ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ: Η άγνωστη πηγή ενέργειας

Αν και γνωστό από τα αρχαία χρόνια, με την παρουσία ηφαιστείων, θερμών πηγών και άλλων επιφανειακών εκδηλώσεων θερμότητας, ότι το εσωτερικό της Γης είναι θερμό, παρόλα αυτά, κατά τον 16ο και 17ο αιώνα, όταν δηλαδή κατασκευάστηκαν τα πρώτα μεταλλεία, οι άνθρωποι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η θερμοκρασία της Γης αυξάνεται με το βάθος.
Με τον όρο γεωθερμία ή γεωθερμική ενέργεια ονομάζουμε τη φυσική θερμική ενέργεια που προέρχεται από το θερμό εσωτερικό της γης με κίνηση από το κέντρο προς την επιφάνεια. Συναντάται με τη μορφή νερού, ατμού, αερίων ή μείγματα αυτών και αποτελεί ανεξάντλητη πηγή ενέργειας. Είναι η φυσική ενέργεια της γης, που διαρρέει το θερμό εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια και σχηματίζει στο σύνολό του ένα γεωθερμικό σύστημα.
Επεκτείνοντας την ευρύτερη έννοια της γεωθερμίας, αναφερόμαστε και στην εκμετάλλευση της ενέργειας που συσσωρεύεται σε μικρά βάθη του φλοιού της Γης (σχεδόν επιφανειακά). Ονομάζεται αβαθής γεωθερμία και αναφέρεται στην ενέργεια των γεωλογικών σχηματισμών και των ρευστών, επιφανειακών και υπογείων, με θερμοκρασίες οι οποίες δεν ξεπερνούν τους 25℃.

Η θερμοκρασία της Γης αυξάνεται με το βάθος

 

Ανάλογα με το είδος των γεωθερμικών πόρων, διακρίνονται πέντε κατηγορίες γεωθερμικών συστημάτων:
Υδροθερμικά Συστήματα
Φυσικά υπόγεια θερμά ρευστά, που βρίσκονται σε έναν ή περισσότερους ταμιευτήρες. Θερμαίνονται από μια εστία θερμότητας και εμφανίζονται στην επιφάνεια της γης ως θερμές εκδηλώσεις.
Αβαθής Γεωθερμία
Λαμβάνεται ενέργεια από μικρά βάθη 1-100 m, με ή χωρίς νερό.
Προχωρημένα Γεωθερμικά Συστήματα
Ανάκτηση ενέργειας από θερμά πετρώματα σε βάθος 2-10 km.
Γεωπεπιεσμένα Συστήματα
Βρίσκονται σε μεγάλο βάθος, κλεισμένα στα υδροφόρα στρώματα, υπό μεγάλη πίεση και με παρουσία υδρογονανθράκων (πετρελαίου).
Μαγματικά Συστήματα
Απόληψη θερμότητας με κατάλληλες γεωτρήσεις σε μαγματικές διεισδύσεις.

Οι περιοχές της γης όπου υπάρχουν σε ικανοποιητική ποσότητα γεωθερμικά ρευστά διακρίνονται με βάση το θερμοκρασιακό επίπεδο στις εξής κατηγορίες:
Υψηλής Ενθαλπίας (>150 ℃) που χρησιμοποιείται κυρίως για παραγωγή ηλεκτρισμού
Μέσης Ενθαλπίας (80-150℃) για θέρμανση ή ξήρανση ξυλείας
Χαμηλής Ενθαλπίας (25-80℃) για θέρμανση χώρων, θερμοκηπίων, ιχθυοκαλλιεργειών κ.α.

Λόγω κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών, ο Ελλαδικός χώρος διαθέτει σημαντικές γεωθερμικές πηγές και των τριών κατηγοριών (υψηλής, μέσης και χαμηλής ενθαλπίας) σε οικονομικά βάθη (100 ‐ 1500 m). Σε μερικές περιπτώσεις τα βάθη των γεωθερμικών ταμιευτήρων είναι πολύ μικρά, κάνοντας ιδιαίτερα ελκυστική, από οικονομικής άποψης, τη γεωθερμική εκμετάλλευση.
Παρά το γεγονός ότι οι γεωθερμικές πηγές στον ελλαδικό χώρο είναι καλά μελετημένες, εντούτοις μόνο η άμεση χρήση της (π.χ. σε θερμοκήπια) έχει ουσιαστικά αξιοποιηθεί. Γενικά, οι άμεσες χρήσεις της γεωθερμίας στην Ελλάδα επικεντρώνονται κυρίως στη θέρμανση θερμοκηπίων, ιχθυοτροφιών, στην καλλιέργεια σπιρουλίνας κ.α.
Στη Μήλο και στη Νίσυρο έχουν ανακαλυφθεί σπουδαία γεωθερμικά πεδία και έχουν γίνει γεωτρήσεις παραγωγής με πιθανό συνολικό δυναμικό που υπολογίζεται να είναι της τάξης των 200 και 50 MW αντίστοιχα. Ακόμη, στη βόρεια Ελλάδα, η γεωθερμία προσφέρεται για θέρμανση, θερμοκήπια, ιχθυοκαλλιέργειες κ.τ.λ. Στη λεκάνη του Στρυμόνα έχουν εντοπισθεί τα πολύ σημαντικά πεδία Θερμών‐Νιγρίτας, Λιθότοπου‐Ηράκλειας, Θερμοπηγής‐Σιδηροκάστρου και Αγκίστρου. Μεγάλα και μικρότερα γεωθερμικά θερμοκήπια λειτουργούν στη Νιγρίτα και το Σιδηρόκαστρο. Ακόμη, στην πεδινή περιοχή του Δέλτα Νέστου έχουν εντοπισθεί δύο πολύ σημαντικά γεωθερμικά πεδία, στο Ερατεινό Χρυσούπολης και στο Νέο Εράσμιο Μαγγάνων Ξάνθης. Η Νέα Κεσσάνη, το Πόρτο Λάγος Ξάνθης, η λεκάνη των λιμνών Βόλβης και Λαγκαδά αποτελούν ακόμα μερικά παραδείγματα. Τέλος, στη Σαμοθράκη υπάρχουν ενθαρρυντικά στοιχεία, καθώς γεωτρήσεις βάθους μέχρι 100 μέτρων συνάντησαν νερά της τάξης των 100℃.
Η αβαθής γεωθερμία από την άλλη, αναφέρεται σε ολόκληρη την ελληνική επικράτεια και δύναται να καλύψει τις ανάγκες τόσο σε θέρμανση όσο και ψύξη κτιριακών εγκαταστάσεων, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής του ζεστού νερού χρήσης.

Παρόλο που πρόκειται για μια τόσο ανεξάντλητη, φυσική πηγή ενέργειας μπορεί να εμφανίσει περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Εκπομπές υδρόθειου στην ατμόσφαιρα
Ενώ δεν υπάρχουν εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (δεν χρησιμοποιείται κάποια καύσιμη ύλη), εμφανίζονται εκπομπές διοξείδιο του θείου όχι άμεσα, αλλά με τη μορφή υδρόθειου, που απελευθερώνεται ως αέριο εντός της ατμόσφαιρας και το οποίο τελικώς, μετατρέπεται σε διοξείδιο του θείου και θειικό οξύ. Αντιμετωπίζονται ωστόσο αποτελεσματικά στα συστήματα κλειστού βρόγχου όπου, τα αέρια που αφαιρούνται από το φρεάτιο δεν έρχονται σε επαφή με την ατμόσφαιρα, αλλά εγχέονται πίσω στο έδαφος έχοντας αποδώσει την θερμότητά τους (εκπομπές αερίων – μηδαμινές).
Διάβρωση
Παρατηρείται σε περιοχές όπου τα γεωθερμικά ρευστά είναι πλούσια σε μεταλλικά στοιχεία (βλέπε λίμνη Salton Sea στην Καλιφόρνια). Όπως η σκουριά διαβρώνει ένα καρφί, έτσι τα γεωθερμικά ρευστά μπορούν να διαβρώσουν τα μεταλλικά στοιχεία μιας μονάδας παραγωγής. Ωστόσο, είναι ένα αντιμετωπίσιμο πρόβλημα με χρήση κατάλληλων υλικών.
Χρήση – ποιότητα νερού
Παρότι οι γεωθερμικές μονάδες χρησιμοποιούν φρέσκο νερό, η ποσότητα είναι απειροελάχιστη μπροστά στην αντίστοιχη χρήση που γίνεται σε άλλες εγκαταστάσεις, όπως φυσικού αερίου.
Γενικώς, τα γεωθερμικά ρευστά που χρησιμοποιούνται για ηλεκτρισμό είναι σημαντικά υποβαθμισμένα σε ποιότητα, ωστόσο υπάρχει κατάλληλη διαχείριση και σε καμία περίπτωση δεν γίνεται η εναπόθεσή τους σε επιφανειακούς υδροφορείς, ώστε να αποτελούν κίνδυνο για την υγεία του ανθρώπου.
Υποχώρηση του εδάφους
Δυστυχώς, η εξόρυξη γεωθερμικών ρευστών μπορεί να μειώσει την πίεση στα υπόγεια «ρεζερβουάρ» και να προκαλέσει βύθιση του εδάφους (η μεγαλύτερη καταγεγραμμένη υποχώρηση εδάφους συνέβη στο Wairākei). Ωστόσο, η τεχνολογία έγχυσης, που χρησιμοποιείται σε όλες τις τοποθεσίες με εγκαταστάσεις γεωθερμία στις Η.Π.Α., είναι μια αποτελεσματική τεχνική μετριασμού του προβλήματος.
Σεισμοί
Πιθανόν, η γεωθερμική παραγωγή και έγχυση σε κάποιες περιπτώσεις να οδήγησε σε μικρού μεγέθους φαινόμενα γνωστά και ως μικροσεισμούς. Δεν είναι ανιχνεύσιμα από τους ανθρώπους, και συχνά παρακολουθούνται εκούσια από τις γεωθερμικές εταιρείες.
Θερμοπίδακες, Ατμίδες και Γεωθερμικές Πηγές
Περιοχές με ιδιαίτερα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά κρίνονται προστατευόμενες και σε καμία περίπτωση δεν χρησιμοποιούνται από εταιρείες (π.χ. Yellowstone National Park στο Wyoming στις Η.Π.Α.). Έτσι δεν υπάρχει κίνδυνος αλλοίωσης αυτών των μοναδικών συστημάτων.
Άγρια ζωή και βλάστηση
Η διεξαγωγή μιας μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων πριν την έναρξη οποιουδήποτε έργου είναι απαραίτητη προϋπόθεση. Έτσι, ο σχεδιασμός των εργοστασίων παραγωγής ενέργειας ελαχιστοποιεί ή και εξαλείφει τις πιθανές επιπτώσεις στην άγρια ζωή και βλάστηση, ενώ πάντα η κατασκευή γίνεται στα πλαίσια της κείμενης νομοθεσίας.

Γενικά, τα συστήματα γεωθερμίας που μπορούν να εφαρμοστούν σε κτίρια είναι:
Τηλεθέρμανση
Αποτελεί ένα σύστημα που παράγει θερμότητα σε μια κεντρική εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας, όπου στη συνέχεια διανέμεται μέσω ζεστού νερού σε ένα μικρό ή μεγάλο σύνολο κτιρίων, που βρίσκονται σε ορισμένη απόσταση από το σημείο παραγωγής. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση κάθε είδους χώρων, παραγωγή ζεστού νερού χρήσης και άλλες διεργασίες που δεν απαιτούν θερμότητα υψηλής θερμοκρασίας. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται διεθνώς εδώ και πολλές δεκαετίες (π.χ. Δανία).
Συστήματα Εναλλακτών
Χωρίζονται σε ανοιχτού και κλειστού κυκλώματος, με τη βασική τους διαφορά να έγκειται στο γεγονός ότι, τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα επιλέγονται σε περιοχές όπου η υπόγεια υδροφορία δεν είναι πλούσια και συνεχής καθ’ όλη τη διάρκεια του χρόνου, έναντι των ανοιχτών, όπου απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη πλούσιας και συνεχούς υδροφορίας στην περιοχή της εγκατάστασης. Ανάλογα με τη διάταξη του κλειστού κυκλώματος γεωσυλλέκτη, δηλαδή τον τρόπο επίστρωσης των σωληνώσεων στο έδαφος, τα συστήματα αυτά χωρίζονται σε οριζόντια, κατακόρυφα και κωνικά.
Αντλίες θερμότητας
Μηχανολογική διάταξη που επιτρέπει τη μεταφορά ενέργειας από έναν χώρο με χαμηλή θερμοκρασία, σε έναν χώρο με πιο υψηλή θερμοκρασία (αντίθετο από την φυσική μεταφορά θερμότητας).
Λόγω της σταθερής θερμοκρασίας του υπεδάφους (κυμαίνεται από 18 έως 22℃), σε βάθος από 5 έως 100 m, είναι δυνατή η εκμετάλλευση της διαφοράς θερμοκρασίας για θέρμανση χώρων το χειμώνα, ψύξη το καλοκαίρι αλλά και παροχή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ).
Ως προς τη θέρμανση χώρων, οι πιο διαδεδομένοι τύποι συστημάτων θέρμανσης με αντλίες θερμότητας είναι τα απλά και τα συνδυασμένα συστήματα με αντλίες θερμότητας (π.χ. ενδοδαπέδια θέρμανση).
Ένας εναλλακτικός και οικονομικός τρόπος ψύξης μια οικίας είναι η εφαρμογή του γεωθερμικού συστήματος κλιματισμού, όπου η ψύξη του κτιρίου επιτυγχάνεται μέσω της απόρριψης της θερμότητας από το κτίριο προς το υπέδαφος.

Τέλος, θα αποτελούσε παράλειψη αν δεν αναφέραμε το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Όρεγκον στις Η.Π.Α. Πρόκειται για ένα πρωτοπόρο στα θέματα γεωθερμίας πανεπιστήμιο όπου στις αρχές του 1960 μετέφερε το χώρο της πανεπιστημιούπολής του στην παρούσα τοποθεσία του με σκοπό την εκμετάλλευση του γεωθερμικά θερμού νερού. Στη παρούσα κατάσταση, πραγματοποιείται θέρμανση 12 κτιρίων με γεωθερμική ενέργεια (καλύπτουν 70.900 m2 – συνολικό κέρδος 1.000.000 €/έτος σε έξοδα θέρμανσης). Ακόμη, μελλοντικά επιθυμούν την πλήρη κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών του πανεπιστημίου (θα είναι το πρώτο στον κόσμο).
Είναι εύκολα κατανοητό ότι, τόσο η Ελλάδα όσο και η διεθνής κοινότητας δεν αξιοποιούν επαρκώς τη χρήση γεωθερμικής ενέργειας. Πρόκειται για μια ανεξάντλητη, οικολογική, οικονομικά εφαρμόσιμη λύση με τεχνολογίες που την καθιστούν εφικτή, ίσως ακόμα και στο σπίτι σου. Σκέψου λοιπόν ξανά, πριν καταλήξεις στο λιγνίτη, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο όταν υπάρχουν πιο φιλικές, οικονομικές και έξυπνες λύσεις.

Επιμέλεια: Νίκα Νεφέλη | geonews.gr







Συνεχίζοντας να χρησιμοποιείτε την ιστοσελίδα, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Περισσότερες πληροφορίες.

Οι ρυθμίσεις των cookies σε αυτή την ιστοσελίδα έχουν οριστεί σε "αποδοχή cookies" για να σας δώσουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία περιήγησης. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε αυτή την ιστοσελίδα χωρίς να αλλάξετε τις ρυθμίσεις των cookies σας ή κάνετε κλικ στο κουμπί "Κλείσιμο" παρακάτω τότε συναινείτε σε αυτό.

Κλείσιμο