SITUAȚIA ÎN ROMÂNIA
In România, gradul de valorificare a surselor de energie de origine geotermala este redus, cauza principala fiind determinata de lipsa unui suport financiar corespunzator, care nu favorizează dezvoltarea acestui sector energetic cu efecte economico-financiare superioare.
Utilizarea apei geotermale constituie o optiune viabila atunci cand agentul extras la suprafata asigura o alimentare a sistemului la debit constant, iar variația necesarului de energie la consumator in diferite perioade ale anului nu este mare.
Sistemul recomandat este cel cu mai multe puturi active, dintre care unele sa fie de repompare. Avantajele acestui sistem, pe langa energia asigurata, sunt conservarea rezervei de apa si conservarea presiunii stratului de apa. In SUA, din energiile obtinute din surse regenerabile, 5% proveneau din sursa geotermala si 1% din sursa solara. Exploatarea apei geotermale trebuie sa se realizeze prin utilizarea pompelor submersibile. La alegerea pompei corespunzatoare se au in vedere: inaltimea de pompare, temperatura maxima a apei, debitul de apa si puterea motorului electric.
TIPURI DE SISTEME GEOTERMICE
Sistemele geotermice se clasifica in functie de temperatura si presiunea sistemului si de modul in care energia termica este transferata spre sol. Se identifica următoarele tipuri de sisteme geotermice:
Sisteme cu convecție hidrotermica
Acestea se caracterizeaza prin faptul ca in scoarta terestra exista canale radiale prin care un agent termic (abur sau lichid) circula si transfera energia termica de la o sursa eruptiva profunda (magma) spre exterior. Aceste sisteme sunt deosebit de avantajoase, deoarece potentialele la care se obtine energia termica sunt ridicate, putandu-se asocia producerii de energie electrica. In aceste cazuri, agentul termic obtinut are un continut redus de gaze (CO2 + H2S), ceea ce simplifica valorificarea caldurii. Temperaturile obtinute ating 240 ºC.
In cazul in care agentul termic este aburul, acesta poate fi valorificat direct in instalatii electroenergetice (zona Geygers Field – California, Loradello – Italia si Matsukawa – Japonia).
In cazul in care agentul termic este apa, aceasta este transferata prin convectie spre un al doilea rezervor, de dimensiuni variabile, situat la adancimi suficient de mici pentru a putea fi exploatat prin forare.
Temperatura acestor rezervoare este variabila si in functie de valoarea ei se deosebesc:
- rezervoare geotermale cu temperatura peste 150ºC; acestea pot fi valorificate prin producerea de energie electrica;
- rezervoare geotermale cu temperaturi cuprinse intre 90 – 150ºC pentru incalzirea locuintelor si a proceselor industriale;
- rezervoare geotermale cu temperaturi mai mici de 90ºC, utilizabile pentru încălzire locala si prepararea apei calde menajere;
- izvoare termale cu temperaturi mai mici de 70ºC, folosite in scopuri terapeutice si pentru prepararea apei calde menajere.
Sistemele geotermale cu apa sunt de circa 20 de ori mai frecvente decat sistemele cu abur si se intalnesc de obicei in regiuni vulcanice si cu o activitate seismica puternica (de exemplu, in partea de vest a Americii de Nord).
Apa geotermala are un continut pronuntat de saruri, variabil in limite largi. In cazul folosirii apei industriale in instalatiile energetice, din cauza pericolului depunerilor, in majoritatea cazurilor se insereaza schimbatoare de caldura de suprafata. Desi acestea degradeaza nivelul exergetic al sursei, utilizarea lor este necesara pentru a evita depunerea sarurilor in instalatii cu efect de deteriorare a coeficientului de transfer termic si de obturare a sectiunii libere de trecere a apei prin conducte.
Schimbatoarele de caldura transfera efectul amintit in circuitul primar, in acest caz intervenind depuneri si obturari. Inlocuirile si curatirile afecteaza suprafete mult mai mici, cu efect favorabil asupra cheltuielilor de intretinere si exploatare.
Din cauza caracterului sezonier al necesitatilor de energie termica pentru incalzirea locuintelor, pentru rentabilizarea exploatarii se utilizeaza si consumatori suplimentari ca: sere, crescatorii de peste, instalatii de prelucrare a pastei de lemn si a hartiei, instalatii de uscare etc.
Sisteme cu transfer conductiv
Aceste sisteme se caracterizeaza prin faptul ca la adancimi destul de mici se gasesc rezervoare termice continute in roci impermeabile, cu porozitate foarte scăzută. Disponibilitățile oferite de aceste rezervoare sunt mult mai mari decat ale sistemelor cu convectie hidrotermica.
Sisteme cu zăcăminte geopresurizate
Acestea constau in rezervoare de apa acoperite cu o izolație impermeabila, fiind supuse la presiuni ridicate. Apa conținută in aceste rezervoare are salinitate scăzută si este saturata cu gaze naturale recuperabile. Aceste sisteme au răspândire in întreaga lume.
Sistemele geopresurizate pot fi exploatate atât termic, cat si hidraulic. Energia mecanica obținută prin utilizarea energiei hidraulice poate fi folosita pentru antrenarea instalațiilor mecanice complementare din construcții, cu efect favorabil asupra randamentului global al sistemului.
Sisteme cu magma
Roca topita, vulcanica, constituie o sursa termica de mari dimensiuni, care ar putea fi utilizata in obținerea de energie termica si mecanica. Ponderea sistemelor geotermice exploatate in SUA este:
• sisteme cu convecție hidrotermica 10,5%
• sisteme cu transfer conductiv 8,3%
• sisteme cu zăcăminte geopresurizate 81,2%
Zăcămintele geotermice din zona de vest a tarii noastre sunt de tipul cu convectie hidrotermica.
SURSE GEOTERMALE IN ROMÂNIA
Depresiunea Panonica ce cuprinde zona de vest a tarii noastre, incluzand Banatul si vestul Munților Apuseni si teritoriul Ungariei si al fostei Iugoslavii este o zona bogata in zăcăminte geotermale.
In jurul municipiului Oradea s-au facut foraje si s-au exploatat in scopuri terapeutice apele geotermale de peste 100 de ani. In ultimul sfert de veac s-au inițiat acțiuni sistematice de prospectare si evaluare atat a zăcămintelor geotermale, cat si a zacamintelor de hidrocarburi din aceasta parte a tarii. Prin acestea s-a constatat ca in Câmpia de Vest, in toate formațiunile geologice se gasesc straturi acvifere cu capacități si proprietati termofizice foarte variate. Fluxurile termice la suprafață au valori de ordinul a 85 MW/m2, mai mari decât acelea din alte zone.
Cel mai important sistem acvifer termal al Depresiunii Panonice il constituie sistemul din baza panonianului superior, evidențiat prin sondaje. Apele din acest sistem se manifesta in general eruptiv, datorita conținutului ridicat de gaze dizolvate.
Nivelul termic al apelor geotermale din zona de vest a tarii este redus: 30 – 90 grade C. Din aceasta cauza, acestea pot fi utilizate in special in scopuri terapeutice, prepararea apei calde menajere etc.
In municipiul Oradea si in judetul Bihor se furnizează apa calda menajera pentru 800 de apartamente, se încălzesc 12 apartamente, bai, sere legumicole, ștranduri, piscine, hoteluri.
In județul Timiș, apa geotermala este utilizata pentru topitorii de in, pentru încălzire, pentru scopuri terapeutice, pentru prepararea apei calde menajere.
Exploatarea surselor geotermale din tara cu scopul producerii energiei electrice este imposibila, întrucât un generator geotermal presupune o presiune inițială foarte mare si temperaturi ale fluidului de lucru de peste 150ºC .
METODE DE COLECTARE A ENERGIEI GEOTERMALE
Exista multe metode pentru a colecta energia naturala si gratuita a Pamantului. Cele mai comune metode sunt bucla închisă si bucla deschisa. Cu oricare dintre ele, numai o fracțiune din energie vine din electricitate, majoritatea energiei vine chiar din pământ. In concluzie, pretul utilizarii este mai mic decat al oricarei alte alternative pentru confort. Economia de energie plătește in final investiția.
Captarea caldurii geotermice pote fi facuta utilizand diferite metode, existand doua mari categorii de captori: orizontali si verticali (sonde geotermice).
Astfel cu ajutorul Pompei de Caldura Geotermice, 1kw electric consumat pentru alimentarea compresorului este multiplicat si valorizat sub forma a 3 pana la 5 kw de caldura utila redata in casa prin intermediul instalatiei de incalzire. Captorii Orizontali ai sistemului de incalzire (montati in terenul adiacent casei) au nevoie de o suprafata minima necesara, aria de captare fiind in relatie proporționala cu suprafata interioara de incalzit.
Odatăcaptorii instalati, se astupa săpătura si circuitul de captare devine invizibil. Suprafata de teren de peste captori trebuie sa rămână libera de constructii, permeabila la apa de ploaie, zapada, razele soarelui si vant pentru regenerarea termica naturala a solului (nu se va pava cu dale de ciment sau asfalta). Buclele captoare, odată ingropate au o durabilitate de zeci de ani fara absolut nicio interventie ulterioara. Suprafata minima de teren adiacent constructiei pentru captarea caldurii geotermice este cuprinsa intre 100-180% din suprafata interioara de incalzit, in functie de puterea termica necesara pentru încălzire.
Captarea verticala din panza freatica este facuta cu foraje de puturi de captare. Aceasta solutie presupune existenta unui debit de apa freatica minim suficient (si constant) de-a lungul anului, in special in perioada rece. Caldura este prelevata din apa freatica prezenta in sol, de obicei la o adancime de 10-20 m, acolo unde temperatura apei este constanta de-a lungul intregului an. Captarea din apa freatica presupune in prealabil un studiu preliminar de duritate a apei freatice din zona respectiva (in cazul unei circulatii in «bucla deschisa»). O alta tehnica utilizata este imersarea in puturile de captare a sondelor geotermice “in bucla inchisa”. Captarea verticala din panza de apa freatica presupune utilizarea unei Pompe de Caldura “apa-apa” Termeo. Instalația interioara poate fi prin pardoseala, cu radiatoare, ventiloconvectoare sau orice alt sistem ce folosește apa ca agent de încălzire.