zime kada je tlo toplije od građevina na površini sistem-izmenjivač preko cevi sa vodom prenosi toplotu tla na zgrade dok leti kada je tlo hladnije od površine radi suprotno. Isti sistem tako služi i za grejanje i za hlađenje.

U Rejkjaviku na Islandu postoji najveći sistem grejanja zasnovan na geotermalnoj energiji. Gotovo svi stambeni i poslovni objekti u ovom gradu priključeni su na ovaj sistem. Procenjeno je da zalihe geotermalne energije daleko prevazilaze energetske zalihe uglja, nafte, prirodnog gasa i uranijuma zajedno. Njena prednost su zanemarljivo mali negativan uticaj na okolinu i ogromni potencijal, dok su mane uslovljenost položajem, dubinom, temperaturom i procentom vode u odredenom geotermalnom rezervoaru.

Ekonomski i energetski najefikasniji sistem za grejanje i hlađenje prostora. Toplotna energija može da se uzme iz podzemnih voda koje su na temperaturi od oko 14°C tokom ćele godine. Iz izbušenog bunara voda se prepumpava u razmenjivač toplote u kome se deo toplote iz podzemne vode prenosi u freon koji tada isparava. Takav sklop (pumpa+toplotni izmenjivač) naziva se toplotna pumpa. Delimično ohlađena voda vraća se u drugi bunar koji je iste dubine kao i prvi tako da se tokovi podzemnih voda ne remete. Freon koji je sada u gasovitom stanju sabija se kompresorom i tada otpušta latentnu prenetu toplotu i predaje je vodi koja cirkuliše kroz kondenzator i sitem radijatorskog i/ili podnog sistema cevi u zgradi. Prednosti ovakvog sistema za grejanje i hlađenje su sledeće: - Preko 70 % energije potrebne za grejanje prostora dobija se iz podzemne vode besplatno u toku celog veka eksploatacije toplotne pumpe.

Poreklo hidrogeotermalne energije[уреди]

Geotermalna energija se pojavljuje u četiri oblika: kao magmogeotermalna energija, akumulirana u magmi, u vidu toplih gasova i kao hidrogeotermalna energija, akumulirana u termalnim podzemnim vodama i pregrejanoj vodenoj pari. Najpogodnija za korišćenje i najviše se koristi hidrogeotermalna energija, jer u odnosu na ostale oblike ima višestruke prednosti: direktno se iskorišćava, tako da su troškovi eksplotacije niski, brzo se obnavlja, može da se koristi višenamenski, lako se skladišti, ne zagađuje životnu sredinu, bezopasna je za zdravlje ljudi i životinja.

Gejzer na Islandu

Korišćenje hidrogeotermalne energije kroz istoriju[уреди]

Topla podzemna voda koristila se još u antičkoj Grčkoj, starom Rimu, Kini i Indiji za rekreaciju, lečenje i zagrevanje prostorija. U srednjem veku u Toskani u Italiji iz nje su se izdvajale pojedine mineralne materije, kao što su sulfati, borati i drugi. Najbolji rezultati u pogledu istraženosti i iskorišćenosti hidrogeotermalne energije postignuti su u: Italiji, Japanu, Islandu, Sjedinjenim Američkim Državama, Rusiji, na Novom Zelandu i u Meksiku.

Korišćenje hidrogeotermalne energije danas[уреди]

Danas se hidrogeotermalna energija koristi za razne namene:

  • u balneoterapiji i rekreaciji- to je najstariji i najrašireniji oblik korišćenja toplih podzemnih voda. U Srbiji postoji veliki broj termalnih izvora, od kojih se mnogi koriste u lečilišne svrhe.
  • za dobijanje električne energije- sa stalnim smanjenjem klasičnih energetskih izvora, kao što su ugalj i nafta, sve aktuelniji postaju obnovljivi izvori energije. Uz rečnu i solarnu, hidrogeotermalna energija u tome zauzima posebno mesto. Prvi put iz nje je dobijena električna struja u italijanskom mestu Larderelu 1904. godine, kada je napajano samo pet sijalica. U Japanu za ovu namenu se koristi od 1920. godine, a u SAD od 1960. godine. O njenoj efikasnosti govori podatak da je hidrogeotermalnoj centrali od 1 MW ekvivalent termocentrala od 10 MW.
  • za zagrevanje prostorija- prvi toplifikacioni sistem ovog tipa izgrađen je 1930. godine u Rejkjaviku na Islandu, gde se sada toplom vodom greju stanovi, pozorišne i bioskopske sale, kupališni bazeni, sportske dvorane, pa i otvoreni prostori. U Srbiji ovakvo zagrevanje ograničeno je samo na hipertermalne banjske komplekse ( Vranjska Banja, Jošanička Banja, Sijarinska Banja, Lukovska banja, Kuršumlijska Banja, Ribarska Banja, Niška Banja ).
  • u poljoprivredi- primena toplih podzemnih voda u poljoprivredi počela je u Japanu za gajenje povrća, voća i cveća i uzgoj ribe i krokodila. Kasnije je u drugim zemljama ( Mađarska, Rusija, Nemačka, Sjedinjene Američke Države, Bugarska ) ova namena proširena na firme živine i krupne stoke, rast gljiva, procese fermentacije (biohemija) itd. U državi Oregon, eksperimenti su pokazali da se u toplim staklenim baštama postižu 50-60% bolji rezultati u gajenju povrća nego na otvorenim i nezagrejanim površinama. U Srbiji, termalni izvori Vranjske Banje snabdevaju vodom staklene bašte sa cvećem, živinarsku farmu i kudeljaru.
  • u industriji- najveći značaj hidrogeotermalna energija ima u prehrambenoj, farmaceutskoj, hemijskoj i prerađivačkoj industriji. Ona se koristi za sušenje, isparavanje, pečenje, destilaciju, ekstrakciju, pranje i bojenje i procesno zagrevanje. Iz termalnih voda dobijaju se razne mineralne soli i gasovi.
Izvor mineralnih voda u Niškoj Banji

Hidrogeotermalni potencijali Srbije[уреди]

Naša zemlja nalazi se u grupi od pedesetak država u svetu u kojima postoje povoljni uslovi za eksplotaciju hidrogeotermalne energije. Ukupna toplotna snaga svih prirodnih termalnih izvora i svih hidrogeotermalnih bušotina pri samoizlivu je oko 320 MW. Minimalne rezerve ovog oblika energije procenjene su kao termalni ekvivalent preko 550 miliona tona tečnog goriva, od čega samo na teritoriji centralne Srbije ima oko 420 tona. I pored toga, ovaj prirodni resurs za sada se koristi simbolično.

Najiskorišćenija hidrogeotermalna oblast u Srbiji je Južnomoravsko-balneotermalna regija, u kojoj se nalaze i naše najtoplije banje. Najperspektivniji su Srem, Posavina i naročito Mačva, gde se tople vode nalaze na dubini od 400 do 600 metara i imaju temperaturu 80 °C. To stvara mogućnost njihovog korišćenja za zagrejavanje većih naselja, kao što su Šabac, Sremska Mitrovica, Loznica i Bogatić.

Literatura[уреди]

  • Milivojević M., Martinović M. (1996). Korišćenje geotermalnih resursa u svetu, Beograd.
  • Milivojević N. (1958). Hidrogeologija 1. "Građevinska knjiga", Beograd.
  • Perić J., Milivojević M.(1979-80). Potencijalnost teritorije uže Srbije za iznalaženje ležišta geotermalne energije. Geološki kanali Balkanskog poluostrva, Geološki zavod Univerziteta u Beogradu, Beograd.
  • Komatina M.(1984). Hidrogeološka istraživanja 1-metode istraživanja. Geozavod. Beograd.

Spoljašnje veze[уреди]