Promocija
Zeleno omrežje Slovenije
Potencial geotermalne energije v Sloveniji je predvsem na SV delu države. Zelo pomembno je čateško območje, potencial je tudi v okolici Ljubljane, Celjski kotlini in še ponekod drugod. Kot pravi dr. Nina Rman, vodja raziskovalne skupine Geoenergija na Geološkem zavodu Slovenije, v Sloveniji trenutno deluje le en sistem daljinskega ogrevanja na geotermalno energijo, in sicer v Lendavi. Gre za zelo uspešen sistem, ki je med cenejšimi v Sloveniji, zato se ji ne zdi razumljivo, da se te rešitve ne prenesejo tudi na druge sisteme daljinskega ogrevanja.
Geotermalna energija spada med obnovljive vire energije, vključena je tudi v nov predlog Energetskega zakona. Kaj so ključni izzivi na poti do učinkovite rabe geotermalne energije v Sloveniji?
Trenutno se ukvarjamo predvsem z rabo termalne vode za industrijske rastlinjake in daljinsko ogrevanje, kar zaradi globokih vrtin zahteva višjo začetno investicijo. V okviru projekta INFO-GEOTHERMAL – Podpiranje učinkovite kaskadne uporabe geotermalne energije z dostopom do uradnih in javnih informacij (financiran iz mehanizma EGP) smo kot največji izziv prepoznali pomanjkanje smernic o tehničnem in postopkovnem razvoju geotermalnih projektov ter namenskih spodbud. V sodelovanju z ministrstvom pristojnim za energijo (MOPE) in ministrstvom pristojnim za naravne vire (MNVP) smo te smernice v letu 2024 izdelali. V praksi je prva ovira šibko poznavanje geotermalnih tehnologij med načrtovalci energetskih prenov ali novih objektov. Sledi šibko poznavanje lokalnega geotermalnega potenciala, ki, razen za nekaj občin, še ni bilo resneje vključeno v lokalne energetske koncepte. Zelo velik izziv so postopki umeščanja vrtin in industrijskih rastlinjakov v prostor, saj so to zahtevni gradbeni objekti.
Kje so priložnosti?
V sodelovanju z Islandsko šolo za energijo smo ugotovili, da so v Sloveniji številne priložnosti. Smo izredno dobri pri razvoju energetsko učinkovitih zaporednih oz. kaskadnih sistemov rabe termalne vode. V teh dneh bo objavljeno novo spletno orodje za predinvesticijsko analizo geotermalnega potenciala v SV Sloveniji (https://geo3d.pgi.gov.pl/Slovenia/index.html). Na poljubni lokaciji v 3D modelu, ki pokriva območje vzhodno od Ptuja, bo mogoče pridobiti informacije o geološki zgradbi in temperaturi v globini, lokaciji obstoječih vrtin in geofizikalnih profilov, s čimer bo nekoliko zmanjšano geološko tveganje za načrtovanje novih investiciji.
Zakaj Slovenija ne zna izkoristiti potencialov geotermalne energije?
V nacionalnem energetskem in podnebnem načrtu so začrtani ustrezni koraki za spodbujanje rabe geotermalne energije, a implementacija ne sledi idejam. Že vrsto let želimo spodbuditi sistematične raziskave geotermalnega potenciala pod večjimi mesti, ki morajo prestrukturirati sisteme daljinskega ogrevanja, a je odziv slab. Le z raziskavami je mogoče določiti lokacije raziskovalnih globokih vrtin (2–5 km), s ciljem zajema temperature 100 °C in več, kar bi lahko uporabili tudi za proizvodnjo elektrike. Raziskave bi bilo mogoče izvesti tudi ob pomoči sredstev iz Podnebnega sklada. V Sloveniji kritična masa strokovnjakov še vedno ne deluje usklajeno, a upamo, da bomo z ustanovitvijo nacionalnega geotermalnega združenja okrepili medsektorsko sodelovanje. Potrebo po sistematični podpori prepoznava tudi januarska resolucija Evropskega parlamenta o strategiji za geotermalno energijo, ki med drugim spodbuja h kartiranju geotermalnih virov, načrtnem usposabljanju inštalaterjev in projektantov in k pripravi nacionalne strategije o rabi geotermalne energije.
Koliko geotermalne energije je po ocenah na voljo v Sloveniji in kje so lokacijsko največji potenciali?
Potencial za pridobivanje termalne vode je zaradi geoloških danosti največji v SV Sloveniji. Tu temperatura najhitreje narašča in je v globini 4 km pričakovana med 150 in 200 °C. Izračunana dosegljiva baza virov toplote do globine 3 km dosega 957 EJ, do globine 5 km pa kar 2.597 EJ. V globini do 2 km se razteza regionalni in čezmejni geotermalni vodonosnik v kremenovih peskih in peščenjakih, ki si ga delimo predvsem z Madžarsko. Njegov obseg je relativno dobro poznan, zato je lociranje novih vrtin bistveno manj tvegano kot drugje po Sloveniji. Še vedno pa so priporočljive ciljne geofizikalne raziskave, s čimer se poveča verjetnost za uspešnost vrtine. To termalno vodo uporabljajo na 10 lokacijah, zato je glavni omejitveni dejavnik rabe predvsem trenutna stopnja izkoriščenosti vira. Zaradi ohranjanja dobrega regionalnega količinskega stanja so novi odvzemi vode za ogrevanje možni le z izvedbo reinjekcijske vrtine, skozi katero se toplotno izrabljeno odpadno termalno vodo vrača nazaj v vodonosnik.
Zelo pomembno, čeprav slabše raziskano in manj uporabljeno, je čateško geotermalno območje med Kostanjevico in Dobovo. Tu je uskladiščena toplota ocenjena na 6,8 EJ. Povečan geotermalni gradient je zaznan tudi v okolici Ljubljane, v Celjski kotlini in ponekod drugod, vendar je geološka zgradba v globinah pod 1 km bistveno slabše poznana.
Kolikšen delež predstavlja geotermalna energija v celotni strukturi rabe energije v Sloveniji?
Vsa geotermalna energija, tako plitvi sistemi kot raba termalne vode, je v Sloveniji v letu 2022 obsegala le 0,7 % bruto domače rabe energije na nivoju primarne oskrbe z energijo. Neposredna raba termalne vode se je v letu 2022 odvijala na 29 lokacijah z 58,3 MWt inštalirane kapacitete ter letno proizvodnjo 552 TJ oz. 153,3 GWh toplote, največ za ogrevanje prostorov, rastlinjakov in kopališč. Tovrstna raba stagnira, saj ni namenskih spodbud. Trenutno deluje le en sistem daljinskega ogrevanja na geotermalno energijo, in sicer v Lendavi. Je zelo uspešen in med cenejšimi v Sloveniji, zato ni razumljivo, zakaj se po tej rešitvi ne ozirajo tudi drugod, kjer morajo prestrukturirati daljinske sisteme ogrevanja in hlajenja. V Sloveniji obratujejo le trije geotermalni rastlinjaki. Večjo težavo kot geološke negotovosti za nove vrtine predstavljajo dolgotrajni postopki umeščanja industrijskih rastlinjakov v prostor.
Nasprotno pa, zaradi številnih namenskih finančnih spodbud za individualne in javne objekte, stalno raste segment rabe toplote plitvega podzemlja z enotami geotermalnih toplotnih črpalk. Ta raba v skupno bilanco prispeva šestkrat večjo inštalirano kapaciteto in več kot trikrat večjo proizvodnjo geotermalne toplote kot raba termalne vode. Očitno je torej, da primerno usmerjene spodbude pomembno pospešijo razvoj posameznega dela energetskega sektorja.
Potencial geotermalne energije je tudi proizvodnja električne energije v geotermalnih elektrarnah, vendar so za to potrebni ustrezni pogoji. Vaš zavod sodeluje pri pilotnem projektu geotermalne elektrarne družbe Dravske elektrarne Maribor (DEM), gre za prvo elektrarno take vrste v svetu?
Za večjo ekonomičnost geotermalnih elektrarn iščemo termalno vodo oz. paro s temperaturo nad 120 °C, še bolje nad 150 °C. Najvišja temperatura v Sloveniji je bila izmerjena v vrtini Mg-6/85 v Murskem gozdu z 202 °C v globini 3,8 km. Iz trenutnega poznavanja Slovenije sklepamo, da so lahko primerne vroče in razpokane kamnine v večjih globinah (3-5 km) prisotne med Ormožem in Lendavo, morda tudi pri Ljubljani. Potrditev domneve in lociranje novih zelo globokih raziskovalnih vrtin najprej zahteva strateško usmerjene geofizikalne raziskave, ki bodo razkrile strukturo do teh globin. Zato smo v projektu Si-Geo-Electricity – Pilotna geotermična elektrarna na obstoječi plinski vrtini Pg-8, pilotni projekt (financiran iz mehanizma EGP), uporabili drugačen pristop. V SV Sloveniji je bilo v preteklosti izvrtanih več kot 200 globokih vrtin, izmed katerih so v 62 izmerili temperaturo nad 100 °C. Danes je dostopnih le še 24 vrtin.
V vrtini Pg-8 pri Čentibi, kjer je bila na globini 3.012 m izmerjena temperatura 154 °C, se preizkuša sistem za proizvodnjo električne energije v povsem zaprtem krogotoku brez prisotnosti naravne termalne vode. Načrtovana inštalirana moč elektrarne je 50 kWe, s proizvodnjo 400 MWhe na leto. Trenutna zelo groba ocena potenciala vseh dostopnih 24 vrtin je 1,2 MWe z možno proizvodnjo do 9,6 GWhe. Najpomembnejša prednost takšnih elektrarn je stalna razpoložljivost vira, saj lahko kljub razmeroma nizki kapaciteti s stalnim delovanjem, neodvisnim od vremena, uvoza energentov in drugih zunanjih dejavnikov zagotovimo visoko in stabilno proizvodnjo električne energije skozi leta.
Kako je elektrarna umeščena v prostor?
Na površju elektrarna zavzema le malo prostora – poleg vrtine potrebujemo le še prostor za zabojnik z generatorjem in hladilni stolp. Inovativni in patentirani sistem gravitacijske toplotne cevi, v katerem se kot delovna tekočina v vrtini uporablja amonijak, je bil razvit na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo, Univerze v Mariboru. GeoZS simulira dolgoročni temperaturni vpliv takšne rabe na okolico in skupaj z družbo Dravske elektrarne Maribor, d.o.o., oblikuje smernice za razvoj podobnih projektov v prihodnje. Trenutno poteka testiranje termične izdatnosti vrtine in energetske opreme elektrarne.
Problem pri pridobivanju in uporabi geotermalne energije je sproščanje potencialno škodljivih snovi in plinov globoko iz zemlje. Kaj to pomeni za okolje in ljudi ter kako se lahko rešuje ta problematika?
Geotermalna energija je en izmed najbolj čistih obnovljivih virov energije in se lahko uporablja trajnostno. Vpliv rabe na okolje je potrebno oceniti že pri načrtovanju razvoja projekta in pridobivanju dovoljenj, običajno je zahtevana predhodna presoja vplivov na okolje. Kemijska sestava termalne vode ali pare in vsebnost plinov sta pogojeni z vrsto kamnin in geološko zgradbo, zato se med lokacijami nekoliko razlikuje. Številne termalne vode v osrednji Sloveniji ustrezajo kriterijem za pitno vodo, nekatere se celo uporabljajo v pitnikih in za pitne kure.
V SV Sloveniji in nekaterih globokih geotermalnih vodonosnikih je značilna sprememba lastnosti z globino – z naraščanjem globine se povečuje ne le temperatura vode, ampak tudi vsebnost raztopljenih snovi in lahko tudi količina plinov. Njihova količina in vrsta sta odvisni od bližine prelomnih con ter pojavov ogljikovodikov. Najpogostejši prosti plin je CO₂, ki je lahko zelo čist in primeren za utekočinjenje in industrijsko rabo. Uporablja se ga lahko za vzdrževanje primerne kislosti termalne vode ob reinjekciji ali v sistemu rabe, v rastlinjakih za pospeševanje rasti rastlin, za proizvodnjo gaziranih pijač, v medicini in podobno. Včasih, predvsem v bližini (neekonomičnih) naftnih in plinskih polj, so prisotni metan in drugi ogljikovodiki. Če so koncentracije dovolj velike, se jih lahko uporablja za kogeneracijo. Ponekod je zaznan tudi vodikov sulfid (H₂S). Takšne pline, ki ne kondenzirajo, se lahko s primerno tehnologijo varno odstrani, v primeru, da se izvaja reinjekcija, pa je pogosto zahtevano, da se jih vtiska nazaj v vodonosnik.
Kaj pa izpusti mineralizirane odpadne termalne vode v površinske vodotoke?
Ti izpusti so še vedno problematični v primerih, kjer se voda ne prečisti na čistilnih napravah ali pa v bližini ni večjih vodotokov, ki bi omogočili razredčenje. Zaradi povečanja energetske učinkovitosti sistemov v zadnjih letih temperatura odpadne termalne vode na izpustih ne presega mejnih vrednosti, kemijska sestava pa je ponekod še problematična. V primeru rabe termalne vode le za ogrevanje, ko se kemijsko stanje ne spremeni, se takšni izpusti lahko preprečijo z vzpostavitvijo reinjekcije – vračanjem toplotno izrabljene termalne vode nazaj v vodonosnik. Takšne vrtine delujejo v Lendavi in v Izlakah. Novi sistemi rabe v regionalnih vodonosnikih v JV in SV Sloveniji in zajemi termalne vode za geotermalne elektrarne morajo biti zaradi ohranjanja vodne bilance načrtovani kot zaprt sistem z reinjekcijo, zato neželeni okoljski vplivi niso pričakovani.
