Prva geotermalna elektrarna za zeleno prihodnost Slovenije

Dravske elektrarne Maribor, družba iz skupine Holding Slovenske elektrarne, so s strani Upravne enote Lendava prejele gradbeno dovoljenje za gradnjo geotermične elektrarne na vrtini Pg-8 v Čentibi pri Lendavi, ki bo služila kot demonstracijski projekt dobre prakse in bo omogočila povečanje izrabe geotermične energije.

Raziskovalno-pilotni projekt v naselju Čentiba v Občini Lendava bo izkoriščal geotermični energetski potencial obstoječe suhe, neproduktivne vrtine dolžine približno tri tisoč metrov in je kot takšen prvi v Sloveniji. Gre za popolnoma zaprt sistem, kjer tekoča hladilna snov (amonijak) ne prihaja v stik s pregreto kamnino. Vrtina Pg-8 je zacevljena (jeklena obloga vrtine) in zacementirana ter kot takšna popolnoma zatesnjena. V to zatesnjeno vrtino se bo vstavil dvocevni sistem dolžine približno tisoč metrov. Geotermična elektrarna na vrtini Pg-8 bo sestavljena iz podzemnega dela tj. gravitacijske cevi in nadzemnega dela tj. hladilnega sistema in strojnice.

Gravitacijska cev s tehničnega stališča predstavlja vrtino, v katero sta vgrajeni dve vzporedni cevi z manjšim in večjim premerom. Skozi cev manjšega premera se bo uvajala tekoča hladilna snov s površja, ki se zaradi gravitacije usmeri navzdol in se ob ustrezni regulaciji z naraščanjem temperature z globino počasi uparja. Pregreta para hladilne snovi se vrača na površje po cevi večjega premera, ki se izkorišča za proizvodnjo električne energije z ORC (Organski Rankinov cikel) podobnim postrojem. Funkcija hladilnega sistema je odvod odvečne toplote medija po končani proizvodnji električne energije. Strojnica bo v kontejnerju, ki bo postavljen tik ob vrtini.  

Mag. Damjan Seme, direktor DEM je ob tem povedal: »Posebnost pilotne geotermične naprave bo v uporabi geotermične gravitacijske toplotne cevi, ki omogoča zaprt krogotok hladiva in je za delovanje elektrarne potrebna le ena suha vrtina. Elektrarna bo tako obratovala brez plinskih in drugih emisij. Prednost geotermične elektrarne je v popolno zaprtem sistemu, ki onemogoča izgube kot tudi izgube hladiva. Za nameravani poseg se bo uporabila specialna oprema in tesnilni materiali, prilagojeni za stik z amonijakom, kar zagotavlja maksimalno varnost.«

Naslednji korak pri projektu je izvedba sanacije vrtine Pg-8, montaža geotermične gravitacijske cevi in preizkus tesnosti. Sledi postavitev nadzemnega dela geotermične elektrarne ter testiranje izdatnosti vrtine in celotne opreme. Načrtuje se, da bi s testiranjem lahko pričeli julija 2023 in bi po uspešnih preizkusih elektrarna prešla v redno obratovanje aprila 2024.

Aleksander Brunčko, generalni direktor DEM pa dodaja: »Pri omenjenem pilotnem projektu gre za tržno nišo v svetovnem merilu. Koncept izrabe geotermične energije na naveden način je patentiran in izključna uporaba patenta je dana v uporabo Dravskim elektrarnam Maribor. Pilotni projekt bo prva aplikacija tega patenta, ki je plod slovenskega znanja. Izvedba, ki za vse partnerje projekta predstavlja novo stopnico na poti razvoja in prehoda v nizko-ogljično družbo, pa je dodana vrednost tako za lokalno skupnost, kot za celotno Slovenijo. Posebej nas veseli, da smo znanje, izkušnje in interes združile slovenske družbe Petrol Geo in Nafta Lendava ob podpori in načrtovani soudeležbi Občine Lendava«.  

V primeru ugodnih rezultatov pilotnega projekta se bo lahko zasnovan koncept uporabil na ostalih opuščenih vrtinah v Sloveniji in tudi po svetu. Projekt zato pomeni pomemben mejnik za razvoj geotermične energije in prispevek k zmanjševanju onesnaževanja iz opuščenih vrtin po svetu.

Družba Dravske elektrarne Maribor se je skupaj s Petrol Geo, Fakulteto za kemijo in kemijsko tehnologijo v Mariboru ter Geološkim zavodom Slovenije z omenjenim projektom lansko jesen prijavila tudi na »Javni razpis za sofinanciranje projektov v okviru programa Blaženje podnebnih sprememb in prilagajanje nanje«, ki se sofinancira iz sredstev Finančnega mehanizma Evropskega prostora in Norveškega finančnega mehanizma ter pripadajoče slovenske udeležbe, objavljenim s strani Službe Vlade Republike Slovenije za razvoj in kohezijsko politiko. Aprila je družba DEM prejela sklep o višini dodeljenih sredstev sofinanciranja projekta, ki znašajo dobrih 730.000 evrov in so dodaten pokazatelj, da gre za perspektiven projekt.

Kaj pa sploh je geotermalna energija? In zakaj ima ta način pridobivanja električne energije toliko potenciala?

V ospredju trajnostnih razprav svetovnih podjetij so v ospredju obnovljivi viri energije. Poleg vetrne, vodne in sončne energije je vse bolj v središču pozornosti tudi geotermalna energija.

Poleg dobrega ekološkega ravnovesja je geotermalni način pridobivanja energije skoraj neskončno dostopen in za razliko od drugih energentov ni podvržen dnevnim ali sezonskim nihanjem razpoložljivosti. Zakaj je govora o neskončni zalogi energije?

V staljenem jedru Zemlje so temperature primerljive s tistimi na površini Sonca, okoli 6.000 °C. Toplota se nenehno obnavlja z razpadom naravno prisotnih radioaktivnih elementov s pretokom približno 30 teravatov, kar je skoraj dvoja vrednost vse človeške porabe energije. Strokovnjaki napovedujejo, da se bo ta proces nadaljeval milijarde let.

Projekt ARPA-E AltaRock Energy ocenjuje, da bi »samo 0,1 % vsebnosti toplote na Zemlji lahko pokrilo celotne energetske potrebe človeštva za 2 milijona let.« Vse kar moramo storiti je, da se dokopamo do te toplote. Dostop do toplote oziroma pridobivanje toplote na površje pa je velik inženirski izziv. V ta namen se tehnologija geotermalne tehnologije razveji v različne kategorije.

Klasični hidrotermalni viri

Na nekaj izbranih območjih (Islandija, Kalifornija …) se voda ali para, segreta z zemeljskim jedrom, dvigne skozi razmeroma prepustno skalo, polno razpok, le da se ujame pod neprepustno skalo. Ti velikanski rezervoarji vode pod visokim pritiskom se pogosto razkrijejo na površju kot vroči izviri.

Ko je rezervoar vode najden, se izvrtajo raziskovalne vrtine, dokler ni mogoče locirati primerne lokacije za proizvodno vrtino. Vroča voda, ki se dviga skozi to vrtino, se lahko giblje od temperature okolice do 370°C. Po končanem pridobivanjem toplote se tekočine ohladijo in vrnejo preko vbrizgalne vrtine, s čimer se vzdržuje tlak.

Izboljšani geotermalni sistemi (EGS)

Klasični geotermalni sistemi so omejeni na specializirana območja, kjer se toplota, voda in poroznost združijo. Toda ta področja so omejena. V vsej tej trdni in neporozni kamnini pa se skriva še veliko neizkoriščene toplote. Kaj pa, če bi lahko geotermalna podjetja naredila svoje lastne rezervoarje?

Izboljšani geotermalni sistem ali EGS sistem je umetno izdelan rezervoar, ki je nastal tam, kjer je prisotna vroča skala, vendar nezadostna oziroma malo naravne prepustnosti ali nasičenosti s tekočino. Pri EGS sistemu je tekočina vbrizgana pod površje pod skrbno nadzorovanimi pogoji, ki ponovno odprejo že obstoječe zlome v kamnini in tako ustvarijo prepustnost. Povečana prepustnost omogoča tekočini, da kroži skozi razpokano skalo in prenese toploto na površje, kjer se lahko generira elektrika.

Geotermalna energija vročih suhih kamnin

Naslednja stopnja EGS sistemov je geotermalna energija vročih suhih kamnin, ki želi doseči izjemno globoko in izjemno vročo kamnino.

Pri izredno visokih temperaturah se učinkovitost geotermalne energije občutno poveča. Ko voda preseže 373°C in 220 barov tlaka, postane »superkritična«, nova oblika, ki ni niti tekoča niti plinasta. Entalpija (toplota, ki se sprošča ali veže pri kemijski reakciji) superkritične vode je veliko višja od vode ali pare, kar pomeni, da vsebuje od 4 do 10-krat več energije na enoto mase. Obenem tudi podvoji Carnotov izkoristek pretvorbe v električno energijo.

Napredni geotermalni sistemi (AGS)

AGS se nanaša na novo generacijo sistemov »zaprte zanke«, pri katerih se tekočine ne vnašajo v ali črpajo iz Zemlje. Preprosto povedano ni prisotnega kontroverznega frackinga oziroma hidravličnega lomljenja. Namesto tega tekočine krožijo pod zemljo v zatesnjenih ceveh in vrtinah, pobirajo toploto s prevodnostjo in jo prenašajo na površje, kjer jo je mogoče uporabiti za nastavljivo mešanico toplote in električne energije.

Več informacij na spletni strani dem.si.