Koja je budućnost geotermalne energije u Hrvatskoj?
Geotermalna energija je toplinska energija sadržana u stijenama i fluidima Zemljine unutrašnjosti, a samo se dio te toplinske energije trenutno može pridobiti iz Zemljine unutrašnjosti i koristiti u energetske svrhe. Geotermalnu energiju smatra se obnovljivom jer nastaje polaganim prirodnim raspadom radioaktivnih elemenata koji se nalaze u Zemljinoj unutrašnjosti.
Foto: RGNF
Postoje tri grupe geoloških struktura u kojima se pojavljuje geotermalna energija. Prvu grupu čine vulkanska područja gdje se mogu formirati ležišta s temperaturama geotermalne vode često iznad 200 °C. Stoga se vulkanska područja smatraju izrazito povoljnim za iskorištavanje geotermalne energije i obično su dobar indikator područja povoljnih za istraživanje i iskorištavanje toplinske energije. Drugu grupu čine područja intenzivnih razlamanja i nabiranja tektonskih ploča, građenih od nepropusnih stijena, s temperaturama ležišta često viših od 100°C. Zadnju grupu čine sedimentni bazeni različitih veličina, koji sadrže mineraliziranu vodu pod tlakom većim od hidrostatskog, a temperature ovise o dubini na kojoj je ležište prisutno.
Prema temperaturi fluida geotermalne vode se dijele na nisko temperaturne (<90°C), srednje (90 – 150°C) i visoko temperaturne (>150°C). Za proizvodnju električne energije koriste se visoko i srednje temperaturni geotermalni resursi, dok se za direktnu uporabu u opskrbi toplinskom energijom koriste srednje i nisko temperaturni resursi. Osim za proizvodnju električne energije, geotermalni resursi koriste se za grijanje i hlađenje prostora, u stakleničkoj proizvodnji voća i povrća, za grijanje bazena i u balneologiji, procesima sušenja, u akvakulturi itd.
Na geotermalni potencijal nekog područja ukazuje geotermalni gradijent, odnosno porast temperature s dubinom, te je različit na pojedinoj lokaciji. Na temelju geotermalnog gradijenta rade se prve procjene perspektivnosti nekog istražnog polja. U tu svrhu izrađene su karte geotermalnih gradijenata koje pokazuju položaj lokalnih anomalija (Slika 1). Srednji geotermalni gradijent u Europi iznosi 3 °C svakih 100 m dubine, dok srednja vrijednost za područje Panonskog dijela Hrvatske iznosi 4,5 °C svakih 100 m, što je više od europskog prosjeka i predstavlja značajan potencijal za iskorištavanje ovog obnovljivog izvora energije.
Slika 1. Geotermalna karta Hrvatske (Macenić et al., 2020.) | Foto: RGNF
Iako je iskorištavanje geotermalnih voda u Hrvatskoj poznato još od antičkih vremena (npr. Aqua Issae – Varaždinske toplice), suvremene spoznaje o ovom potencijalu poznate su zahvaljujući istraživačkim aktivnostima u otkrivanju ležišta ugljikovodika i izvođenjem preko 4000 bušotina na području Panonskog bazena. Uz otkrića ležišta ugljikovodika (nafte i plina), otkrivena su i duboka ležišta geotermalnih voda na području Panonskog dijela Hrvatske te na području središnje i sjeverozapadne Hrvatske. Pored brojnih prirodnih vrela u Hrvatskoj koja se koriste u balneološke svrhe (npr. Varaždinske toplice, Tuheljske toplice, Stubičke toplice i sl.), energetski se iskorištava geotermalna voda temperatura većih od 65°C samo iz Bizovačkog i Zagrebačkog ležišta. Geotermalno polje Bizovac koristi se u balneološke svrhe i za grijanje hotela dok se Geotermalno polje Zagreb koristi za grijanje Sportskog centra Mladost i Kineziološkog fakulteta. Također, opskrba toplinskom energijom Sveučilišne bolnice u Blatu bila je predviđena proizvodnjom geotermalne vode iz GP Zagreb. Nadalje, u mjestu Bošnjaci i u Sv. Nedjelji, geotermalni resursi koriste se u stakleničkoj proizvodnji voća i povrća. Ova dva primjera su primjer dobre prakse iskorištavanja geotermalnog potencijala u poljoprivredi te se očekuje porast primjene ovakvih rješenja u bliskoj budućnosti, posebice u ruralnim područjima Hrvatske.
U 2019. godini u Hrvatskoj je u rad puštena prva geotermalna elektrana – Velika 1 (Slika 2). Geotermalna elektrana smještena je u mjestu Ciglena pored Bjelovara i nazivne je snage 16,5 MW. Ova elektrana najveća je u Europi koja koristi tehnologiju binarnog ciklusa, odnosno tzv. ORC – Organic Ranikine Cycle. Kod ovakvih elektrana proizvedena geotermalna voda prenosi toplinsku energiju na sekundarni radni fluid s nižom točkom isparavanja, putem izmjenjivača toplina, koji potom prelazi u paru i ekspandira u turbini gdje se na generatoru proizvodi električna energija. Pothlađena geotermalna voda nakon prolaska kroz izmjenjivač topline se utiskuje natrag u ležište kako bi podržala ležišni tlak. Tehnologija binarnih postrojenja ekološki je najprihvatljivija s obzirom da se radi o zatvorenom ciklusu proizvodnje i utiskivanja geotermalno fluida te geotermalni fluid nema direktnog utjecaja na okoliš.
Slika 2. Geotermalna elektrana Velika-1 pored Bjelovara | Foto: RGNF
Osim geotermalnih potencijala na većim dubinama korištenje plitkog geotermalnog potencijala u porastu je u zadnja dva desetljeća. Iako definitivna podjela geotermalnih resursa po dubini ne postoji, obično se smatra da plitka geotermalna energije podrazumijeva korištenje toplinske energije sadržane u stijeni ili fluidu do dubine od cca 400 m. Europske države poput Švicarske i Švedske najpoznatije su po iskorištavanju ovog potencijala. Tehnologija dizalica topline koje koriste tlo ili vodu kao izvor toplinske ili rashladne energije prepoznata je u Europskoj uniji kao važan faktor u dekarbonizaciji sektora toplinarstva. U Hrvatskoj je porast primjene ove tehnologije i korištenja plitkih geotermalnih resursa vidljiv tek u zadnjem desetljeću, s većim naglaskom na broj instaliranih sustava u zadnjih 5 godina, s potencijalom za značajnim iskorištavanjem ovog potencijala.
Rudarsko-geološki fakultet se, između ostalih područja interesa, bavi i proučavanjem iskorištavanja geotermalne energije kao jednog od oblika obnovljivih izvora energije. Na diplomskom studiju Naftnog rudarstva, smjer Energetika studenti usvajaju osnovna znanja o iskorištavanju geotermalnih ležišta između ostalog u vidu procjene geotermalnog potencijala nekog područja, definiranja zaliha geotermalnih voda, razradnom inženjerstvu te bušenju i eksploataciji, a koji su vrlo slični naftno-rudarskoj praksi iskorištavanja ugljikovodika kao i iskorištavanju plitkih geotermalnih resursa pomoću izmjenjivača topline ili proizvodnjom vode iz plitkih vodonosnika. Uz navedeno studenti Naftnog rudarstva, smjer Energetika završetkom studija imaju kompetencije iz prepoznavanja i rješavanja inženjerskih problema u području energetike, izradi projektne dokumentacije za izgradnju energetskih postrojenja, te analize i optimiziranja energetskih sustava. Također, u praktičnom dijelu nastave se uči o primjeni metoda za racionalno korištenje energije, te o razumijevanju i vrednovanju čimbenika (socijalni, etički, organizacijski, ekološki, zakonodavni) koji utječu na planiranje i izgradnju energetskih postrojenja i/ili sustava, ali o utjecaju energetskih sustava na okoliš.
Trenutno se na RGNF-u, na Zavodu za naftno-plinsko inženjerstvo i energetiku, provode tri znanstvena projekta koja su vezana uz iskorištavanje geotermalne energije. Projekt SEAHEaT (Sea for Heritage Energy Transition) na kojem RGNF sudjeluje kao partner, promovira korištenje toplinske energije mora posredstvom dizalica topline u projektima energetske obnova zgrada koja predstavljaju kulturna dobra. Pri tome Projekt predviđa pilot instalaciju sustava dizalice topline koja koristi morsku vodu kao energent. Nositelj projekta je Specijalna bolnica za ortopediju i rehabilitaciju “Martin Horvat” Rovinj-Rovigno, a uz RGN partneri su Fakultet strojarstva i brodogradnje, IRENA – Istarska Regionalna Energetska Agencija te Apenhet AS. Projekt SEAHEaT, ref.br. 58, je financiran od Islanda, Lihtenštajna i Norveške kroz Financijski mehanizam Europskog gospodarskog prostora (EGP) 2014.–2021. u okviru Programa „Energija i klimatske promjene”.
Projekt PLIGES (Mapiranje plitkih geotermalnih sustava u Republici Hrvatskoj, ref.br. 111) je također financiran od Islanda, Lihtenštajna i Norveške kroz Financijski mehanizam Europskog gospodarskog prostora (EGP) 2014.–2021. u okviru Programa „Energija i klimatske promjene”. Projektom se provodi prvi sveobuhvatni pregled instaliranih sustava plitke geotermalne energije u RH kojim će se procijeniti ukupni instalirani kapacitet i potrošnju energije koja dolazi iz plitkih geotermalnih izvora energije.
Projekt TRANSGEO (Transforming abandoned wells for geothermal energy production) se fokusira na povećanje upotrebe geotermalne energije, posebno u regijama Srednje Europe, razvijanjem novih tehnoloških rješenja, stvaranjem novih poslovnih modela i poticanjem suradnje prekograničnih dionika. Projekt uključuje partnere iz nekoliko zemalja, uključujući Njemačku (GFZ – voditelj, LBGR, ONEO), Austriju (GeoSphere Austria i Greenwell), Hrvatsku (RGNF i MENEA), Mađarsku (CROST, PTE i BVH) i Sloveniju (LEAP). Projekt je financiran je kroz Interreg Central Europe program 2021.-2027. Europske unije, koji podržava prekograničnu suradnju i regionalni razvoj diljem Europe.
