Nové projekty využitia geotermálnej energie pre sústavy centralizovaného zásobovania teplom na Slove

Hojný výskyt zdrojov geotermálnej vody na Slovensku a existencia množstva sústav centralizovaného zásobovania teplom, kde možno geotermálnu energiu využiť, predstavujú ideálne podmienky pre rozvoj využívania geotermálnej energie. V súčasnosti sa intenzívne pripravujú viaceré projekty zamerané na využitie geotermálnej energie na vykurovanie miest a obci, ktoré sú v rôznych fázach rozpracovanosti.

Slovensko sa v Európe radí medzi krajiny s nadpriemernými geotermálnymi podmienkami. Väčšina geotermálnych zdrojov v krajine poskytuje geotermálnu vodu s teplotou do 100 °C, ktorá je optimálna pre využitie v sústavách centralizovaného zásobovania teplom.
Hromadná bytová výstavba zo sedemdesiatych a osemdesiatych rokoch minulého storočia je typická centralizovaným spôsobom výroby tepla a preto takmer v každom meste na Slovensku existuje sústava centralizovaného zásobovania teplom (SCZT). V dnešných dňoch je účinnosť výroby tepla v mnohých z týchto sústav na hranici akceptovateľnosti a je nevyhnutné pristupovať k ich rekonštrukciám a prestavbám. V rámci obnovy zdrojov tepla je potrebné zohľadňovať lokálne možnosti využívania obnoviteľných zdrojov energie. Vo vybraných oblastiach sa ako obzvlášť výhodný alternatívny zdroj javí geotermálna energia, ktorá má rovnako centrálny charakter a napojenie na SCZT by predstavovalo získanie stabilného a cenovo výhodného ekologického obnoviteľného zdroja tepla. V súčasnosti sú rozpracované viaceré projekty využívania geotermálnej energie v existujúcich SCZT nachádzajúce sa v lokalitách s dobrou preskúmanosťou. V tomto článku sú bližšie popísané projekty v mestách Veľký Meder, Sereď, Šaľa, Michalovce a Prešov

Geotermálny projekt vo Veľkom Mederi
Veľký Meder je známy najmä vďaka termálnemu kúpalisku, ktoré využívajú dva geotermálne vrty, pričom tieto tvoria počas rokov prevádzky spoľahlivý a hodnotný zdroj jednak geotermálnej vody využívanej priamo v bazénoch a jednak geotermálneho tepla využívaného na vykurovanie, vetranie a prípravu teplej úžitkovej vody v areály kúpaliska. Dlhoročné pozitívne skúsenosti s prevádzkovaním geotermálneho systému a možnosť širokej verejnosti byť v priamom „styku" s geotermálnou vodou vyvára v meste kladný vzťah k možnosti ďalšieho vyžívania geotermálnej energie.
V meste sa v súčasnosti nachádzajú dva systémy SCZT, každý s jednou centrálnou kotolňou s plynovými kotlami (Stred I s inštalovaným tepelným výkonom 7,3 MWt a ročnou výrobou tepla 37 000 GJ; Stred II s 2,2 MWt a 18 000 GJ). Obe SCZT zásobujú teplom a teplou úžitkovou vodou bytové domy (celkom 1 828 bytových jednotiek) a ďalšie objekty občianskej vybavenosti. Napriek snahe prevádzkovateľa o udržanie systému v čo najlepšom stave je nevyhnutné v blízkej budúcnosti pristúpiť ku komplexnej rekonštrukcií oboch sústav. V rámci rekonštrukcie je navrhnuté zlúčiť zdroj tepla oboch sústav do priestorov súčasnej kotolne Stred I a vybudovať potrubné prepojenie oboch sústav. Tým by bola dosiahnutá centralizácia zdroja tepla a možnosť dosiahnutia hospodárnejšej prevádzky sústav. Zároveň bude celé tepelné hospodárstvo transformované zo štvorrúrkového na dvojrúrkove, t.j. centrálna príprava TÚV bude zmenené na lokálnu prípravu v domových odovzdávacích staniciach umiestnených v každom zásobovanom objekte.
Vzhľadom na vhodné geologické podmienky v oblasti overené viacerými vrtmi je možné uvažovať s využívaním geotermálnej energie na dodávku tepla do zrekonštruovaných a zlúčených SCZT v meste. Navrhnuté je odvŕtanie ťažobného geotermálneho vrtu s hĺbkou do 2 500 m, pričom očakávané parametre geotermálnej vody sú: teplota na hlave vrtu 85°C, výdatnosť voľným prelivom 10 l/s, mineralizácia 5 - 6 g/l, teoreticky využiteľný energetický potenciál 2,9 MWt. Geotermálna voda bude dopravovaná prostredníctvom predizlovaného potrubia uloženého v zemi od vrtu do výmenníkovej stanice umiestnenej v centrálnej kotolni Stred I. Následne bude prostredníctvom výmenníkov tepla využitá na ohrev vykurovacej vody sústavy. Tepelný výkon výmenníkov na ohrev vykurovacej vody bude 2 500 kW. Ako špičkový a záložný zdroj tepla budú slúžiť nové plynové kotle s celkovým inštalovaným výkonom 11,5 MWt. Tepelne využitá geotermálna voda bude odvádzaná potrubím k navrhovanému reinjektážnemu vrtu VM-2 a následne reinjektovaná späť do ložiska.
Z celkového množstva tepla vyrobeného v zlúčenom zdroji tepla cca 55 000 GJ bude až 65% dodaných prostredníctvom geotermálnej energie (cca 35 550 GJ). To bude viesť k úspore zemného plynu cca 1,1 miliónov m3 ročne a zníženiu emisií CO2 o 2 200 ton ročne.
Investičné náklady na realizáciu geotermálneho projektu vrátane kompletnej rekonštrukcie a zjednotenia existujúcich SCZT sú vyčíslené na 7,3 mil. € (220 mil. SK). Bol vypracovaný komplexný projekt pre stavebné povolenie a v súčasnosti prebieha stavebné konanie.



Geotermálny projekt v Šali
Geografická poloha Šale, ktorá sa nachádza v geotermálnej oblasti poskytuje možnosť využívania geotermálnej energie na vykurovanie. V meste sú vybudované dve sústavy centralizovaného zásobovania teplom (SCZT), na ktoré je možné napojiť geotermálny zdroj a zásobovať geotermálnym teplom bytové domy a objekty občianskej vybavenosti. Z viacerých hľadísk sa javí ako najvýhodnejšie vybudovať geotermálnu stanicu pri centrálnej kotolni CK31, situovanej v západnej časti mesta.
Centrálna kotolňa CK31 dodáva teplo do bytových domov a objektov občianskej vybavenosti. V každom objekte zásobovanom teplom z SCZT je nainštalovaná domová odovzdávacia stanica (DOS), ktorá pracuje na tlakovo-nezávislom princípe. V DOS sa ohrieva sekundárna vykurovacia voda a prietokovým systémom sa pripravuje TÚV. Počet DOS napojených na rozvody z kotolne CK 31 je 82. Projektovaný teplotný spád primárneho okruhu je 100/50°C. Inštalované sú štyri plynové kotle s celkovým tepelným výkonom 20,7 MWt. Ročne sa v CK31 vyrobí približne 87 000 GJ tepla.
Navrhnuté je vybudovanie ťažobného geotermálneho vrtu GTŠ-1 s celkovou hĺbkou 2 100 m, ktorého očakávané parametre sú nasledovné: teplota na hlave vrtu 73°C, výdatnosť čerpaním prelivom 15 l/s, mineralizácia 3,5 - 5 g/l, teoreticky využiteľný energetický potenciál 3,8 MWt. Geotermálna voda bude dopravovaná prostredníctvom predizolovaného potrubia uloženého v zemi od vrtu do výmenníkovej stanice umiestnenej v kotolni CK31. Následne bude prostredníctvom výmenníkov tepla s celkovým tepelným výkonom 3,5 MWt a tepelných čerpadiel s celkovým tepelným výkonom 3,0 MWt využitá na ohrev vykurovacej vody sústavy. Elektrická energia na pohon tepelných čerpadiel bude vyrábaná v kogeneračnej jednotke spaľujúcej zemný plyn. Ako špičkový a záložný zdroj tepla budú slúžiť existujúce plynové kotle. Tepelne využitá geotermálna voda bude vypúšťaná do rieky Váh.
Geotermálna energia v kombinácií s tepelnými čerpadlami zabezpečia cca 73 % ročnej výroby tepelnej energie (63 510 GJ), zvyšok bude pokrytý tepelnou energiou vyrobenou kogeneračnou jednotkou (15% - 12 717 GJ) a plynovými kotlami (12% - 10 715 GJ). Úspora zemného plynu oproti súčasnému stavu je cca 1,4 mil. m3 ročne, čo zodpovedá zníženiu emisií CO2 o cca 2 900 ton ročne.
Investičné náklady na realizáciu geotermálneho projektu v meste Sereď sú vyčíslené na 4,5 mil. € (136 mil. SK). V súčasnosti prebiehajú vrtné práce a realizácia technologického zariadenia.



Geotermálny projekt v Michalovciach
Michalovce sa nachádzajú v severnej časti Východoslovenskej nížiny v blízkosti Zemplínskej Šíravy. V okolí mesta sa nachádzajú zdroje geotermálnej energie vhodné na energetické využitie pre potreby mesta. V meste sa nachádza viacero sústav centralizovaného zásobovania teplom (SCZT) zásobujúcich prevažne bytové domy a objekty občianskej vybavenosti. Vzhľadom na pomerne vysoký energetický potenciál geotermálneho zdroja a jeho rovnako centrálny charakter, je veľmi výhodné využívať geotermálnu energiu práve v niektorej z kotolní existujúcich SCZT.
Pre využitie energetického potenciálu geotermálneho zdroja boli po zanalyzovaní všetkých možností vybraté kotolne PK-1, PK-2 a PK-3. Jedná sa o kotolne s plynovými teplovodnými kotlami. Teplotný spád vykurovacej vody je štandardný, 90/70°C. TÚV je pripravovaná centrálne v každej kotolni kombinovaným spôsobom. Kotolne zásobujú teplom a TÚV celkovo 126 bytových domov a ďalšie objekty občianskej vybavenosti. Ročná výroba tepla v týchto kotolniach sa pohybuje na úrovni cca 100 000 GJ.
Navrhnutý je ťažobný geotermálny vrt s hĺbkou 1 900 m (s možnosťou prehĺbenia o 300 m) situovaný juhovýchodne od mesta. Očakávané energetické parametre vrtu sú nasledovné: teplota na hlave vrtu 85°C, výdatnosť čerpaním prelivom 15 l/s, teoreticky využiteľný energetický potenciál 4,7 MWt.
Na umožnenie využívania geotermálnej energie v uvedených kotolniach je potrebné vykonať niekoľko úprav. Hlavná zmena bude spočívať v centralizovaní zdroja tepla do priestorov kotolne PK-1 a prepojenia potrubných rozvodov. Z kotolní PK-2 a PK-3 budú odstránené kotle a bude vybudované potrubné prepojenie kotolne PK-1 s bývalými kotolňami PK-2 a PK-3. Teplotný spád primárnej vykurovacej vody bude 90/50°C vo vykurovacom období a 70/40°C v letnom období (na prípravu TÚV). Inštalovaný tepelný výkon plynových kotlov v kotolni PK-1 bude po úpravách 16,12 MWt. Geotermálna voda bude privedená do výmenníkovej stanice v kotolni PK-1 predizolovaným potrubím s dĺžkou 5,2 km. Geotermálna energia sa bude v centralizovanej kotolni PK-1 využívať na vykurovanie a prípravu TÚV. V prvom stupni geotermálna voda odovzdá teplo vykurovacej vode vo výmenníku tepla. V druhom stupni bude ochladená geotermálna voda využitá na predohrev TÚV vo výmenníku tepla.



Množstvo tepelnej energie dodané geotermálnou energiou predstavuje cca 43% (43 000 GJ) z celkovej ročnej výroby tepelnej energie, pričom zvyšných 67% bude pokrytých plynovými kotlami. Následne bude tepelne využitá geotermálna voda odvedená pre potreby jej možného ďalšieho využitia v rekreačno-športovom areály (aquaparku) alebo podobne. Likvidácia využitej geotermálnej vody bude realizovaná vypúšťaním do rieky Laborec.
Investičné náklady na realizáciu geotermálneho projektu v meste Michalovce sú vyčíslené na 10,2 mil. € (308 mil. SK). Bola spracovaná predprojektová technicko-ekonomická štúdia realizovateľnosti a v súčasnosti sa hľadá investor.

Text: Ing. Oto Halás

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk