Magyar találmány újíthatja meg a geotermikus energia világát – ez a WeHEAT

Hőt a földből

A geotermikus energia, vagyis az, hogy a földből is lehet energiát nyerni, valamiféle misztikumnak hangzik sokak számára. De annyira nem bonyolult folyamat: a talajban lefelé haladva egyre melegebb van, és ha például lefelé fúrunk egy U-alakú csövet, amiben kering valamilyen folyadék, ezt a hőt felhozhatjuk, majd az úgynevezett hőszivattyú segítségével még meg is emelhetjük a hőmérsékletét.

Mi az a hőszivattyú? Lényegében véve a hűtőgép rokona: a fridzsiderben egy kompresszor „elszívja” a bent lévő hőt, és leadja a hátsó fémrácson keresztül, azért szokott ez néha forró lenni. Most képzeljük el, hogy a föld a hűtőgép belseje, amitől elvonja egy kompresszor a hőt, a hátsó rács egy háznak a fűtése, ott adja le. Persze, a hőt nemcsak a talajból lehet kinyerni, hanem vízből és levegőből is: a termálvíz különösen alkalmas fűtésre, hiszen eleve meleg, így aztán üvegházak és épületek fűtésére előszeretettel használják Magyarország-szerte, lassan száz éve. Például a dunaparti házakat fűtötték így a két háború között (ilyenkor nem termálvíz kering a csövekben, hanem a rendszer egy pontján átadja a hőt a fűtővíznek, ezt hívják hőcserének).

Az logikus, hogy mindehhez áramra van szükség, de az ilyen fűtés működtetése még mindig relatív olcsó, főleg a mai gázárak mellett. Ami még jobb, hogy a hőszivattyú képes megfordítani a folyamatot, vagyis nyáron nem a talajt, hanem a házat hűteni, és a földet melegíteni. Sokkal kevesebb áramot fogyasztva, mint a légkondicionáló. Így aztán már számos talajszonda működik országszerte családi- és társasházak alatt, ezek inkábbb csak 80-100 méter mélyre mennek le.

 

Áramot is nyerhetünk a földből

Na most, emlékszünk még a gőzkorszakra, a gőzturbinák világára? Nos, ha elég magas a hőfoka a feltörő termálvíznek, egy turbinát meghajtva a hőjével – szintén hőcserélő rendszeren keresztül – már elektromos energiát nyerhetünk. Mivel ehhez igen mélyre kell fúrni, a beruházási költségek elég magasak, viszont az erőmű üzemeltetése és karbantartása nagyon olcsó, hiszen nem kell hozzá üzemanyag, így beszámítható időn belül megtérül a befektetés. Jelenleg nemcsak Izland nagyhatalom e téren, az Egyesült Államok a legnagyobb geotermikus áramtermelő, és az első tíz között van Japán, Mexikó, Indonézia, Új-Zéland, a Fülöp-szigetek, Olaszország, Izland, Kenya, Törökország.

A Kárpát-medence elég jó helyzetben van, ugyanis nálunk lefelé haladva másfélszer gyorsabban nő a földkéreg hőmérséklete, mint máshol, ugyanis itt vékonyabb a kőzetlemez. Ez azt jelenti, hogy a mélybe fúrva százméterenként átlagosan öt-hét Celsius-fokot emelkedik a hőmérséklet, míg más térségekben ez az átlag csak három-négy Celsius-fok.

A nemzetközi konferenciákon a külföldi geológusok mindig mondják a magyaroknak, hogy mi elfürödjük az értékes vizeinket.

Ugyanakkor nemcsak a fentebbiek miatt van jó helyzetben az ország, termálkútjaink sűrűsége is egyedülálló, minden száz négyzetkilométerre jut legalább egy. Ezeket egykor azért ásták, mert olajt kerestek, de a kutak vagy meddők voltak, vagy kiürültek mára. Sok helyen termálvizet találtak olaj helyett, ezek közül néhol a melegvizet ma is használják fóliasátrak fűtésére.

Az ezekkel a kutakkal való áramtermelés két okból nem valósult meg idehaza sokáig: eleinte azért, mert valaha legalább kétszáz Celsius-fokos termálvízre volt szükség hozzá, ami nálunk nem jellemző, aztán mikor alacsonyabb hőmérsékletű vizet is lehetett volna használni, az alacsony vízhozam hiúsította meg a megvalósításhoz közeli terveket.

Aztán csak megépült az első geotermikus erőmű Magyarországon, a Pest megyei Turán, ez Közép-Európa első geotermikus villamos erőműve. Itt közel 130 Celsius-fokos, 1500 méter mélyről feltörő termálvízzel dolgoznak, két földkábelen át adva áramot a közhálózatra.

Az erőmű nyolcszáz háztartást tud ellátni villamos energiával.

Itt a meglévő kutat használtak fel, nem kellett újat fúrni.

Mire jó a WeHEAT-rendszer?

A termálvizet eddig felhozták a felszínre, akár hőtermelésre, akár áramtermelésre használták – kivéve a sekély rendszereknél, mint a családi házak, társasházak, irodaházak fűtésére szolgáló talajszondás hőszivattyúk. De a városrészek fűtése vagy pláne áramtermelés esetén már mélyebbre mennek és rétegvizet hoznak fel. Ezt azonban vissza kell sajtolni a földbe, hiszen a Kárpát-medence termálvizei sósak (a Pannon-tengerből raktározódtak el), továbbá ásványi anyagok is mosódtak bele. Szóval nem tesz jót a talajnak és a környezetnek, ha a felszínre elengedjük a vizeket, és nélkülözhetetlen, hogy ha ki is vesszük, hogy használjuk, később visszasajtoljuk – már csak azért is, mert így valóban megújuló és fenntartható lesz a geotermikus energia, hiszen odalent a víz újra felmelegszik és újra kivehető. Csakhogy a visszatermeléshez is energia kell...

Az MS Energy Solutions Kft. WeHEAT technológiája azonban a geotermikus energiatermelésre termálvíz kitermelése nélkül képes egy speciális mélyszondával.

 Az MS Energy Solutions

A 2007-ben indult cég az első években geológiai szolgáltatásokat nyújtott az olaj és gázipari szereplők számára. Tanácsot adtak, hol kutassanak, segítettek az engedélyezésben, akár a fúrásban is. Később fordultak a geotermia felé is, az első komolyabb referenciájuk a PannErgy Nyrt. győri geotermikus beruházásában való részvétel volt, amely az Audi gyár épületeinek fűtéssel és meleg vízzel való ellátását biztosítja. Szekszárdi Adrienn, a cég szakmai igazgatója a szakdolgozatát a zárt ciklusos rendszerekből írta, ugyanis külföldön rengetegen próbálkoztak vele, csak kevés sikerrel. Az ő hatására fogott a magyar cég a kutatásokba, és ért el végül eredményt.

Rendszerük működtetéséhez Gáti Mátyás ügyvezető igazgató elmondása nyomán arra van szükség, hogy két kilométer mélyre, ahol nagyjából 120 fokos a hőmérséklet, el tudjanak helyezni egy nagy felületű hőcserélőt, ami úgy képes felszínre hozni a termálvíz hőjét, hogy az alig veszít értékéből. Mivel nem a vizet szívja ki a földből, hanem pusztán a hőt, nincs vízelhelyezési, vízkészlet-járulék fizetési és adminisztrációs feladat, extra gépészeti igény, vízjogi létesítési engedélyeztetési feladat és egyebek. Mindez tetemes költség megtakarítását jelenti. Másik előnye, hogy a használaton kívüli meddő vagy termelésből kivont kutakat is tudnák hasznosítani a technika alkalmazásával.

Kút, átalakítás előtt

Az egykor ásott kutak használata már csak azért is hasznos volna, mert jelenlegi formájukban az ásatok balesetveszélyesek, tehát felszámolásuk indokolt volna, ám 40-70 millió forintba is kerülhet kutanként. Az új funkció révén megspórolható lenne ez a munka és költség, ráadásul az összeg, amit a WeHeat rendszerének kialakítására költenek, az erőműves haszon révén megtérül. A WeHEAT jóval olcsóbb, mint a korábbi, geotermikus technológiák, egy beruházás több mint két milliárd forintos költsége helyett annak húsz százalékából megvalósítható egy ilyen létesítmény. Nem mellékesen ilyen furatokból világszerte is rengeteg van, nemcsak a meddő lyukak, de például a kimerült olajkutak is. Így van is már nemzetközi piaci érdeklődés.

„A technológia »sorozatgyártásra alkalmas« olyan értelemben, hogy sztenderdiztáltuk, a hazai és a nemzetközi kutak többségéhez illeszthető, egyfajta termék. Persze, új kút is fúrható hozzá, ha például szükség lenne ilyen megoldásra lakott területen, ugyanis ezek az említett, meddő kutak általáben a lakott területektől messze vannak. A felszínen egyébként egy konténernyi méretű létesítményről van szó” – meséli az ügyvezető igazgató.

A kiskunhalasi erőmű félkész állapotban

A technológiával földtani környezettől függően 300 kW vagy akár 900 kW teljesítményű hőtermelő rendszert is létre lehet hozni. Ezek alkalmasak üvegházak, sportlétesítmények, gyártócsarnokok hőellátására is, és kiváló felületfűtési rendszerekhez, vagyis padló-, mennyezet- és falfűtéshez.

Meglévő és új fűtési rendszerekhez is illeszthető, működéséhez nincs szükség a meglevő fűtési rendszer átalakítására.

„A mini fűtőmű 5-600 millió forintból megépíthető, mivel az áramigénye kiszolgálható pár napelemmel, nincs további üzemeltetési költsége, tehát a fűtésszámla onnantól kezdve a nullára redukálható. Ez soknak tűnik, de ha belegondolunk, Budapesten egy nagy irodaház ma akár 900 millió forintot is fizet a fűtésre évente. A magas gázárak mellett ez egy éven belül megtérülő befektetés, de a pár évvel ezelőtti árakon is 5-6 év alatt megtérül” – így Gáti Mátyás.

Szeretnének áramot is „bányászni”

Tavaly a cég már áramtermelő egység fejlesztésébe is belekezdett. „Azt vizsgáltuk, miképp lehetne az addig kinyert maximum hőteljesítményt még jobban növelni ahhoz, hogy alkalmas legyen elektromos áram átalakításra is. Most a WeHEAT Power prototípusát szeretnénk megépíteni, amihez azonban már külső forrásbevonás szükséges” – vázolja eredményeiket Gáti Mátyás.

Egyelőre egy olyan miniturbinát használnak, ami már 40-45 Celsius fokos melegből is képesek áramot termelni. Ezek révén egy olyan erőműveket lehet építeni, ami mindössze párszáz kilowattos, de így is húsz háztartás áramellátását előállítaná. Emellett a felhozott hő nemcsak egy turbinát, hanem távhőszolgáltatást is el tud látni egyidejűleg egy megawattos hőtermelő kapacitással, ami háromszáz lakás fűtését és melegvizét vagy harmincezer négyzetméternyi üvegház fűtését jelenti.

Összehasonlításképpen, a turai erőmű négy megawattos. Tehát ezek kicsi erőművek lennénk, viszont kis helyen is elférnek konténernyi méretükkel, és a sok kicsi sokra megy, ha azt vesszük, hogy Magyarországon kilencezer mélyfúrású kút van. Emellett ez egy valóban tiszta energia, ami ráadásul szabályozható, nem úgy, mint a nap- és szélerőművek működése. Szükség esetén hirtelen ki- és bekapcsolható, márpedig erre csak a fosszilis gázerőművek képesek, tehát sok szempontból van jövője egy ilyen megoldásnak.

A WeHeat jelenleg versenyben van a Highlight of Hungary shortlistjén, hogy a közönségszavazatok révén támogatást kapjon további munkájához. A 2013-ban alapított Highlights of Hungary célja, hogy a kiválóság, a hazaszeretet és a cselekvő lokálpatriotizmus értékei mentén, évente elismerje és széles körben megismertesse a legkiválóbb emberi teljesítményeket, valamint közösséget szervezzen azok alkotói és alakítói köré. Nagyköveteik támogatásával évről-évre olyan kiemelkedő történeteket és kiváló teljesítményeket gyűjtenek össze szerte a Kárpát-medencében, melyekre méltán lehet büszke mindenki, példaértékűek, szemléletformálóak és társadalmilag hasznosak. 

Fotó: MS Energy Solutions WeHEAT