ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ: ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΗΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ

Transcript

1 ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ: ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΗΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΓΗΑΣΑΗΟΛΟΓΖΖ ΓΔΧΘΔΡΜΗΚΟΤ ΔΝΑΛΛΑΚΣΖ ΜΔ ΥΡΖΖ ΤΠΟΛΟΓΗΣΗΚΟΤ ΓΖΜΖΣΡΗΑΓΖ ΗΧΑΝΝΖ ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ: ΠΟΣΟΛΗΑ ΚΧΝ/ΝΟ ΚΑΒΑΛΑ ΦΔΒΡΟΤΑΡΗΟ 2011

2 ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ: ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΗΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΓΗΑΣΑΗΟΛΟΓΖΖ ΓΔΧΘΔΡΜΗΚΟΤ ΔΝΑΛΛΑΚΣΖ ΜΔ ΥΡΖΖ ΤΠΟΛΟΓΗΣΗΚΟΤ ΓΖΜΖΣΡΗΑΓΖ ΗΧΑΝΝΖ ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ: ΠΟΣΟΛΗΑ ΚΧΝ/ΝΟ ΚΑΒΑΛΑ ΦΔΒΡΟΤΑΡΗΟ 2011

3 ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟ.. ζει.5 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1: ΑΝΑΝΔΩΙΜΔ ΠΗΓΔ ΔΝΔΡΓΔΙΑ 1.1 ΔΙΑΓΩΓΗ ΣΙ ΑΝΑΝΔΩΙΜΔ ΠΗΓΔ ΔΝΔΡΓΔΙΑ... ζει Γεληθά ζει Ση ραξαθηεξίδνπκε Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (Α.Π.Δ).... ζει Δίδε Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο(Α.Π.Δ)..... ζει Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα ησλ ΑΠΔ ζει Δλεξγεηαθφ Ηζνδχγην... ζει Κφζηνο ελέξγεηαο.... ζει Ζ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ηεο Διιάδαο... ζει Απνζέκαηα νξπθηψλ θαπζίκσλ.. ζει.16 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2: ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ 2.1 ΓΔΩΘΔΡΜΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ...ζει Ηζηνξία ηεο Γεσζεξκηθήο Δλέξγεηαο ζει Ση είλαη Γεσζεξκηθή Δλέξγεηα.. ζει ΓΔΩΛΟΓΙΚΟ ΤΠΟΒΑΘΡΟ.. ζει Ζ δνκή ηεο γεο... ζει Ληζνζθαηξηθέο πιάθεο ζει Παξαγσγή ζεξκφηεηαο ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο.. ζει Μεηάδνζε θαη ξνε ηεο ζεξκφηεηαο ζηε γε.... ζει ΓΔΩΘΔΡΜΙΚΑ ΠΔΓΙΑ. ζει ρεκαηηζκφο γεσζεξκηθνχ πεδίνπ ζει Σαμηλφκεζε Γεσζεξκηθψλ Πεδίσλ.... ζει Γηάθξηζε Γεσζεξκηθψλ Πεδίσλ ζει Ζ Αλαλεσζηκφηεηα ηεο Γεσζεξκηθήο Δλέξγεηαο... ζει.34 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΒΑΘΗ ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ 3.1 ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΒΑΘΟΤ ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ..... ζει Ση είλαη ε Αβαζήο Γεσζεξκία. ζει Αμηνπνίεζε Αβαζνχο Γεσζεξκίαο. ζει.39 ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 3

4 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4: ΓΔΩΘΔΡΜΙΚΗ ΑΝΣΛΙΑ ΘΔΡΜΟΣΗΣΑ (Γ.Α.Θ) ΚΑΙ ΓΔΩΘΔΡΜΙΚΟΙ ΔΝΑΛΛΑΚΣΔ ΘΔΡΜΟΣΗΣΑ (Γ.Δ.Θ) 4.1 Δηζαγσγή ζηηο Γ.Α.Θ θαη ζηνπο Γ.Δ.Θ..... ζει Γεληθά... ζει Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα κηαο ΓΑΘ.... ζει Λεηηνπξγία θαη Σχπνη Γεσζεξκηθψλ Αληιηψλ Θεξκφηεηαο (ΓΑΘ) ζει Αξρή ιεηηνπξγίαο Γεσζεξκηθψλ Αληιηψλ Θεξκφηεηαο..... ζει Απφ ηη απνηειείηαη κηα Γεσζεξκηθή Αληιία Θεξκφηεηαο.. ζει Καηεγνξίεο Γεσζεξκηθψλ πζηεκάησλ..... ζει Δμαξηήκαηα Γεσζεξκηθψλ πζηεκάησλ... ζει Πεγέο Δλέξγεηαο..... ζει Χο πεγή ελέξγεηαο ην έδαθνο ζει Χο πεγή ελέξγεηαο ν αέξαο..... ζει Χο πεγή ελέξγεηαο ην έδαθνο.. ζει Πξνυπνζέζεηο εγθαηάζηαζεο ζει Δλεξγεηαθφ θφζηνο ζει Οη δαπάλεο ζπληήξεζεο... ζει Πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο θαη Γ.Α.Θ ζει Δμνπιηζκόο Γεσζεξκηθώλ Δγθαηαζηάζεσλ.. ζει Γεληθά..... ζει Αξρή ιεηηνπξγία Δλδνδαπέδηαο Θέξκαλζεο.. ζει.62 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5: ΜΔΛΔΣΗ ΔΦΑΡΜΟΓΗ ΣΗ ΑΒΑΘΟΤ ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ ΜΔ ΤΠΟΛΟΓΙΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ RETSCREEN INTERNATIONAL 5.1 Δηζαγσγή.. ζει Τπνινγηζηηθφ πξφγξακκα RETSCREEN INTERNATIONAL. ζει Πεξίπησζε ζέξκαλζε-ςχμε ζε θαηνηθία 250m 2... ζει Γεδνκέλα γηα ην ππνινγηζηηθό πξόγξακκα RETScreen.. ζει Φνξηίν γηα ζέξκαλζε-ςχμε ηεο εγθαηάζηαζεο ζει Δλεξγεηαθφ κνληέιν ζπκπαξαγσγήο ζέξκαλζεο θαη ςχμεο ζει Δμνπιηζκφο πινπνίεζεο ζπκπαξαγσγήο ζέξκαλζεο θαη ςχμεο... ζει Αλάιπζε θφζηνπο γηα ζπκπαξαγσγή ζέξκαλζεο θαη ςχμεο... ζει Οηθνλνκηθή Αλάιπζε... ζει πκπεξάζκαηα. ζει.77 ΔΠΗΛΟΓΟ. ζει.80 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΗΓΔ ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 4

5 ΠΡΟΛΟΓΟ Σα ηειεπηαία ρξφληα παξαηεξείηαη κηα ζηξνθή πξνο ηηο Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (ΑΠΔ), πξάγκα πνπ νθείιεηαη φρη κφλν ζην πεπεξαζκέλν ησλ ζπκβαηηθψλ (κε αλαλεψζηκσλ) πεγψλ ελέξγεηαο αιιά θαη ζηελ αλάγθε κείσζεο ησλ δπζκελψλ επηπηψζεσλ απφ ηε ρξήζε ηνπο ζην πεξηβάιινλ. Ζ Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο είλαη κνξθέο εθκεηαιιεχζηκεο ελέξγεηαο πνπ πξνέξρεηαη απφ δηάθνξεο θπζηθέο δηαδηθαζίεο, φπσο ν άλεκνο, ε γεσζεξκία, ε θπθινθνξία ηνπ λεξνχ θαη άιιεο. Ο φξνο "ήπηεο" αλαθέξεηαη ζε δπν βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπο. Καηαξρήλ, γηα ηελ εθκεηάιιεπζή ηνπο δελ απαηηείηαη θάπνηα ελεξγεηηθή παξέκβαζε, φπσο εμφξπμε, άληιεζε, θαχζε, φπσο κε ηηο κέρξη ηψξα ρξεζηκνπνηνχκελεο πεγέο ελέξγεηαο, αιιά απιψο ε εθκεηάιιεπζε ηεο ήδε ππάξρνπζαο ξνήο ελέξγεηαο ζηε θχζε. Γεχηεξν, πξφθεηηαη γηα "θαζαξέο" κνξθέο ελέξγεηαο, πνιχ θηιηθέο ζην πεξηβάιινλ, πνπ δελ απνδεζκεχνπλ πδξνγνλάλζξαθεο, δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ή ηνμηθά θαη ξαδηελεξγά απφβιεηα φπσο νη ππφινηπεο πεγέο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε κεγάιε θιίκαθα. Χο "αλαλεψζηκεο πεγέο" ζεσξνχληαη γεληθά νη ελαιιαθηηθέο ησλ παξαδνζηαθψλ πεγψλ ελέξγεηαο (π.ρ. ηνπ πεηξειαίνπ ή ηνπ άλζξαθα), φπσο ε ειηαθή θαη ε αηνιηθή. Ο ραξαθηεξηζκφο "αλαλεψζηκεο" είλαη θάπσο θαηαρξεζηηθφο, κηα θαη νξηζκέλεο απφ απηέο ηηο πεγέο, φπσο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα δελ αλαλεψλνληαη ζε θιίκαθα ρηιηεηηψλ. Σειεπηαία απφ ηελ Δπξσπατθή Έλσζε αιιά θαη πνιιά θξάηε πηνζεηνχληαη λέεο πνιηηηθέο γηα ηε ρξήζε αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο, πνπ πξνάγνπλ ηέηνηεο εζσηεξηθέο πνιηηηθέο θαη γηα ηα θξάηε κέιε. Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα άξρηζε λα αμηνπνηείηαη εδψ θαη ρηιηάδεο ρξφληα θπξίσο ινπηξνζεξαπεπηηθνχο ζθνπνχο. Ζ αμηνπνίεζε ηεο ζηελ επνρή καο μεθίλεζε νπζηαζηηθά ζηηο αξρέο ηνπ πεξαζκέλνπ αηψλα ζηελ Ηηαιία κε ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ηζρχνο ζην Larderello. Ζ ζπζηεκαηηθή ζέξκαλζε ρψξσλ άξρηζε λα πινπνηείηαη κεξηθέο δεθαεηίεο αξγφηεξα ζηελ Ηζιαλδία. ηφρνο απηήο ηεο πηπρηαθήο είλαη λα δείμεη ηνπο ηξφπνπο κε ηνπο νπνίνπο κπνξνχκε λα εθκεηαιιεπηνχκε ηελ γεσζεξκηθή ελέξγεηα ζην επίπεδν ηεο Αβαζνχο Γεσζεξκίαο γηα ζέξκαλζε - ςχμε. ΔΤΥΑΡΙΣΙΔ ην ζεκείν απηφ ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ θαζεγεηή κνπ θ. Πνηφιηα Κσλζηαληίλν γηα ηελ εκπηζηνζχλε πνπ κνπ έδεημε θαη ηελ αλάζεζε απηήο ηφζν ελδηαθέξνπζαο πηπρηαθήο εξγαζίαο. Καζψο θαη ηελ άςνγε ζπλεξγαζία πνπ είρακε θαζ φιε ηελ δηάξθεηα ηεο πινπνίεζεο ηεο. ηε ζπλέρεηα ζέισ λα επραξηζηήζσ ηνπο γνλείο κνπ πνπ κε ζηεξίμαλε κε ηνλ θαιχηεξν δπλαηφ ηξφπν ζε φιε ηελ δηάξθεηα ησλ ζπνπδψλ κνπ. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 5

6 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΝΑΝΔΩΙΜΔ ΠΗΓΔ ΔΝΔΡΓΔΙΑ 1.1 Δηζαγσγή ζηηο Αλαλεώζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο Γεληθά Οη ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο νπζηαζηηθά βαζίδνληαη ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία, κε εμαίξεζε ηε γεσζεξκηθή ελέξγεηα, ε νπνία είλαη ξνή ελέξγεηαο απφ ην εζσηεξηθφ ηνπ θινηνχ ηεο γεο, θαη ηελ ελέξγεηα απ' ηηο παιίξξνηεο πνπ εθκεηαιιεχεηαη ηε βαξχηεηα. Οη βαζηδφκελεο ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία ήπηεο πεγέο ελέξγεηαο είλαη αλαλεψζηκεο, κηαο θαη δελ πξφθεηηαη λα εμαληιεζνχλ φζν ππάξρεη ν ήιηνο, δειαδή γηα κεξηθά αθφκα δηζεθαηνκκχξηα ρξφληα. Οπζηαζηηθά είλαη ειηαθή ελέξγεηα "ζπζθεπαζκέλε" θαηά ηνλ έλα ή ηνλ άιιν ηξφπν. Ζ βηνκάδα είλαη ειηαθή ελέξγεηα δεζκεπκέλε ζηνπο ηζηνχο ησλ θπηψλ κέζσ ηεο θσηνζχλζεζεο, ε αηνιηθή εθκεηαιιεχεηαη ηνπο αλέκνπο πνπ πξνθαινχληαη απ' ηε ζέξκαλζε ηνπ αέξα ελψ απηέο πνπ βαζίδνληαη ζην λεξφ εθκεηαιιεχνληαη ηνλ θχθιν εμάηκηζεο-ζπκπχθλσζεο ηνπ λεξνχ θαη ηελ θπθινθνξία ηνπ. Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα δελ είλαη αλαλεψζηκε, θαζψο ηα γεσζεξκηθά πεδία θάπνηα ζηηγκή εμαληινχληαη. Υξεζηκνπνηνχληαη είηε άκεζα (θπξίσο γηα ζέξκαλζε) είηε κεηαηξεπφκελεο ζε άιιεο κνξθέο ελέξγεηαο (θπξίσο ειεθηξηζκφ ή κεραληθή ελέξγεηα). Τπνινγίδεηαη φηη ην ηερληθά εθκεηαιιεχζηκν ελεξγεηαθφ δπλακηθφ απ' ηηο ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο είλαη πνιιαπιάζην ηεο παγθφζκηαο ζπλνιηθήο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο. Ζ πςειή φκσο κέρξη πξφζθαηα ηηκή ησλ λέσλ ελεξγεηαθψλ εθαξκνγψλ, ηα ηερληθά πξνβιήκαηα εθαξκνγήο θαζψο θαη πνιηηηθέο θαη νηθνλνκηθέο ζθνπηκφηεηεο πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ηε δηαηήξεζε ηνπ παξφληνο ζηάηνπο ζηνλ ελεξγεηαθφ ηνκέα εκπφδηζαλ ηελ εθκεηάιιεπζε έζησ θαη κέξνπο απηνχ ηνπ δπλακηθνχ. Δηδηθά ζηελ Διιάδα, πνπ έρεη κνξθνινγία θαη θιίκα θαηάιιειν γηα λέεο ελεξγεηαθέο εθαξκνγέο, ε εθκεηάιιεπζε απηνχ ηνπ ελεξγεηαθνχ δπλακηθνχ ζα βνεζνχζε ζεκαληηθά ζηελ ελεξγεηαθή απηνλνκία ηεο ρψξαο. Σν ελδηαθέξνλ γηα ηηο ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο αλαθηλήζεθε ηε δεθαεηία ηνπ 1970, σο απνηέιεζκα θπξίσο ησλ απαλσηψλ πεηξειατθψλ θξίζεσλ ηεο επνρήο, αιιά θαη ηεο αιινίσζεο ηνπ πεξηβάιινληνο θαη ηεο πνηφηεηαο δσήο απφ ηε ρξήζε θιαζηθψλ πεγψλ ελέξγεηαο. Ηδηαίηεξα αθξηβέο ζηελ αξρή, μεθίλεζαλ ζαλ πεηξακαηηθέο εθαξκνγέο. ήκεξα φκσο ιακβάλνληαη ππφςε ζηνπο επίζεκνπο ζρεδηαζκνχο ησλ αλεπηπγκέλσλ θξαηψλ γηα ηελ ελέξγεηα θαη, αλ θαη ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 6

7 απνηεινχλ πνιχ κηθξφ πνζνζηφ ηεο ελεξγεηαθήο παξαγσγήο, εηνηκάδνληαη βήκαηα γηα παξαπέξα αμηνπνίεζή ηνπο. Σν θφζηνο δε ησλ εθαξκνγψλ ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο πέθηεη ζπλέρεηα ηα ηειεπηαία είθνζη ρξφληα θαη εηδηθά ε αηνιηθή θαη πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα, αιιά θαη ε βηνκάδα, κπνξνχλ πιένλ λα αληαγσλίδνληαη ζηα ίζα παξαδνζηαθέο πεγέο ελέξγεηαο φπσο ν άλζξαθαο θαη ε ππξεληθή ελέξγεηα. Δλδεηθηηθά, ζηηο Ζ.Π.Α. έλα 6% ηεο ελέξγεηαο πξνέξρεηαη απφ αλαλεψζηκεο πεγέο, ελψ ζηελ Δπξσπατθή Έλσζε ην 2010 ην 25% ηεο ελέξγεηαο ζα πξνέξρεηαη απφ αλαλεψζηκεο πεγέο (θπξίσο πδξνειεθηξηθά θαη βηνκάδα) Ση ραξαθηεξίδνπκε Αλαλεώζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (Α.Π.Δ) Οη ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο ή "αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο" (ΑΠΔ), είλαη εθκεηαιιεχζηκεο κνξθήο ελέξγεηεο πνπ πξνέξρνληαη απφ δηάθνξεο θπζηθέο δηαδηθαζίεο, φπσο ν άλεκνο, ε γεσζεξκία, ε θπθινθνξία ηνπ λεξνχ θαη άιιεο. Ο φξνο "ήπηεο" αλαθέξεηαη ζε δπν βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπο. Καηαξρήλ, γηα ηελ εθκεηάιιεπζή ηνπο δελ απαηηείηαη θάπνηα ελεξγεηηθή παξέκβαζε, φπσο εμφξπμε, άληιεζε, θαχζε, φπσο κε ηηο κέρξη ηψξα ρξεζηκνπνηνχκελεο πεγέο ελέξγεηαο, αιιά απιψο ε εθκεηάιιεπζε ηεο ήδε ππάξρνπζαο ξνήο ελέξγεηαο ζηε θχζε. Γεχηεξνλ, πξφθεηηαη γηα "θαζαξέο" κνξθέο ελέξγεηαο, πνιχ θηιηθέο ζην πεξηβάιινλ, πνπ δελ απνδεζκεχνπλ πδξνγνλάλζξαθεο, δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ή ηνμηθά θαη ξαδηελεξγά απφβιεηα φπσο νη ππφινηπεο πεγέο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε κεγάιε θιίκαθα. Χο "αλαλεψζηκεο πεγέο" ζεσξνχληαη γεληθά νη ελαιιαθηηθέο ησλ παξαδνζηαθψλ πεγψλ ελέξγεηαο ( πεηξειαίνπ, άλζξαθα), φπσο ε ειηαθή θαη ε αηνιηθή. Ο φξνο "αλαλεψζηκεο" είλαη θάπσο θαηαρξεζηηθφο, κηα θαη νξηζκέλεο απφ απηέο ηηο πεγέο, φπσο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα δελ αλαλεψλνληαη ζε θιίκαθα ρηιηεηηψλ. Σειεπηαία απφ ηελ Δπξσπατθή Έλσζε αιιά θαη πνιιά θξάηε πηνζεηνχληαη λέεο πνιηηηθέο γηα ηε ρξήζε αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο, πνπ πξνάγνπλ ηέηνηεο εζσηεξηθέο πνιηηηθέο θαη γηα ηα θξάηε κέιε. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 7

8 1.1.3 Δίδε Αλαλεώζηκσλ Πεγώλ Δλέξγεηαο(Α.Π.Δ) Αηνιηθή ελέξγεηα. Υξεζηκνπνηήζεθε παιηφηεξα γηα ηελ άληιεζε λεξνχ απφ πεγάδηα θαζψο θαη γηα κεραληθέο εθαξκνγέο (π.ρ. ηελ άιεζε ζηνπο αλεκφκπινπο). Έρεη αξρίζεη λα ρξεζηκνπνηείηαη πιαηηά γηα ειεθηξνπαξαγσγή. Δηθόλα 1.1: Αηνιηθφ Πάξθν Ζιηαθή Δλέξγεηα. Υξεζηκνπνηείηαη πεξηζζφηεξν γηα ζεξκηθέο εθαξκνγέο (ειηαθνί ζεξκνζίθσλεο θαη θνχξλνη) ελψ ε ρξήζε ηεο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ έρεη αξρίζεη λα θεξδίδεη έδαθνο, κε ηελ βνήζεηα ηεο πνιηηηθήο πξνψζεζεο ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο απφ ην ειιεληθφ θξάηνο θαη ηελ Δπξσπατθή Έλσζε. Δηθόλα 1.2: Φσηνβνιηαηθφ Πάξθν ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 8

9 Τδξνειεθηξηθή Δλέξγεηα. Δίλαη ηα γλσζηά πδξνειεθηξηθά έξγα, πνπ ζην πεδίν ησλ ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο εμεηδηθεχνληαη πεξηζζφηεξν ζηα κηθξά πδξνειεθηξηθά. Δίλαη ε πην δηαδεδνκέλε κνξθή αλαλεψζηκεο ελέξγεηαο. Δηθόλα 1.3: Τδξνειεθηξηθφο ηαζκφο Βηνκάδα. Υξεζηκνπνηεί ηνπο πδαηάλζξαθεο ησλ θπηψλ (θπξίσο απνβιήησλ ηεο βηνκεραλίαο μχινπ, ηξνθίκσλ θαη δσνηξνθψλ θαη ηεο βηνκεραλίαο δάραξεο) κε ζθνπφ ηελ απνδέζκεπζε ηεο ελέξγεηαο πνπ δεζκεχηεθε απ' ην θπηφ κε ηε θσηνζχλζεζε. Αθφκα κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ αζηηθά απφβιεηα θαη απνξξίκκαηα. Μπνξεί λα δψζεη βηναηζαλφιε θαη βηναέξην, πνπ είλαη θαχζηκα πην θηιηθά πξνο ην πεξηβάιινλ απφ ηα παξαδνζηαθά. Δίλαη κηα πεγή ελέξγεηαο κε πνιιέο δπλαηφηεηεο θαη εθαξκνγέο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί πιαηηά ζην κέιινλ. Δηθόλα 1.4: Υξήζε βηνκάδαο γηα παξαγσγή ειεθηξηζκνχ ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 9

10 Γεσζεξκηθή Δλέξγεηα. Πξνέξρεηαη απφ ηε ζεξκφηεηα πνπ παξάγεηαη απ' ηε ξαδηελεξγφ απνζχλζεζε ησλ πεηξσκάησλ ηεο γεο. Δίλαη εθκεηαιιεχζηκε εθεί φπνπ ε ζεξκφηεηα απηή αλεβαίλεη κε θπζηθφ ηξφπν ζηελ επηθάλεηα, π.ρ. ζηνπο ζεξκνπίδαθεο ή ζηηο πεγέο δεζηνχ λεξνχ. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί είηε απεπζείαο γηα ζεξκηθέο εθαξκνγέο είηε γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ. Ζ Ηζιαλδία θαιχπηεη ην 80-90% ησλ ελεξγεηαθψλ ηεο αλαγθψλ κε γεσζεξκηθή ελέξγεηα. Δηθόλα 1.5: Γεσζεξκηθή Δλέξγεηα Δλέξγεηα απφ παιίξξνηεο. Δθκεηαιιεχεηαη ηε βαξχηεηα ηνπ Ήιηνπ θαη ηεο ειήλεο, πνπ πξνθαιεί αλχςσζε ηεο ζηάζκεο ηνπ λεξνχ. Σν λεξφ απνζεθεχεηαη θαζψο αλεβαίλεη θαη γηα λα μαλαθαηέβεη αλαγθάδεηαη λα πεξάζεη κέζα απφ κηα ηνπξκπίλα, παξάγνληαο ειεθηξηζκφ. Έρεη εθαξκνζηεί ζηελ Αγγιία, ηε Γαιιία, ηε Ρσζία θαη αιινχ. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 10

11 Δηθόλα 1.6: Παξαγσγή ελέξγεηαο απφ παιίξξνηεο Δλέξγεηα απφ θχκαηα. Δθκεηαιιεχεηαη ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα ησλ θπκάησλ ηεο ζάιαζζαο. Δηθόλα 1.7: Δλέξγεηα απφ θχκαηα Δλέξγεηα απφ ηνπο σθεαλνχο. Δθκεηαιιεχεηαη ηε δηαθνξά ζεξκνθξαζίαο αλάκεζα ζηα ζηξψκαηα ηνπ σθεαλνχ, θάλνληαο ρξήζε ζεξκηθψλ θχθισλ. Βξίζθεηαη ζην ζηάδην ηεο έξεπλαο. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 11

12 Δηθόλα 1.8: Δλέξγεηα απφ ηνπο σθεαλνχο Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα ησλ ΑΠΔ Πιενλεθηήκαηα ησλ ΑΠΔ o Δίλαη πνιχ θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ, έρνληαο νπζηαζηηθά κεδεληθά θαηάινηπα θαη απφβιεηα. o Γελ πξφθεηηαη λα εμαληιεζνχλ πνηέ, ζε αληίζεζε κε ηα νξπθηά θαχζηκα. o Μπνξνχλ λα βνεζήζνπλ ηελ ελεξγεηαθή απηάξθεηα κηθξψλ θαη αλαπηπζζφκελσλ ρσξψλ, θαζψο θαη λα απνηειέζνπλ ηελ ελαιιαθηηθή πξφηαζε ζε ζρέζε κε ηελ νηθνλνκία ηνπ πεηξειαίνπ. o Δίλαη επέιηθηεο εθαξκνγέο πνπ κπνξνχλ λα παξάγνπλ ελέξγεηα αλάινγε κε ηηο αλάγθεο ηνπ επί ηφπνπ πιεζπζκνχ, θαηαξγψληαο ηελ αλάγθε γηα ηεξάζηηεο κνλάδεο παξαγσγήο ελέξγεηαο (θαηαξρήλ γηα ηελ χπαηζξν) αιιά θαη γηα κεηαθνξά ηεο ελέξγεηαο ζε κεγάιεο απνζηάζεηο. o Ο εμνπιηζκφο είλαη απιφο ζηελ θαηαζθεπή θαη ηε ζπληήξεζε θαη έρεη κεγάιν ρξφλν δσήο. o Δπηδνηνχληαη απφ ηηο πεξηζζφηεξεο θπβεξλήζεηο. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 12

13 Μεηνλεθηήκαηα ησλ ΑΠΔ o Έρνπλ αξθεηά κηθξφ ζπληειεζηή απφδνζεο, ηεο ηάμεο ηνπ 30% ή θαη ρακειφηεξν. πλεπψο απαηηείηαη αξθεηά κεγάιν αξρηθφ θφζηνο εθαξκνγήο ζε κεγάιε επηθάλεηα γεο. Γη' απηφ ην ιφγν κέρξη ηψξα ρξεζηκνπνηνχληαη ζαλ ζπκπιεξσκαηηθέο πεγέο ελέξγεηαο. o Γηα ηνλ παξαπάλσ ιφγν πξνο ην παξφλ δελ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ θάιπςε ησλ αλαγθψλ κεγάισλ αζηηθψλ θέληξσλ. o Ζ παξνρή θαη απφδνζε ηεο αηνιηθήο, πδξνειεθηξηθήο θαη ειηαθήο ελέξγεηαο εμαξηάηαη απφ ηελ επνρή ηνπ έηνπο αιιά θαη απφ ην γεσγξαθηθφ πιάηνο θαη ην θιίκα ηεο πεξηνρήο ζηελ νπνία εγθαζίζηαληαη. o Γηα ηηο αηνιηθέο κεραλέο ππάξρεη ε άπνςε φηη δελ είλαη θνκςέο απφ αηζζεηηθή άπνςε θη φηη πξνθαινχλ ζφξπβν θαη ζαλάηνπο πνπιηψλ. Με ηελ εμέιημε φκσο ηεο ηερλνινγίαο ηνπο θαη ηελ πξνζεθηηθφηεξε επηινγή ρψξσλ εγθαηάζηαζεο (π.ρ. ζε πιαηθφξκεο ζηελ αλνηρηή ζάιαζζα) απηά ηα πξνβιήκαηα έρνπλ ζρεδφλ ιπζεί. o Γηα ηα πδξνειεθηξηθά έξγα ιέγεηαη φηη πξνθαινχλ έθιπζε κεζαλίνπ απφ ηελ απνζχλζεζε ησλ θπηψλ πνπ βξίζθνληαη θάησ απ' ην λεξφ θη έηζη ζπληεινχλ ζην θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ Δλεξγεηαθό Ιζνδύγην Ζ ελεξγεηαθή επάξθεηα θαη αζθάιεηα απαζρνιεί ηδηαίηεξα ηηο πεξηζζφηεξεο ρψξεο, θαζψο γηα ην κεγαιχηεξν κέξνο ηεο πξσηνγελνχο παξαγσγήο ελέξγεηαο ρξεζηκνπνηνχληαη νξπθηά θαχζηκα, ηα νπνία θαη ζπλήζσο εηζάγνληαη κε ηηο γλσζηέο δηαθπκάλζεηο ησλ ηηκψλ. Δλδεηθηηθά αλαθέξεηαη φηη ζήκεξα ε Δ.Δ. εηζάγεη ην 50% ηεο ελέξγεηαο πνπ ρξεηάδεηαη, πνζνζηφ πνπ αλακέλεηαη λα αλέιζεη ζην 70% ην 2030 θαη αληίζηνηρε αχμεζε ηεο ρξήζεο νξπθηψλ θαπζίκσλ. Ο θηιφδνμνο εζληθφο ζηφρνο ηεο αχμεζεο ηεο ζπκκεηνρήο ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (ΑΠΔ) ζην 20% ηεο ειεθηξνπαξαγσγήο ην 2010, απνκαθξχλεηαη ζηαζεξά ηα ηειεπηαία ρξφληα θαζψο ζεζκηθέο αγθπιψζεηο θαη αλεπαξθή θίλεηξα θαηέζηεζαλ επί καθξφλ απνηξεπηηθέο ηέηνηνπ είδνπο επελδχζεηο. Ζ απφζηαζε απφ ηνλ ζηφρν απηφ θαηαδεηθλχεηαη απφ ηε ρακειή δηείζδπζε ησλ ΑΠΔ ζην ελεξγεηαθφ ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 13

14 κείγκα ηεο ρψξαο, θαζψο έσο ην 2006 δηακνξθσλφηαλ ζε επίπεδα θάησ ηνπ 6%. Ζ ειεθηξνπαξαγσγή απφ ΑΠΔ ζηελ Διιάδα (κε εμαίξεζε ηα κεγάια πδξνειεθηξηθά) πξνζεγγίδεη πεξίπνπ ην 4% ηεο αθαζάξηζηεο εγρψξηαο θαηαλάισζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Αθνξά θπξίσο αηνιηθά θαη κηθξά πδξνειεθηξηθά, ζε κηθξφ βαζκφ ηε βηνκάδα, ελψ ηειεπηαία αξρίδεη λα γίλεηαη αηζζεηή θαη ε ζπλεηζθνξά ησλ θσηνβνιηατθψλ. Ζ θαηάζηαζε ζηελ Διιάδα ηε ρψξα καο ππάξρεη πςειφ δπλακηθφ γηα παξαγσγή ελέξγεηαο απφ αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο (ΑΠΔ). Ζ αλάπηπμε ηέηνησλ εθαξκνγψλ είλαη πνιχ πεξηνξηζκέλε ζηε ρψξα καο. Ζ ζπλνιηθή δπλακηθφηεηα έρεη μεπεξάζεη ηα 880 MW (ζηνηρεία Οθησβξίνπ 2007) θαη ε πξφβιεςε γηα πεξαηηέξσ επελδχζεηο θαη αλάπηπμε είλαη γηα 2,5 δηζ. επξψ θαη MW αληίζηνηρα έσο ην Πξφθεηηαη γηα ηνλ ζηφρν ζην πιαίζην ησλ ππνρξεψζεσλ ηεο ζπλζήθεο ηνπ Κηφην (20% έσο ην 2010 θαη 29% έσο ην 2020). Χζηφζν ν ζηφρνο απηφο θαίλεηαη αλέθηθηνο θαη ε ρακειφηεξε ησλ πξνζδνθηψλ δηείζδπζε ησλ ΑΠΔ νθείιεηαη ζε πνιινχο παξάγνληεο. ηνπο πην ζεκαληηθνχο πεξηιακβάλνληαη: νη πνιχπινθεο θαη ρξνλνβφξεο δηαδηθαζίεο, ηα πξνβιήκαηα δηθηχνπ θαη ζχλδεζεο, ε έιιεηςε νινθιεξσκέλνπ ρσξνηαμηθνχ ζρεδίνπ κε νξηνζέηεζε ησλ πεξηνρψλ γηα αλάπηπμε παξαγσγήο ελέξγεηαο απφ ΑΠΔ θαη ε ειιηπήο ζεζκηθή ππνζηήξημε. Πίνακας 1.1: Υπουργείο Ανάπτυξησ Ενεργειακό Ιςοζφγιο Έτουσ 2007 ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 14

15 1.1.6 Κόζηνο ελέξγεηαο Σν θφζηνο ελέξγεηαο κεηαβάιιεηαη ζπλέρεηα θαη απηφ πξνέξρεηαη απφ δηάθνξνπο παξάγνληεο, φπσο είλαη ηα πνιηηηθά γεγνλφηα θαη νη θπζηθέο θαηαζηξνθέο πνπ νδεγνχλ άκεζα ζε ζεκαληηθέο απμήζεηο ησλ ηηκψλ ζηελ αγνξά ελέξγεηαο. Οη ηηκέο ηνπ αξγνχ πεηξειαίνπ θαη θπζηθνχ αεξίνπ απμήζεθε εθξεθηηθά, κε απνηέιεζκα ηε δξαζηηθή αχμεζε ηεο ζέξκαλζεο απνηέιεζκα. Σν θφζηνο ιεηηνπξγίαο ελφο ζπζηήκαηνο κε αληιία ζεξκφηεηαο κπνξεί λα ππνινγηζηεί θαιπηέξα. Δπεηδή ε αληιία ζεξκφηεηαο ρξεζηκνπνηεί ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο θαη εθκεηαιιεχεηαη κέρξη θαη ην 85% ηεο πεξηβαιινληηθήο ζεξκφηεηαο, αλάινγα θαη κε ην είδνο ηεο πεγήο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη. Καη απηή ε πνζφηεηα ελέξγεηαο είλαη ειεχζεξε. Οη δαπάλεο ζέξκαλζεο ζεκαληηθή αλαθνχθηζε θαη παξέρεη κηα αζθαιή εθηίκεζε. Ζ ζπληζηψζα ηνπ ξεχκαηνο γηα ηελ νδήγεζε ηεο αληιίαο ζεξκφηεηαο είλαη κφλν 20-35% ηνπ πνζνχ ηεο ελέξγεηαο πνπ απαηηείηαη γηα ηε ζέξκαλζε ηνπ θηηξίνπ Η θαηαλάισζε ελέξγεηαο ηεο Διιάδαο Παξφιν πνπ θαη ε Διιάδα βξίζθεηαη ζηελ κεζφγεην θαη έρεη ζρεδφλ ην ίδην θιίκα θαη κε ηηο ππφινηπεο ρψξεο ηεο κεζνγείνπ, ηα λνηθνθπξηά ζηελ Διιάδα έρνπλ ηελ κεγαιχηεξε ελεξγεηαθή θαηαλάισζε ζε ζρέζε κε ηηο άιιεο ρψξεο. Γηα παξάδεηγκα έρνπκε 30% παξαπάλσ θαηαλάισζε απφ ηελ Ηζπαλία θαη 50% απφ ηελ Πνξηνγαιία. ε ζχγθξηζε κε ηηο αλεπηπγκέλεο ζθαλδηλαβηθέο ρψξεο έρνπκε δηπιάζηα ή αθφκα θαη ηξηπιάζηα θαηαλάισζε ελέξγεηαο. ηηο κέξεο καο φιε ε επηζηεκνληθή θνηλφηεηα θξνχεη ηνλ θψδσλα ηνπ θηλδχλνπ γηα ηελ ππεξζέξκαλζε ηνπ πιαλήηε σο απνηέιεζκα ηνπ θαηλνκέλνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ, πνιίηεο ζε φιν ηνλ θφζκν γίλνληαη ζεαηέο ή θαη ζχκαηα αζπλήζηζησλ ή επηθίλδπλσλ θαηξηθψλ θαηλνκέλσλ, ελψ δσηθά θαη θπηηθά είδε απεηινχληαη κε εμαθάληζε. Χο θχξηνο επηβαξπληηθφο παξάγνληαο απηήο ηεο πεξηβαιινληηθήο αληζνξξνπίαο ελνρνπνηείηαη ε ελέξγεηα, νη κεραληζκνί θαη ηα ζπζηήκαηα κεηαηξνπήο, κεηαθνξάο θαη ρξήζεο ηεο. χκθσλα κε εηδηθή έξεπλα πνπ πξαγκαηνπνηήζεθε απφ ηελ Δπξσπατθή Έλσζε απνδείρηεθε φηη: ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 15

16 Σεο ζπλνιηθήο ελεξγεηαθήο θαηαλάισζεο ην 40% απηήο δαπαλάηαη ζηα θηίξηα, ελψ κφιηο ην 8% θαηαλαιψλεηαη απφ ηεο ειεθηξηθέο θαη ειεθηξνληθέο ζπζθεπέο πνπ κέλνπλ ζε θαηάζηαζε αλακνλήο (stand-by). Ζ βηνκεραλία θαηαλαιψλεη κφιηο ην 29% θαη ν εκπνξηθφο ηνκέαο ην 26%. εκαληηθφ είλαη θάζε θαηαλαισηήο λα αιιάμεη ηελ ζπκπεξηθνξά απέλαληη ζηελ ρξήζε θπξίσο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Όζν πεξηζζφηεξε ειεθηξηθή ελέξγεηα θαηαλαιψλνπκε ηφζν ζπρλφηεξα ζα έρνπκε ηα θαηλφκελα ηνλ blackouts. Με απνηέιεζκα λα μνδεχνπκε πεξηζζφηεξν θφζηνο γηα ηελ ζπληήξεζε θαη ηελ ιεηηνπξγία ησλ δηθηχσλ δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ο ξφινο ησλ γνλέσλ είλαη θαζνξηζηηθφο ζηε δεκηνπξγία πεξηβαιινληηθήο ζπλείδεζεο ζηα παηδηά. Ζ ζπκπεξηθνξά θαη νη ζπλήζεηεο γελληνχληαη ζην νηθνγελεηαθφ πεξηβάιινλ θαη νη γνλείο απνηεινχλ ην παξάδεηγκα γηα φια αιιά θαη γηα ηε ζπκπεξηθνξά κε ζεβαζκφ ζην πεξηβάιινλ θαη ηελ εθκάζεζε ηεο ζεκαζίαο ηεο εμνηθνλφκεζεο ελέξγεηαο. Σα απνηειέζκαηα εξεπλψλ πνπ εθπνλνχληαη ζε πνιιέο επξσπατθέο ρψξεο ηα ηειεπηαία ρξφληα εληζρχνπλ νινέλα θαη πεξηζζφηεξν ηελ άπνςε πσο κηα νπζηαζηηθή κείσζε ηεο θαηαλάισζεο κπνξεί λα επηηεπρζεί κέζα απφ ηελ αιιαγή ηεο αλζξψπηλεο ζπκπεξηθνξάο θαη ηνπ ηξφπνπ δσήο γεληθφηεξα. Ζ επαηζζεηνπνίεζε ινηπφλ ησλ πνιηηψλ θαη ε αιιαγή ηεο ζπκπεξηθνξάο, κε ζηφρν ηελ επίηεπμε ελεξγεηαθψλ θαη νηθνλνκηθψλ νθειψλ, είλαη πνιχ ζεκαληηθνί παξάγνληεο γηα ηε βειηίσζε ηεο πνηφηεηαο ηεο δσήο, ηελ νηθνλνκηθή αλάπηπμε θαη ηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο Απνζέκαηα νξπθηώλ θαπζίκσλ Σα απνζέκαηα νξπθηψλ θαπζίκσλ είλαη πεξηνξηζκέλα ζηνλ πιαλήηε καο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ είλαη πνιχ ζεκαληηθφ ε απνδνηηθή ρξήζε απηψλ ησλ ελεξγεηψλ έηζη ψζηε νη κειινληηθέο γεληέο λα επσθειεζνχλ αθφκα πεξηζζφηεξα απφ απηά. ήκεξα, πεξίπνπ ην 90% ηεο ελεξγεηαθήο δήηεζεο παγθνζκίσο θαιχπηεηαη απφ νξπθηά θαχζηκα πξσηνγελνχο ελέξγεηαο. Χο εθ ηνχηνπ, ζχκθσλα κε ηηο ζεκεξηλέο γλψζεηο, πνπ έρνπκε, γηα παξάδεηγκα ηα απνζέκαηα πεηξειαίνπ θηάλνπλ κνλάρα γηα ιίγν πεξηζζφηεξν απφ 40 ρξφληα, βάζεη ησλ ζπλζεθψλ πνπ επηθξαηνχλ κέρξη ηψξα ζηνλ πιαλήηε. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 16

17 Γηα ηελ αγνξά θαπζίκσλ ζεκαληηθφ ξφιν παίδεη ε κειινληηθή αλάπηπμε ηεο ηερλνινγηθήο πξνφδνπ ζηελ αλάπηπμε λέσλ πεγψλ ελέξγεηαο θαη λέσλ ηερλνινγηψλ. Με ηνλ ηξφπν απηφ πεηπραίλεηαη κεηαβνιή ησλ ηηκψλ θαπζίκσλ ζηνλ θαηαλαισηή γηα ην πεηξέιαην ζέξκαλζεο, ην θπζηθφ αέξην θαη ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα ζχκθσλα κε ηελ Οκνζπνλδηαθή ηαηηζηηθή Τπεξεζία απφ ην Με απνηέιεζκα ην θφζηνο ζέξκαλζεο γηα ηνλ θαηαλαισηή λα απμεζεί αθφκε πεξηζζφηεξν. Χο εθ ηνχηνπ, ε δηαθνξά ζην θφζηνο ηεο ελέξγεηαο ζα απνθιίλεη φιν θαη πεξηζζφηεξν πξνο φθεινο ησλ θαηαλαισηψλ πνπ θάλνπλ ρξήζε ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 17

18 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2 ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ 2.1 Γεσζεξκηθή Δλέξγεηα Ιζηνξία ηεο Γεσζεξκηθήο Δλέξγεηαο Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα αμηνπνηείηαη εδψ θαη ρηιηάδεο ρξφληα θπξίσο γηα ινπηξνζεξαπεπηηθνχο ζθνπνχο. Γηα παξάδεηγκα ζηελ αξραία Ρψκε ρξεζηκνπνηνχληαλ γηα ηακαηηθά ινπηξά, επεηδή ηα λεξά είλαη πινχζηα ζε κέηαιια ηα ζεσξνχζαλ ζεξαπεπηηθά. Ζ αμηνπνίεζε ηεο γεσζεξκίαο ζηελ επνρή καο μεθίλεζε απφ ηεο αξρέο ηνπ πεξαζκέλνπ αηψλα ζηελ Ηηαιία φπνπ θαη έγηλε ρξήζε ηεο ελέξγεηαο απηήο γηα παξαγσγή ειεθηξηζκνχ. Έπεηηα κεξηθέο δεθαεηίεο αξγφηεξα ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ζέξκαλζε ζπηηηψλ αιιά θαη ζηε βηνκεραληθή επεμεξγαζία. ηελ επνρή καο ε ηερλνινγία γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο βξίζθεηαη ζε αξθεηά πξνρσξεκέλν ζηάδην ηφζν γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ φζν θαη γηα ηελ ζέξκαλζε ησλ θαηνηθηψλ. Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα θαιχπηεη ην 0,5 % ησλ αλαγθψλ ηεο αλζξσπφηεηαο ζε ελέξγεηα Ση είλαη Γεσζεξκηθή Δλέξγεηα Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη κηα θπζηθή θαη ζε ζεκαληηθφ βαζκφ αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο, ε νπνία πξνέξρεηαη απφ ην εζσηεξηθφ ηεο γεο θαη εκπεξηέρεηαη ζε επηθαλεηαθνχο ή ππφγεηνπο αηκνχο, κε ή ρσξίο αέξηα ζε ζεξκά λεξά ή ζε κίγκαηα ησλ παξαπάλσ, θαζψο θαη ζε ζεξκά ή μεξά πεηξψκαηα. Δίλαη απνηέιεζκα απφ ηνλ ζρεκαηηζκφ ηνπ πιαλήηε πξηλ απφ 5 δηζεθαηνκκχξηα ρξφληα θαη ηνπ ειηαθνχ πεδίνπ βαξχηεηαο. Γεσζεξκηθή ελέξγεηα πεξηέρεηαη ζε μεξά ζεξκά πεηξψκαηα πνπ βξίζθνληαη ζε κεγάια βάζε, ζε γεσπεπηεζκέλνπο ζρεκαηηζκνχο θαη ζε ιησκέλα πεηξψκαηα ( κάγκαηα). Λφγσ ησλ ηερληθψλ θαη νηθνλνκηθψλ δεδνκέλσλ γίλεηαη δχζθνιε ε αμηνπνίεζε απηήο ηεο ελέξγεηαο, γηα ηνλ ιφγν απηφ αλαπηχζζεηαη ξαγδαία ε αβαζή γεσζεξκία. Ζ αβαζή γεσζεξκία εθκεηαιιεχεηαη ηελ ζεξκνθξαζία πνπ έρνπλ ηα πεηξψκαηα ή ηα ξεπζηά ζε κηθξφ βάζνο αθφκα θαη αλ έρνπλ ρακειή ζεξκνθξαζία. Κχξηνο ζθνπφο ηεο Γεσζεξκίαο είλαη ν εληνπηζκφο ησλ γεσζεξκηθψλ πεξηνρψλ, είλαη πεξηνρέο πνπ έρνπλ ζεηηθέο ζεξκηθέο αλσκαιίεο θαη είλαη επλντθέο γηα ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 18

19 εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο. Τπάξρνπλ νξηζκέλεο γεσζεξκηθέο πεξηνρέο πνπ παξνπζηάδνπλ αζπλήζηζηα πςειέο ηηκέο ζεξκηθήο ξνήο. Σέηνηεο είλαη πεξηνρέο ελεξγνχ καγκαηηζκνχ, δειαδή ππάξρνπλ ιησκέλα πεηξψκαηα ζε ζρεηηθά κηθξά βάζε. Απμάλεηαη ζπλερψο ηα ηειεπηαία ρξφληα ε ρξήζε ηεο Γεσζεξκίαο, αθνχ ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη νπζηαζηηθά αλεμάληιεηε θαη νηθνλνκηθή κνξθή ελέξγεηαο κε πνιιέο ρξήζηκεο εθαξκνγέο θαη ζρεδφλ κεδεληθή ή ήπηεο επηπηψζεηο πξνο ην πεξηβάιινλ. Ζ εγθαηεζηεκέλε ηζρχο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ εθκεηαιιεχνληαο ηα γεσζεξκηθά πεδία πςειήο ελζαιπίαο (<150 0 C) ελδεηθηηθά αλαθέξεηαη φηη απφ 3887 MW ην 1980 απμήζεθε ζηα 7974 MW ην Βαζηθφ κεηνλέθηεκα απηήο ηεο εθαξκνγήο απνηειεί ην γεγνλφο φηη ηα γεσζεξκηθά ξεπζηά δελ κπνξνχλ λα κεηαθεξζνχλ πνιχ καθξηά απφ ηνλ ηφπν παξαγσγήο ηνπο. Απνηειεί βαζηθφ πεξηνξηζηηθφ παξάγνληα ζηελ αλαπηπγκέλεο ρψξεο λα επελδχζνπλ ζε απηφλ ην ηνκέα, επεηδή πξέπεη ηα γεσζεξκηθά ξεπζηά λα αμηνπνηεζνχλ επί ηφπνπ ζηηο πεξηνρέο θαηο ηηο ρψξεο πνπ ηα δηαζέηνπλ Δηθόλα 2.1: Γεσζεξκηθέο πεξηνρέο ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 19

20 2.2 Γεσινγηθό ππόβαζξν Η δνκή ηεο γεο Ο πιαλήηεο Γε απνηειείηαη απφ ηξείο ζηηβάδεο, νη νπνίεο αλαθέξνληαη απφ πάλσ πξνο ηα θάησ φπσο θαίλνληαη θαη ζηελ εηθφλα 2.2: Φινηφο Μαλδχαο Ππξήλαο Δηθόλα 2.2: Ο θινηφο, ν καλδχαο θαη ν ππξήλαο ηεο γεο. Ο θινηφο έρεη δηαθνξεηηθά πάρε ζηα δηάθνξα ζεκεία ηεο γεο. ηηο επεηξψηηθεο πεξηνρέο κπνξεί λα θηάζεη απφ 20 κέρξη 60 km πάρνο θαη κέζε ππθλφηεηα 2,7g/cm 3. ε πεξηνρέο θάησ απφ ηελ ζάιαζζα ην πάρνο ηνπ είλαη θαηά πνιχ κηθξφηεξν, ζε νξηζκέλα ζεκεία θηάλεη ηα 6-7 km, ελψ ε κέζε ππθλφηεηα είλαη 3,3g/cm 3. ηηο επεηξψηηθεο πεξηνρέο ν θινηφο έρεη δηαθνξεηηθή ζχζηαζε, είλαη εκπινπηηζκέλε θπξίσο γξαληηηθή, ζε νξηζκέλα ζεκεία απφ ειαθξά ( Si, Al, Na, K) θαη κε αξθεηά ξαδηελεξγά ζηνηρεία ( U, Th), ελψ ζε σθεάληεο πεξηνρέο είλαη εκπινπηηζκέλεο κε Mg, Fe θαη πεξηέρνπλ ιηγφηεξν ππξίηην. Ο καλδχαο, έρεη πάρνο πεξίπνπ 2900 km θαη κέζε ππθλφηεηα 5,7 g/cm 3, ζεσξείηαη φηη απνηειείηαη θπξίσο απφ ππξηηηθά νξπθηά ηνπ Mg θαη ηνπ Fe θαη ε ζεξκνθξαζίεο ηνπ θπκαίλνληαη απφ C. Υσξίδεηαη ζε 3 ηκήκαηα ν καλδχαο, ην αλψηεξν ηκήκα ηνπ καλδχα είλαη ζηεξεφ, ην ελδηάκεζν ηκήκα ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 20

21 νλνκάδεηαη αζζελόζθαηξα θαη είλαη παρχξεπζην φπσο θαη ην θαηψηεξν ηκήκα ηνπ. Βαζχηεξα, ππάξρεη ε κεζόζθαηξα ε νπνία είλαη επίζεο ζε ξεπζηή κνξθή, πνίν θάησ βξίζθεηαη ν ππξήλαο. Ο ππξήλαο απνηειείηαη απφ έλα ζηεξεφ ζηξψκα κεγάιεο ππθλφηεηαο g/cm 3 θαη ζεξκνθξαζία πνπ θηάλεη ηνπο C. Δηθόλα 2.3: Σν εζσηεξηθφ ηεο γεο θαη ηα δηάθνξα ζηξψκαηα. Σν ηκήκα ηεο γεο πνπ καο ελδηαθέξεη πεξηζζφηεξν είλαη ην αλψηεξν ηκήκα ηεο γλσζηφ σο ιηζόζθαηξα, έρεη πάρνο απφ km θαη πεξηιακβάλεη ηνλ θινηφ (επεηξσηηθφ θαη σθεάλην) θαη ην αλψηεξν ηκήκα ηνπ καλδχα. Κάησ απφ ην ζηξψκα ηεο ιηζφζθαηξαο βξίζθεηαη ε ασθενόσυαιρα, ε νπνία παξνπζηάδεη ηηο κεηαθνξηθέο θηλήζεηο (convection). Ζ θίλεζε απηή γίλεηαη κεηαμχ ηνπ ηεο βάζεο ηνπ θινηνχ θαη ηεο ζηεξεάο βάζεο απηνχ ηνπ ζηξψκαηνο, έηζη έρνπκε θίλεζε ησλ λιθοσυαιρικών πλακών, φπνπ θαη ζα αλαιχζνπκε παξαθάησ. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 21

22 Δηθόλα 2.4: Σν γεσδπλακηθφ θαζεζηψο ηεο γεο θαη νη ζπλδεδεκέλεο κε απηφ θηλήζεηο θαη δνκέο ηεο ιηζφζθαηξαο Ληζνζθαηξηθέο πιάθεο ηα ηέιε ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1960 νη γεσιφγνη δηαηχπσζαλ ηελ ζεσξία ησλ ηεθηνληθψλ πιαθψλ, φπνπ θαη απνηέιεζε ζηαζκφ γηα ηηο γεσεπηζηήκεο. χκθσλα κε ηελ ζεσξία ε ιηζφζθαηξα ηεο γεο ρσξίδεηαη ζε έμη κεγάια ηεκάρε ή αιιηψο πιάθεο, νη ιεγφκελεο ηεθηνληθέο πιάθεο,πνπ είλαη: ε Δπξαζηαηηθή, ε Ακεξηθάληθε, ε Αθξηθαληθή, ε Αληαξθηηθή, ε Ηλδηθή θαη ε Δηξεληθή (ρήκα 2.1). Βέβαηα ππάξρνπλ θαη δεπηεξεχνπζεο πιάθεο ( Αηγαίνπ, Αδξηαηηθή). Οη θίλεζε ησλ πιαθψλ γίλεηαη, κε ηαρχηεηα 1 15 cm/έηνο. Οη ήπεηξνη θαη ππζκέλεο ησλ σθεαλψλ απνηεινχλ ηκήκαηα ησλ ιηζνζθαηξηθψλ πιαθψλ, πξαγκαηνπνηνχλ κεηαμχ ηνπο θηλήζεηο πάλσ ζηελ ππνθείκελε αζζελφζθαηξα. Οη θηλήζεηο πνπ θάλνπλ είλαη, είηε λα απνκαθξχλεηαη ε κία απφ ηελ άιιε, είηε λα νιηζζαίλνπλ ε κία δίπια ή θάησ απφ ηελ άιιε θαη ηέινο λα θηλείηαη ε κίαο πξνο ηελ άιιε. Οη θίλεζε ησλ ιηζνζθαηξηθψλ είλαη ππεχζπλε γηα ηνλ ζρεκαηηζκφ ησλ νξνζεηξψλ ή θαη ησλ σθεάλησλ ηάθξσλ, επίζεο θαη γηα ηελ πξφθιεζε ησλ ηεθηνληθψλ ζεηζκψλ. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 22

23 Δηθόλα 2.5: Μνξθέο κεηαηφπηζεο ησλ ιηζνζθαηξηθψλ πιαθψλ. Μέζν Πάρνο (km) Όγθνο (10 18 m 3 ) Μέζε ππθλφηεηα (g/cm 3 ) Μάδα (10 24 kg) Πνζνζηφ κάδαο % Αηκφζθαηξα 0, , Τδξφζθαηξα 3,8 0, ,03 0, ,024 Φινηφο 17 0,008 2,8 0,024 0,4 Μαλδχαο ,899 4,5 4,016 67,2 Ππξήλαο ,175 12,0 1,936 32,4 Οιφθιεξε ε ,083 5,51 5, γε Πίλαθαο 2.1: Οη φγθνη θαη νη κάδεο ησλ ζηηβάδσλ ηεο γεο. Κάζε ηεθηνληθή πιάθα έρεη θαη ηα φξηα ηεο, πξνζδηνξίδνληαη απφ ηηο πεξηνρέο ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο, φπνπ εθδειψλεηαη πςειή ζεηζκηθφηεηα θαη ηαμηλνκνχληαη ζε ηξείο θαηεγνξίεο: φξηα απνθιίλνπζσλ πιαθψλ (divergent boundaries), φξηα ζπγθιίλνπζσλ πιαθψλ (convergent boundaries) θαη φξηα νιηζζαίλνπζσλ πιαθψλ (transform boundaries). 1. Όξηα απνθιίλνπζσλ πιαθψλ. Όηαλ νη ιηζνζθαηξηθέο πιάθεο απνκαθξχλνληαη κεηαμχ ηνπο θαη ην ιησκέλν πέηξσκα πνπ αλαδχεηαη απφ ην βάζνο ζρεκαηίδεη λέν σθεάλην θινηφ, ν νπνίνο ελζσκαηψλεηαη ζηηο πιάθεο. Σα φξηα απηά ζπκπίπηνπλ κε ηηο θνξπθνγξακκέο ησλ ππνζαιάζζησλ νξνζεηξψλ, πνπ θαινχληαη μεσοωκεάνιες ράτες. Τπάξρνπλ ζπάλεηο πεξηπηψζεηο φπνπ νη ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 23

24 κεζνσθεάληεο ξάρεο βξίζθνληαη πάλσ απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο ( π.ρ. Ηζιαλδία, Αδφξεο). 2. Όξηα ζπγθιίλνπζσλ πιαθψλ. Παξαηεξνχληαη ζε πεξηνρέο φπνπ δχν πιάθεο ζπγθιίλνπλ θαη έξρνληαη ζε επαθή, έηζη ψζηε ε κία πιάθα λα νιηζζαίλεη θαη πεγαίλεη θάησ απφ ηελ άιιε κε ελδερφκελε απνξξφθεζε ηεο απφ ηνλ καλδχα. Καη αληηζηνηρνχλ ζε σθεάληνπο ηάθξνπο θαη ζπζηήκαηα ησλ λεζηψηηθσλ ηφμσλ θαη πηπρσζηγελψλ νξνζεηξψλ. 3. Όξηα νιηζζαίλνπζσλ πιαθψλ. Δίλαη θαηά κήθνο ησλ κεγάισλ επεηξψηηθσλ ή σθεάλησλ ξεγκάησλ κε νξηδφληηα κεηαθίλεζε, νη ιηζνζθαηξηθέο πιάθεο νιηζζαίλνπλ θαη κεηαηνπίδνληαη ε κία ζε ζρέζε κε ηελ άιιε ρσξίο λα ζπγθξνχνληαη ή λα απνρσξίδνληαη. Σα φξηα απηά, φπνπ έρνπκε κφλν νξηδφληηα κεηαθίλεζε, ιέγνληαη ζώνες θραύσης ή ρήγματα μεταστηματισμού Παξαγσγή ζεξκόηεηαο ζην εζσηεξηθό ηεο γεο Ο ηξφπνο κε ηνλ έρνπκε ζεξκφηεηα ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο δελ είλαη αθφκα γλσζηφο κε αθξίβεηα, σζηφζν ππάξρνπλ ζεσξίεο πνπ αλαθέξνληαη ζε κεραληζκνχο πνπ ζπκβάιινπλ ζηελ παξαγσγή ζεξκφηεηαο. Γχν είλαη νη θπξηφηεξνη κεραληζκνί: 1) Λφγσ δηάζπαζεο ξαδηελεξγψλ νξπθηψλ ηεο γεο, πνπ πεξηέρνπλ ξαδηελεξγά ηζφηνπα κε κεγάιν ρξφλν εκηδσήο, ηέηνηα είλαη: 238 U 235 U, 232 Th θαη 40 K. Ο ρξφλνο εκηδσήο ησλ ηζνηφπσλ θαζψο θαη ε ζπγθέληξσζε ηνπο ζηα πεηξψκαηα ηνπ καλδχα θαη ην δπλακηθφ παξαγσγήο ζεξκφηεηαο, δίλνληαη ζην παξαθάησ Πίλαθα 2.2. Απφ ηνπο ζεκαληηθφηεξνπο κεραληζκνχο παξαγσγήο ζεξκηθήο ελέξγεηαο είλαη ν κεραληζκφο δηάζπαζεο ησλ ξαδηελεξγψλ ηζνηφπσλ (Muffler, 1993). 2) Ζ ζεξκφηεηα ηεο γεο πξνέξρεηαη απφ ηηο δηεξγαζίεο πνπ νδήγεζαλ ζηελ δεκηνπξγία ηεο, δειαδή έρεη αζηξηθή πξνέιεπζε. Σν εζσηεξηθφ ηεο γεο ήηαλ πάληα ζεξκφ θαη κάιηζηα ζηελ αξρηθή ηνπ θαηάζηαζε ήηαλ πνιχ ζεξκφηεξν απφ φηη είλαη ηψξα. Μέρξη πξφζθαηα ζεσξνχληαλ ε κνλαδηθή ζρεδφλ πεγή ζεξκφηεηαο ηεο γεο. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 24

25 Ραδηντζφηνπν Υξφλνο εκηδσήο 10 9 έηε πγθέληξσζε kg/kg *10-9 Γπλακηθφ 238 U 235 U 232 Th 40 K 4,47 0,704 14,0 1,25 15,5 0, ,9 παξαγφκελεο ζεξκφηεηαο W/kg*10-5 9,37 56,9 2,69 2,79 Πίλαθαο 2.2: Υαξαθηεξηζηηθά ησλ ξαδηντζνηφπσλ πνπ ζπλεηζθέξνπλ ζηελ παξαγσγή ζεξκφηεηαο ηεο γεο (Turcotte and Schubert, 1982). Απφ ηελ άιιε πιεπξά φκσο εθηφο απφ ηνπο κεραληζκνχο παξαγσγήο ζεξκφηεηαο έρνπκε θαη απψιεηεο ζεξκφηεηαο (ξνή ζεξκφηεηαο) απφ ηελ επηθάλεηα ηεο γεο πξνο ηελ αηκφζθαηξα, έλα θαηλφκελν γεληθεπκέλν, ζπλερέο θαη ζηαζεξφ ζε θάζε ζεκείν. Αλαπηχζζνληαη κε αξγνχο ξπζκνχο νη απψιεηεο ζεξκφηεηαο θαη ππνινγίδνληαη αλά κνλάδα επηθάλεηαο ηεο γεο, ιφγσ ηεο πνιχ ρακειήο ζεξκηθήο αγσγηκφηεηαο ησλ πεηξσκάησλ ηνπ ζηεξενχ θινηνχ. Ζ ζπλνιηθή ξνή ζεξκφηεηαο ηεο γεο δελ γίλεηαη κφλν κέζσ ηεο αγσγήο ζεξκφηεηαο, αιιά θαη απφ ηα εθαίζηεηα απειεπζεξψλεηαη ζεξκφηεηα. Ζ ελέξγεηα παξακφξθσζεο ιφγσ ησλ ζεηζκψλ, ε ζεξκφηεηα πνπ θαηαλαιψλεηαη γηα ηελ κεηακφξθσζε ησλ πεηξσκάησλ θαη ε δπλακηθή ελέξγεηα ιφγσ ηεο βαξχηεηαο. Μεραληζκφο απψιεηαο ζεξκφηεηαο Δπηθαλεηαθή ξνή ζεξκφηεηαο Θεξκφηεηα απφ εθαίζηεηα Δλέξγεηα παξακφξθσζεο ζεηζκνί Θεξκφηεηα απφ κεηακφξθσζε Γπλακηθή ελέξγεηα Δλέξγεηα (W) 3 4 *10 13 ~8 * * * *10 9 Πίλαθαο 2.3: Μεραληζκνί απσιεηψλ ζεξκφηεηαο απφ ηε γε (Verhoogen, 1980). ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 25

26 2.2.4 Μεηάδνζε θαη ξνε ηεο ζεξκόηεηαο ζηε γε Όπσο γλσξίδνπκε φινη απφ ηελ θχζε, ην ζεξκφηεξν ζηνηρεηφ κεηαδίδεη ηελ ζεξκφηεηα ηνπ ζην ςπρξφηεξν ζηνηρείν. Με ηνλ ηξφπν απηφ έρνπκε κηα ζπλερφκελε ξνή ζεξκφηεηαο απφ ηα ζεξκά εζσηεξηθά ζεκεία ηεο γεο πξνο ηα εμσηεξηθά ςπρξά επηθαλεηαθά ζεκεία ηεο. Απφ ηνλ ππξήλα ηεο γεο πνπ ππνινγίδεηαη φηη έρεη ζεξκνθξαζία άλσ ησλ C κέρξη ηελ επηθάλεηα ηεο γεο κε εηήζηα ζεξκνθξαζία κεξηθέο δεθάδεο 0 C θαη ηελ αηκφζθαηξα φπνπ ε ζεξκνθξαζία ηεο νπνίαο ζηελ ηξνπφζθαηξα 1 κεηψλεηαη αλάινγα κε ην χςνο πεξίπνπ 6 0 C/km. Ζ ξνή ηεο ζεξκφηεηαο ζηε γε εμαξηάηαη θαη απφ ηελ αγσγηκφηεηα ησλ πεηξσκάησλ θαη απφ ηελ γεσζεξκηθή βαζκίδα. Μνλάδεο κέηξεζεο ηεο ξνήο ηεο ζεξκφηεηαο είλαη νη κνλάδεο ζεξκηθήο ξνήο (Heat Flow Units, HFU= 1κcal/cm 2 *s) ή αιιηψο κε ηηο κνλάδεο mw/m 2 (1HFU=41,84 mw/m 2 ). Δηθόλα 2.6: Γεσζεξκηθή βαζκίδα Ζ ξνε ηεο ζεξκφηεηαο ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο δελ εμαξηάηαη κφλν απφ ηελ δνκή ηεο ιηζφζθαηξαο φπσο αλαθέξακε. εκαληηθφ ξφιν ζηε ζεξκηθή ξνή παίδεη ε ειηθία ησλ ηεθηνληθψλ πιαθψλ, φπνπ θαη δηαθέξεη απφ πεξηνρή ζε πεξηνρή. Γηα παξάδεηγκα ζηηο Μεζνδσηθέο Σξηηνγελείο πεξηνρέο είλαη θαηά κέζν φξν 74 mw/m 2, ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 26

27 ζηηο Πξνθάκβξηεο Αζπίδεο είλαη 41 mw/m 2. Βέβαηα εθηφο απφ ηελ ιηζνινγία ησλ πεηξσκάησλ, ε πεξηεθηηθφηεηα ησλ ξαδηελεξγψλ ζηνηρείσλ ζπκβάιινπλ ζηελ δηαθνξνπνίεζε ηεο ζεξκηθήο ξνήο. Σν θάζε ξαδηελεξγφ ζηνηρείν έρεη δηαθνξεηηθή ζεξκηθή παξαγσγή, γηα παξάδεηγκα ηα καγκαηηθά φμηλα πεηξψκαηα είλαη απηά κε ηελ κεγαιχηεξε ζεξκηθή παξαγσγή, νη αζβεζηφιηζνη έρνπλ κέηξηα ζεξκηθή παξαγσγή θαη νη βαζάιηεο έρνπλ ηελ κηθξφηεξε ζεξκηθή παξαγσγή. Πεξηνρή Αξηζκόο κεηξήζεσλ Σππηθή Μέζε ζεξκηθή ξνή (mw/m 2 ) (mw/m 2 ) Αθξηθή Αζία Απζηξαιία Δπξψπε Β. Ακεξηθή Ν. Ακεξηθή Πξψελ νβηεηηθή Έλσζε Διιάδα Ηηαιία Ν. Εειαλδία Πίλαθαο 2.4: Μέζεο ηηκέο θαη ηππηθήο απνθιίζεηο κεηξήζεσλ ζεξκηθήο ξνήο ζε δηάθνξεο επείξνπο θαη ρψξεο. Σα ζηνηρεία απηά πξνέξρνληαη απφ ηε βάζε δεδνκέλσλ ζεξκηθήο ξνήο ηνπ US National Geophysical Data Center ( Σα δεδνκέλα ζπγθεληξψζεθαλ θαη αλαιχζεθαλ απφ ηνπο Pollack et al.(1993) γηα ηελ International Heat Flow Commission. Οη κέζεο ηηκέο θαη νη ηππηθέο απνθιίζεηο ησλ δηαθφξσλ πεξηνρψλ ππνινγίζηεθαλ απφ ηνπο ζπγγξαθείο. απόθιηζε ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 27

28 2.3 ΓΔΩΘΔΡΜΙΚΑ ΠΔΓΙΑ ρεκαηηζκόο γεσζεξκηθνύ πεδίνπ Δίλαη γλσζηφ ζε φινπο καο πσο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ππάξρεη ζε νιφθιεξε ηελ επηθάλεηα ηεο γεο θαη απειεπζεξψλεηαη κε αξγνχο ξπζκνχο. Τπάξρνπλ φκσο νξηζκέλεο πεξηνρέο πνπ νξίδνληαη σο γεσζεξκηθά πεδία ζηηο νπνίεο : Απειεπζεξψλεηαη κε ηαρχηεξνπο ξπζκνχο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα Παξαηεξνχληαη πςειφηεξεο γεσζεξκηθέο βαζκίδεο Καη είλαη απνιήςηκε κε αθφκα κεγαιχηεξνπο απφ ηνπο θπζηθνχο ξπζκνχο ξνήο ηεο. Γηα λα δεκηνπξγεζεί έλα γεσζεξκηθφ πεδίν ζα πξέπεη: 1) Να έρνπκε ζπλερή ηξνθνδνζία ησλ ξεπζηψλ. Σα γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα ζα πξέπεη λα είλαη δηαξθψο αλνηθηά έηζη ψζηε λα κπνξεί λα αλαπιεξψλεηαη ην ζεξκφ ξεπζηφ ην νπνίν ζπλερψο εθθεχγεη. Σέηνηα ξεπζηά κπνξεί λα είλαη: Μεηεσξηθά λεξά, δειαδή λεξά ηεο βξνρήο ή λεξά απφ ηελ ηήμε ηνπ ρηνληνχ. Σν κεγαιχηεξν πνζνζηφ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ είλαη απφ κεηεσξηθά λεξά. Μαγκαηηθά λεξά, πξνέξρνληαη απφ ειεπζεξσκέλνπο αηκνχο θαηά ηελ πήμε θαη θξπζηάιισζε ηεο καγκαηηθήο χιεο. Καη απφ λεξά πνπ ζρεκαηίζηεθαλ κε ζρεκαηηζκνχο πεηξσκάησλ, φπσο είλαη ην ζαιαζζηλφ λεξφ παγηδεπκέλν ζε ζρεκαηηζκνχο ζαιάζζησλ πεηξσκάησλ. Πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν παίδεη λα γλσξίδεη ηελ πξνέιεπζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ. Καζψο ηα καγκαηηθά λεξά αλαλεψλνληαη δηαξθψο ζε ζρέζε κε ην ζαιαζζηλφ λεξφ ην νπνίν δελ αλαλεψλεηαη θαζφινπ. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ππάξρνπλ δηάθνξεο κέζνδνη κειέηεο αλαγλψξηζεο ησλ ξεπζηψλ απηψλ. Μία ηέηνηα κέζνδνο είλαη ε ηζνηνπηθή κειέηε ηνπ ξεπζηνχ θαη ζπγθεθξηκέλα ν ππνινγηζκφο ηνπ πειίθνπ ησλ ηζνηφπσλ H/D, ζηα ζεξκά λεξά γηα ην ιφγν απηφ ζηα κεηεσξηθά λεξά ηεο πεξηνρήο. ην ζαιαζζηλφ λεξφ ν ιφγνο H/D είλαη 6.400, ελψ γηα ην λεξφ ηεο βξνρήο είλαη H/D= ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 28

29 2) Ύπαξμε δηφδσλ (ξήγκαηα). Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά αθνινπζνχλ θαζνδηθή πνξεία πξνο ην εζσηεξηθφ ηεο γεο ζε κεγάια βάζε γηα λα ζεξκαλζνχλ. Έπεηηα αθνχ ζεξκαλζνχλ ιφγσ ηνπ φηη γίλνληαη ειαθξχηεξα αλεβαίλνπλ πξνο ηελ επηθάλεηα ηεο γεο. 3) Ύπαξμε πεξαηνχ θαη πνξψδνπο πεηξψκαηνο. Χο πνξψδεο νξίδνπκε ηνλ θελφ ρψξν ( πφξνπο) πνπ ππάξρεη ζην πέηξσκα. Σν εζσηεξηθφ κέγεζνο πνπ ζα έρνπλ νη πφξνη θαη αλ έρνπλ κεηαμχ ηνπο επηθνηλσλία εμαξηάηαη απφ ηνλ ηχπν ηνπ πεηξψκαηνο θαη επηδξά ζηε ξνή ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ φπσο θαη ηα ηπρφλ ζσκαηίδηα πνπ ζα ζπκπαξαζχξεη. Σν πφζν πνξψδεο είλαη έλα πέηξσκα σθειεί ζεκαληηθά ζηνλ ρξφλν πνπ ζα θξαηήζεη ηα ζεξκαλζέληα ξεπζηά κέρξη λα δηαθχγνπλ ηειηθά απφ ην ζχζηεκα. Σν πέηξσκα απηφ νλνκάδεηαη γεσζεξκηθόο ηακηεπηήξαο είλαη ν θχξηνο ζηφρνο κηαο γεσζεξκηθήο εθκεηάιιεπζεο. Σν πνξψδεο πέηξσκα εμαζθαιίδεη ηελ ζεκαληηθή πεξηεθηηθφηεηα ηνπ ζε ζεξκά ξεπζηά, ελψ ε πεξαηφηεηα ηελ ζεκαληηθή απνιεςηκφηεηα ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ κε φζν ην δπλαηφλ ιηγφηεξεο γεσηξήζεηο θαη ιηγφηεξα αληιεηηθά έμνδα. 4) Ζ δηαπεξαηφηεηα. Μαο εθθξάδεη ηελ δπλαηφηεηα πνπ έρεη έλα γεσζεξκηθφ ξεπζηφ λα δηαπεξλά απφ ην πέηξσκα Σαμηλόκεζε Γεσζεξκηθώλ Πεδίσλ Σα γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα ηαμηλνκνχληαη κε δηάθνξα θξηηήξηα, φπσο: αλάινγα κε ην είδνο ην γεσζεξκηθψλ πφξσλ, αλάινγα ηνλ ηχπν θαη ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ ξεπζηνχ, ηνλ ηχπν ηνπ πεηξψκαηνο, ην είδνο ηεο εζηίαο ζεξκφηεηαο θαη αλ θπθινθνξνχλ ηα ξεπζηά ζηνλ ηακηεπηήξα. Οη γεσζεξκηθνί πφξνη ρσξίδνληαη ζε πέληε θαηεγνξίεο. 1) Τδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα ή πόξνη (hydrothermal systems or resources). Ολνκάδνπκε ηα ππφγεηα ζεξκά λεξά ηα νπνία βξίζθνληαη ζε έλαλ ή θαη πεξηζζφηεξνπο ηακηεπηήξεο θαη ζεξκαίλνληαη απφ κηα εζηία ζεξκφηεηαο. Πνιινί ζπρλά εκθαλίδνληαη θαη ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο κε ηελ κνξθή ζεξκψλ εθδειψζεσλ. 2) Αβαζήο γεσζεξκία ( earth energy). Δίλαη κηα πνιιά ππνζρφκελε κέζνδνο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο. Λακβάλνληαη πνζφηεηεο ελέξγεηαο ζε κηθξά βάζε γηα ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 29

30 ηελ αλαθπθινθνξία ηνπ λεξνχ ζε θιεηζηέο πδξνθφξεο ή μεξέο γεσηξήζεηο, αθφκα θαη ζε επηθάλεηαο κηθξνχ βάζνπο. 3) Γεσπεπηεζκέλα ζπζηήκαηα ( geopressured systems). Δίλαη ηα ξεπζηά πνπ βξίζθνληαη εγθισβηζκέλα ζε κεγάιν βάζνο, πεξηνξηζκέλα απφ κε πεξαηά πεηξψκαηα κε πίεζε πνπ ππεξβαίλεη ηελ πδξνζηαηηθή. 4) Θεξκώλ μεξώλ πεηξσκάησλ (hot dry rock systems). Δίλαη ηα ζεξκά πεηξψκαηα ηα νπνία βξίζθνληαη ζε βάζε απφ 3 έσο 10 km, ρσξίο φκσο λα ππάξρεη θπζηθή θπθινθνξία ησλ ξεπζηψλ. Σελ ελέξγεηα κπνξνχκε λα ηελ εθκεηαιιεπηνχκε απφ ηελ επηθάλεηα ρξεζηκνπνηψληαο ην λεξφ κέζσ ηνλ γεσηξήζεσλ θαη αλαθηάηαη ζεξκφηεξν κε ηε κνξθή ζεξκνχ λεξνχ ή αηκνχ κέζσ άιισλ γεσηξήζεσλ. 5) Μαγκαηηθά ζπζηήκαηα (magma systems). Δίλαη ηα ζπζηήκαηα πνπ βξίζθνληαη ζε ζρεηηθά κηθξφ βάζνο, αλαθέξνληαη ζηελ απφιεςε ηεο ζεξκφηεηαο κε θαηάιιειεο γεσηξήζεηο ζε καγκαηηθέο δηεηζδχζεηο. Δηθόλα 2.7: Γεσινγηθή δνκή ζηελ πεξηνρή ελφο γεσζεξκηθνχ πεδίνπ ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 30

31 Σύπνο πζηεκάησλ Υαξαθηεξηζηηθά Θεξκνθξαζία ν C 1.ΤΓΡΟΘΔΡΜΙΚΑ Πεξαηνί ζρεκαηηζκνί κε α.ΤΣΗΜΑΣΑ θπζηθή θπθινθνξία ξεπζηψλ ΤΝΑΓΩΓΗ Κιεηζηά θπθιψκαηα ζπλαγσγήο, αηκνί παγηδεπκέλνη απφ ζηελά θαιχκκαηα, Σ>200 ν C κέρξη 1,5 km Α)πζηήκαηα πνπ πεξηέρνπλ αηκφ Β)πζηήκαηα πνπ πεξηέρνπλ ζεξκφ λεξφ 1.β. πζηήκαηα αγσγήο Κιεηζηά ή αλνηθηά θπθιψκαηα κέρξη ηα 3 km ρεδφλ νξηδφληηνη πδξνθφξνη κε ηνπηθή απνζηξάγγηζε ςπρξνχ λεξνχ ή θπθινθνξία ζεξκνχ λεξνχ ππφ πίεζε Όπσο πξνεγνπκέλσο κε ρακειφηεξε ζεξκνθξαζία λεξνχ κε κηθξή ή θαζφινπ πίεζε Με-πεξαηνί ζρεκαηηζκνί κε κεγάιν πνξψδεο θαη πεξαηφηεηα ζε βάζνο 1-3 km κε εγθισβηζκέλα λεξά > < ΑΒΑΘΗ ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ Απφ 1m βάζνο κέρξη 100m κε ή ρσξίο λεξφ 2. ΘΔΡΜΑ ΞΗΡΑ Με πεξαηνί ζρεκαηηζκνί ΠΔΣΡΩΜΑΣΑ πεηξσκάησλ ρσξίο θπζηθή α)τςειήο ζεξκνθξαζίαο θπθινθνξία ξεπζηψλ. β)μέζεο-ρακειήο Σερλεηή θπθινθνξία λεξψλ ζεξκνθξαζίαο κε ζχζηεκα δχν ηνπιάρηζηνλ γεσηξήζεσλ Σ> 250 ν C κέρξη 3 km Σ<150 ν C κέρξη 3 km 3.ΓΔΩΠΔΠΙΔΜΔΝΑ Έγθιεηζηα πδξνθφξα ζηξψκαηα ππφ κεγάιε πίεζε, παξνπζία πδξνγνλαλζξάθσλ (ζπζηήκαηα αγσγήο) 4.ΜΑΓΜΑΣΙΚΑ Ζ ζεξκνθξαζία >500 ν Cζε κεξηθά ρηιηφκεηξα βάζνο ιφγσ καγκαηηθψλ δηεηζδχζεσλ Πίλαθαο 2.5: Σαμηλφκεζε γεσζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ <40 >250 < >500 ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 31

32 2.3.3 Γηάθξηζε Γεσζεξκηθώλ Πεδίσλ Σα γεσζεξκηθά πεδία δηαθξίλνληαη αλάινγα κε ηελ ζεξκνθξαζία ηνπο ζε: i. Τςειήο ελζαιπίαο. ηα πεδία απηά ε ζεξκνθξαζία μεπέξλα ηνπο C. Υξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο γηα ειεθηξνπαξαγσγή ιφγσ ηεο πςειήο ελζαιπίαο ηνπο. Βξίζθνληαη ζηα φξηα ησλ ιηζνζθαηξηθψλ πιαθψλ θαη ζε ζεηζκηθέο επίθεληξεο πεξηνρέο. ii. Μέζεο ελζαιπίαο. Με ζεξκνθξαζία πνπ θπκαίλεηαη απφ C κε C. iii. Υακειήο ελζαιπίαο. Δδψ ε ζεξκνθξαζία είλαη ρακειφηεξε ησλ C θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο γηα αβαζή γεσζεξκία ιφγσ ρακειήο ελζαιπίαο. iv. Οκαιήο ελζαιπίαο. Ζ ζεξκνθξαζίεο είλαη πνιχ ρακειέο 15 0 C-30 0 C, φπνπ ην γεσζεξκηθφ απφζεκα ζεξκαίλεηαη κε αγσγηκφηεηα θαη βξίζθεηαη ζε πεξηνρή γεσζεξκηθήο βαζκίδαο θαη ζεξκηθήο ξνήο. Δπίζεο ηα γεσζεξκηθά πεδία δηαθξίλνληαη θαη αλάινγα κε ηελ θπξηαξρνχζα θάζε ζηνλ ηακηεπηήξα ζε: 1. Γεσζεξκηθά πεδία λεξνχ. Σν λεξφ ηεο βξνρήο δηαπεξλά ην έδαθνο απφ επηθαλεηαθέο εθηάζεηο θαη πεξλά πξνο ηα θάησ. Θεξκαίλεηαη ην λεξφ ζε βάζε 2-6 km απφ ζεξκά πεηξψκαηα ηα νπνία ζεξκαίλνληαη απφ ηεγκέλα πεηξψκαηα. Αθνχ ζεξκαλζεί δηαζηέιιεηαη θαη αλεβαίλεη πξνο ηα πάλσ ζε κία ζηήιε 1-50km 2. Δάλ ηα ππεξθείκελα πεηξψκαηα έρνπλ πςειή δηαπεξαηφηεηα ηφηε θηάλνπλ ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο θαη μερεηιίδνπλ σο ζεξκέο πεγέο. Αληίζεηα αλ ε δηαπεξαηφηεηα είλαη ρακειή ηφηε εκπνδίδεηαη ε αλνδηθή πνξεία απφ αδηαπέξαζηα πεηξψκαηα θαη απνζεθεχνληαη ζε πεξαηά πεηξψκαηα θάησ απφ απηά. Τπάξρεη ε πεξίπησζε ην εθπνλνχκελν λεξφ λα θηάζεη αηκφο ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο. ηα γεσζεξκηθά πεδία λεξνχ ε πίεζε ειέγρεηαη απφ κηα πγξή θάζε θαη κπνξεί αλ δηαπηζησζεί κε ηελ εμέιημε ηεο πίεζεο κε ην βάζνο, αιιά θαη απφ νξηζκέλα δηαιπκέλα ζπζηαηηθά πνπ ππάξρνπλ ζηα ξεπζηά (SiO 2, Na, K, Ca, Mg, Cl, SO 4, HCO 3, CO 3 ). 2. Γεσζεξκηθά πεδία αηκνχ. ηα πεδία απηά ππάξρεη ζπλερήο θάζε αηκνχ ε νπνία ειέγρεη ηελ πίεζε ζην ζχζηεκα θαη είλαη πεξίπνπ ζηαζεξή ζε ζρέζε κε ην βάζνο. πλήζσο παξάγεηαη μεξφο ή ππέξζεξκνο αηκφο. ηνλ ηακηεπηήξα ππάξρεη ζπλερψο λεξφ ζε κεγάια βάζε κε απνηέιεζκα λα έρνπκε κηα ζπλερή ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 32

33 εμάηκηζε ηνπ λεξνχ θαη παξαγσγή αηκνχ. Καζψο εμαηκηζηεί ην λεξφ θαη γίλεη αηκφο αξρίδεη λα θηλείηαη πξνο ηα αλψηεξα επίπεδα φπνπ ςχρεηαη θαη έλα κέξνο ηνπ ζπκππθλψλεηαη. Καηά ην ζπκπχθλσκα ηνπ λεξνχ έλα κέξνο ηνπ επηζηξέθεη πξνο ηα θάησ ζην λεξφ, ελψ ην άιιν ηκήκα ζπγθξαηείηαη ζηνπο πφξνπο ζε πγξή κνξθή ιφγν πξνζξφθεζεο. 3. Θεξκά μεξά πεηξψκαηα. Γηα λα κεηαηξαπεί έλα ηέηνην ζχζηεκα ζε πεδίν ζα πξέπεη α) λα δεκηνπξγεζεί δηαπεξαηφηεηα θαη β) λα ηξνθνδνηεζεί ην ζχζηεκα κε ξεπζηά. Γηα ηνλ ιφγν απηφ εθαξκφδεηαη κία πδξαπιηθή δηέγεξζε ή έθξεμε ρεκηθή ή ππξεληθή αληίδξαζε. Καη ζηελ ζπλέρεηα ηελ αλαθπθινθνξία ησλ ξεπζηψλ απφ ηελ επηθάλεηα κέζα ζην ζχζηεκα. ηελ πξψηε πεξίπησζε θάλνπκε κηα γεψηξεζε απφ φπνπ εηζάγνπκε κε κεγάιε πίεζε ην ξεπζηφ, έρεη σο απνηέιεζκα ηελ ξσγκάησζε ησλ πεηξσκάησλ γχξσ απφ ην ξεπζηφ. Έ[εηηα ζηε δεχηεξε πεξίπησζε έρνπκε πάιη ξσγκάησζε ζηα πεηξψκαηα κφλν πνπ εδψ πξνθαιείηαη απφ κία ρεκηθή ή ππξεληθή έθξεμε ζηνλ ππζκέλα ηεο γεψηξεζεο. Μεηά ηνλ ζρεκαηηζκφ ησλ ξσγκαηψζεσλ αθνινπζεί θαη δεχηεξε γεψηξεζε ε νπνία βξίζθεηαη ζε θνληηλή απφζηαζε θαη ρξεζηκεχεη γηα λα βξίζθνπλ δίνδν ηα ξεπζηά θαη λα αλεβαίλνπλ ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο. Σα ξεπζηά δίλνπλ ηηο ζεξκίδεο ηνπο ζηελ επηθάλεηα θαη επαλεηζάγνληαη ζηνλ ηακηεπηήξα έηζη ψζηε λα ζπλερίδεηαη ν θχθινο απφιεςεο ηεο ζεξκφηεηαο. Παξαπάλσ αλαθέξακε ηνπο φξνπο μεξφο θαη ππέξζεξκνο αηκφο. Οη φξνη απηνί πξέπεη λα επεμεγεζνχλ. Τγξόο αηκόο. Ολνκάδεηαη ν αηκφο πνπ πεξηέρεη λεξφ. Όηαλ έλα λεξφ ζεξκαλζεί ππφ θαλνληθέο ζπλζήθεο ζηνπο 100 o C ηφηε κέξνο ηνπο λεξνχ θαη εμαηκίδεηαη θαη ζπλππάξρεη ζε ηζνξξνπία κε ηελ πγξή θάζε. Ξεξόο αηκόο. Ολνκάδνπκε ηνλ αηκφ νπνίνο δελ πεξηέρεη λεξφ. ην παξάδεηγκα πνπ δψζακε παξαπάλσ μεξφ αηκφ έρνπκε φηαλ εμαηκηζηεί φιν ην λεξφ ππφ θαλνληθέο ζπλζήθεο πάληα. Τπέξζεξκνο αηκόο. Δίλαη φηαλ ν αηκφο ζεξκαλζεί ζε ζεξκνθξαζία κεγαιχηεξε απφ ηελ ζεξκνθξαζία δέζεσο. Ο ππέξζεξκνο αηκφο ζπκπεξηθέξεηαη σο ηδαληθφ αέξην. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 33

34 Πνηόηεηα ηνπ αηκνύ. Πνηφηεηα ηνπ αηκνχ είλαη ην βάξνο ηνπ αηκνχ ζε έλα κίγκα λεξνχ-αηκνχ ζε πνζνζηφ θαηά ηηο εθαηφ. Κπκαίλεηαη απφ 0% φηαλ είλαη αθφκα λεξφ κέρξη θαη 100% φηαλ πιένλ γίλεη αηκφο Η Αλαλεσζηκόηεηα ηεο Γεσζεξκηθήο Δλέξγεηαο Ο ππξήλαο είλαη ην ζεξκφηεξν ηκήκα ηεο γεο, φπνπ ηα γεσζεξκηθά ξεπζηά θαηεβαίλνπλ ζεξκαίλνληαη θαη έπεηηα αλεβαίλνπλ ζηε επηθάλεηα ηεο γεο. Σν ραξαθηεξηζηηθφ απηφ θαζηζηά ηελ γεσζεξκηθή ελέξγεηα αλαλεψζηκε. Κάζε γεσζεξκηθφ ζχζηεκα ζα πξέπεη λα αμηνπνηείηαη κε ηέηνην ξπζκφ ψζηε λα εμαζθαιίδεηαη ε δηαηήξεζε ησλ ξεπζηψλ θαη ηεο ζεξκφηεηαο ζηνλ ηακηεπηήξα. Ζ αλαλεσζηκφηεηα ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο δηαθξίλεηαη ζε δχν ηκήκαηα, ην έλα ηκήκα είλαη ε αλαπιήξσζε ησλ ξεπζηώλ θαη ην άιιν ε αλαπιήξσζε ηεο ιακβαλόκελεο ζεξκόηεηαο, φπσο ζα αλαιχζνπκε παξαθάησ. 1. Αλαπιήξσζε ησλ ξεπζηψλ. Αλαθέξεηαη θπξίσο ζηα αλνηθηά πδξαπιηθά ζπζηήκαηα φπνπ ε απνκάθξπλζε ησλ ξεπζηψλ απφ ηνλ ηακηεπηήξα πξνθαιεί θάπνηα αλαπιήξσζε ηνπο. Πξνθαινχληαη φκσο δχν πξνβιήκαηα: πλήζσο ε αλαπιήξσζε είλαη κηθξφηεξε απφ ηνλ ξπζκφ απφιεςεο κε απνηέιεζκα λα κεηψλεηαη ε πίεζε θαη ε δπλαηφηεηα απαγσγήο απφ ην ζχζηεκα. Ζ αλαπιήξσζε κπνξεί θαη λα πξνέξρεηαη απφ παξάπιεπξνπο ή αθφκα επηθαλεηαθνχο πδξνθφξνπο νξίδνληεο θαη φρη απφ ηα βαζεηά γεσζεξκηθά ξεπζηά πνπ δεκηνχξγεζαλ ην ζχζηεκα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε έρνπκε ςχμε ηνπ ζπζηήκαηνο κε δπζκελείο επηπηψζεηο. Πην ζπγθεθξηκέλα εάλ πξφθεηηαη γηα έλα πεδίν αηκνχ, ε εηζξνή ησλ ςπρξψλ ππφγεησλ λεξψλ ζηε δψλε αηκνχ πξνθαιεί ςχμε κε απνηέιεζκα λα έρνπκε πηψζε ηεο πίεζεο θνξεζκνχ. Ζ πηψζε απηήο ηεο πίεζε πξνθαιεί αθφκα κεγαιχηεξε εηζξνή ησλ ππφγεησλ λεξψλ έηζη ψζηε λα κεγαιψλεη πεξηζζφηεξν ε πηψζε ηεο πίεζεο πξνθαιψληαο κεγαιχηεξα δπζκελή πξνβιήκαηα. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 34

35 Έλαο άιινο ηξφπνο αλαπιήξσζεο ησλ ξεπζηψλ είλαη ε κέζνδνο ηεο επαλεηζαγσγήο, δειαδή έρνπκε επηζηξνθή ησλ ξεπζηψλ ζηνλ ηακηεπηήξα κεηά ηελ απφιεςε ησλ ζεξκίδσλ ηνπο. Σα πιενλεθηήκαηα ηεο κεζφδνπ απηήο είλαη: i. Όηη δηαηεξείηαη ε πνζφηεηα ησλ ξεπζηψλ ζην ηακηεπηήξα θαη ε πίεζε ii. iii. iv. ηνπ ζπζηήκαηνο Λφγσ ηνπ φηη θαηαιακβάλεηαη κέξνο ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο ησλ ξεπζηψλ φηαλ επαλεηζάγνληαη ζηνλ ηακηεπηήξα είλαη ήδε ζεξκά θαη κάιηζηα ζεξκφηεξα απφ άιια ησλ γεηηνληθψλ πδξνθφξσλ πνπ ζα θαηέθζαλαλ ζε άιιε πεξίπησζε Δθηφο ηνπ φηη δηαηεξείηαη ε πίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο απνθεχγεηαη ε δηείζδπζε ςπρξψλ ξεπζηψλ. Δίλαη θαιφ ε επαλεηζαγσγή λα πξαγκαηνπνηείηαη ζε πεξηθεξεηαθέο ζέζεο ηνπ ηακηεπηήξα γηα ηελ πξνζηαζία ηνπ. Με ηελ επαλεηζαγσγή αληηκεησπίδεηαη ην πξφβιεκα ηεο δηάζεζεο ησλ γεσζεξκηθψλ απνβιήησλ v. Δπεηδή ηα ξεπζηά πνπ επαλεηζάγνληαη μαλά ζηνλ ηακηεπηήξα είλαη ίδηα κε ηα ξεπζηά πνπ έρεη ν ηακηεπηήξαο δελ ηίζεηαη πξφβιεκα ρεκηθήο ζπκβαηφηεηαο κε πηζαλή πξφθιεζε επηθαζίζεσλ ή άιισλ πξνβιεκάησλ. Υξήζε ηεο επαλεηζαγσγήο κπνξεί λα γίλεη εθφζνλ έρεη ζρεδηαζηεί ζσζηά έλα πξφγξακκα επαλεηζαγσγήο ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ. Δίλαη πιένλ κία κέζνδνο πνπ έρεη θαζηεξσζεί ιφγσ ησλ πεξηβαιινληηθψλ πιενλεθηεκάησλ ηεο πνπ δηαζέηεη. 2. Αλαπιήξσζε ηεο ιακβαλφκελεο ζεξκφηεηαο. πκβαίλεη είηε κε ηελ θπζηθή θπθινθνξία ησλ ζεξκψλ ξεπζηψλ ( αλαηξνθνδφηεζε ηνπ ζπζηήκαηνο), είηε κε ηελ αγσγηκφηεηα. Ζ κέζνδνο απηή απφ άπνςε δηαρείξηζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηα ραξαθηεξίδεηαη σο εκη-αλαλεώζηκε. Σν πεξηνξηζκέλν ελεξγεηαθφ δπλακηθφ ελφο γεσζεξκηθνχ απνζέκαηνο επηβάιιεη θαηάιιειε δηαρείξηζε γηα λα κελ έρνπκε είζνδν ςπρξφηεξσλ ππφγεησλ λεξψλ ζηνλ ηακηεπηήξα. Δθηηκάηαη ην ζπλνιηθφ ελεξγεηαθφ απφζεκα πνπ κπνξνχκε λα εθκεηαιιεπηνχκε απφ ηνλ ηακηεπηήξα θαη ππνινγίδεηαη ε κέγηζηε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο γηα παξάδεηγκα 25 έηε. Ζ φπνηα κέζνδνο ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 35

36 αλαλεσζηκφηεηαο ηνπ ζπζηήκαηνο ζα επεθηείλεη ην ρξφλν εθκεηάιιεπζεο. Ζ παξαγσγή ηνπνζεηείηαη θνληά ζε ζέζεηο ηξνθνδνζίαο φπνπ παξαηεξείηαη ε πςειφηεξε ζεξκνθξαζία. Απφ ηελ άιιε ε επαλεηζαγσγή ηνπνζεηείηαη ζε νξηαθέο ζέζεο ηνπ θνηηάζκαηνο γηα λα εκπνδίδεη ηελ είζνδν ζε ςπρξφηεξα ξεπζηά. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 36

37 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΒΑΘΗ ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ 3.1 ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΒΑΘΟΤ ΓΔΩΘΔΡΜΙΑ Ση είλαη ε Αβαζήο Γεσζεξκία Όπσο είλαη γλσζηφ ζε φινπο καο ηα πεγάδηα βγάδνπλ δεζηφ λεξφ ην ρεηκψλα, ελψ ην θαινθαίξη ην ίδην λεξφ είλαη δξνζεξφ. Βέβαηα, ην λεξφ δελ αιιάδεη ζεξκνθξαζία, φκσο ζην βάζνο πνπ ξέεη, ε ζεξκνθξαζία ηεο γεο είλαη πεξίπνπ ζηαζεξή αλεμάξηεηα αλ είλαη θαινθαίξη ή ρεηκψλαο. Θα κπνξνχζακε λα πνχκε φηη ζε βάζνο απφ 6 κ. έσο 100 κ. ε ζεξκνθξαζία παξακέλεη ζηαζεξή θαη είλαη πεξίπνπ ίζε κε ηελ κέζε εηήζηα ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα γηα ηνλ ζπγθεθξηκέλν ηφπν. ηελ ρψξα καο απηφ ζεκαίλεη φηη ζε ηέηνην βάζνο ε ζεξκνθξαζία βξίζθεηαη αλάκεζα ζηνπο C. Ζ δηαηήξεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο απηήο νθείιεηαη ζην γεγνλφο φηη θαηά ηελ δηάξθεηα ηνπ θαινθαηξηνχ ν ήιηνο δεζηαίλεη ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο, ην νπνίν απνξξνθά ζην βάζνο ηελ ζεξκφηεηα πνπ ηνπ παξέρεηαη, ελψ ζηε δηάξθεηα ηνπ ρεηκψλα ε ίδηα επηθάλεηα ςχρεηαη θαη αθαηξεί ζεξκφηεηα απφ εθείλε πνπ είρε ζπζζσξεπηεί ζην ππέδαθνο. Απηφ φκσο γίλεηαη πνιχ αξγά θαη κε κεγάιε δηαθνξά θάζεο, έηζη ψζηε ελψ ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο ε ζεξκνθξαζία παξνπζηάδεη ζεκαληηθή δηαθχκαλζε, φζν πξνρσξνχκε ζε βάζνο ε δηαθχκαλζε απηή ζηε δηάξθεηα ελφο έηνπο γίλεηαη κηθξφηεξε θαη νπζηαζηηθά θάησ απφ ηα 5 κ. ζρεδφλ εμαθαλίδεηαη. Έηζη απνθαζίζηαηαη κηα θαηάζηαζε ηζνξξνπίαο ζην επίπεδν ησλ C. ε βφξεηεο ρψξεο, φπσο ε νπεδία ή ν Καλαδάο απηή ε ηζνξξνπία απνθαζίζηαηαη ζε ρακειφηεξεο ηηκέο ζεξκνθξαζίαο. Λφγσ ηεο πνιχ κεγάιεο ζεξκνρσξεηηθφηεηαο ηνπ ππεδάθνπο ε απνζεθεπκέλε ειηαθή ελέξγεηα, φπσο εμεγήζεθε παξαπάλσ, είλαη δπλαηφ λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ ζέξκαλζε θαηνηθηψλ θαη γεληθά ρψξσλ, φπνπ δνχκε θαη εξγαδφκαζηε. Ζ δπλαηφηεηα απηή έρεη εμαηξεηηθφ ελδηαθέξνλ, γηαηί εμνηθνλνκείηαη έηζη ζεκαληηθή πνζφηεηα θαπζίκνπ γηα ηελ ζέξκαλζε θαηνηθεκέλσλ ρψξσλ πξνο φθεινο ηεο νηθνλνκίαο, αιιά θαη ηνπ πεξηβάιινληνο, αθνχ φπσο μέξνπκε ε ρξήζε ηνπ νπνηνπδήπνηε θαπζίκνπ νδεγεί αλαπφθεπθηα θαη ζε αηκνζθαηξηθή ξχπαλζε. Πνιιέο ρψξεο αλάκεζά ηνπο νη θαλδηλαβηθέο, ν Καλαδάο θαη νη Ζλσκέλεο ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 37

38 Πνιηηείεο αμηνπνηνχλ ηε δπλαηφηεηα απηή γηα ζέξκαλζε ηνλ ρεηκψλα. Βέβαηα, ζηε δηάξθεηα ηνπ θαινθαηξηνχ ζα πξέπεη λα θξνληίζεη θαλείο γηα ηελ επαλαθφξηηζε ηνπ ηακηεπηήξα απηνχ ζεξκφηεηαο, δειαδή ηνπ ππεδάθνπο, ψζηε θαηά ηελ επφκελε ζεξκαληηθή πεξίνδν λα μεθηλήζεη ε ζέξκαλζε απφ ην ίδην ζεξκνθξαζηαθφ επίπεδν. Ζ επαλαθφξηηζε απηή γίλεηαη ζρεηηθά εχθνια. ηελ εχθξαην δψλε ε αμηνπνίεζε ηεο αβαζνχο γεσζεξκίαο έρεη αθφκε κεγαιχηεξε ζεκαζία, δηφηη παξέρεη ηε δπλαηφηεηα ζέξκαλζεο ηνλ ρεηκψλα θαη ςχμεο ην θαινθαίξη. Δθαξκνγέο, ινηπφλ, ζηελ ειιεληθή επηθξάηεηα παξνπζηάδνπλ ην πιενλέθηεκα αμηνπνίεζήο ηεο ζε φιε ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο, θαη επεηδή πεξίπνπ φζε ελέξγεηα θαηαλαιψλεηαη ζηελ πεξίνδν ηεο ζέξκαλζεο απνδίδεηαη θαηά ηελ πεξίνδν ηεο ςχμεο, δελ ππάξρεη αλάγθε απνθαηάζηαζεο ηζνξξνπίαο ηνπ αβαζνχο γεσζεξκηθνχ πεδίνπ. Γηα έλαλ παξαπάλσ ιφγν ινηπφλ, πξνζθέξεηαη ε αμηνπνίεζε ηεο αβαζνχο γεσζεξκίαο ζηελ ρψξα καο ζε ζρέζε κε ηηο βφξεηεο ρψξεο πνπ έρνπλ ζήκεξα ήδε ζρεηηθή πξσηνπνξία. ελέξγεηαο: Σα πιενλεθηήκαηα πνπ καο πξνζθέξεη ε αβαζήο γεσζεξκία σο πεγή Δίλαη θαζαξή θαη θηιηθή πξνο ην πεξηβάιινλ Δίλαη δηαζέζηκε ζε νπνηνδήπνηε ζεκείν Μπνξεί λα πξνζθέξεη ζέξκαλζε, ςχμε θαη δεζηφ λεξφ ρξήζεο Οηθνλνκία ζε ζρέζε κε ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο ηεο ηάμεο ηνπ 70% - 75% Πιήξεο απεμάξηεζε απφ ην πεηξέιαην ε ζπλδπαζκφ κε κηα κηθξή εγθαηάζηαζε θσηνβνιηατθψλ είλαη δπλαηφ λα παξάγεηαη φρη κφλν ςχμε θαη ζέξκαλζε αιιά ππάξρεη θαη νηθνλνκηθφ θέξδνο ιφγσ ηνπ πνιχ πςεινχ βαζκνχ απφδνζεο ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο πκβάιινπλ ζηελ αεηθφξν αλάπηπμε Αλαβαζκίδνπλ ην θηήξην ζε ελεξγεηαθή θιάζε Α+ Δθκεδελίδεηαη ε ζπληήξεζε ιφγσ ηνπ κηθξνχ αξηζκνχ κεραληθψλ κεξψλ ηεο αληιίαο ζεξκφηεηαο Μηιάκε γηα κηα αμηφπηζηε ηερλνινγία Γελ ππάξρνπλ εμσηεξηθέο εκθαλείο εγθαηαζηάζεηο Ο ρψξνο εγθαηάζηαζεο ηνπ κεραλνζηαζίνπ είλαη πνιχ κηθξφο κε απνηέιεζκα λα απμάλεηαη ν εκπνξεχζηκνο ρψξνο ελφο αθηλήηνπ. ΔΗΜΗΣΡΙΑΔΗ ΙΩΑΝΝΗ ελίδα 38