ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ

Transcript

1 ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΥΡΖΔΗ ΓΔΧΘΔΡΜΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ Ζ ΠΔΡΗΠΣΧΖ ΣΖ ΑΒΑΘΟΤ ΓΔΧΘΔΡΜΗΑ ΠΟΤΓΑΣΖ ΚΑΡΑΔΤΑΓΓΔΛΟΤ ΔΤΣΡΑΣΗΟ ΑΔΜ 3559 ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ ΚΑΘΖΓΖΣΖ ΠΟΣΟΛΗΑ ΚΧΝΣΑΝΣΗΝΟ ΚΑΒΑΛΑ ΓΔΚΔΜΒΡΗΟ 2009

2 Πξόινγνο H παξνχζα εξγαζία πξαγκαηνπνηήζεθε θαηά ηελ δηάξθεηα ηνπ αθαδεκατθνχ έηνπο απφ ηνλ θνηηεηή, Καξαεπαγγέινπ Δπζηξάηην, κε επηβιέπσλ θαζεγεηή ηνλ θ. Κ. Πνηφιηα. Αληηθείκελν ηεο παξνχζαο πηπρηαθήο εξγαζίαο είλαη ε ιεπηνκέξεο αλάιπζε ηεο Γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο. Έηζη, ινηπφλ, γίλεηαη αλαθνξά ζηελ γεσζεξκηθή ελέξγεηα, ηνλ ηξφπν παξαγσγήο θαη εθκεηάιιεπζεο ηεο, ην γεσζεξκηθφ δπλακηθφ ηεο Διιάδνο ελψ ζην ηέινο ηεο εξγαζίαο παξαζέηνπκε θαη αλαιχνπκε κία πξαγκαηηθή εθαξκνγή ηεο. 2

3 Περιεχόμενα - Δηζαγσγή ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΠΡΧΣΟ: ΔΝΔΡΓΔΗΑΓΚΔ ΑΝΑΓΚΔ ΚΑΗ ΑΝΑΝΔΧΗΜΔ ΠΖΓΔ ΔΝΔΡΓΔΗΑ Δλεξγεηαθέο αλάγθεο ηνπ πιαλήηε Ση είλαη ε αλαλεψζηκε ελέξγεηα Μνξθέο αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο Γεσζεξκηθή ελέξγεηα. Ση είλαη θαη πσο ιεηηνπξγεί; ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΓΔΤΣΔΡΟ: Ζ ΓΔΧΘΔΡΜΗΑ ΣΖΝ ΔΛΛΑΓΑ H γεσζεξκηθή θαηάζηαζε ζηελ Διιάδα Σα γεσζεξκηθά πεδία ηνπ ειιεληθνχ ρψξνπ χληνκν ηζηνξηθφ ηεο γεσζεξκίαο ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΣΡΗΣΟ: ΓΔΧΘΔΡΜΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ Γεσζεξκηθέο Αληιίεο ζεξκφηεηαο Γεσζεξκηθή ελεξγεία πςειήο ελζαιπίαο Ζ παξάγσγε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ Γνθηκέο δηνρέηεπζεο λεξνχ θαηά ηελ νινθιήξσζε ησλ γεσηξήζεσλ ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΣΔΣΑΡΣΟ: ΔΝΣΟΠΗΜΟ, ΔΚΣΗΜΖΖ ΚΑΗ ΑΞΗΟΠΟΗΖΖ ΓΔΧΘΔΡΜΗΚΧΝ ΠΔΓΗΧΝ Αμηνπνίεζε γεσζεξκηθψλ πεδίσλ Πξνέιεπζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ Γηαδηθαζία ζέξκαλζεο ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ Καηεγνξίεο πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ πζηήκαηα ζηα νπνία θπξηαξρεί ε πγξή θάζε πζηήκαηα ζηα νπνία θπξηαξρεί ε αέξηα θάζε

4 4.2. Μνλάδεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Γείθηεο απφδνζεο ησλ κνλάδσλ παξάγσγεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Δπηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ Γεσζεξκηθή ελέξγεηα ρακειήο ελζαιπίαο υςτόματα παραγωγόσ του γεωθερμικού νερού και διϊθεςησ του μετϊ την χρόςη υςτόματα θϋρμανςησ με γεωθερμικό ενϋργεια Δπηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ Θεξκά άλπδξα πεηξψκαηα Σερλεηή θαηάηκεζε πεηξσκάησλ. Λεηηνπξγία ζπζηεκάησλ εθκεηάιιεπζεο Μέζνδνη εληνπηζκνχ θαη εθηίκεζεο γεσζεξκηθψλ ελεξγεηαθψλ πεγψλ Γεσινγηθή, πδξνινγηθή θαη γεσρεκηθή έξεπλα Έξεπλα κε γεσθπζηθέο κεζφδνπο Μεηξήζεηο ζεξκνθξαζηψλ θαη ζεξκηθήο ξνήο Γεσειεθηξηθέο κεηξήζεηο εηζκηθέο κέζνδνη Βαξπηνκεηξηθέο κέζνδνη Δξεπλεηηθέο γεσηξήζεηο κεγάινπ βάζνπο Μειινληηθέο πξννπηηθέο ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΠΔΜΠΣΟ: ΑΜΔΔ ΥΡΖΔΗ ΣΖ ΓΔΧΘΔΡΜΗΑ Άκεζεο ρξήζεηο ηηο γεσζεξκίαο Οικονομική προςέγγιςη ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΔΚΣΟ: ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΗΚΔ ΔΠΗΠΣΧΔΗ Πεγέο ξχπαλζεο Παξφλ θαη κέιινλ ηεο γεσζεξκίαο

5 7. ΚΔΦΑΛΑΗΟ ΔΒΓΟΜΟ: ΠΑΡΑΓΔΗΓΜΑ ΥΡΖΖ ΓΔΧΘΔΡΜΗΑ Παξνπζίαζε ηεο ρξήζεο γεσελαιιάθηε ζην Γεκαξρείν ηεο Ππιαίαο Θεζζαινλίθεο θαη ελεξγεηαθή αμηνιφγεζε Δηζαγσγή Πεξηγξαθή ηεο εγθαηάζηαζεο Σν ζχζηεκα θαηαγξαθήο Απνηειέζκαηα πξψηνπ έηνπο πκπεξάζκαηα Βηβιηνγξαθία

6 - Ειςαγωγό H ζεξκφηεηα είλαη κηα κνξθή ελέξγεηαο θαη ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη ε ζεξκφηεηα πνπ πεξηέρεηαη ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο, ε νπνία πξνθαιεί ηε δεκηνπξγία δηαθφξσλ γεσινγηθψλ θαηλνκέλσλ ζε παγθφζκηα θιίκαθα. πλήζσο φκσο, ν φξνο «γεσζεξκηθή ελέξγεηα» ρξεζηκνπνηείηαη ζήκεξα γηα λα δειψζεη εθείλν ην ηκήκα ηεο γήηλεο ζεξκφηεηαο πνπ κπνξεί λα αλαθηεζεί θαη λα αμηνπνηεζεί απφ ηνλ άλζξσπν, θαη κε ηελ έλλνηα απηή ζα ρξεζηκνπνηήζνπκε ηνλ φξν απφ ηψξα θαη ζην εμήο. Ζ εξγαζία καο μεθηλάεη κε ην πξψην θεθάιαην ην νπνίν είλαη εηζαγσγηθφ. Έηζη ζε απηφ αλαθεξφκαζηε ζηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο αιιά θαη ηηο γεληθέο ελεξγεηαθέο αλάγθεο ηνπ πιαλήηε. ην δεχηεξν θεθάιαην παξνπζηάδνπκε ηελ θαηάζηαζε πνπ επηθξαηεί ζηελ Διιάδα ζηνλ ελεξγεηαθφ ηνκέα θαη πην εηδηθά ζηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκίαο. ην ηξίην θεθάιαην ηεο εξγαζίαο καο παξνπζηάδνπκε πην αλαιπηηθά ηελ γεσζεξκηθή ελέξγεηα, αλάιπζε πνπ ζπλερίδεηαη ζε έλα απφ ηα πηα ζεκαληηθά καο θεθάιαηα ην ηέηαξην. Δληνπηζκφο, εθηίκεζε θαη αμηνπνίεζε γεσζεξκηθψλ πεδίσλ είλαη ιίγα απφ ηα ζέκαηα πνπ αλαιχνπκε εθηελψο. θνπφο ηνπ θεθαιαίνπ είλαη λα απνθηήζνπκε ηηο απαξαίηεηεο γλψζεηο ψζηε λα κπνξέζνπκε λα θαηαλνήζνπκε ην παξάδεηγκα ηνπ ηειεπηαίνπ θεθαιαίνπ (έβδνκν). Πην κπξνζηά παξεκβάιινληαη δχν θεθάιαηα ην πέκπην θαη έθην φπνπ αλαπηχζζνληαη νη ρξήζεηο ηεο γεσζεξκίαο θαη νη πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο ηεο γεσζεξκίαο. 6

7 1. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΠΡΩΣΟ: ΕΝΕΡΓΕΙΑΓΚΕ ΑΝΑΓΚΕ ΚΑΙ ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1.1. Ενεργειακϋσ ανϊγκεσ του πλανότη Οη Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο, ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο, κπνξνχλ λα θαιχςνπλ ην 50% ησλ αλαγθψλ ηνπ πιαλήηε έσο ην 2050, κεηψλνληαο παξάιιεια ηηο παγθφζκηεο εθπνκπέο αεξίσλ ηνπ ζεξκνθεπίνπ θαηά ζρεδφλ 50%, ζχκθσλα κε έθζεζε ηεο Greenpeace. Ζ έθζεζε εθπνλήζεθε απφ ηελ Greenpeace θαη ην Δπξσπατθφ πκβνχιην Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (EREC), ζε ζπλεξγαζία κε ην Σερληθφ Ηλζηηηνχην Θεξκνδπλακηθήο ηνπ Γεξκαληθνχ Αεξνδηαζηεκηθνχ Κέληξνπ θαη πεξηζζφηεξνπο απφ 30 επηζηήκνλεο θαη κεραληθνχο απφ παλεπηζηήκηα, ηλζηηηνχηα θαη ηε βηνκεραλία αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο παγθνζκίσο. χκθσλα κε ηελ έθζεζε, ε εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο θαη ε ρξήζε αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο εμαζθαιίδνπλ ελεξγεηαθή απηάξθεηα θαη βηψζηκε νηθνλνκηθή αλάπηπμε ζε νιφθιεξν ηνλ πιαλήηε. Βαζηθά ζεκεία ηεο «ελεξγεηαθήο επαλάζηαζεο», φπσο ηε ραξαθηεξίδεη ε Greenpeace, είλαη ηα εμήο 1 : 1) Οη ΑΠΔ πνπ είλαη ηερληθά δηαζέζηκεο επαξθνχλ γηα λα παξάγνπκε έμη θνξέο πεξηζζφηεξε ελέξγεηα απφ φζε αλαιψλνπκε ζήκεξα παγθνζκίσο. 2) Οη παγθφζκηεο εθπνκπέο δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζα κεησζνχλ θαηά 50% έσο ην 2050, ελψ νη εηήζηεο θαηά θεθαιήλ εθπνκπέο δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα παγθνζκίσο ζα κεησζνχλ απφ 4 ηφλνπο ζε 1,3 ηφλνπο ην ) Οη Αλαλεψζηκεο Πεγέο ζα θαιχςνπλ ζρεδφλ ην 70% ηεο ειεθηξνπαξαγσγήο θαη ην 65% ησλ αλαγθψλ ζε ζέξκαλζε παγθνζκίσο. 4) Ζ εθκεηάιιεπζε ησλ ηεξάζηησλ δπλαηνηήησλ ηεο εμνηθνλφκεζεο ελέξγεηαο ζα κεηψζεη ηελ θαηαλάισζε πξσηνγελνχο ελέξγεηαο απφ Peta Joules/ρξφλν (PJ/a) ζε PJ/a έσο ην χκθσλα κε ην ζελάξην ηεο Γηεζλνχο Τπεξεζίαο Δλέξγεηαο (ΗΔΑ), ε θαηαλάισζε ζα απμεζεί ζε PJ/a γηα ην ίδην ρξνληθφ δηάζηεκα

8 5) Ζ ειεθηξνπαξαγσγή ζα απνηειέζεη ηνλ πξσηνπφξν ζηελ εθκεηάιιεπζε ησλ ΑΠΔ. Έσο ην 2050, πεξίπνπ ην 70% ηεο ειεθηξνπαξαγσγήο ζα παξάγεηαη απφ ΑΠΔ, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ησλ κεγάισλ πδξνειεθηξηθψλ. Ζ ζπλνιηθή εγθαηεζηεκέλε ηζρχο παγθνζκίσο ζα θηάζεη ηα GW παξάγνληαο Σεξαβαηψξεο εηεζίσο. 6) ηνλ ηνκέα ηεο ζέξκαλζεο, ε ζπκκεηνρή ησλ ΑΠΔ ζα απμεζεί ζε 65% έσο ην Σα νξπθηά θαχζηκα ζα αληηθαηαζηαζνχλ απφ πην απνδνηηθέο θαη ηερλνινγίεο, φπσο ε βηνκάδα, ε γεσζεξκία θαη νη ειηαθνί ζπιιέθηεο. 7) Ζ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ αλάπηπμε ησλ ΑΠΔ αξθνχλ γηα λα θαιχςνπλ ην ελεξγεηαθφ έιιεηκκα πνπ ζα δεκηνπξγεζεί απφ ηνλ ηεξκαηηζκφ ηεο ππξεληθήο ελέξγεηαο θαη ηε ζηαδηαθή κείσζε ηεο ρξήζεο νξπθηψλ θαπζίκσλ. 8) Ζ «Δλεξγεηαθή Δπαλάζηαζε» ιακβάλεη ππφςε ηε ξαγδαία νηθνλνκηθή αλάπηπμε θξαηψλ, φπσο ε Κίλα, ε Ηλδία θαη ε Βξαδηιία θαη απνδεηθλχεη φηη είλαη δπλαηή ε παγθφζκηα νηθνλνκηθή αλάπηπμε κε βηψζηκν ηξφπν γηα ην πεξηβάιινλ. Ζ έθζεζε απηή απνδεηθλχεη φηη φινο ν θφζκνο κπνξεί λα απνθηήζεη πξφζβαζε ζε άθζνλε ελέξγεηα θαη λα αλαπηπρζεί νηθνλνκηθά, ηεξκαηίδνληαο παξάιιεια ηε ρξήζε επηθίλδπλσλ πεγψλ ελέξγεηαο φπσο ν άλζξαθαο θαη ηα ππξεληθά» Σι εύναι η ανανεώςιμη ενϋργεια Χο Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (ΑΠΔ) νξίδνληαη νη ελεξγεηαθέο πεγέο, νη νπνίεο ππάξρνπλ ελ αθζνλία ζην θπζηθφ καο πεξηβάιινλ. Δίλαη ε πξψηε κνξθή ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνίεζε ν άλζξσπνο πξηλ ζηξαθεί έληνλα ζηε ρξήζε ηνπ άλζξαθα θαη ησλ πδξνγνλαλζξάθσλ. Οη ΑΠΔ πξαθηηθά είλαη αλεμάληιεηεο, ε ρξήζε ηνπο δελ ξππαίλεη ην πεξηβάιινλ θαη ε αμηνπνίεζή ηνπο έγθεηηαη κφλν ζηελ αλάπηπμε αμηφπηζησλ θαη νηθνλνκηθά απνδεθηψλ ηερλνινγηψλ πνπ ζα δεζκεχνπλ ην δπλακηθφ ηνπο. Σν ελδηαθέξνλ ζηε ζχγρξνλε επνρή γηα ηελ αλάπηπμε ησλ ηερλνινγηψλ απηψλ θαη ηελ επξχηεξε αμηνπνίεζε ησλ ΑΠΔ, παξνπζηάζζεθε αξρηθά κεηά ηελ πξψηε πεηξειατθή θξίζε ηνπ 1974 θαη παγηψζεθε κεηά ηε ζπλεηδεηνπνίεζε ησλ παγθφζκησλ πεξηβαιινληηθψλ πξνβιεκάησλ ηελ ηειεπηαία δεθαεηία. Γηα πνιιέο ρψξεο, νη ΑΠΔ απνηεινχλ κηα εγρψξηα πεγή ελέξγεηαο κε επλντθέο πξννπηηθέο ζπλεηζθνξάο ζην ελεξγεηαθφ ηνπο ηζνδχγην, ζπκβάιινληαο ζηε κείσζε ηεο 8

9 εμάξηεζεο απφ ην αθξηβφ εηζαγφκελν πεηξέιαην θαη ζηελ ελίζρπζε ηεο αζθάιεηαο ηνπ ελεξγεηαθνχ ηνπο εθνδηαζκνχ. Παξάιιεια, ζπκβάιινπλ ζηε βειηίσζε ηεο πνηφηεηαο ηνπ πεξηβάιινληνο, θαζψο έρεη πιένλ δηαπηζησζεί φηη ν ελεξγεηαθφο ηνκέαο είλαη ν θιάδνο πνπ επζχλεηαη θαηά θχξην ιφγν γηα ηε ξχπαλζε ηνπ πεξηβάιινληνο. Δίλαη ραξαθηεξηζηηθφ φηη ν κφλνο δπλαηφο ηξφπνο πνπ δηαθαίλεηαη γηα λα κπνξέζεη ε Δπξσπατθή Έλσζε λα αληαπνθξηζεί ζην θηιφδνμν ζηφρν πνπ έζεζε ην 1992 ζηε ζπλδηάζθεςε ηνπ Ρίν γηα ην Πεξηβάιινλ θαη ηελ Αλάπηπμε, λα πεξηνξίζεη δειαδή, κέρξη ην έηνο 2000 ηνπο ξχπνπο ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζηα επίπεδα ηνπ 1993, είλαη λα επηηαρχλεη ηελ αλάπηπμε ησλ ΑΠΔ Μορφϋσ ανανεώςιμων πηγών ενϋργειασ Οη κνξθέο ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο είλαη 2 : - ν ήιηνο - ειηαθή ελέξγεηα, κε ππνηνκείο ηα ελεξγεηηθά ειηαθά ζπζηήκαηα, ηα παζεηηθά ειηαθά ζπζηήκαηα θαη ηε θσηνβνιηατθή κεηαηξνπή. - ν άλεκνο - αηνιηθή ελέξγεηα, - νη πδαηνπηψζεηο - πδξαπιηθή ελέξγεηα, κε πεξηνξηζκφ ζηα κηθξά πδξνειεθηξηθά, ηζρχνο θάησ ησλ 10 ΜW. - ε γεσζεξκία - γεσζεξκηθή ελέξγεηα πςειήο θαη ρακειήο ελζαιπίαο - ε βηνκάδα - ζεξκηθή ή ρεκηθή ελέξγεηα κε ηελ παξαγσγή βηνθαπζίκσλ, ηε ρξήζε ππνιεηκκάησλ δαζηθψλ εθκεηαιιεχζεσλ θαη ηελ αμηνπνίεζε βηνκεραληθψλ αγξνηηθψλ (θπηηθψλ θαη δσηθψλ) θαη αζηηθψλ απνβιήησλ. - νη ζάιαζζεο - ελέξγεηα θπκάησλ, παιηξξντθή ελέξγεηα θαη ελέξγεηα ησλ σθεαλψλ απφ ηε δηαθνξά ζεξκνθξαζίαο ησλ λεξψλ ζηελ επηθάλεηα θαη ζε κεγάιν βάζνο. - ε εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο θαη ε νξζνινγηθή ρξήζε ελέξγεηαο, πνπ απνηειεί έκκεζε ελεξγεηαθή πεγή κε κεγάιε, φκσο, ζεκαζία, αθνχ επηηπγράλεηαη ην ίδην ηειηθφ απνηέιεζκα κε θαηαλάισζε κηθξφηεξνπ πνζνχ ελέξγεηαο θαη κάιηζηα κε ην ρακειφηεξν δπλαηφ θφζηνο

10 1.3. Γεωθερμικό ενϋργεια. Σι εύναι και πωσ λειτουργεύ; Ζ Γε είλαη κηα ηεξάζηηα ζεξκηθή κεραλή. Αλ ην ζχλνιν ηεο γήηλεο ζεξκφηεηαο, ε νπνία θζάλεη ζηελ επηθάλεηα ηνπ πιαλήηε, ήηαλ εθκεηαιιεχζηκν, ζα ππεξθάιππηε ηελ παγθφζκηα θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Πξαγκαηηθά, ε γεσζεξκηθή ηζρχο θζάλεη ηα 33 TW, ελψ ε παγθφζκηα ελεξγεηαθή δήηεζε ην 2003 ήηαλ πεξίπνπ 14 TW. Γπζηπρψο ζήκεξα έλα κηθξφ κέξνο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο είλαη εθκεηαιιεχζηκν, δηφηη είλαη απφ ηε θχζε ηεο πνιχ δηαζθνξπηζκέλε ζηελ επηθάλεηα ηεο Γεο. Ζ εθκεηάιιεπζε ζπλίζηαηαη ζηε ρξήζε ηνπ απμεκέλνπ ζεξκηθνχ πεξηερνκέλνπ πιηθψλ, πνπ πξνέξρνληαη απφ θάπνην βάζνο, δειαδή ηεο ζεξκφηεηαο, ε νπνία είλαη απνζεθεπκέλε ζηα βαζχηεξα ζηξψκαηα. Σν εθκεηαιιεχζηκν βάζνο πεξηνξίδεηαη απφ ηηο ππάξρνπζεο ηερληθέο δπλαηφηεηεο θαη νηθνλνκηθέο ζπλζήθεο. Με ηα ησξηλά δεδνκέλα δελ μεπεξλά ηα 3 km, αλ θαη έρνπλ θαηαζθεπαζζεί θαη βαζχηεξεο γεσηξήζεηο. Φπζηθά επλνεκέλεο είλαη νη πεξηνρέο κε απμεκέλε ζεξκηθή ξνή θαη κηθξή ζεξκηθή αγσγηκφηεηα, ζηηο νπνίεο ε ζεξκνθξαζία απμάλεη ηαρχηεξα κε ην βάζνο. Βαζηθφ είλαη ην πξφβιεκα ηεο κεηαθνξάο ηεο ζεξκφηεηαο ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Οη ζπλζήθεο είλαη επλντθέο ζηα πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα, φπνπ ππάξρνπλ θπζηθά απνζέκαηα ξεπζηψλ (λεξνχ, πδξαηκνχ), ησλ νπνίσλ ε άληιεζε είλαη ζρεηηθά εχθνιε. ιεο νη γεσζεξκηθέο πεγέο, πνπ βξίζθνληαη ζήκεξα ππφ εθκεηάιιεπζε, αλήθνπλ ζηελ θαηεγνξία απηή. Απφ ελεξγεηαθή άπνςε, νη πεγέο απηέο πεξηέρνπλ κηθξφ κέξνο ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο, πνπ είλαη απνζεθεπκέλε ζηα πξνζηηά ζηνλ άλζξσπν βάζε. Ζ ζεξκφηεηα ησλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ είλαη πνιχ κεγαιχηεξε. Ζ εθκεηάιιεπζή ηνπο πξνυπνζέηεη ηερλεηή θαηάηκεζε θαη δηνρέηεπζε λεξνχ θαη βξίζθεηαη ζε πεηξακαηηθφ ζηάδην. Με βάζε ηε ζεξκνθξαζία ηνπ παξερφκελνπ ξεπζηνχ, πξνο ηελ νπνία είλαη πξαθηηθψο αλάινγε ε ελζαιπία ηνπ, δηαθξίλνπκε ηηο γεσζεξκηθέο ελεξγεηαθέο πεγέο ζε ςειήο, κέζεο θαη ρακειήο ελζαιπίαο. Οη ςειήο θαη κέζεο ελζαιπίαο πεγέο ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο γηα παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζηνλ βηνκεραληθφ ηνκέα, ελψ νη ρακειήο ελζαιπίαο γηα ζέξκαλζε ρψξσλ ή λεξνχ νηθηαθήο ρξήζεο, θαζψο θαη ζε νξηζκέλεο βηνκεραληθέο δξαζηεξηφηεηεο. 10

11 Πίλαθαο 1 Γηάθξηζε γεσζεξκηθώλ ελεξγεηαθώλ πεγώλ Γίδος πηγής Α' Β' Γ' Δ' χαμηλής ενθαλπίας T < 90 T < 125 T < 100 T < 150 μέζης ενθαλπίας 90 < T < < T < < T < ψηλής ενθαλπίας T > 150 T >225 T > 200 T > 150 Πηγή: (Φύηικας Ανδρίηζος, 2004) 11

12 2. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΔΕΤΣΕΡΟ: Η ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΣΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 2.1. H γεωθερμικό κατϊςταςη ςτην Ελλϊδα Ζ ρψξα καο ιφγσ ησλ εηδηθψλ γεσινγηθψλ ζπλζεθψλ ηεο είλαη πινχζηα ζε γεσζεξκηθή ελέξγεηα. Μέρξη ην 1980, νη έξεπλεο ζηε ρψξα καο πεξηνξίδνληαλ ζηνλ εληνπηζκφ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ ρακειήο ελζαιπίαο, κε ζθνπφ ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σν γεσζεξκηθφ δπλακηθφ πςειήο ελζαιπίαο εληνπίζηεθε θπξίσο θαηά κήθνο ηνπ εθαηζηεηαθνχ ηφμνπ ηνπ Ννηίνπ Αηγαίνπ (Μήινο, Νίζπξνο θ.ιπ.). Παξάιιεια φκσο, είρακε θαη ηνλ εληνπηζκφ ξεπζηψλ κέζεο θαη ρακειήο ελζαιπίαο. ηε ρψξα καο, ην 1985, εγθαηαζηάζεθε κηα κνλάδα πςειήο ελζαιπίαο ηζρχνο 2 ΜWe ζηε Μήιν, πνπ ιεηηνχξγεζε γηα θάπνην δηάζηεκα κέρξη ην Απφ ην 1980 θαη κεηά πξνρψξεζε ζηε ρψξα καο ε έξεπλα γηα ηνλ εληνπηζκφ αμηνπνηήζηκσλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ ρακειήο ελζαιπίαο. ΠΔΡΙΟΥΗ Πίλαθαο 2 Γεσζεξκηθέο πεξηνρέο ζηελ Διιάδα ΔΚΣΑΗ (km2) ΘΔΡΜ/ΙΑ ( o C) ΒΔΒΑΙΧΜΔΝΟ ΓΤΝΑΜΙΚΟ (m3/h) ΠΙΘΑΝΟ ΓΤΝΑΜΙΚΟ (m3/h) N.Kεζζάλε Ξάλζεο N.Eξάζκεην Μάγγαλα Ξάλζεο Υξπζνύπνιε /Δξαηεηλό Καβάιαο ηδεξόθαζηξν εξξώλ Ηξάθιεηα εξξώλ Νηγξίηα εξξώλ Λαγθαδάο Θεζ/θεο Νπκθόπεηξα Θεζ/θεο Ν.Απνιισλία Θεζ/θεο Διαηνρώξηα Υαι/θεο ηύςε/καιινλή Λέζβνπ Πνιύρληηνο Λέζβνπ Άξγελλνο Λέζβνπ νπζάθη Κνξηλζίαο Μήινο Νίζπξνο αληνξίλε Πηγή: (Φύηικας Ανδρίηζος, 2004) 12

13 Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά ρακειήο ελζαιπίαο είλαη δηάζπαξηα ζε νιφθιεξε ηε ρψξα θαη εληνπίδνληαη θπξίσο ζε αγξνηηθέο πεξηνρέο. ηνλ πίλαθα δίλνληαη ηα θπξηφηεξα ραξαθηεξηζηηθά ησλ γεσζεξκηθψλ πεδίσλ ρακειήο ελζαιπίαο θαη νη πεξηνρέο γεσζεξκηθνχ ελδηαθέξνληνο αληίζηνηρα. Σν πηζαλφ γεσζεξκηθφ δπλακηθφ ησλ πεδίσλ ρακειήο ελζαιπίαο αλέξρεηαη πεξίπνπ ζε 700 ΜWth θαη ην βεβαησκέλν, πεξίπνπ ζε 300 ΜWth (1 ΜWth κπνξεί λα θαιχςεη ηηο ζεξκηθέο απψιεηεο πεξίπνπ 6 ζηξεκκάησλ γπάιηλσλ ζεξκνθεπίσλ ζηελ πεξηνρή Κνξηλζίαο), 2.2. Σα γεωθερμικϊ πεδύα του ελληνικού χώρου ην γεσζεξκηθφ πεδίν Μήινπ, κεηά απφ πνιχπιεπξεο έξεπλεο ηνπ ΗΓΜΔ πξνζδηνξίζηεθαλ ην 1973 ζπγθεθξηκέλεο ζέζεηο γηα βαζηέο γεσηξήζεηο. Ζ ΓΔΖ έθαλε ( ) 5 ζπλνιηθά γεσηξήζεηο ζε βάζνο κέηξσλ, πνπ παξάγνπλ ζπλνιηθά 350 t/h (κίγκα ξεπζηψλ, λεξνχ θαη αηκνχ ζε ζρέζε 1 :1 πεξίπνπ). Δγθαηέζηεζε (1985) κηα πεηξακαηηθή γεσζεξκνειεθηξηθή κνλάδα ηζρχνο 2 ΜW ε νπνία έδεημε φηη ην λεξφ ηνπ κίγκαηνο πνπ δηαρσξίδεηαη έρεη κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε άιαηα, πνπ δεκηνπξγνχλ ζνβαξά αιιά φρη αλππέξβιεηα πξνβιήκαηα δηάβξσζεο θαη πεξηιίζσζεο. Σν γεσζεξκηθφ δπλακηθφ ηεο Μήινπ ζε ξεπζηά πςειήο ελζαιπίαο θαηά κία πξψηε εθηίκεζε αλέξρεηαη ζε 120 MWe ηνπιάρηζηνλ. Γελ απνθιείνπλ φκσο νη εηδηθνί λα ππεξβεί θαη ηα 200 ΜWe. ην Γεσζεξκηθφ πεδίν Νηζχξνπ, χζηεξα απφ Πνιχπιεπξεο έξεπλεο ζηελ πεξίνδν , εληνπίζηεθαλ νη ζέζεηο γηα ηηο δχν πξψηεο γεσηξήζεηο έξεπλαο - παξαγσγήο. Οη γεσηξήζεηο απηέο εθηειέζζεθαλ θαηά ην Ζ πξψηε, παξ' φιν πνπ ζπλάληεζε πνιχ κεγάιεο ζεξκνθξαζίεο (400 ν C) αιιά θαη πνιχ δχζθνιεο ζπλζήθεο ξεπζηψλ παξάγεη ζήκεξα κηθξέο κφλν πνζφηεηεο κίγκαηνο αηκψλ θαη λεξνχ απφ ην Ρερφηεξν ξεδεξβνπάξ ησλ κ. (Σo βαζχηεξν 13

14 ξεδεξβνπάξ ζηα κ. έρεη εγθαηαιεηθζεί ιφγσ αλππέξβιεησλ ηερληθψλ πξνβιεκάησλ θαηά ηελ θαηαζθεπή ηεο γεψηξεζεο). Ζ δεχηεξε γεψηξεζε παξάγεη απφ βάζνο κ. (φπνπ ε ζεξκνθξαζία είλαη πεξίπνπ 350 ν C) κίγκα αηκνχ θαη λεξνχ. Ζ παξαγσγή αηκνχ αλέξρεηαη πεξίπνπ ζηνπο 23 t/h θαη ηζνδπλακεί κε 3 Mwe. Σν ζπλνιηθφ γεσζεξκηθφ δπλακηθφ ηεο Νηζχξνπ θαηά κία πξψηε εθηίκεζε αλέξρεηαη ζε 40 MWe πεξίπνπ. Πηζαλά πεδία πςειήο ελζαιπίαο βξίζθνληαη ζηα λεζηά Κίκσινο, Πνιχαηγνο, αληνξίλε, Κσο θαη Λέζβνο. Οη πηζαλφηεηεο είλαη πνιχ κεγάιεο ζηα δχν πξψηα λεζηά θαη κηθξφηεξεο ζηα άιια, γηα ηα νπνία αιινχ ππάξρνπλ εληειψο ειιηπή ζηνηρεία (Κσο) θαη αιινχ πνιιά, αιιά κε κηθξέο πηζαλφηεηεο (Λέζβνο). Πεξηνρέο πςειήο ελζαιπίαο κε ειάρηζηεο πηζαλφηεηεο είλαη απηέο ηνπ νπζαθίνπ Κνξηλζίαο θαη ησλ Μεζάλσλ Σξνηδελίαο. ηα λεζηά Κίκσινο θαη Πνιχαηγνο, νη γεσζεξκηθέο έξεπλεο θαηαιήγνπλ ζην ζπκπέξαζκα φηη νη ζπλζήθεο ζε απηά είλαη εληειψο παξφκνηεο κε απηέο ηεο Μήινπ. Πξφθεηηαη γηα πνιχ πηζαλά πεδία πςειήο ελζαιπίαο. Παξφκνην γεσζεξκηθφ ελδηαθέξνλ παξνπζηάδεη θαη ν αβαζήο ππνζαιάζζηνο ρψξνο κεηαμχ ησλ ηξηψλ λεζηψλ φπσο επίζεο θαη απηφο ηνπ ξκνπ Μήινπ. Μειινληηθά ζ' απηνχο ηνπο ρψξνπο κπνξεί λα γίλνπλ θεθιηκέλεο γεσηξήζεηο απφ ηελ παξαιία ή θαη αθφκα ζηε ζάιαζζα. ηε Λέζβν, απφ ηηο κέρξη ηψξα πνιχπιεπξεο θαη εθηεηακέλεο γεσινγηθέογεσζεξκηθέο έξεπλεο θαη ηε ζπλζεηηθή εξκελεία ησλ απνηειεζκάησλ εληνπίζζεθαλ ηξεηο θχξηεο πεξηνρέο ελδηαθέξνληνο: Πέηξαο-Αξγέλνπ, Καιινλήο-ηχςεο θαη Πνιηρλίηνπ. Οη πηζαλέο ζεξκνθξαζίεο ησλ ξεπζηψλ ζηνλ ηακηεπηήξα αλακέλνληαη λα είλαη ηεο ηάμεο ησλ ν C, ρσξίο λα απνθιείνληαη εληειψο θαη πςειφηεξεο. Ζ πεξηνρή πνπ πξνηάζεθε γηα ηηο πξψηεο βαζηέο γεσηξήζεηο έξεπλαο - παξαγσγήο βξίζθεηαη λφηηα ηνπ ρψξνπ ηχςε. ηε αληνξίλε ε γεσζεξκηθή έξεπλα πξνζδηφξηζε ζαλ ελδηαθέξνπζα ηελ πεξηνρή πνπ βξίζθεηαη κεηαμχ ησλ νηθηζκψλ Μεγαινρσξίνπ, Δκπνξίνπ θαη Αθξσηεξίνπ. Μεξηθέο ζπκπιεξσκαηηθέο βαζηέο γεσθπζηθέο έξεπλεο ζα βνεζήζνπλ νπζηαζηηθά ζηελ επηινγή ηεο θαιχηεξεο ζέζεο γηα ηελ πξψηε βαζηά γεψηξεζε έξεπλαο 14

15 - παξαγσγήο, ε νπνία ζα δψζεη θαη ηελ νξηζηηθή απάληεζε ζρεηηθά κε ηελ θαηεγνξία ησλ ξεπζηψλ (πςειήο ή κέζεο ελζαιπίαο). ηελ Κσ ε εληειψο πξνθαηαξθηηθή δηεξεχλεζε έδσζε ελζαξξπληηθά ζηνηρεία. Ζ δπηηθή πεξηνρή ηνπ λεζηνχ ρξεηάδεηαη ζπζηεκαηηθή θαη πνιχπιεπξε γεσζεξκηθή έξεπλα. Ζ πεξηνρή νπζαθίνπ Κνξηλζίαο, κεηά απφ ηε ζπλζεηηθή εξκελεία φισλ ησλ ζηνηρείσλ πνπ πξνέθπςαλ απφ ηε γεσζεξκηθή έξεπλα, θαίλεηαη φηη έρεη δπλαηφηεηεο παξαγσγήο ξεπζηψλ κέζεο ελζαιπίαο. Απηά ηα ξεπζηά έρνπλ ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ γηα κε ειεθηξηθέο ρξήζεηο, ζχκθσλα κε ηηο ζπλζήθεο ηεο πεξηνρήο. Ζ πεξηνρή ηνπ εθαηζηείνπ ησλ Μεζάλσλ έρεη θαηαξρήλ ελδηαθέξνλ απφ γεσζεξκηθή άπνςε. Οη δπζκελείο φκσο ζπλζήθεο ηνπνγξαθίαο θαη γεσινγίαο, ηα ιηγνζηά ζηνηρεία θαη νη πξνθαηαξθηηθέο εθηηκήζεηο δελ επηηξέπνπλ αηζηφδνμεο πξνβιέςεηο. Οπσζδήπνηε ε πεξηνρή απηή δελ έρεη πξνηεξαηφηεηα γηα αλαδήηεζε ξεπζηψλ πςειήο ελζαιπίαο. Γελ είλαη δπλαηφλ ζήκεξα λα εθηηκεζεί ην ζπλνιηθφ δπλακηθφ ηεο ρψξαο ζε ξεπζηά πςειήο ελζαιπίαο, γηαηί ιείπνπλ επαξθή εξεπλεηηθά ζηνηρεία, θαη θπξίσο νη πνιπδάπαλεο βαζηέο παξαγσγηθέο γεσηξήζεηο σο θαη ε κειέηε ηεο ζπκπεξηθνξάο ηνπο ζην ρξφλν ύντομο ιςτορικό τησ γεωθερμύασ Ζ παξνπζία εθαηζηείσλ, ζεξκψλ πεγψλ θαη άιισλ επηθαλεηαθψλ εθδειψζεσλ ζεξκφηεηαο είλαη απηή πνπ νδήγεζε ηνπο πξνγφλνπο καο ζην ζπκπέξαζκα φηη ην εζσηεξηθφ ηεο γεο είλαη δεζηφ. κσο, κφλν θαηά ηελ πεξίνδν κεηαμχ ηνπ 16νπ θαη 17νπ αηψλα, φηαλ δειαδή θαηαζθεπάζηεθαλ ηα πξψηα κεηαιιεία πνπ αλνξχρζεθαλ ζε βάζνο κεξηθψλ εθαηνληάδσλ κέηξσλ θάησ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο, νη άλζξσπνη, κε ηε βνήζεηα θάπνησλ απιψλ θπζηθψλ παξαηεξήζεσλ, θαηέιεμαλ ζην ζπκπέξαζκα φηη ε ζεξκνθξαζία ηεο γεο απμάλεηαη κε ην βάζνο. Οη πξψηεο κεηξήζεηο κε ζεξκφκεηξν έγηλαλ θαηά πάζα πηζαλφηεηα ην 1740, ζε έλα νξπρείν θνληά ζην Belfort ηεο Γαιιίαο (Bullard, 1965). Ήδε απφ ην 1870, γηα ηε κειέηε ηεο ζεξκηθήο θαηάζηαζεο ηνπ εζσηεξηθνχ ηεο γεο ρξεζηκνπνηνχληαλ θάπνηεο πξνρσξεκέλεο γηα ηελ επνρή επηζηεκνληθέο κέζνδνη, ελψ ε ζεξκηθή θαηάζηαζε πνπ 15

16 δηέπεη ηε γε, ε ζεξκηθή ηζνξξνπία θαη εμέιημή ηεο θαηαλνήζεθαλ θαιχηεξα ηνλ 20ν αηψλα, κε ηελ αλαθάιπςε ηνπ ξφινπ ηεο «ξαδηελεξγήο ζεξκφηεηαο». Πξάγκαηη, ζε φια ηα ζχγρξνλα πξφηππα (κνληέια) ηεο ζεξκηθήο θαηάζηαζεο ηνπ εζσηεξηθνχ ηεο γεο πξέπεη λα ζπκπεξηιακβάλεηαη ε ζεξκφηεηα πνπ ζπλερψο παξάγεηαη απφ ηε δηάζπαζε ησλ καθξάο δηάξθεηαο δσήο ξαδηελεξγψλ ηζνηφπσλ ηνπ νπξαλίνπ (U238, U235), ηνπ ζνξίνπ (Th232) θαη ηνπ θαιίνπ (Κ40), ηα νπνία βξίζθνληαη ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο (Lubimova, 1968). Δθηφο απφ ηε ξαδηελεξγφ ζεξκφηεηα, δξνπλ αζξνηζηηθά, ζε απξνζδηφξηζηεο φκσο πνζφηεηεο, θαη άιιεο δπλεηηθέο πεγέο ζεξκφηεηαο, φπσο είλαη ε «αξρέγνλε ελέξγεηα» απφ ηελ επνρή δεκηνπξγίαο θαη κεγέζπλζεο ηνπ πιαλήηε. Μέρξη ηε δεθαεηία ηνπ 1980 ηα κνληέια απηά δελ βαζίδνληαλ ζε θάπνηεο ξεαιηζηηθέο ζεσξίεο. Σφηε φκσο απνδείρζεθε φηη αθελφο δελ ππάξρεη ηζνδχγην κεηαμχ ηεο ξαδηελεξγήο ζεξκφηεηαο πνπ δεκηνπξγείηαη ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο θαη ηεο ζεξκφηεηαο πνπ δηαθεχγεη απφ ηε γε πξνο ζην δηάζηεκα, θαη αθεηέξνπ φηη ν πιαλήηεο καο ςχρεηαη κε αξγφ ξπζκφ θαη ζην εζσηεξηθφ ηνπ. Χο κηα γεληθή ηδέα ηεο θχζεο θαη ηεο θιίκαθαο ηνπ εκπιεθφκελνπ θαηλνκέλνπ, κπνξεί λα αλαθεξζεί ε ιεγφκελε «ζεξκηθή ηζνξξνπία». χκθσλα κε απηήλ, ε νιηθή ξνή ζεξκφηεηαο απφ ηε γε (αγσγή, ζπλαγσγή θαη αθηηλνβνιία) εθηηκάηαη φηη αλέξρεηαη ζηα 42x1012 W. Απφ απηά, 8x1012 W πξνέξρνληαη απφ ην θινηφ, πνπ αληηπξνζσπεχεη κφλν ην 2% ηνπ ζπλνιηθνχ φγθνπ ηεο γεο αιιά είλαη πινχζηνο ζε ξαδηελεξγά ηζφηνπα, 32,3x1012 W πξνέξρνληαη απφ ην καλδχα, ν νπνίνο αληηπξνζσπεχεη ην 82% ηνπ ζπλνιηθνχ φγθνπ ηεο γεο, θαη 1,7x1012 W πξνέξρνληαη απφ ηνλ ππξήλα, ν νπνίνο αληηπξνζσπεχεη ην 16% ηνπ ζπλνιηθνχ φγθνπ ηεο γεο θαη δελ πεξηέρεη ξαδηελεξγά ηζφηνπα (βιέπε ρήκα 1, έλα ζρήκα ηεο εζσηεξηθήο δνκήο ηεο γεο). Αθνχ ε ξαδηελεξγή ζεξκφηεηα ηνπ καλδχα εθηηκάηαη ζε 22x1012 W, ε κείσζε ηεο ζεξκφηεηαο ζην ζπγθεθξηκέλν ηκήκα ηεο γεο είλαη 10,3x1012 W. χκθσλα κε πην πξφζθαηεο εθηηκήζεηο θαη ππνινγηζκνχο, πνπ βαζίδνληαη ζε κεγαιχηεξν αξηζκφ δεδνκέλσλ, ε νιηθή ζεξκηθή ξνή ηεο γεο είλαη πεξίπνπ 6% πςειφηεξε απφ ηηο ηηκέο πνπ ρξεζηκνπνίεζαλ νη Stacey and Loper ην Οχησο ή άιισο φκσο, ε δηαδηθαζία ςχμεο παξακέλεη αξγή. Ζ ζεξκνθξαζία ηνπ καλδχα δελ έρεη 3 Φπηίθαο Μ. & Ν. Αλδξίηζνο «Γεσζεξκία», Δθδφζεηο Σδηφια,

17 κεησζεί πεξηζζφηεξν απφ ΊC ηα ηειεπηαία 3 δηζεθαηνκκχξηα ρξφληα, παξακέλνληαο πεξίπνπ ζηνπο 4000ΊC ζηε βάζε ηνπ. Έρεη ππνινγηζηεί φηη ην ζπλνιηθφ ζεξκηθφ πεξηερφκελν ηεο γεο (γηα ζεξκνθξαζίεο πάλσ απφ ηε κέζε επηθαλεηαθή ησλ 15ΊC) είλαη ηεο ηάμεο ησλ 12,6x1024 MJ θαη ηνπ θινηνχ 5,4x πσο ινηπφλ πξνθχπηεη απφ ηα παξαπάλσ, ε ζεξκηθή ελέξγεηα ηεο γεο είλαη απέξαληε, φκσο κφλν ηκήκα απηήο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ηειηθά απφ ηνλ άλζξσπν. Μέρξη ζήκεξα ε εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο έρεη πεξηνξηζηεί ζε πεξηνρέο φπνπ νη γεσινγηθέο ζπλζήθεο επηηξέπνπλ ζε έλα κέζν (λεξφ ζε πγξή ή αέξηα θάζε) λα «κεηαθέξεη» ηε ζεξκφηεηα απφ ηηο βαζηέο ζεξκέο δψλεο ζηελ επηθάλεηα ή θνληά ζε απηήλ. Με ηνλ ηξφπν απηφ δεκηνπξγνχληαη νη γεσζεξκηθνί πφξνη (geothermal resources). Πηζαλψο, ζην άκεζν κέιινλ, λέεο πξσηνπνξηαθέο ηερληθέο ζα καο πξνζθέξνπλ θαηλνχξγηεο πξννπηηθέο ζηνλ ηνκέα απηφλ. Δηθόλα 1 - Ο Φινηόο, ν Μαλδύαο θαη ν Ππξήλαο ηεο γεο. Πάλσ δεμηά: ηνκή ηνπ θινηνύ θαη ηνπ αλώηεξνπ καλδύα ε πνιινχο ηνκείο ηεο αλζξψπηλεο δσήο νη πξαθηηθέο εθαξκνγέο πξνεγνχληαη ηεο επηζηεκνληθήο έξεπλαο θαη ηεο ηερλνινγηθήο αλάπηπμεο. Ζ γεσζεξκία απνηειεί 4 Φπηίθαο Μ. & Ν. Αλδξίηζνο «Γεσζεξκία», Δθδφζεηο Σδηφια,

18 ραξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα ηνπ θαηλνκέλνπ απηνχ. Αμηνπνίεζε ηνπ ελεξγεηαθνχ πεξηερφκελνπ ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ γηλφηαλ ήδε απφ ηηο αξρέο ηνπ 19νπ αηψλα. Δθείλε ηελ πεξίνδν, ζηελ Σνζθάλε ηεο Ηηαιίαο, θαη ζπγθεθξηκέλα ζηελ πεξηνρή ηνπ Larderello, ιεηηνπξγνχζε κηα ρεκηθή βηνκεραλία γηα ηελ παξαγσγή βνξηθνχ νμένο απφ ηα βνξηνχρα ζεξκά λεξά πνπ αλέβιπδαλ απφ θπζηθέο πεγέο ή αληινχληαλ απφ ξερέο γεσηξήζεηο. Ζ παξαγσγή ηνπ βνξηθνχ νμένο γηλφηαλ κε εμάηκηζε ησλ βνξηνχρσλ λεξψλ κέζα ζε ζηδεξέληνπο «ιέβεηεο», ρξεζηκνπνηψληαο σο θαχζηκε χιε μχια απφ ηα θνληηλά δάζε. Σν 1827, ν Francesco Larderel, ηδξπηήο ηεο βηνκεραλίαο απηήο, αληί λα θαίγνληαη μχια απφ ηα δηαξθψο απνςηισκέλα δάζε ηεο πεξηνρήο αλέπηπμε έλα ζχζηεκα γηα ηε ρξήζε ηεο ζεξκφηεηαο ησλ βνξηνχρσλ ξεπζηψλ ζηε δηαδηθαζία εμάηκηζεο. Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο κεραληθήο ελέξγεηαο ηνπ θπζηθνχ αηκνχ μεθίλεζε πεξίπνπ ηελ ίδηα πεξίνδν. Ο γεσζεξκηθφο αηκφο ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηελ αλέιθπζε ησλ ξεπζηψλ, αξρηθά κε θάπνηνπο πξσηφγνλνπο αέξηνπο αλπςσηήξεο θαη ζηε ζπλέρεηα κε παιηλδξνκηθέο θαη θπγνθεληξηθέο αληιίεο θαη βαξνχιθα. Αλάκεζα ζην 1850 θαη 1875, νη εγθαηαζηάζεηο ηνπ Larderello θαηείραλ ην κνλνπψιην παξαγσγήο βνξηθνχ νμένο ζηελ Δπξψπε. Μεηαμχ ηνπ 1910 θαη ηνπ 1940, ζηελ πεξηνρή απηή ηεο Σνζθάλεο ν ρακειήο πίεζεο αηκφο άξρηζε λα ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε ζέξκαλζε βηνκεραληθψλ θηηξίσλ, θαηνηθηψλ θαη ζεξκνθεπίσλ. Δλ ησ κεηαμχ, νινέλα θαη πεξηζζφηεξεο ρψξεο άξρηζαλ λα αλαπηχζζνπλ ηνπο γεσζεξκηθνχο ηνπο πφξνπο ζε βηνκεραληθή θιίκαθα. Σν 1892, ην πξψην γεσζεξκηθφ ζχζηεκα ηειεζέξκαλζεο (district heating) ηέζεθε ζε ιεηηνπξγία ζην Boise ηνπ Άηληαρν ησλ Ζ.Π.Α.. Σν 1928, κηα άιιε πξσηνπφξνο ρψξα ζηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο, ε Ηζιαλδία, μεθίλεζε επίζεο ηελ εθκεηάιιεπζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ (θπξίσο ζεξκψλ λεξψλ) γηα ηε ζέξκαλζε θαηνηθηψλ. Σν 1904, έγηλε ε πξψηε απφπεηξα παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απφ γεσζεξκηθφ αηκφ, θαη πάιη ζην Larderello ηεο Ηηαιίαο. Ζ επηηπρία ηεο απηήο πεηξακαηηθήο πξνζπάζεηαο έδσζε κηα μεθάζαξε έλδεημε γηα ηε βηνκεραληθή αμία ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο θαη ζεκαηνδφηεζε ηελ έλαξμε κηαο κνξθήο εθκεηάιιεπζεο, πνπ επξφθεηην έθηνηε λα αλαπηπρζεί ζεκαληηθά. Ζ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζην Larderello απνηέιεζε πξάγκαηη κηα εκπνξηθή επηηπρία. 18

19 Σν 1942, ε εγθαηεζηεκέλε γεσζεξκν-ειεθηξηθή ηζρχο αλεξρφηαλ ζηα kwe. χληνκα, πνιιέο ρψξεο αθνινχζεζαλ ην παξάδεηγκα ηεο Ηηαιίαο. Σν 1919 θαηαζθεπάζηεθαλ νη πξψηεο γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο ζην Beppu ηεο Ηαπσλίαο, ελψ ην 1921 αθνινχζεζαλ εθείλεο ζην The Geysers ηεο Καιηθφξληαο ησλ ΖΠΑ. Σν 1958 έλα κηθξφ εξγνζηάζην παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ηέζεθε ζε ιεηηνπξγία ζηε Νέα Εειαλδία, έλα άιιν ζην Μεμηθφ ην 1959, ζηηο ΖΠΑ ην 1960 θαη αθνινχζεζαλ πνιιά άιια ζε δηάθνξεο ρψξεο. Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα πξνέξρεηαη απφ ην εζσηεξηθφ ηεο γεο είηε κέζσ εθαηζηεηαθψλ εθξνψλ είηε κέζσ ξεγκάησλ ηνπ ππεδάθνπο, πνπ αλαβιχδνπλ αηκνχο θαη ζεξκφ λεξφ. Αλάινγα κε ηε ζεξκνθξαζία ησλ ξεπζηψλ πνπ αλέξρνληαη ζηελ επηθάλεηα, ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ραξαθηεξίδεηαη σο πςειήο ελζαιπίαο (γηα ζεξκνθξαζίεο πάλσ απφ 150 o C), κέζεο ελζαιπίαο (γηα ζεξκνθξαζίεο o C), θαη ρακειήο ελζαιπίαο (γηα ζεξκνθξαζίεο κηθξφηεξεο απφ 100 o C). Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα πςειήο ελζαιπίαο ρξεζηκνπνηείηαη γηα παξαγσγή ειεθηξηζκνχ ζ' φιν ηνλ θφζκν. Ζ πξνέιεπζε ηεο ζεξκφηεηαο ηεο γεο δελ είλαη κε αθξίβεηα γλσζηή. Τπάξρνπλ δηάθνξεο ζεσξίεο πνπ αλαθέξνληαη ζηνπο κεραληζκνχο πνπ ζπκκεηέρνπλ ζηελ παξαγσγή ηεο. Δπηθξαηέζηεξε ζεσξείηαη απηή πνπ αλαθέξεηαη ζηε δηάζπαζε ησλ ξαδηελεξγψλ ηζνηφπσλ ηνπ νπξαλίνπ, ηνπ ζνξίνπ, ηνπ θαιίνπ θαη άιισλ ζηνηρείσλ. Ζ κάδα ηεο γεο είλαη πνιχ κεγάιε ζε ζρέζε κε ηελ επηθάλεηά ηεο θαη θαιχπηεηαη απφ πιηθά ρακειήο ζεξκηθήο αγσγηκφηεηαο, κε απνηέιεζκα ε ζεξκφηεηά ηεο λα ζπγθξαηείηαη ζην εζσηεξηθφ ηεο. Ο ξπζκφο ζεξκηθψλ απσιεηψλ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ πιαλήηε καο είλαη πνιχ κηθξφο, πεξίπνπ 8x10-2W/m. Ζ ζεξκνθξαζία ηεο γεο απμάλεηαη κε ην βάζνο, ε κέζε δε γεσζεξκηθή βαζκίδα ζηηο επείξνπο γηα κάδεο πνπ βξίζθνληαη ζρεηηθά θνληά ζηελ επηθάλεηα είλαη 300 C/km, δειαδή γηα θάζε ρηιηφκεηξν βάζνπο ε ζεξκνθξαζία απμάλεηαη θαηά 300 ν C. ε πνιχ κεγάια βάζε, ε ζεξκνθξαζία δελ είλαη κε αθξίβεηα γλσζηή. ηα φξηα κεηαμχ καλδχα θαη θινηνχ, ζηελ αζπλέρεηα Μνhνrνλίcic, πηζηεχεηαη φηη ε ζεξκνθξαζία θηάλεη ζηνπο 6000 ν C, ελψ ζην θέληξν ηεο γεο ζηνπο ν C. Φαίλεηαη φηη ε παξαγσγή ζεξκφηεηαο απφ ξαδηελεξγά ηζφηνπα είλαη ζπγθεληξσκέλε πεξηζζφηεξν ζην θινηφ παξά ζηνλ ππξήλα, κε απνηέιεζκα ε γεσζεξκηθή βαζκίδα λα κεηψλεηαη κε ην βάζνο. 19

20 3. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΣΡΙΣΟ: ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 3.1. Γεωθερμικϋσ Αντλύεσ θερμότητασ Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη ε απνζεθεπκέλε ελέξγεηα, ππφ κνξθή ζεξκφηεηαο, θάησ απφ ηε ζηαζεξή επηθάλεηα ηεο γεο. πσο απνθαιχπηεη θαη ε εηπκνινγία ηεο ιέμεο "γεσζεξκία" πξφθεηηαη γηα ζεξκφηεηα απφ ηελ γε. Ζ ζεξκνθξαζία ηνπ ππεδάθνπο ζε βάζε απφ 2 έσο 100 m είλαη πεξίπνπ ζηαζεξή φιν ηνλ ρξφλν θαη θπκαίλεηαη πεξίπνπ απφ 14 έσο 18 βαζκψλ Κειζίνπ γηα ηελ ρψξα καο. Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο δηαθνξάο ζεξκνθξαζίαο κεηαμχ ππεδάθνπο θαη επηθάλεηαο (δει. ηνπ ελεξγεηαθνχ δπλακηθνχ πνπ νλνκάδεηαη αβαζήο γεσζεξκηθή ελέξγεηα) κπνξεί λα γίλεη κε ηελ ρξήζε Γεσζεξκηθψλ Αληιηψλ Θεξκφηεηαο (ΓΑΘ) θαη δηθηχνπ ζσιελψζεσλ εληφο ηνπ ππεδάθνπο έηζη ψζηε λα ζεξκάλνπκε ρψξνπο ηνλ ρεηκψλα θαη λα ηνπο ςχμνπκε ην θαινθαίξη. Ζ αβαζήο γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη δηαζέζηκε φινλ ηνλ ρξφλν θαη δελ εμαξηάηαη απφ ηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο ηεο αηκφζθαηξαο. Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη αλεμάληιεηε, θπζηθά θαζαξή θαη δσξεάλ (παξέρεηαη απφ ηελ θχζε). Σα γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα πνπ εθκεηαιιεχνληαη ηελ αβαζή γεσζεξκηθή ελέξγεηα δηαθξίλνληαη ζε δχν θαηεγνξίεο: α) ζηα Γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα θιεηζηνχ θπθιψκαηνο θαη β) ζηα Γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα αλνηθηνχ θπθιψκαηνο. Σα γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα θιεηζηνχ θπθιψκαηνο βαζίδνληαη ζηελ θαηαζθεπή ελφο ελαιιάθηε ζην ππέδαθνο πνπ νλνκάδεηαη γεσελαιιάθηεο. Ο γεσελαιιάθηεο θαηαζθεπάδεηαη απφ έλαλ αξηζκφ ζσιελψζεσλ κέζα ζηηο νπνίεο θπθινθνξεί λεξφ. Σν ρεηκψλα ηξνθνδνηνχκε ηελ ΓΑΘ κε λεξφ ζεξκνθξαζίαο πεξίπνπ 16 βαζκψλ Κειζίνπ απφ ηνλ γεσελαιιάθηε, ε νπνία απνξξνθά πεξίπνπ 4 κε 5 βαζκνχο Κειζίνπ, πξηλ ην επηζηξέςεη ζηελ γε, θαη κε κηθξή θαηαλάισζε ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο παξάγεη έηζη δεζηφ λεξφ ρξήζεο απφ 35 έσο 45 βαζκνχο Κειζίνπ θαηάιιειν γηα ζέξκαλζε ρψξσλ κε ελδνδαπέδην ζχζηεκα ζέξκαλζεο ή κε fan coil. 20

21 Γηα ηελ παξαπάλσ ιεηηνπξγία ηεο ΓΑΘ θαηαλαιψλνπκε κφλν ειεθηξηθφ ξεχκα, πνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηνλ ζπκπηεζηή απηήο θαη ηελ αληιία λεξνχ, πνπ ζε ζρέζε κε ηελ απνδηδφκελε ζεξκηθή ελέξγεηα απηήο είλαη ηεο ηάμεο ηνπ 20 κε 25%. Γειαδή ρνλδξηθά γηα θάζε 100 κνλάδεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο πνπ απνδίδεη ε ΓΑΘ ζην θηίξην καο γηα ζέξκαλζε απηνχ, πιεξψλνπκε κφλν ην θφζηνο ησλ 25 κνλάδσλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεη γηα ηελ ιεηηνπξγία ηεο θαη νη ππφινηπεο 75 κνλάδεο ζεξκηθέο ελέξγεηαο αληινχληαη δσξεάλ απφ ηελ θχζε. Σν θαινθαίξη αληηζηξέθεηαη ε ιεηηνπξγία ηεο ΓΑΘ έηζη ψζηε λα απνξξίπηεη ζεξκφηεηα απφ ηνπο θιηκαηηδφκελνπο ρψξνπο ζην ππέδαθνο κε ηελ ρξήζε ηνπ γεσελαιιάθηε. Ο γεσελαιιάθηεο κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί ζε νξηδφληηα ή θαηαθφξπθε δηάηαμε. Ζ νξηδφληηα δηάηαμε ηνπ γεσελαιιάθηε ρξεζηκνπνηείηαη φηαλ επαξθεί ν ρψξνο ηνπ νηθνπέδνπ. Σα γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα αλνηρηνχ θπθιψκαηνο αληινχλ λεξφ απφ ππφγεην ηακηεπηήξα κε ρξήζε γεψηξεζεο θαη κε ηελ ρξήζε ελφο ελδηάκεζνπ ελαιιάθηε λεξνχ/λεξνχ πνπ παξεκβάιιεηαη κεηαμχ ηεο ΓΑΘ θαη ηνπ αλνηθηνχ θπθιψκαηνο πξνζδίδνπλ ή απνξξνθνχλ ελέξγεηα ζην ζχζηεκα καο πξηλ ην λεξφ επηζηξέςεη ζηνλ ηακηεπηήξα. Σν ζχζηεκα απηφ ελδείθλπηαη ζε πεξηνρέο κε ξερφ βάζνο πδξνθφξνπ νξίδνληα. Καη εδψ βαζηδφκαζηε ηελ ηδηφηεηα ηεο ζηαζεξήο ζεξκνθξαζίαο πνπ έρνπλ ηα λεξά ηνπ ππφγεηνπ ηακηεπηήξα θαζ' φιν ηνλ ρξφλν αλεμάξηεηα απφ ηηο αηκνζθαηξηθέο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ Γεωθερμικό ενεργεύα υψηλόσ ενθαλπύασ Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα ςειήο ελζαιπίαο, πνπ παξέρεηαη απφ ηα αληίζηνηρα πεδία, ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ εθκεηάιιεπζε άξρηζε απφ γεσζεξκηθά πεδία πνπ παξάγνπλ μεξφ αηκφ. Ζ πξψηε κνλάδα ιεηηνχξγεζε ζην Larderello ην 1913 θαη είρε ηζρχ 250 KW. ήκεξα ε εθκεηάιιεπζε έρεη επεθηαζεί θαη ζε πεδία, ηα νπνία παξάγνπλ ζεξκφ λεξφ, ελψ ε ζπλνιηθή εγθαηαζηεκέλε ηζρχο έρεη ζρεδφλ θζάζεη ηα 8000 MW. ηελ Διιάδα ππάξρνπλ γεσζεξκηθά πεδία ςειήο ελζαιπίαο, πνπ ζπλδένληαη κε ην εθαηζηεηαθφ ηφμν ηνπ Αηγαίνπ. Πην γλσζηφ είλαη ην πεδίν ηεο Μήινπ, φπνπ έγηλε πξνζπάζεηα γηα 21

22 θαηαζθεπή ζηαζκνχ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, ρσξίο φκσο λα νινθιεξσζεί. Δμ ζνπ αμηφινγν είλαη θαη ην γεσζεξκηθφ πεδίν ηεο Νηζχξνπ Η παρϊγωγη των γεωθερμικών ρευςτών Ζ παξαγσγή γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ είλαη παξφκνηα κε ηελ παξαγσγή πεηξειαίνπ ή θπζηθνχ αεξίνπ. Βαζηθφ παξαγσγηθφ ζχζηεκα είλαη κηα γεψηξεζε, πνπ θζάλεη κέρξη ηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα θαη απνηειεί έλαλ ζηαζεξφ αγσγφ γηα ηελ δηαθίλεζε ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ κέρξη ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Ζ γεψηξεζε ζπκπιεξψλεηαη κε θαηάιιειν εμνπιηζκφ γηα ηνλ έιεγρν θαη ηελ κεηαθνξά ηνπ ξεπζηνχ κέρξη ηνλ ηφπν ρξεζηκνπνίεζήο ηνπ. Ζ αμηνπνίεζε θάζε γεσζεξκηθνχ πεδίνπ πξνυπνζέηεη θαηάιιειν ζρεδηαζκφ, ψζηε ε απφδνζή ηνπ λα είλαη ηθαλνπνηεηηθή. Πξψηα πξέπεη λα βξεζεί ε δπλακηθφηεηα ηνπ πεδίνπ, κε εξεπλεηηθέο γεσηξήζεηο ζηηο θαηάιιειεο ζέζεηο. Με βάζε ην ζηνηρείν απηφ θαζνξίδεηαη ε κέγηζηε ηζρχο ηεο κνλάδαο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ή ν κέγηζηνο αξηζκφο ησλ κνλάδσλ κεγάιεο ηζρχνο πνπ κπνξεί λα ηξνθνδνηήζεη ην πεδίν. Αθνινπζεί ν ππνινγηζκφο ηνπ αξηζκνχ ησλ γεσηξήζεσλ, πνπ ρξεηάδνληαη γηα ηελ ηξνθνδνζία θάζε κνλάδαο. Ηδηαίηεξε πξνζνρή απαηηεί ε δηάηαμε ησλ γεσηξήζεσλ ψζηε ε ιεηηνπξγία ηεο θάζε κηαο λα επεξεάδεη ιίγν ηελ απφδνζε ησλ ππνινίπσλ. Αθφκε, επεηδή ε παξνρή ησλ γεσηξήζεσλ κεηψλεηαη κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ, πξέπεη λα πξνβιέπεηαη ρψξνο γηα ηελ θαηαζθεπή λέσλ γεσηξήζεσλ. Ζ έθηαζε ηνπ ρψξνπ απηνχ είλαη ζπλάξηεζε θαη ηνπ πξνβιεπφκελνπ νηθνλνκνηερληθνχ ρξφλνπ δσήο ησλ κνλάδσλ παξαγσγήο ελέξγεηαο. Βαζηθά ζηνηρεία γηα ηελ νηθνλνκηθή απφδνζε ελφο γεσζεξκηθνχ πεδίνπ είλαη ην βάζνο θαη ε δηάκεηξνο ησλ γεσηξήζεσλ. Σν θφζηνο θαηαζθεπήο απμάλεη γξήγνξα κε ην βάζνο (φπσο άιισζηε θαη ην θφζηνο ιεηηνπξγίαο). Γηα ηνλ ιφγν απηφ ππάξρεη έλα νηθνλνκηθφ φξην βάζνπο, πέξα απφ ην νπνίν ην γεσζεξκηθφ πεδίν δελ είλαη εθκεηαιιεχζηκν. ε εθκεηαιιεχζηκα πεδία, ην εγθηβσηηζκέλν κήθνο ηεο γεψηξεζεο θαζνξίδεηαη απφ ην πάρνο ηνπ θαιχκκαηνο ηνπ γεσζεξκηθνχ πδξνθνξέα. Δθείλν πνπ κπνξεί λα κεηαβιεζεί είλαη ην κήθνο ηξνθνδνζίαο, δειαδή ην κήθνο ηεο γεψηξεζεο κέζα ζηνλ πδξνθνξέα, απφ ην νπνίν εμαξηάηαη ε παξνρή ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ. 22

23 Ζ παξνρή εμαξηάηαη θαη απφ ηελ δηάκεηξν ηεο γεψηξεζεο. Αχμεζε ηεο δηακέηξνπ ζπλεπάγεηαη αχμεζε ηεο παξνρήο αιιά θαη ηνπ θφζηνπο. Δπηδηψθεηαη ν θαζνξηζκφο ηνπ θαηάιιεινπ ζπλδπαζκνχ βάζνπο-δηακέηξνπ ηεο γεψηξεζεο, ψζηε λα παξέρεηαη ε επηζπκεηή παξνρή κε ην κηθξφηεξν θφζηνο. ηα ζπζηήκαηα φπνπ θπξηαξρεί ε πγξή θάζε, ζην πξφβιεκα ππεηζέξρεηαη θαη ε θαηαθφξπθε κεηαβνιή ηεο ζεξκνθξαζίαο, πνπ γεληθά απμάλεηαη κε ην βάζνο. Μεγαιχηεξε ζεξκνθξαζία ζπλεπάγεηαη κε κείσζε ηεο απαηηνχκελεο παξνρήο. Απφ ηελ άιιε κεξηά ην θφζηνο απμάλεηαη ιφγσ ηεο απμεκέλεο δηαβξσηηθφηεηαο ηνπ ζεξκφηεξνπ λεξνχ. Σν ηειηθφ ζπκπέξαζκα είλαη φηη θάζε πεξίπησζε πξέπεη λα κειεηάηαη κε πξνζνρή, ιακβάλνληαο ππφςε φινπο ηνπο παξάγνληεο πνπ ππεηζέξρνληαη ζην πξφβιεκα. Παξφκνην πξφβιεκα βειηηζηνπνίεζεο ηίζεηαη θαη ζηελ επηινγή ηεο δηακέηξνπ ησλ επηθαλεηαθψλ ζσιελψζεσλ κεηαθνξάο ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ. Αχμεζε ηεο δηακέηξνπ νδήγεζε αχμεζε ηεο παξνρήο ή κείσζε ησλ απσιεηψλ πδξαπιηθνχ θνξηίνπ κεηαμχ ηεο θεθαιήο ηεο γεψηξεζεο θαη ηεο εηζφδνπ ηνπ αηκνζηξνβίινπ. Παξάιιεια φκσο επηθέξεη αχμεζε ηνπ θφζηνπο, αιιά θαη ησλ ζεξκηθψλ απσιεηψλ, γηαηί απμάλεηαη ε εμσηεξηθή επηθάλεηα ησλ ζσιελψζεσλ (αλ θαη ε επηθάλεηα απηή είλαη κνλσκέλε). Σν ζχζηεκα παξαγσγήο ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ πεξηιακβάλεη θαη δηάθνξα ζπζηήκαηα ειέγρνπ θαη πξνζηαζίαο, φπσο ζπζθεπέο κέηξεζεο ηεο παξνρήο θαη ηεο πίεζεο ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ, βαιβίδεο θαη δίζθνπο πξνζηαζίαο ηνπ δηθηχνπ κεηαθνξάο απφ ππεξπηέζεηο θαη δηαρσξηζηέο ησλ ζηεξεψλ πιηθψλ πνπ ζπκπαξαζχξνληαη απφ ην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ Δοκιμϋσ διοχϋτευςησ νερού κατϊ την ολοκλόρωςη των γεωτρόςεων Ζ νινθιήξσζε ηεο δηάλνημεο κηαο γεψηξεζεο αθνινπζείηαη απφ νξηζκέλεο δνθηκέο, φπσο ε δνθηκή απψιεηαο λεξνχ, πνπ απνζθνπεί ζηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ ζέζεσλ ηξνθνδνζίαο ηεο γεψηξεζεο απφ ηα ζεξκά πδξνθφξα ζηξψκαηα. Γίλεηαη κε δηνρέηεπζε θξχνπ λεξνχ ζηε γεψηξεζε θαη παξάιιειε κέηξεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζε δηάθνξα βάζε. 23

24 4. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΣΕΣΑΡΣΟ: ΕΝΣΟΠΙΜΟ, ΕΚΣΙΜΗΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ 4.1. Αξιοπούηςη γεωθερμικών πεδύων Γεσζεξκηθά πεδία είλαη νη πεξηνρέο ζηηο νπνίεο νη ζπλζήθεο γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο είλαη επλντθέο. Σα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπο είλαη ηα αθφινπζα: α) Απμεκέλε (ζε κηθξφ ή κεγάιν βαζκφ) ζεξκηθή ξνή. Απηή ζπλδέεηαη κε ηελ χπαξμε καγκαηηθνχ φγθνπ ζε κηθξφ ζρεηηθά βάζνο. β) Όπαξμε ππφγεηνπ πδξνθνξέα, ζε βάζνο κηθξφηεξν ησλ 3 km, ν νπνίνο ζεξκαίλεηαη απφ ηνλ καγκαηηθφ φγθν. Μεηαμχ ηνπ πδξνθνξέα θαη ηεο πεγήο ζεξκφηεηαο πξέπεη λα ππάξρνπλ ζεξκνπεξαηά ζηξψκαηα ή ξήγκαηα, πνπ επθνιχλνπλ ηελ θπθινθνξία ξεπζηψλ. γ) Όπαξμε πξαθηηθά αδηαπέξαηνπ, ζεξκηθά θαη πδξαπιηθά, ζηξψκαηνο πάλσ απφ ηνλ πδξνθνξέα, γηα ηελ πξνζηαζία ηνπ ζεξκηθνχ πεξηερνκέλνπ ηνπ. Σα γεσζεξκηθά πεδία δηαθξίλνληαη, φπσο θαη νη γεσζεξκηθέο ελεξγεηαθέο πεγέο, ζε ςειήο, κέζεο θαη ρακειήο ελζαιπίαο. Δίλαη θαλεξφ φηη ηα πεδία ςειήο ελζαιπίαο είλαη πνιχ πην απνδνηηθά απφ νηθνλνκηθή θαη ηερληθή άπνςε. Σα ρακειήο ελζαιπίαο φκσο είλαη πνιχ πεξηζζφηεξα. Ζ απφδνζε ησλ γεσζεξκηθψλ πεδίσλ, φπσο θαη φισλ ησλ γεσζεξκηθψλ πεγψλ, εμαξηάηαη απφ ηελ κέγηζηε παξνρή γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ πνπ κπνξεί λα αληιεζεί, ρσξίο εμάληιεζε ηνπ ζεξκνχ πδξνθνξέα (βηψζηκε δηαρείξηζε ηεο ελεξγεηαθήο πεγήο). Ζ παξνρή απηή εμαξηάηαη απφ ηνλ φγθν θαη ηελ δηαπεξαηφηεηα ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο. Σν νηθνλνκηθφ ελδηαθέξνλ είλαη ζπλάξηεζε ηνπ κεγέζνπο ηνπ πεδίνπ. 24

25 Δηθόλα 2 - ρεκαηηθή παξάζηαζε γεσζεξκηθνύ πεδίνπ Προϋλευςη των γεωθερμικών ρευςτών Κχξην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ είλαη ην λεξφ, ζε πγξή ή αέξηα θαηάζηαζε. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ρξεζηκνπνηείηαη ζηα επφκελα θαη ν φξνο γεσζεξκηθφ λεξφ. Σν γεσζεξκηθφ ξεπζηφ έρεη θαη άιια ζηεξεά ή αέξηα ζπζηαηηθά, ηα νπνία είλαη επηβιαβή θαη δπζρεξαίλνπλ ηελ ζεξκηθή εθκεηάιιεπζε, αλ θαη κεξηθέο θνξέο δίλνπλ ρξήζηκα παξαπξντφληα (φπσο CO 2 γηα ηε βηνκεραλία αλαςπθηηθψλ). Σν γεσζεξκηθφ λεξφ πξνέξρεηαη απφ: α) Μεηεσξηθφ λεξφ (Meteoric water), δειαδή λεξφ πνπ πξφζθαηα ζπκκεηείρε ζηελ αηκνζθαηξηθή θπθινθνξία θαη θαηείζδπζε κέρξη ηνλ ζεξκφ πδξνθνξέα. 25

26 β) Χθεάλην λεξφ (Ocean water), πνπ εηζδχεη ζηνλ θινηφ ζηηο πεξηνρέο σθεάληαο απνκάθξπλζεο. γ) Νέν λεξφ (Juvenile water), πνπ πξνέξρεηαη απφ ην κάγκα θαη δελ ζπκκεηείρε πξνεγνπκέλσο ζηελ πδξφζθαηξα. δ) πγγελέο λεξφ (Connate water), δειαδή απνιηζσκέλν λεξφ, πνπ εκπεξηέρεηαη ζε ηδήκαηα απφ ηνλ ρξφλν ελαπφζεζήο ηνπο. ε) Μαγκαηηθφ λεξφ (Magmatic water), δειαδή λεξφ άιισλ θαηεγνξηψλ (φρη λέν), πνπ ζε θάπνηα θάζε απνηέιεζε κέξνο ηνπ κάγκαηνο. ζη) Μεηακνξθηθφ λεξφ (Metamorphic water), πνπ πξνθχπηεη απφ ηελ αλαθξπζηάιισζε πδξνκεηαιιηθψλ ελψζεσλ θαηά ηελ δηαδηθαζία ηεο κεηακφξθσζεο. πσο πξνέθπςε απφ ηελ αλάιπζε ησλ ζηαζεξψλ ηζνηφπσλ ηνπ πδξνγφλνπ θαη ηνπ νμπγφλνπ, ην γεσζεξκηθφ λεξφ έρεη θπξ σο κεηεσξηθή πξνέιεπζε. Σν ζπκπέξαζκα απηφ εληζρχζεθε κε πεηξάκαηα, πνπ αθνξνχλ ζηελ ζχζηαζε ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ. Σν σθεάλην λεξφ απνηειεί ηελ θχξηα πεγή ησλ ππνζαιάζζησλ γεσζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ, πνπ βξίζθνληαη θνληά ζε σθεάληεο ξάρεο, αιιά θαη νξηζκέλσλ γεσζεξκηθψλ πεδίσλ, πνπ βξίζθνληαη ζηελ μεξά. Σα ξεπζηά ησλ πεδίσλ απηψλ δηαθξίλνληαη απφ ηελ κεγάιε πεξηεθηηθφηεηά ηνπο ζε κέηαιια, πνπ είλαη απνηέιεζκα ηεο κεγάιεο νμχηεηάο ηνπο. Εικόνα 3 - Θέρμανζη ηοσ γεωθερμικού νερού με αγωγή 26

27 Διαδικαςύα θϋρμανςησ των γεωθερμικών ρευςτών πσο αλαθέξζεθε, ην γεσζεξκηθφ λεξφ έρεη θπξίσο κεηεσξηθή πξνέιεπζε. Ζ ζέξκαλζε ηνπ θξχνπ λεξνχ ησλ επηθαλεηαθψλ ζηξσκάησλ, πνπ θαηεηζδχεη θαη ζπγθεληξψλεηαη ηειηθά ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα, αθνινπζεί κηα απφ ηηο δηαδηθαζίεο πνπ πεξηγξάθνληαη ζηελ ζπλέρεηα. α) Σν λεξφ θαηεηζδχεη κέζα απφ ξεγκαηψζεηο, κέρξη ηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα. Δθεί ζεξκαίλεηαη κε αγσγή. Πεγή ζεξκφηεηαο είλαη θάπνηνο καγκαηηθφο φγθνο, πνπ βξίζθεηαη ζε κεγαιχηεξν βάζνο, ή ε γεληθή ζεξκηθή ξνή ηεο Γεο. Ζ δηαδηθαζία απηή ζπκβαίλεη ζε γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα κε ζρεηηθά ρακειή ζεξκνθξαζία (κέρξη 150 C) θαη κε πδξνθνξείο κεγάινπ ζρεηηθά βάζνπο. Εικόνα 4 - Θέρμανζη ηοσ γεωθερμικού νερού με ζσναγωγή 27

28 β) Σν λεξφ ηνπ γεσζεξκηθνχ πδξνθνξέα θαηεηζδχεη ζε κεγαιχηεξν βάζνο κέζα απφ ζρηζκέο θαη ξήγκαηα, θαη πιεζηάδεη ηνλ καγκαηηθφ φγθν, ν νπνίνο απνηειεί ηελ πεγή ηεο ζεξκφηεηαο. Καηά ηελ θίλεζε ηνπ απηή ην λεξφ ζεξκαίλεηαη θαη αλεβαίλεη πάιη ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα κέζα απφ άιια ξήγκαηα, ιφγσ άλσζεο. Γειαδή ζηελ πεξίπησζε απηή ε θπζηθή ζπλαγσγή παίδεη ηνλ θχξην ξφιν ζηελ ζέξκαλζε ηνπ λεξνχ. Αο ζεκεησζεί φηη ε ζπλαγσγηθή θίλεζε ηνπ λεξνχ εληζρχεηαη κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ. Σν ζρεηηθά θξχν λεξφ πνπ θαηεηζδχεη κέζα απφ θάπνην ξήγκα, αθαηξεί ζεξκφηεηα, Δηθόλα 5 - Θέξκαλζε ξεπζηνύ ζε γεσζεξκηθό πδξνθνξέα, ζηνλ νπνίν θπξηαξρεί ε αέξηα θάζε απφ ην πέηξσκα θαη πξνθαιεί ζπζηνιή, πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ επέθηαζε ηνπ ξήγκαηνο. Σν θαηλφκελν απηφ αληηζηαζκίδεη ηελ κε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ησλ αλψηεξσλ ζηξσκάησλ ηνπ καγκαηηθνχ φγθνπ. Δμάιινπ είλαη πηζαλφ φηη ε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ησλ ζηξσκάησλ απηψλ πεξηνξίδεηαη απφ ζπλαγσγηθέο θηλήζεηο κέζα ζηνλ ίδην ηνλ καγκαηηθφ φγθν. πσο είλαη θπζηθφ, ζηα ζπλαγσγηθά πδξνζεξκηθά 28

29 ζπζηήκαηα εκθαλίδνληαη γεληθά κεγαιχηεξεο ζεξκνθξαζίεο ζε κηθξφηεξα βάζε, ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα ηεο πξνεγνχκελεο θαηεγνξίαο. γ) Σν κεηεσξηθφ λεξφ θαηεηζδχεη ζε κεγάιν βάζνο, ζεξκαίλεηαη ζπλαγσγηθά απφ θάπνηνλ καγκαηηθφ φγθν θαη βξάδεη. Ο πδξαηκφο πνπ δεκηνπξγείηαη, ηξνθνδνηεί ηνλ πδξνθνξέα ηνπ γεσζεξκηθνχ πεδίνπ, πνπ βξίζθεηαη ζε κηθξφηεξν βάζνο. Οη απψιεηεο ιφγσ αγσγήο απφ ηα ηνηρψκαηα ηνπ πδξνθνξέα απηνχ, ηζνζηαζκίδνληαη απφ ηελ ζπκπχθλσζε κέξνπο ηνπ αηκνχ. Σν ζπκπχθλσκα επηζηξέθεη ζην βαζχηεξν ζηξψκα αθνινπζψληαο ηνπο κηθξφηεξνπο πφξνπο, αληίζεηα κε ηνλ αηκφ, πνπ θαηά ηελ άλνδν ηνπ πξνο ηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα αθνινπζεί ηηο επξχηεξεο δηφδνπο. ε φιεο ηηο πεξηπηψζεηο πνπ αλαθέξζεθαλ, ην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ ηείλεη λα θηλεζεί πξνο ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο κέζα απφ θπζηθέο δηφδνπο ηνπ θαιχκκαηνο ηνπ πδξνθνξέα, ιφγσ πδξαπιηθνχ θνξηίνπ θαη άλσζεο. Αλ θζάζεη ζηελ επηθάλεηα, ζρεκαηίδεη ζεξκέο πεγέο ή αηκίδεο, πνπ απνηεινχλ ραξαθηεξηζηηθά θαζνδεγεηηθά ζηνηρεία γηα ηνλ εληνπηζκφ γεσζεξκηθψλ πεδίσλ Κατηγορύεσ υδροθερμικών ςυςτημϊτων Σα πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα δηαθξίλνληαη ζε δπν ηχπνπο, αλάινγα κε ηελ θάζε ηνπ λεξνχ πνπ επηθξαηεί θαη θαζνξίδεη ηελ θαηαλνκή ηεο πίεζεο ζηνλ ζεξκφ πδξνθνξέα. ηνλ πξψην ηχπν θπξηαξρεί ε πγξή θάζε (liquid dominated systems), ελψ ζηνλ δεχηεξν ε αέξηα (vapor dominated systems) υςτόματα ςτα οπούα κυριαρχεύ η υγρό φϊςη ηνλ ηχπν απηφ αλήθνπλ ηα πεξηζζφηεξα απφ ηα γλσζηά πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα. Οη γεσζεξκηθνί πδξνθνξείο ησλ ζπζηεκάησλ απηψλ πεξηέρνπλ λεξφ ζε πγξή θαηάζηαζε. Δίλαη δπλαηφ λα πεξηέρνπλ θαη ιίγν αηκφ, κε κνξθή θπζαιίδσλ, νη νπνίεο δελ θαηαξγνχλ ηελ ζπλέρεηα ηεο πγξήο θάζεο. Οη θπζαιίδεο απηέο εληνπίδνληαη ζηα αβαζέζηεξα ηκήκαηα, φπνπ ε πίεζε είλαη ρακειφηεξε, δεδνκέλνπ φηη ε θαηαλνκή ηεο είλαη πδξνζηαηηθή. Ο εμεηαδφκελνο ηχπνο πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ πεξηιακβάλεη ζπζηήκαηα ρακειήο, κέζεο θαη ςειήο ελζαιπίαο. Σν λεξφ παξακέλεη ζε πγξή θαηάζηαζε θαη ζε ζεξκνθξαζίεο πνιχ κεγαιχηεξεο ησλ 100 o C, ιφγσ ηεο κεγάιεο πίεζεο. ηαλ ην λεξφ 29

30 απηφ αλεβαίλεη, κέζα απφ θπζηθέο δηφδνπο ή ζε ζσιήλεο γεσηξήζεσλ, ζπλαληά κηθξφηεξεο πηέζεηο θαη ζε θάπνην βάζνο αξρίδεη λα βξάδεη. Δπνκέλσο, ην πνζνζηφ αηκνχ πνπ παξέρνπλ γεσηξήζεηο ή ζεξκέο πεγέο κε ζεξκνθξαζία κεγαιχηεξε απφ 100 o C, δελ είλαη ελδεηθηηθφ ηεο θαηάζηαζεο πνπ επηθξαηεί ζηνλ ζεξκφ πδξνθνξέα. Απφ ρεκηθή άπνςε, ραξαθηεξηζηηθφ ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ, πνπ πξνέξρνληαη απφ ζπζηήκαηα ζηα νπνία θπξηαξρεί ε πγξή θάζε, είλαη ε κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε SiO 2, Na, K, Ca, Mg, Cl, SO 4. Δηδηθά ε πεξηεθηηθφηεηα ζε ρισξηνχρα άιαηα είλαη ζεκαληηθφ θξηηήξην γηα ηελ θαηάηαμε θάπνηνπ ζπζηήκαηνο ζε έλαλ απφ ηνπο δπν ηχπνπο. Αληίζεηα δελ βνεζά ε πεξηεθηηθφηεηα ζε B, CO 2, H 2 S θαη Ζ 3 πνπ είλαη θνηλή γηα ηνπο δπν ηχπνπο πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ υςτόματα ςτα οπούα κυριαρχεύ η αϋρια φϊςη ηνλ ηχπν απηφ αλήθνπλ πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα ςειήο ελζαιπίαο, ηα νπνία παξάγνπλ μεξφ αηκφ. Γηα ηνλ ιφγν απηφ πξνζθέξνληαη ηδηαίηεξα γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ηνπο πδξνθνξείο ησλ ζπζηεκάησλ απηψλ εθηφο απφ ηνλ αηκφ, ππάξρεη θαη λεξφ ζε πγξή θαηάζηαζε, ηδηαίηεξα ζηνπο κηθξνχο πφξνπο θαη ζηηο επηθάλεηεο ησλ ξεγκάησλ, φπνπ ζπγθξαηείηαη ιφγσ επηθαλεηαθήο ηάζεο. Ζ παξνπζία ηεο πγξήο θάζεο δελ θαηαξγεί ηελ ζπλέρεηα ηεο αέξηαο θάζεο, ε νπνία θπξηαξρεί θαη θαζνξίδεη ηελ πίεζε. Δίλαη ραξαθηεξηζηηθφ φηη ε πίεζε ζηα ζπζηήκαηα απηά είλαη πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ πδξνζηαηηθή θαη ζρεδφλ νκνηφκνξθα θαηαλεκεκέλε. Δπνκέλσο ε θαηαλνκή ηεο πίεζεο, πνπ είλαη κεηξήζηκν κέγεζνο, δηαθέξεη ζεκαληηθά ζηνπο δπν ηχπνπο ησλ πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ. Σα πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα ζηα νπνία θπξηαξρεί ε αέξηα θάζε, δηαθξίλνληαη ζε δπν ππνθαηεγνξίεο, πνπ πήξαλ ηα νλφκαηά ηνπο απφ ηα γλσζηά γεσζεξκηθά πεδία Larderello θαη Monte Amiata. Σα γεσζεξκηθά πεδία ηχπνπ Larderello είλαη ηα πην απνδνηηθά, αιιά θαη ηα πην ζπάληα. Γλσζηά ζπζηήκαηα ηεο νκάδαο απηήο, εθηφο απφ ην Larderello, είλαη ην Matsukawa ηεο Ηαπσλίαο θαη νη Geysers ηεο Καιηθφξληαο. Παξέρνπλ μεξφ αηκφ απφ κηθξφ βάζνο κε αξρηθή ζεξκνθξαζία κεγαιχηεξε απφ 200 o C θαη πίεζε 35 kg/cm 2 πεξίπνπ. Ζ πίεζε απηή εμαξηάηαη θαη απφ ηελ παξνπζία άιισλ αεξίσλ ηα νπνία 30

31 πεξηέρνληαη ζε κηθξφ πνζνζηφ. Δίλαη ζεκαληηθφ φηη ηα πεδία απηά ζπλνδεχνληαη απφ επηθαλεηαθέο εθδειψζεηο, φπσο αηκίδεο, εθαίζηεηα ιάζπεο θαη φμηλα εδάθε. Σα γεσζεξκηθά πεδία ηχπνπ Monte Amiata παξέρνπλ αηκφ κηθξφηεξεο ζεξκνθξαζίαο (150 o C πεξίπνπ), κε κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε άιια αέξηα. Ο εληνπηζκφο ηνπο είλαη δχζθνινο, γηαηί δελ ζπλνδεχνληαη απφ επηθαλεηαθέο εθδειψζεηο Μονϊδεσ παραγωγόσ ηλεκτρικόσ ενϋργειασ Οη κνλάδεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαηαζθεπάδνληαη πάληα ζηελ πεξηνρή ηνπ γεσζεξκηθνχ πεδίνπ, γηαηί νη ζεξκηθέο απψιεηεο θαηά ηε κεηαθνξά ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ είλαη κεγάιεο. Ζ εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ηνπο θπκαίλεηαη απφ ιίγεο δεθάδεο Watt, κέρξη αξθεηέο δεθάδεο MW. ηα κεγάια γεσζεξκηθά πεδία ππάξρνπλ πνιιέο κνλάδεο, πνπ ηξνθνδνηνχληαη απφ πνιιέο γεσηξήζεηο ε θάζε κηα. Απφ ηερληθή άπνςε νη κνλάδεο απηέο βαζίδνληαη ζηελ ηερλνινγία ησλ θιαζηθψλ ζεξκνειεθηξηθψλ ζηαζκψλ. Έρνπλ φκσο νξηζκέλα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά γηα ηελ αληηκεηψπηζε εηδηθψλ πξνβιεκάησλ, φπσο: (α) ε ρξνληθή κεηαβνιή ηεο παξνρήο θαη ηεο πίεζεο ηνπ αηκνχ, (β) ε παξνπζία κε ζπκππθλσκέλσλ αεξίσλ, (γ) ε ρεκηθή θαη κεραληθή δηάβξσζε θαη νη απνζέζεηο ζηηο επηθάλεηεο πνπ έξρνληαη ζε επαθή κε ην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ. Ζ παξαγσγηθή δηαδηθαζία είλαη πην απιή, αλ ην γεσζεξκηθφ πεδίν παξάγεη μεξφ αηκφ. Ο αηκφο απηφο, αθνχ απαιιαγεί απφ ηα ζηεξεά πιηθά πνπ ζπκπαξαζχξεη, δηνρεηεχεηαη ζηνλ αηκνζηξφβηιν, ν νπνίνο θηλεί κηα γελλήηξηα ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Ζ απφδνζε ηνπ αηκνζηξφβηινπ εμαξηάηαη απφ ηελ πίεζε εηζφδνπ θαη εμφδνπ ηνπ αηκνχ. ηηο ζχγρξνλεο εγθαηαζηάζεηο ρξεζηκνπνηνχληαη ζπκππθλσηηθνί αηκνζηξφβηινη (condensing turbines), πνπ ιεηηνπξγνχλ κε πίεζε εμφδνπ πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ αηκνζθαηξηθή. Έηζη ν αηκφο απνδίδεη κεγαιχηεξν κέξνο ηεο ελέξγεηαο πνπ πεξηέρεη. Γηα ηελ πίεζε εηζφδνπ ππάξρεη κηα βέιηηζηε ηηκή, πνπ θαζνξίδεηαη απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ γεσζεξκηθνχ πδξνθνξέα, γηαηί είλαη άκεζε ζπλάξηεζε ηεο πίεζεο P f ζηηο θεθαιέο ησλ γεσηξήζεσλ. Μείσζε ηεο πίεζεο εηζφδνπ, επνκέλσο θαη ηεο P f, ζπλεπάγεηαη αχμεζε ηεο παξνρήο Q ηνπ αηκνχ απφ ηα πεγάδηα. 31

32 Ζ παξνρή απηή δίλεηαη απφ ηε ζρέζε: ( ) φπνπ C θαη n ζηαζεξέο θαη Ps ε ζηαηηθή πίεζε ηνπ πδξνθνξέα. Παξάιιεια φκσο, ε κείσζε ηεο πίεζεο εηζφδνπ επηθέξεη κείσζε ηεο δηαζέζηκεο ελέξγεηαο αλά κνλάδα αηκνχ. ηνλ ππνινγηζκφ ηεο δεηνχκελεο βέιηηζηεο ηηκήο ππεηζέξρεηαη θαη ην θφζηνο ηνπ αηκνζηξνβίινπ, πνπ απμάλεηαη πνιχ γηα κηθξέο πηέζεηο. Μεηά ηνλ αηκνζηξφβηιν ν αηκφο πεξλά ζηνλ ζπκππθλσηή, φπνπ αλακηγλχεηαη κε θξχν λεξφ θαη ζπκππθλψλεηαη. Ο ζπκππθλσκέλνο αηκφο θαη ην λεξφ ςχμεσο δηνρεηεχνληαη θαηφπηλ ζηνλ πχξγν ςχμεσο. Δθείην κεγαιχηεξν πνζνζηφ ηνπ αηκνχ πνπ ζπκππθλψζεθε, εμαηκίδεηαη πάιη θαη θεχγεη ζηελ αηκφζθαηξα. Σν ππφινηπν, πνπ πεξηέρεη φια ζρεδφλ ηα πδξνδηαιπηά ζπζηαηηθά ηνπ αηκνχ, δελ πξέπεη λα απνξξίπηεηαη ζην επηθαλεηαθφ δίθηπν απνξξνήο. Γη' απηφ δηνρεηεχεηαη πάιη ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα κε θαηάιιειεο γεσηξήζεηο. Ζ θφξηηζε ηνπ πδξνθνξέα δελ είλαη ηδηαίηεξα δχζθνιε, γηαηί ε πίεζε ηνπ αηκνχ είλαη ζρεηηθά κηθξή. Ζ επηινγή φκσο ησλ ζέζεσλ θφξηηζεο πξέπεη λα γίλεηαη κε πξνζνρή, γηα λα κελ επεξεάδνληαη ηα πεγάδηα άληιεζεο. Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη, θζάλεη ην 15% ηεο ζεξκφηεηαο, πνπ είλαη ζεσξεηηθά δηαζέζηκε ζηελ θεθαιή ησλ γεσηξήζεσλ. Αλ, φπσο ζπκβαίλεη ζηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο, ην γεσζεξκηθφ πεδίν παξέρεη κίγκα ζεξκνχ λεξνχ θαη αηκνχ ππφ πίεζε, ην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ δελ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί απεπζείαο ζηνλ αηκνζηξφβηιν. Έλαο ηξφπνο αληηκεηψπηζεο ηνπ πξνβιήκαηνο είλαη ε δηνρέηεπζε ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ ζε δηαρσξηζηή (separator). Δθεί ν αηκφο δηαρσξίδεηαη θαη ζηε ζπλέρεηα αθνινπζεί πνξεία φκνηα κε απηήλ πνπ πεξηγξάθεθε πξνεγνπκέλσο (ζηνλ αηκνζηξφβηιν, ηνλ ζπκππθλσηή θαη ηνλ πχξγν ςχμεσο). Σν λεξφ πνπ απνκέλεη κεηά ηνλ δηαρσξηζκφ, πξέπεη λα δηνρεηεπζεί πάιη ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα, γηαηί είλαη πνιχ επηβαξπκέλν κε άιαηα θαη άιια επηβιαβή ζπζηαηηθά. Ζ ελεξγεηαθή απφδνζε ηνπ ζπζηήκαηνο απηνχ είλαη ζρεηηθά ρακειή, γηαηί δελ γίλεηαη εθκεηάιιεπζε ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ, πνπ βξίζθεηαη ζε πγξή θαηάζηαζε. Έλα πνζνζηφ ηεο ελέξγεηαο απηήο γίλεηαη εθκεηαιιεχζηκν, αλ αληίζηνηρν πνζνζηφ ηνπ πγξνχ λεξνχ κεηαηξαπεί ζε αηκφ κε κείσζε ηεο πίεζεο. Ζ ρξήζε ηνπ αηκνχ απηνχ γίλεηαη κε αηκνζηξφβηιν ρακειήο πίεζεο 32

33 εηζφδνπ, πνπ έρεη κεγάιν θφζηνο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ε αχμεζε ηεο νηθνλνκηθήο απφδνζεο δελ είλαη εμαζθαιηζκέλε. Μηα ελαιιαθηηθή ιχζε είλαη ε ρξήζε βνεζεηηθνχ πηεηηθνχ ξεπζηνχ. Σν γεσζεξκηθφ λεξφ κεηά ηελ άληιεζή ηνπ δηνρεηεχεηαη ζε ελαιιάθηε ζεξκφηεηαο, φπνπ απνδίδεη ζεξκφηεηα ζην βνεζεηηθφ ξεπζηφ θαη ζηε ζπλέρεηα επαλαθέξεηαη ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα, κε ην ζχλνιν ζρεδφλ ησλ δηαιπκέλσλ αεξίσλ θαη ζηεξεψλ ζπζηαηηθψλ πνπ πεξηέρεη. ε φιε απηή ηε δηαδηθαζία, ην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ παξακέλεη ζε πγξή θαηάζηαζε, γηαηί ε πίεζε είλαη παληνχ κεγαιχηεξε απφ ηελ πίεζε θνξεζκνχ. Με ηνλ ηξφπν απηφ ην λεξφ θζάλεη ζηελ επηθάλεηα κε ηελ κεγαιχηεξε δπλαηή ζεξκνθξαζία, ελψ παξάιιεια απνθεχγνληαη δηαξξνέο αεξίσλ ζηελ αηκφζθαηξα. Σν βνεζεηηθφ ξεπζηφ θζάλεη ζηνλ ελαιιάθηε ζε πγξή θαηάζηαζε. Δθεί βξάδεη, ππεξζεξκαίλεηαη θαη ζηε ζπλέρεηα δηνρεηεχεηαη ζηνλ ζηξφβηιν θαη ηνλ ζπκππθλσηή, απ' φπνπ επηζηξέθεη ζηνλ ελαιιάθηε. πλήζσο σο βνεζεηηθφ ξεπζηφ ρξεζηκνπνηείηαη ην ηζνβνπηάλην. Μνλάδεο κε βνεζεηηθφ ξεπζηφ ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο φηαλ ε ζεξκνθξαζία ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ δελ είλαη πνιχ ςειή. Πάλησο ε ζεξκνθξαζία ηνπ ζηελ είζνδν ηνπ ελαιιάθηε δελ πξέπεη λα είλαη κηθξφηεξε απφ 85 C γηα νηθνλνκηθνχο ιφγνπο. Τπάξρεη θαη άλσ φξην, γχξσ ζηνπο 170 ν, πνπ επηβάιιεηαη γηα ιφγνπο ζηαζεξφηεηαο ηνπ βνεζεηηθνχ ξεπζηνχ. Αλεμάξηεηα απφ ηηο επί κέξνπο επηινγέο ε αξρηθή επέλδπζε ζηνπο γεσζεξκηθνχο ζηαζκνχο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη ζπγθξηηηθά κεγάιε, ελψ ην θφζηνο ιεηηνπξγίαο θαη ζπληήξεζεο ζπγθξηηηθά κηθξφ. Γη' απηφ νη γεσζεξκηθνί ζηαζκνί πξννξίδνληαη θαηά θαλφλα γηα ηελ παξνρή θνξηίνπ βάζεο, έηζη ψζηε λα παξάγνπλ ηε κεγαιχηεξε δπλαηή πνζφηεηα ελέξγεηαο ζε εηήζηα βάζε θαη λα πεξηνξηζζεί ην θφζηνο απφζβεζεο αλά κνλάδα παξαγφκελεο ελέξγεηαο Δεύκτεσ απόδοςησ των μονϊδων παρϊγωγησ ηλεκτρικόσ ενϋργειασ Γηα ηελ αμηνιφγεζε ηεο απφδνζεο ησλ κνλάδσλ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ρξεζηκνπνηνχληαη νη αθφινπζνη δείθηεο (IGA NEWS, No 45, July-September 2001): α. πληειεζηήο θνξηίνπ (load factor) 33

34 Δίλαη ν ιφγνο ηεο ζπλνιηθψο παξαρζείζαο ελέξγεηαο Δ θαηά ηελ εμεηαδφκελε πεξίνδν πξνο ην γηλφκελν ηεο κεγίζηεο ηζρχνο I πνπ αλαπηχρζεθε επί ηε δηάξθεηα ηεο πεξηφδνπ Σ. Δίλαη δειαδή: πλήζσο ε ελέξγεηα εθθξάδεηαη ζε MWh, ε κέγηζηε ηζρχο ζε MW θαη ε δηάξθεηα ηεο πεξηφδνπ ζε ψξεο. Αο ζεκεησζεί φηη σο κέγηζηε ηζρχο ζεσξείηαη ε κέζε κέγηζηε ηζρχο θαηά ηε δηάξθεηα κηαο ψξαο. Ο ζπληειεζηήο θνξηίνπ εθθξάδεηαη ζπρλά σο πνζνζηφ επί ηνηο εθαηφ. Δίλαη δειαδή: β. πληειεζηήο αμηνπνίεζεο (capacity factor) Δίλαη ν ιφγνο ηεο ζπλνιηθψο παξαρζείζαο ελέξγεηαο Δ θαηά ηελ εμεηαδφκελε πεξίνδν πξνο ην γηλφκελν ηεο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο Η ε επί ηε δηάξθεηα ηεο πεξηφδνπ Σ. Δίλαη δειαδή: ή πλήζσο ε ελέξγεηα εθθξάδεηαη ζε MWh, ε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ζε MW θαη ε δηάξθεηα ηεο πεξηφδνπ ζε ψξεο. Αλ ν ζπληειεζηήο αμηνπνίεζεο είλαη αηζζεηά κηθξφηεξνο απφ ηνλ ζπληειεζηή θνξηίνπ, ηφηε ε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο είλαη ππεξβνιηθά κεγάιε, είηε ζε ζρέζε κε ηε δήηεζε ελέξγεηαο είηε ζε ζρέζε κε ηηο δπλαηφηεηεο ηνπ γεσζεξκηθνχ πεδίνπ. γ. πληειεζηήο δηαζεζηκφηεηαο (availability factor) Δίλαη ν ιφγνο ησλ σξψλ ιεηηνπξγίαο ηεο κνλάδαο θαηά ηελ εμεηαδφκελε πεξίνδν, πξνο ηε δηάξθεηα Σ ηεο πεξηφδνπ απηήο. Ζ Σ εθθξάδεηαη επίζεο ζε ψξεο. Οη γεσζεξκηθέο κνλάδεο έρνπλ θαηά θαλφλα ζπληειεζηή δηαζεζηκφηεηαο κεγαιχηεξν ηνπ 90%. 34

35 κέγηζηε ηζρχ. δ. Δηδηθή θαηαλάισζε γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ Δίλαη ε παξνρή γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ πνπ απαηηείηαη γηα παξαγσγή κε ηε 4.4. Επιπτώςεισ ςτο περιβϊλλον Οη γεσζεξκηθέο πεγέο ςειήο ελζαιπίαο αλήθνπλ ζηηο θαζαξέο ελεξγεηαθέο πεγέο. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε εθκεηάιιεπζή ηνπο δεκηνπξγεί ιηγφηεξα πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα απφ φζα νη θιαζηθέο ελεξγεηαθέο πεγέο (άλζξαθαο, πεηξέιαην, ππξεληθή ελέξγεηα) θαη φηη ηα πξνβιήκαηα απηά αληηκεησπίδνληαη κε ηθαλνπνηεηηθφ ηξφπν. Έλα ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ησλ γεσζεξκηθψλ πεγψλ είλαη φηη νη επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ πεξηνξίδνληαη ζηελ πεξηνρή ησλ παξαγσγηθψλ κνλάδσλ. Σν αληίζεην ζπκβαίλεη κε ηνλ άλζξαθα, ην πεηξέιαην θαη ηελ ππξεληθή ελέξγεηα, φπνπ ππάξρνπλ επηπηψζεηο ζηνπο ρψξνπο εμφξπμεο, ζηηο εγθαηαζηάζεηο επεμεξγαζίαο (δηπιηζηήξηα, εξγνζηάζηα εκπινπηηζκνχ), ζηηο πεξηνρέο ρξήζεο θαη ζηνπο ρψξνπο απφζεζεο ησλ θαηαινίπσλ. ηελ ζπλέρεηα εμεηάδνληαη θαηά ζεηξά νη επηπηψζεηο απφ ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο ςειήο ελζαιπίαο ζην έδαθνο, ηελ αηκφζθαηξα, ηα επηθαλεηαθά θαη ηα ππφγεηα λεξά. Ζ επίδξαζε ζηε ρξήζε γεο θαη ην ηνπίν εμαξηάηαη απφ ηελ έθηαζε ηνπ γεσζεξκηθνχ πεδίνπ. ε φιε απηή ηελ έθηαζε είλαη εγθαηεζπαξκέλεο γεσηξήζεηο, ζσιελψζεηο θαη παξαγσγηθέο κνλάδεο. Δπεηδή φκσο νη εγθαηαζηάζεηο απηέο θαηαιακβάλνπλ κηθξφ κέξνο ηεο ζπλνιηθήο επηθάλεηαο, δελ εκπνδίδνπλ άιιεο ρξήζεηο ηεο γεο. Υαξαθηεξηζηηθφ είλαη ην παξάδεηγκα ηνπ Larderello, φπνπ ε πνιχρξνλε εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο ζπκβαδίδεη κε ηελ γεσξγηθή αλάπηπμε. Δπνκέλσο νη δπζάξεζηεο επηπηψζεηο ζηε ρξήζε γεο θαη ζην ηφπν δελ είλαη ηφζν ζνβαξέο. Έλαο θίλδπλνο, πνπ ζπλδέεηαη κε ηελ εθκεηάιιεπζε πεδίσλ ζηα νπνία θπξηαξρεί ε πγξή θάζε, είλαη νη εδαθηθέο θαζηδήζεηο. Αληηκεησπίδνληαη κε επαλαθνξά κέξνπο ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ ζηνλ πδξνθνξέα κεηά ηελ ρξήζε, κε ηελ νπνία δηαηεξείηαη ε πηψζε ζηάζκεο ηνπ πηεδνκεηξηθνχ θνξηίνπ ζε αλεθηά επίπεδα. Ο θίλδπλνο απηφο δελ 35

36 πθίζηαηαη ζε φζα πεδία θπξηαξρεί ε αέξηα θάζε. ηα πεδία απηά ε επζηάζεηα ησλ πεηξσκάησλ δελ εμαξηάηαη απφ ηελ πίεζε ηνπ αηκνχ, πνπ είλαη εμ αξρήο πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ πδξνζηαηηθή θαη νκνηφκνξθα θαηαλεκεκέλε. Δλνριεηηθφο είλαη ν ζφξπβνο πνπ νθείιεηαη ζηε δηάλνημε ησλ γεσηξήζεσλ θαη ζηελ δηαθπγή αηκνχ θαηά ηε δηάξθεηα ησλ δνθηκψλ θαη ηνπ θαζαξηζκνχ ησλ γεσηξήζεσλ. Σν πξφβιεκα απηφ, πνπ πεξηνξίδεηαη κε ρξήζε εηδηθψλ ζηγαζηήξσλ, είλαη πνιχ κηθξφηεξν θαηά ην ζηάδην ηεο θαλνληθήο ιεηηνπξγίαο. Ζ επηβάξπλζε ηεο αηκφζθαηξαο, πνπ είλαη ζρεηηθά κηθξή, νθείιεηαη ζηελ απειεπζέξσζε ησλ κε ζπκππθλσκέλσλ αεξίσλ, ηα νπνία πεξηέρνληαη ζην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ. Σέηνηα βιαβεξά αέξηα είλαη ην πδξφζεην, ην κεζάλην, ε ακκσλία θαη ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. ηα γεσζεξκηθά εξγνζηάζηα νη εθπνκπέο CO2 θπκαίλνληαη απφ 4 σο 740 g/kwh, ελψ ε κέζε ηηκή είλαη 122 g/kwh. Απφ απηέο πξέπεη λα αθαηξνχληαη νη εθπνκπέο ππνβάζξνπ, απηέο δειαδή πνπ ζπκβαίλνπλ ζηελ πεξηνρή αλεμάξηεηα απφ ηα έξγα αμηνπνίεζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο. Οη αληίζηνηρεο εθπνκπέο απφ εξγνζηάζηα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ζπκβαηηθά θαχζηκα (κε ζπληειεζηή απφδνζεο 35%), δίλνληαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα. Γελ επηβαξχλνπλ θαζφινπ ηελ αηκφζθαηξα θαηά ηε ιεηηνπξγία ηνπο νη παξαγσγηθέο κνλάδεο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ βνεζεηηθφ ξεπζηφ. Πίλαθαο 3 - Δθπνκπέο CO 2 από εξγνζηάζηα πνπ ρξεζηκνπνηνύλ ζπκβαηηθά θαύζηκα Δίδνο θαπζίκνπ Δθπνκπή (ζε g/kwh) Άλζξαθαο 915 Πεηξέιαην 760 Φπζηθφ αέξην 315 Θεξκηθή ξχπαλζε ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ ζπκβαίλεη φηαλ απνξξίπηεηαη ζε απηά ε ζεξκφηεηα ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ, πνπ δελ κεηαηξέπεηαη ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Ζ ζεξκφηεηα απηή κεηαθέξεηαη απφ ην λεξφ ςχμεσο ησλ ζεξκνειεθηξηθψλ ζηαζκψλ. Ζ ξχπαλζε κπνξεί λα απνθεπρζεί κε ηε ρξήζε πχξγσλ ςχμεσο, πνπ δηνρεηεχνπλ ηελ ζεξκφηεηα απεπζείαο ζηελ αηκφζθαηξα, κε εμάηκηζε κεγάισλ πνζνηήησλ λεξνχ. ηνπο ζηαζκνχο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ γεσζεξκηθή ελέξγεηα, ην πνζφ ηεο αρξεζηκνπνίεηεο ζεξκφηεηαο πνπ δελ επηζηξέθεηαη ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα κε 36

37 ην γεσζεξκηθφ λεξφ, δηνρεηεχεηαη ζε πχξγνπο ςχμεσο. Έηζη απνθεχγεηαη ε ζεξκηθή ξχπαλζε. Αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη ην λεξφ γηα ηνπο πχξγνπο ςχμεσο πξνέξρεηαη απφ ηελ ζπκπχθλσζε ηνπ αηκνχ. Δπνκέλσο νη γεσζεξκηθέο κνλάδεο δελ ρξεζηκνπνηνχλ άιινπο πδαηηθνχο πφξνπο. Σν ζεκαληηθφ απηφ πιενλέθηεκα δελ ην έρνπλ νη κνλάδεο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ βνεζεηηθφ ξεπζηφ. Ζ ξχπαλζε ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ απφ ηα επηβιαβή ζπζηαηηθά, πνπ είλαη δηαιπκέλα ζην γεσζεξκηθφ λεξφ, απνθεχγεηαη κε ηελ επαλαθνξά κέξνπο ή φινπ ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ ζηνλ πδξνθνξέα κεηά ηελ ρξήζε. Ζ πξαθηηθή απηή πεξηνξίδεη θαη ηνλ θίλδπλν εμάληιεζεο ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ. ηελ Καιηθφξληα κάιηζηα γίλεηαη ζπλδηνρέηεπζε αζηηθψλ ιπκάησλ, κε πξφζζεην πεξηβαιινληηθφ φθεινο. Βέβαηα ε επαλαθνξά ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ ζηνλ πδξνθνξέα πξέπεη λα ζρεδηάδεηαη πνιχ πξνζεθηηθά, ψζηε λα κελ νδεγήζεη ζε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ ζηηο παξαγσγηθέο γεσηξήζεηο ηνπ πεδίνπ. Σέινο ε ξχπαλζε ησλ ππφγεησλ λεξψλ ησλ αβαζψλ πδξνθνξέσλ απνθεχγεηαη κε ηελ επηκειεκέλε θαηαζθεπή ησλ γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ Γεωθερμικό ενϋργεια χαμηλόσ ενθαλπύασ Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα ρακειήο ελζαιπίαο έρεη πνιιέο εθαξκνγέο. Κπξηφηεξε είλαη ε ζέξκαλζε ρψξσλ, δειαδή θαηνηθηψλ, ρψξσλ εξγαζίαο, αζιεηηθψλ εγθαηαζηάζεσλ θ.ι.π. θαζψο θαη γηα ζέξκαλζε λεξνχ γηα νηθηαθή ρξήζε. Ο ηνκέαο απηφο δελ πξέπεη λα ππνηηκάηαη, γηαηί απνξξνθά ζεκαληηθφ πνζνζηφ ηεο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη. Παξεκθεξήο είλαη θαη ε ρξήζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο ρακειήο ελζαιπίαο ζηνλ πξσηνγελή ηνκέα, γηα ζέξκαλζε ζεξκνθεπίσλ, θηελνηξνθηθψλ κνλάδσλ, κνλάδσλ ηρζπνθαιιηέξγεηαο θ.ι.π. Έρεη ηέινο θαη βηνκεραληθέο εθαξκνγέο, φπσο ζηελ μήξαλζε γεσξγηθψλ πξντφλησλ θαη ζηε ρψλεπζε ηιχνο εγθαηαζηάζεσλ επεμεξγαζίαο ιπκάησλ. Δπνκέλσο ε αμηνπνίεζε ησλ γεσζεξκηθψλ πεγψλ ρακειήο ελζαιπίαο, πνπ είλαη ζρεηηθά άθζνλεο, κπνξεί λα ζπκβάιεη ζεκαληηθά ζηελ αληηκεηψπηζε ηνπ ελεξγεηαθνχ πξνβιήκαηνο, αιιά θαη λα ζπληειέζεη ζηελ αλάπηπμε ηνπ πξσηνγελνχο ηνκέα. 37

38 Οη ζπλζήθεο εθκεηάιιεπζεο είλαη επλντθέο ζηα γεσζεξκηθά πεδία ρακειήο ελζαιπίαο, φπνπ ην βάζνο άληιεζεο είλαη κηθξφ. κσο ηα πεδία απηά δελ είλαη νη κφλεο ελεξγεηαθέο πεγέο ηεο θαηεγνξίαο απηήο. ηηο πεξηνρέο ηεο Γεο κε θαλνληθή ζεξκνβαζκίδα, δειαδή ζην κεγαιχηεξν κέξνο ηνπ πιαλήηε, ε ζεξκνθξαζία ζε βάζνο 2000 m θζάλεη ηνπο 80 o C. Δπνκέλσο φινη νη πδξνθνξείο πνπ ππάξρνπλ ζ' απηφ ην βάζνο, απνηεινχλ γεσζεξκηθέο πεγέο ρακειήο ελζαιπίαο. Γηα ηελ εθκεηάιιεπζή ηνπο απαηηνχληαη γεσηξήζεηο κεγάινπ βάζνπο. Γη' απηφ ην θφζηνο θαηαζθεπήο θαη ιεηηνπξγίαο είλαη ζρεηηθά κεγάιν. Πάλησο ζε νξηζκέλεο ρψξεο γίλεηαη εθηεηακέλε εθκεηάιιεπζε ησλ πεγψλ απηψλ. Δλεξγεηαθέο πεγέο πνιχ ρακειήο ελζαιπίαο απνηεινχλ νη πδξνθνξείο πνπ βξίζθνληαη ζε κηθξφ βάζνο. ε θιηκαηηθέο ζπλζήθεο φκνηεο κε ηηο Διιεληθέο, ε ζεξκνθξαζία ζε βάζνο m θπκαίλεηαη απφ 12 σο 15 o C. Δπνκέλσο ην λεξφ ησλ πδξνθνξέσλ απηψλ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ζέξκαλζε, κε ηε βνήζεηα αληιίαο ζεξκφηεηαο. Ζ απφδνζε ησλ πεγψλ απηψλ βειηηψλεηαη, αλ ην θαινθαίξη δηνρεηεχεηαη ζηνλ πδξνθνξέα λεξφ, πνπ έρεη ζεξκαλζεί κε ειηαθνχο ζπιιέθηεο (ειηνγεσζεξκία). Ο ζπλδπαζκφο απηφο παξνπζηάδεη κεγάιν ελδηαθέξνλ γηα ηε ρψξα καο. Κξηηήξηα αμίαο ησλ γεσζεξκηθψλ πεγψλ ρακειήο ελζαιπίαο είλαη ην πνζφ ζεξκίδσλ πνπ παξέρνπλ θαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ παξερνκέλνπ λεξνχ. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ε ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη απφ ηηο πεγέο απηέο, κεηξείηαη κε βάζε ηελ πνζφηεηα πεηξειαίνπ πνπ ππνθαζηζηνχλ ζηε ζέξκαλζε θάπνηνπ ρψξνπ. Ζ κνλάδα κέηξεζεο νλνκάδεηαη ΣΔΡ (Tonne Equivalent Petrole = ηζνδχλακν ηφλλνπ πεηξειαίνπ). Πξψηε ρψξα ζε ρξήζε γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο γηα ζέξκαλζε ρψξσλ είλαη ε Ηζιαλδία, φπνπ ε ελεξγεηαθή απηή πεγή θαιχπηεη πάλσ απφ ην 85% ησλ ζρεηηθψλ αλαγθψλ. Βέβαηα ε Ηζιαλδία δηαζέηεη πνιχ κεγάιν αξηζκφ γεσζεξκηθψλ πεδ σλ ρακειήο (θαη ςειήο) ελζαιπίαο. Υαξαθηεξηζηηθφ είλαη θαη ην παξάδεηγκα ηεο Γαιι αο, φπνπ γίλεηαη εθκεηάιιεπζε πδξνθνξέσλ κεγάινπ βάζνπο. Ζ παξαγσγή γηα ην 1999 ππνινγίδεηαη φηη ήηαλ ζρεδφλ 4900 TJ. ηελ Διιάδα, φπνπ νη ζπλζήθεο είλαη επλντθφηεξεο απφ φηη ζηελ Γαιιία, γίλεηαη κφλνλ ζπνξαδηθή ρξήζε, θπξ σο ζε ζεξκνθήπηα (π.ρ. ζηελ πεξηνρή ηεο ιίκλεο Βφιβεο θαη ζηε ιεθάλε ηνπ ηξπκψλα), αλ θαη έρνπλ γίλεη πνιιέο κειέηεο θαη έξεπλεο κε 38

39 ελζαξξπληηθά απνηειέζκαηα. Αμηνζεκείσηε είλαη ε γεσζεξκηθή κνλάδα αθαιάησζεο λεξνχ, πνπ θαηαζθεπάζζεθε ζηελ Κίκσιν. Απφ λνκηθή άπνςε, ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο (ρακειήο θαη ςειήο ελζαιπίαο) δηέπεη ν λφκνο 3175/2003 (ΦΔΚ 207/Α/ ) υςτόματα παραγωγόσ του γεωθερμικού νερού και διϊθεςησ του μετϊ την χρόςη Γηα ηελ παξαγσγή ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ θαη ηελ δηάζεζή ηνπ κεηά ηελ ρξήζε εθαξκφδνληαη ηα αθφινπζα ζπζηήκαηα: 1) χζηεκα κε έλα πεγάδη άληιεζεο. Σν γεσζεξκηθφ ξεπζηφ κεηά ηελ ρξεζηκνπνίεζή ηνπ δηνρεηεχεηαη ζην επηθαλεηαθφ δίθηπν απνξξνήο. Ζ ιχζε απηή έρεη κηθξφηεξν αξρηθφ θφζηνο, αιιά δεκηνπξγεί θηλδχλνπο: α) εμάληιεζεο ηνπ πδξνθνξέα, β) θαζηδήζεσλ ηνπ εδάθνπο, εμαηηίαο ηεο πηψζεο ηνπ πδξαπιηθνχ θνξηίνπ θαη γ) αιινίσζεο ηεο πνηφηεηαο ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ απφ ηα άιαηα, ην πδξφζεην ή άιια ζπζηαηηθά, πνπ πεξηέρνληαη ζην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ. Δπνκέλσο ε δπλαηφηεηα εθαξκνγήο ηνπ ζπζηήκαηνο απηνχ εμαξηάηαη απφ ηελ πνζφηεηα θαη ηελ πνηφηεηα ηνπ αληινχκελνπ λεξνχ. 2) χζηεκα κε πεγάδη άληιεζεο θαη πεγάδη επαλαθφξηηζεο (δίπνιν). Σν λεξφ κεηά ηελ ρξεζηκνπνίεζή ηνπ επαλαθέξεηαη ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα κε δεχηεξν πεγάδη. Με ηνλ ηξφπν απηφ απνθεχγνληαη νη θίλδπλνη, πνπ αλαθέξζεθαλ γηα ην ζχζηεκα κε έλα πεγάδη άληιεζεο. Δπίζεο γίλεηαη θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ηνπ ζεξκηθνχ πεξηερνκέλνπ ηνπ εδαθηθνχ ζθειεηνχ. Σν θχξην κεηνλέθηεκα, εθηφο απφ ην κεγαιχηεξν αξρηθφ θφζηνο, είλαη ν ζρεκαηηζκφο ελφο ςπρξνχ κεηψπνπ γχξσ απφ ην πεγάδη θφξηηζεο, ην νπνίν θηλείηαη πξνο ην πεγάδη άληιεζεο. Αλ ην κέησπν απηφ δηαλχζεη ηελ απφζηαζε κεηαμχ ησλ πεγαδηψλ, ε ζεξκηθή ηζρχο ηεο πεγήο πέθηεη, ιφγσ ηεο κε κείσζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αληινχκελνπ λεξνχ. Ζ δπζκελήο απηή επίδξαζε κπνξεί λα πεξηνξηζηεί κε θαηάιιειν ζρεδηαζκφ. Άιισζηε είλαη δπλαηή ε αληηζηξνθή ηεο ξνήο θαηά ηνπο ζεξκνχο κήλεο θαη ε ρξήζε ηνπ ζπζηήκαηνο γηα θιηκαηηζκφ, εθ' φζνλ βέβαηα νη ζεξκνθξαζίεο άληιεζεο θαη απφξξηςεο ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ ην επηηξέπνπλ. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο ην δίπνιν ππεξέρεη θαη πξνηηκάηαη. 39

40 Αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη ε θαηαζθεπή ησλ γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ ρακειήο ελζαιπίαο, απαηηεί πνιιέο θνξέο πξφζζεηεο εηδηθέο δηαηάμεηο θαη ηερληθέο, ιφγσ ησλ ζρεηηθά ςειψλ πηέζεσλ, ηεο δηαβξσηηθφηεηαο νξηζκέλσλ δηαιπκέλσλ ζπζηαηηθψλ θαη ηεο παξνπζίαο αεξίσλ υςτόματα θϋρμανςησ με γεωθερμικό ενϋργεια Ζ πιένλ ελδεδεηγκέλε ρξήζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο ρακειήο ελζαιπίαο εμαξηάηαη απφ ηελ ζεξκνθξαζία Σ β ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ. Αλ ε Σ β μεπεξλά ηνπο 70 ν, ηφηε ην γεσζεξκηθφ λεξφ είλαη θαηάιιειν γηα ζέξκαλζε θαηνηθηψλ κε θιαζηθά ζεξκαληηθά ζψκαηα. Αλ 50 ν Ο < Σ β < 70 ν, ηφηε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε θαηνηθίεο κε ελδνδαπέδην ζχζηεκα ζέξκαλζεο. Αλ ε Σ β είλαη αθφκα κηθξφηεξε, ην γεσζεξκηθφ λεξφ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε θνιπκβεηήξηα, γπκλαζηήξηα ή ζε ζεξκνθήπηα. Αλ ε Σ β δελ είλαη αξθνχλησο ςειή γηα ηελ επηζπκεηή ρξήζε, ηφηε κπνξεί λα ελζσκαησζεί ζην ζχζηεκα αληιία ζεξκφηεηαο. πλήζσο ζπκθέξεη νηθνλνκηθά ε ρξήζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο γηα ζέξκαλζε νιφθιεξσλ νηθηζκψλ ή ζπλφισλ θαηνηθηψλ, ψζηε λα κνηξάδνληαη ζε πνιινχο ρξήζηεο ηα έμνδα θαηαζθεπήο, ζπληήξεζεο θαη ιεηηνπξγίαο ησλ γεσηξήζεσλ θαη άιισλ απαξαίηεησλ εγθαηαζηάζεσλ. Έλα γεσζεξκηθφ ζχζηεκα ζέξκαλζεο, πνπ έρεη αξθεηέο δηαθνξέο απφ ηα θιαζηθά ζπζηήκαηα ηειεζέξκαλζεο, πεξηιακβάλεη: Σν πεγάδη άληιεζεο ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ. Σνλ ελαιιάθηε ζεξκφηεηαο, φπνπ ην γεσζεξκηθφ λεξφ απνδίδεη ηε ζεξκφηεηά ηνπ ζην λεξφ ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο ηνπ ζεξκνχ λεξνχ. Ζ ρξήζε ηνπ ελαιιάθηε, πνπ επηβάιιεηαη φηαλ ε πνηφηεηα ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ δελ είλαη ηθαλνπνηεηηθή, απνβιέπεη ζηελ πξνζηαζία ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο απφ δηάβξσζε ή ελαπφζεζε ζπζηαηηθψλ ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ. Σν δίθηπν ησλ ζσιήλσλ κεηαθνξάο θαη δηαλνκήο. Σελ αληιία ζεξκφηεηαο (αλ απαηηείηαη) Σελ βνεζεηηθή πεγή ζέξκαλζεο, γηα ηελ θάιπςε ησλ αηρκψλ ηεο δήηεζεο, αιιά θαη γηα ιφγνπο αζθάιεηαο. 40

41 Σν πεγάδη επαλαθνξάο ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ ζηνλ πδξνθνξέα (εθ' φζνλ επηβάιιεηαη απφ ηα πνηνηηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ λεξνχ ή ηελ πηψζε ζηάζκεο ζηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα). πλήζσο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ θάιπςε ησλ βαζηθψλ αλαγθψλ ζέξκαλζεο, ελψ γηα ηηο αηρκέο ηεο δήηεζεο ρξεζηκνπνηείηαη θάπνηα βνεζεηηθή πεγή. ηαλ φκσο ην θφζηνο ιεηηνπξγίαο ησλ πεγαδηψλ είλαη κηθξφ θαη νη απνζηάζεηο κεηαμχ ησλ ρξεζηψλ (άξα θαη ην θφζηνο ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο) ζρεηηθά κεγάιεο, ζπκθέξεη ε πιήξεο θάιπςε ησλ αλαγθψλ κε γεσζεξκηθή ελέξγεηα. ε απηφ θαίλεηαη φηη ην γεσζεξκηθφ λεξφ δηνρεηεχεηαη πξψηα ζηνπο ρξήζηεο πνπ απαηηνχλ ςειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο. Έηζη γίλεηαη θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο. Δηθόλα 6 - Γηάγξακκα ηππηθνύ γεσζεξκηθνύ ζπζηήκαηνο ζέξκαλζεο Σν δίθηπν δηαλνκήο ηνπ ζεξκνχ λεξνχ ζηνπο επηκέξνπο ρξήζηεο είλαη ζπλήζσο αθηηλσηφ, ιφγσ ρακειφηεξνπ θφζηνπο. κσο ηα ζπζηήκαηα κε θιεηζηνχο βξφγρνπο παξέρνπλ κεγαιχηεξε αζθάιεηα ηξνθνδνζίαο. 41

42 4.8. Επιπτώςεισ ςτο περιβϊλλον Οη ζεκαληηθφηεξεο δπζάξεζηεο επηπηψζεηο πνπ κπνξεί λα ζπλνδεχνπλ ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο ρακειήο ελζαιπίαο είλαη ε εκθάληζε εδαθηθψλ θαζηδήζεσλ, ιφγσ πηψζεσο ηνπ πδξαπιηθνχ θνξηίνπ θαη ε αιινίσζε ηεο πνηφηεηαο ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ απφ ηα επηβιαβή ζπζηαηηθά πνπ πεξηέρνληαη ζην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ. Οη δπζάξεζηεο απηέο ζπλέπεηεο απνθεχγνληαη εχθνια, κε επαλαθνξά ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ ζηνλ πδξνθνξέα κεηά ηελ ρξεζηκνπνίεζή ηνπ. Δπνκέλσο έλα ζσζηά ζρεδηαζκέλν ζχζηεκα εθκεηάιιεπζεο δελ έρεη θακηά βιαπηηθή επίδξαζε ζην πεξηβάιινλ Θερμϊ ϊνυδρα πετρώματα Σα πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα πεξηέρνπλ κηθξφ κέξνο ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο, πνπ βξίζθεηαη απνζεθεπκέλε ζε πξνζηηά ζηνλ άλζξσπν βάζε. Ζ ζεξκφηεηα ησλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ, ίζσο είλαη 2 σο 3 ηάμεηο κεγέζνπο κεγαιχηεξε. Δπνκέλσο ε εθκεηάιιεπζε ηνπ ζεξκηθνχ πεξηερνκέλνπ ησλ πεηξσκάησλ απηψλ, πνπ ζήκεξα βξίζθεηαη ζε πεηξακαηηθή θάζε, παξνπζηάδεη κεγάιν ελδηαθέξνλ. Ηδηαίηεξα πξνζθέξνληαη πεηξψκαηα πεξηνρψλ κε απμεκέλε ζεξκηθή ξνή θαη κηθξή ζεξκηθή αγσγηκφηεηα Σεχνητό κατϊτμηςη πετρωμϊτων. Λειτουργύα ςυςτημϊτων εκμετϊλλευςησ Σν πξφβιεκα ηεο κεηαθνξάο ηεο ζεξκφηεηαο απφ ηα άλπδξα ζεξκά πεηξψκαηα ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο ιχλεηαη κε ηερλεηή θαηάηκεζε θαη δηνρέηεπζε λεξνχ, δειαδή κε ηε δεκηνπξγία ηερλεηψλ πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ. Σν δηνρεηεπφκελν λεξφ ζεξκαίλεηαη θαζψο θηλείηαη κέζα ζηα δηάθελα πνπ δεκηνπξγήζεθαλ ζην ζεξκφ πέηξσκα θαη ζηε ζπλέρεηα αληιείηαη ή αλεβαίλεη ιφγσ άλσζεο ζηελ επηθάλεηα. Γηα λα είλαη ηθαλνπνηεηηθή ε απφδνζε ηνπ ζπζηήκαηνο ηα δηάθελα (ή νη ξεγκαηψζεηο) πξέπεη: α) λα παξέρνπλ κεγάιε επηθάλεηα επαθήο λεξνχ-πεηξψκαηνο, 42

43 β) λα έρνπλ επαξθή φγθν, ψζηε λα επηηξέπνπλ ηελ θίλεζε ηνπ λεξνχ (κε κηθξή ηαρχηεηα) πάλσ ζηηο ζεξκέο επηθάλεηεο ηνπ πεηξψκαηνο θαη γ) λα έρνπλ θαηάιιειε δηάηαμε, ψζηε λα παξέρνπλ κηθξή αληίζηαζε ζηε ξνή. Καηάηκεζε ησλ πεηξσκάησλ έρεη γίλεη κε ρξήζε ππξεληθψλ ή ζπκβαηηθψλ εθξεθηηθψλ ή κε πδξαπιηθφ ηξφπν. Υξήζε ππξεληθψλ εθξεθηηθψλ πξνέβιεπε ην ακεξηθαληθφ εξεπλεηηθφ πξφγξακκα Plowshare. Με ηε κέζνδν απηή ηκήκα ηνπ πεηξψκαηνο θαηαζξπκκαηίδεηαη πιήξσο θαη ν δεκηνπξγνχκελνο ζρεκαηηζκφο πξνζθέξεηαη γηα ςειή απφδνζε. Σα κεηνλεθηήκαηα είλαη ηα αθφινπζα: α) Γελ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θνληά ζε θαηνηθεκέλεο πεξηνρέο, δειαδή θνληά ζηνπο ρξήζηεο, γηα ιφγνπο αζθάιεηαο. β) Γελ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ζρεηηθά κηθξά βάζε. γ) Γελ είλαη δπλαηφ λα γίλνπλ λέεο εθξήμεηο φηαλ πέζεη ε απφδνζε ηνπ ζπζηήκαηνο, γηα λα κελ θαηαζηξαθνχλ νη επηθαλεηαθέο εγθαηαζηάζεηο. Σέινο ε κέζνδνο απηή εμαξηά ηελ αμηνπνίεζε κηαο θαζαξήο ελεξγεηαθήο πεγήο απφ ππξεληθά εθξεθηηθά. Ζ πδξαπιηθή ζξαχζε ησλ πεηξσκάησλ γίλεηαη κε επηβνιή κεγάιεο πδξαπιηθήο πίεζεο. ε γεψηξεζε, πνπ έρεη δηάηξεην ζσιήλα ζην επηζπκεηφ βάζνο, δηνρεηεχεηαη λεξφ κε πίεζε. ηαλ ε πίεζε απηή μεπεξάζεη κηα θξίζηκε ηηκή, ηφηε δεκηνπξγείηαη έλα ξήγκα θαθνεηδνχο δηαηνκήο, αλνίγκαηνο ιίγσλ mm. πλήζσο ε δηεχζπλζε ηνπ ξήγκαηνο είλαη πεξίπνπ θαηαθφξπθε. Με ζπλέρηζε ηεο δηνρέηεπζεο λεξνχ, κεηά ηελ αξρηθή ζξαχζε, ε δηάκεηξνο ηνπ ξήγκαηνο θζάλεη ηελ επηζπκεηή ηηκή. πσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 13, ην ξήγκα απηφ επηηξέπεη ηελ πδξαπιηθή επηθνηλσλία ελφο πεγαδηνχ δηνρέηεπζεο θξχνπ λεξνχ θαη ελφο πεγαδηνχ επαλαθνξάο ηνπ λεξνχ κεηά ηελ ζέξκαλζή ηνπ. Σα πεγάδηα απηά ζπλαληνχλ ην ξήγκα ζην θάησ θαη πάλσ ηκήκα ηνπ αληηζηνίρσο. Ζ πίεζε πνπ απαηηείηαη γηα ηε ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ πίεζε ζξαχζεσο. Πξέπεη λα θαιχπηεη ηηο απψιεηεο θνξηίνπ θαηά ηελ θίλεζε ηνπ λεξνχ απφ ην έλα πεγάδη ζην άιιν, πνπ ππνβνεζείηαη απφ ηελ άλσζε, θαζψο θαη ηελ πίεζε πνπ απαηηείηαη ζηελ έμνδν, γηα λα κε βξάδεη ην λεξφ. Ο βξαζκφο πξέπεη λα απνθεχγεηαη, γηαηί ε δεκηνπξγία αηκνχ κεηψλεη ηελ απφδνζε ηνπ ζπζηήκαηνο. Ζ ηδέα ηεο πδξαπιηθήο ζξαχζεο μεθίλεζε απφ εξεπλεηηθή νκάδα ηνπ εξγαζηεξίνπ ηνπ Los Alamos, ε νπνία αλέιαβε θαη ηελ εθηέιεζε εξεπλεηηθνχ 43

44 πξνγξάκκαηνο πνπ πεξηιάκβαλε ηελ θαηαζθεπή πεηξακαηηθνχ ζηαζκνχ εθκεηάιιεπζεο ζεξκψλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ. Σν πξφγξακκα απηφ είρε ελζαξξπληηθά απνηειέζκαηα. Σα πιενλεθηήκαηα ηεο κεζφδνπ είλαη ηα αθφινπζα: α) Γελ έρεη θακία βιαπηηθή επίδξαζε ζην πεξηβάιινλ. β) Μπνξεί λα εθαξκνζηεί θνληά ζε θαηνηθεκέλεο πεξηνρέο. γ) Με ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ απμάλεη ν εθκεηαιιεχζηκνο φγθνο ηνπ ζεξκνχ πεηξψκαηνο, ιφγσ ηεο ζπζηνιήο θαη ηεο ζεξκηθήο ξεγκάησζήο ηνπ, πνπ νθείιεηαη ζηε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ. δ) Δίλαη δπλαηή ε επέθηαζε ηνπ ζπζηήκαηνο κε λέα ξήγκαηα, φπνηε ζεσξεζεί αλαγθαίν, θαζψο ε πξνθαινχκελε κηθξνζεηζκηθή δξαζηεξηφηεηα είλαη αθίλδπλε. Ζ κέζνδνο ηεο πδξαπιηθήο ζξαχζεο έρεη νξηζκέλεο εηδηθέο απαηηήζεηο, φπσο: (α) σιήλεο γεσηξήζεσλ κε κεγάιε αληνρή ζε πηέζεηο. Σέηνηνη ζσιήλεο είλαη δηαζέζηκνη. (β) Γηαθξίβσζε ηεο ζέζεο ηνπ ξήγκαηνο ζηνλ ρψξν, πνπ κπνξεί λα επηηεπρζεί κε ηνπνζέηεζε γεσθψλσλ πξηλ απφ ηελ ζξαχζε, ψζηε λα δηαλνηρζεί ε δεχηεξε γεψηξεζε ζηελ θαηάιιειε ζέζε. (γ) Μεγάιε αθξίβεηα ζηε δηεχζπλζε ησλ γεσηξήζεσλ. (δ) Γηαηήξεζε ηνπ αλνίγκαηνο ηνπ ξήγκαηνο, κεηά ηελ κείσζε ηεο πίεζεο. Γηα ηνλ ιφγν δηνρεηεχνληαη θαηάιιεια δηαβαζκηζκέλα ηεκάρηα ζθιεξνχ πιηθνχ (π.ρ. ραιαδα), πνπ ιεηηνπξγνχλ σο αληηζηεξίγκαηα. Σειηθά ε εθαξκνζκέλε έξεπλα δείρλεη φηη ηα ηερληθά πξνβιήκαηα πνπ αλαθχπηνπλ, βξίζθνπλ ιχζε. 44

45 Δηθόλα 7 - ύζηεκα εθκεηάιιεπζεο ζεξκνύ άλπδξνπ πεηξώκαηνο κε πδξαπιηθή ζξαύζε πλδπαζκφο ζπκβαηηθψλ εθξεθηηθψλ θαη πδξαπιηθήο ζξαχζεο δνθηκάζζεθε ζην εξεπλεηηθφ πξφγξακκα ηεο κεηαιιεπηηθήο ζρνιήο ηνπ Camborne ηνπ Ζλσκέλνπ Βαζηιείνπ, πνπ άξρηζε ην Υξεζηκνπνηήζεθε εηδηθή εθξεθηηθή χιε, πνπ είλαη αζθαιήο ζε ζεξκνθξαζίεο κέρξη 300 o. Δίλαη ινηπφλ θαλεξφ φηη δελ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ζεξκφηεξα πεηξψκαηα. Σν ζθεπηηθφ ηεο κεζφδνπ είλαη ην αθφινπζν. ε πξψηε θάζε κε ηε ρξήζε ησλ εθξεθηηθψλ απνθαζίζηαηαη πδξαπιηθή επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ πεγαδηψλ θαη θπζηθψλ αζπλερεηψλ ηνπ πεηξψκαηνο. Καηφπηλ νη θπζηθέο αζπλέρεηεο δηεπξχλνληαη κε επηβνιή κεγάινπ πδξαπιηθνχ θνξηίνπ. ήκεξα ε έξεπλα ζπλερίδεηαη κε ην θνηλφ επξσπατθφ πξφγξακκα ζην Soultz-sous-Forets ηεο Γαιιίαο. Αλεμάξηεηα απφ ηε κέζνδν θαηάηκεζεο ηνπ ζεξκνχ πεηξψκαηνο, ε ιεηηνπξγία ηνπ εξγνζηαζίνπ παξαγσγήο ελέξγεηαο πξνυπνζέηεη ζπλερή ηξνθνδνζία κε λεξφ, γηαηί κέξνο κφλν απφ ην λεξφ πνπ δηνρεηεχεηαη ζην έλα πεγάδη αλαθηάηαη απφ ην άιιν. Σν 45

46 ππφινηπν είηε γεκίδεη ηνλ θελφ ρψξν, πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ηε ζπζηνιή ηνπ πεηξψκαηνο, είηε ράλεηαη πξνο άιιεο θαηεπζχλζεηο Μϋθοδοι εντοπιςμού και εκτύμηςησ γεωθερμικών ενεργειακών πηγών Σν πξψην ζηάδην ζηελ δηαδηθαζία αμηνπνίεζεο κηαο γεσζεξκηθήο ελεξγεηαθήο πεγήο είλαη ν εληνπηζκφο ηεο θαη ε εθηίκεζε ηνπ δπλακηθνχ ηεο, πνπ θαζνξίδεη ηελ νηθνλνκηθή ηεο ζεκαζία. Σν ζηάδην απηφ απνξξνθά έλα ζεκαληηθφ πνζνζηφ ηεο απαηηνχκελεο αξρηθήο επέλδπζεο, πνπ κπνξεί κάιηζηα λα κελ αλαθηεζεί. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ην δπλακηθφ πνιιψλ γεσζεξκηθψλ πεγψλ είηε κέλεη εληειψο αλεθκεηάιιεπην, είηε αμηνπνηείηαη ζε πνιχ κηθξφ βαζκφ. Παξάδεηγκα πεξηνξηζκέλεο αμηνπνίεζεο είλαη ε ζπνξαδηθή ρξήζε ησλ ζεξκψλ λεξψλ ζε ζεξκνθήπηα, φπσο γίλεηαη ζε πνιιέο πεξηνρέο ηεο Διιάδαο. Σν δεηνχκελν θάζε πξνγξάκκαηνο γεσζεξκηθψλ εξεπλψλ είλαη ε αλαθάιπςε ζπγθεληξσκέλσλ πνζψλ ζεξκφηεηαο, δειαδή πεηξσκάησλ κε ςειή ζεξκνθξαζία. Απηφ είλαη αξθεηφ, φηαλ ζρεδηάδεηαη εθκεηάιιεπζε ζεξκψλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ. πσο φκσο αλαθέξεηαη ζην θεθάιαην 5, ε εθκεηάιιεπζε ησλ πεηξσκάησλ απηψλ είλαη αθφκε ζε πεηξακαηηθφ ζηάδην θαη πξνο ην παξφλ έρεη πεξηνξηζκέλν νηθνλνκηθφ ελδηαθέξνλ. Δπνκέλσο ε έξεπλα πξέπεη λα δείμεη αλ ππάξρνπλ θπζηθά απνζέκαηα ξεπζηνχ γηα ηελ κεηαθνξά ηεο ζεξκφηεηαο ζηελ επηθάλεηα ηεο Γεο, δειαδή αλ ππάξρεη θαηάιιεινο ζεξκφο πδξνθνξέαο. Αθφκε πξέπεη λα πξνζδηνξηζηνχλ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πδξνθνξέα (δηαπεξαηφηεηα, φγθνο), απφ ηα νπνία εμαξηάηαη ην δπλακηθφ ηεο πεγήο. Δίλαη ραξαθηεξηζηηθφ φηη ν εληνπηζκφο πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ είλαη πνιχ επθνιφηεξνο απφ ηνλ εληνπηζκφ ζεξκψλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ, γηαηί φηαλ δελ ππάξρεη λεξφ, δελ εκθαλίδνληαη ζεκαληηθά θαζνδεγεηηθά ζηνηρεία, φπσο ζεξκέο πεγέο, αηκίδεο, geyser (δηαιείπνληεο ζεξκνπίδαθεο), θαζψο θαη πδξνζεξκηθή αιινίσζε ησλ ππεξθεηκέλσλ πεηξσκάησλ. 46

47 ηελ έξεπλα γηα ηελ αλαθάιπςε πδξνζεξκηθψλ ζπζηεκάησλ, ρξεζηκνπνηνχληαη γεσινγηθέο, γεσρεκηθέο θαη γεσθπζηθέο κέζνδνη. Ζ εξεπλεηηθή δηαδηθαζία πξέπεη λα δηαξζξψλεηαη ζηα αθφινπζα ζηάδηα: α) Γεσινγηθή, πδξνινγηθή θαη γεσρεκηθή έξεπλα β) Έξεπλα κε γεσθπζηθέο κεζφδνπο γ) Δξεπλεηηθέο γεσηξήζεηο κεγάινπ βάζνπο. Οη εηδηθέο εξεπλεηηθέο κέζνδνη πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζε θάζε ζηάδην, θαζνξίδνληαη απφ ην είδνο ηεο γεσζεξκηθήο πεγήο πνπ αλαδεηείηαη. Άιιεο κέζνδνη είλαη θαηαιιειφηεξεο γηα πεγέο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, φπνπ απαηηείηαη γεσζεξκηθφ ξεπζηφ κε ςειή ζεξκνθξαζία, θαη άιιεο γηα πεγέο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ζέξκαλζε ρψξσλ. Οπσζδήπνηε φκσο πξέπεη λα αθνινπζείηαη ε ζεηξά πνπ αλαθέξζεθε, γηαηί ππάξρεη ζεκαληηθή δηαθνξά θφζηνπο κεηαμχ ησλ δηαδνρηθψλ εξεπλεηηθψλ ζηαδίσλ Γεωλογικό, υδρολογικό και γεωχημικό ϋρευνα Ζ γεσινγηθή ειηθία ηνπ θινηνχ είλαη έλα πξψην ρνλδξηθφ θξηηήξην, γηα ην αλ ππάξρνπλ γεσζεξκηθέο πεγέο ζε κηα πεξηνρή. πσο αλαθέξεηαη, ζηηο πεξηνρέο κε θινηφ πξνθάκβξηαο ειηθίαο ε γήηλε ζεξκηθή ξνή έρεη ρακειή ηηκή. Δπνκέλσο νη πεξηνρέο απηέο δελ παξνπζηάδνπλ γεσζεξκηθφ ελδηαθέξνλ. πνπ ν θινηφο έρεη κεζνδσηθή ειηθία, είλαη δπλαηφλ λα βξεζνχλ γεσζεξκηθέο πεγέο ρακειήο ελζαιπίαο, ζε ζρεηηθά κεγάιν βάζνο. Ζ έξεπλα ζηξέθεηαη θπξ σο ζηηο λεψηεξεο γεσινγηθά πεξηνρέο, πνπ παξνπζηάδνπλ πξφζθαηε εθαηζηεηφηεηα θαη ζεηζκηθφηεηα. Ζ γεσινγηθή έξεπλα απνζθνπεί ζηνλ γεσγξαθηθφ θαζνξηζκφ ησλ νξίσλ ηεο πεξηνρήο πνπ παξνπζηάδεη γεσζεξκηθφ ελδηαθέξνλ θαη πεξηιακβάλεη: α) Μειέηε ησλ επηθαλεηαθψλ ζεξκηθψλ εθδειψζεσλ. Σα πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα εληνπίδνληαη εχθνια φηαλ ζπλνδεχνληαη απφ ζεξκέο πεγέο, αηκίδεο, geyser θ.η.ι., πνπ ζρεκαηίδνληαη απφ ην γεσζεξκηθφ ξεπζηφ, ην νπνίν βξίζθεη δηέμνδν πξνο ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Οη δίνδνη αλφδνπ ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ δελ παξακέλνπλ ζηαζεξέο. Παιηά ξήγκαηα θξάδνληαη, ελψ άιια δεκηνπξγνχληαη ζε αζζελέζηεξεο 47

48 δψλεο. Παιηέο ζέζεηο εκθάληζεο γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ κπνξνχλ λα αληρλεπζνχλ απφ ηελ πδξνζεξκηθή αιινίσζε ησλ πεηξσκάησλ πνπ ηηο ζπλνδεχεη. Ζ ραξηνγξάθεζε ησλ πδξνζεξκηθά αιινησκέλσλ πεηξσκάησλ βνεζά ζηνλ θαζνξηζκφ ησλ νξίσλ ηεο γεσζεξκηθήο πεξηνρήο. Δπίζεο ε ειηθία ησλ πδξνζεξκηθψλ απνζέζεσλ (ζείν, ιεηκσλίηεο θ.η.ι.) βνεζά ζηνλ θαζνξηζκφ ηεο ειηθίαο ηεο καγκαηηθήο δηείζδπζεο, ε νπνία απνηειεί ηελ πεγή ηεο ζεξκφηεηαο. Ζ δηάξθεηα ηεο πδξνζεξκηθήο δξαζηεξηφηεηαο θαη ν φγθνο ησλ αιινησκέλσλ πεηξσκάησλ βνεζνχλ ζηελ εθηίκεζε ηνπ δπλακηθνχ ηεο γεσζεξκηθήο πεγήο. β) Μειέηε ηεο ζηξσκαηνγξαθίαο θαη ηεο ηεθηνληθήο ηεο πεξηνρήο θαη θαζνξηζκφ ησλ ζέζεσλ πξφζθαησλ ξεγκάησλ. Ζ πδξνινγηθή κειέηε πεξηιακβάλεη κεηξήζεηο ζεξκνθξαζίαο θαη παξνρήο ησλ ζεξκψλ αιιά θαη ησλ ςπρξψλ πεγψλ ηεο πεξηνρήο, θαζνξηζκφ ηεο ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ πδξνθνξέα θαη εθηίκεζε ηεο θίλεζεο ησλ επηθαλεηαθψλ θαη ππφγεησλ λεξψλ. Πεξηιακβάλεη αθφκε ηελ ζπιινγή κεηεσξνινγηθψλ ζηνηρείσλ γηα ηελ πεξηνρή, φπσο ε ζεξκνθξαζία, ε πγξαζία θαη ην χςνο βξνρήο. Ζ γεσρεκηθή αλάιπζε πεξηιακβάλεη εξγαζηεξηαθή αλάιπζε ηνπ γεσζεξκηθνχ λεξνχ, ην νπνίν εκθαλίδεηαη ζηελ εμεηαδφκελε πεξηνρή. Με βάζε ηελ ζχζηαζε ησλ δεηγκάησλ πνπ εμεηάδνληαη, θαζνξίδεηαη ε αλαινγία κεηεσξηθνχ θαη καγκαηηθνχ λεξνχ ζηνλ ππφγεην πδξνθνξέα, πνπ βνεζά ζηελ εθηίκεζε ηνπ δπλακηθνχ ηεο γεσζεξκηθήο πεγήο. Αλ ην λεξφ είλαη καγκαηηθφ, ηφηε πξνέξρεηαη απφ πδξνθνξέα πεξηνξηζκέλνπ φγθνπ θαη ην δπλακηθφ ηεο πεγήο εμαξηάηαη απφ ηελ απνζεθεπηηθφηεηα ηνπ πδξνθνξέα. Αλ πξφθεηηαη γηα κεηεσξηθφ λεξφ πνπ θαηεηζδχεη θαη ζεξκαίλεηαη ζε κεγάιν βάζνο, ηφηε ην δπλακηθφ ηεο πεγήο εμαξηάηαη απφ ηελ ηξνθνδνζία ηνπ ζπζηήκαηνο. Δπίζεο θαηά ηελ γεσρεκηθή αλάιπζε πξνζδηνξίδνληαη ε πεξηεθηηθφηεηα ζε SiO 2 θαη ε ζρέζε Na - K - Ca, κε βάζε ηηο νπνίεο κπνξεί λα ππνινγηζηεί ε ζεξκνθξαζία ηνπ πδξνθνξέα. Ζ πεξηεθηηθφηεηα ζε SiO 2 ρξεζηκεχεη αθφκε γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο αλαινγίαο επηθαλεηαθνχ θαη γεσζεξκηθνχ λεξνχ ζην εμεηαδφκελν δείγκα. Αθφκε πξνζδηνξίδεηαη ε πεξηεθηηθφηεηα ζε ρισξηνχρα άιαηα, κε βάζε ηελ νπνία δηαπηζηψλεηαη αλ ζηνλ πδξνθνξέα θπξηαξρεί ε πγξή ή ε αέξηα θάζε φηαλ δελ παξαηεξείηαη πδξνζεξκηθή δξαζηεξηφηεηα ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο, ε παξνπζία 48

49 ζην έδαθνο ηρλνζηνηρείσλ κπνξεί λα νδεγήζεη ζηνλ εληνπηζκφ θαη ζηνλ θαζνξηζκφ ηεο έθηαζεο πεγψλ ζεξκφηεηαο, πνπ βξίζθνληαη ζε βάζνο. Σέηνηα ζηνηρεία είλαη ην ξαδφλην, ν πδξάξγπξνο, ην αξζεληθφ θαη ην βφξην. Σν αέξην ξαδφλην παξάγεηαη θαηά ηελ κεηαζηνηρείσζε ηνπ ξαδίνπ θαη αλεβαίλεη ζηελ επηθάλεηα ζε δψλεο κεγάιεο δηαπεξαηφηεηαο. Δπνκέλσο ςειέο ζπγθεληξψζεηο ξαδνλίνπ ππνδειψλνπλ χπαξμε ξεγκάησλ. Φειέο ζπγθεληξψζεηο βνξίνπ, πδξαξγχξνπ θαη αξζεληθνχ, ηα νπνία πεξηέρνληαη ζην γεσζεξκηθφ λεξφ, θαλεξψλνπλ δηφδνπο αλφδνπ ηνπ λεξνχ απηνχ ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο Έρευνα με γεωφυςικϋσ μεθόδουσ Ζ γεσθπζηθή έξεπλα πεξηιακβάλεη απεπζείαο κεηξήζεηο ζεξκνθξαζηψλ ή ηεο ζεξκηθήο ξνήο. ην εξεπλεηηθφ απηφ ζηάδην ρξεζηκνπνηνχληαη αθφκε ειεθηξηθέο, ζεηζκηθέο θαη βαξπηνκεηξηθέο κέζνδνη Μετρόςεισ θερμοκραςιών και θερμικόσ ροόσ Ζ χπαξμε ζεηηθήο ζεξκηθήο αλσκαιίαο ζε κηα πεξηνρή, κπνξεί λα εληνπηζζεί κε κεηξήζεηο ηεο ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο, πνπ εθπέκπεηαη απφ ηελ επηθάλεηα ηεο Γεο. Οη κεηξήζεηο γίλνληαη κε εηδηθνχο αληρλεπηέο, απφ αεξνπιάλν ή θαη δνξπθφξν. Δπεηδή ε γήηλε ζεξκηθή ξνή είλαη πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ ειηαθή ελέξγεηα, πνπ πξνζπίπηεη ζηελ επηθάλεηα ηεο Γεο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο, νη κεηξήζεηο γίλνληαη θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο λχθηαο. Οη κεηξήζεηο επεξεάδνληαη αθφκε απφ ηελ ηνπνγξαθία ηεο πεξηνρήο, ηηο ζεξκηθέο ηδηφηεηεο θαη ηελ πγξαζία ηνπ εδάθνπο, ηελ βιάζηεζε θ.η.ι. Γη' απηφ ε ζεξκηθή αλσκαιία είλαη αληρλεχζηκε, κφλνλ αλ ε αληίζηνηρε ζεξκηθή ξνή είλαη ηνπιάρηζηνλ 100 θνξέο κεγαιχηεξε απφ ηελ θαλνληθή. Δπνκέλσο νη κεηξήζεηο ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο ρξεζηκεχνπλ κφλν γηα ηνλ εληνπηζκφ γεσζεξκηθψλ πεδίσλ ςειήο ελζαιπίαο. Οη κεηξήζεηο ηεο ζεξκνθξαζίαο ζην έδαθνο γίλνληαη κε ειεθηξηθέο κεηξεηηθέο ζπζθεπέο, φπσο ηα ζεξκφκεηξα αληηζηάζεσο (resistance thermometers), νη ζεξκίζηνξεο 49

50 (thermistors) θαη ηα ζεξκνδεχγε (thermocouples). Οη κεηξήζεηο απηέο γίλνληαη ζε δπν δηαθνξεηηθά βάζε, γηα λα είλαη δπλαηφο ν ππνινγηζκφο ηεο θαηαθφξπθεο ζεξκνβαζκίδαο. Σν ειάρηζην βάζνο κέηξεζεο πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξν απφ 0,5 m, γηα λα κε επεξεάδεηαη ε κεηξνχκελε ηηκή απφ ηελ εκεξήζηα κεηαβνιή ηεο ζεξκνθξαζίαο ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Αθφκε ε δηαθνξά βάζνπο ησλ δπν κεηξήζεσλ πξέπεη λα είλαη ηεο ηάμεο ησλ 10 m ηνπιάρηζηνλ, γηα λα κε επεξεάδεηαη αηζζεηά ε ηηκή πνπ ππνινγίδεηαη γηα ηελ ζεξκνβαζκίδα απφ ηελ αθξίβεηα ηεο κέηξεζεο, πνπ είλαη + 0,1 o C. πλήζσο γίλνληαη κεηξήζεηο ζε βάζε 1 θαη 10 m. ηα απνηειέζκαηα πξέπεη λα γίλεηαη θαηάιιειε δηφξζσζε, γηα λα εμαιεηθζεί ε επίδξαζε ηεο εηήζηαο κεηαβνιήο ηεο ζεξκνθξαζίαο. Καηαιιειφηεξα γηα πνζνηηθνχο ππνινγηζκνχο είλαη ηα απνηειέζκαηα κεηξήζεσλ ζε βάζε κεγαιχηεξα απφ 30 m. Οη κεηξήζεηο ηεο θαηαθφξπθεο ζεξκνβαζκίδαο ρξεζηκεχνπλ ζηνλ θαζνξηζκφ ηεο έθηαζεο ηεο ζεξκηθήο πεξηνρήο. Ζ ρξεζηκνπνίεζή ηνπο φκσο γηα ηνλ ππνινγηζκφ ησλ ζεξκνθξαζηψλ ζε βαζχηεξα ζηξψκαηα είλαη παξαθηλδπλεπκέλε, γηα ηνπο αθφινπζνπο ιφγνπο: α) Ζ ζεξκηθή αγσγηκφηεηα ησλ πεηξσκάησλ απμάλεηαη γεληθά κε ην βάζνο θαη β) ηα ζπλαγσγηθά πδξνζεξκηθά ζπζηήκαηα ε ζεξκνβαζκίδα ζηελ πεξηνρή ηεο θπθινεηδνχο ζπλαγσγηθήο θηλήζεσο είλαη πνιχ κηθξφηεξε απφ απηήλ πνπ εκθαλίδεηαη ζηα ππεξθείκελα ζηξψκαηα. Αθξηβέζηεξεο πιεξνθνξίεο δίλνπλ νη κεηξήζεηο ηεο ζεξκηθήο ξνήο, πνπ πεξηιακβάλνπλ παξάιιειεο κεηξήζεηο ζεξκνθξαζίαο θαη ζεξκηθήο αγσγηκφηεηαο ησλ πεηξσκάησλ Γεωηλεκτρικϋσ μετρόςεισ Πξφθεηηαη γηα κεηξήζεηο ηεο ειεθηξηθήο αγσγηκφηεηαο ησλ δηαθφξσλ εδαθηθψλ ζηξσκάησλ. Οη γεσζεξκηθνί πδξνθνξείο παξνπζηάδνπλ απμεκέλε ειεθηξηθή αγσγηκφηεηα ζε ζρέζε κε ηα εδαθηθά ζηξψκαηα πνπ ηνπο πεξηβάιινπλ. Απηφ νθείιεηαη ζηελ παξνπζία λεξνχ, ζηελ αιαηφηεηα θαη ζηελ ζεξκνθξαζία. Οη γεσειεθηξηθέο κέζνδνη δηαθξίλνληαη ζε δπν θαηεγνξίεο. ηελ κηα θαηεγνξία αλήθνπλ φζεο κεηξνχλ ην ειεθηξηθφ δπλακηθφ θπζηθψλ ειεθηξηθψλ πεδίσλ θαη ζηελ άιιε απηέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηερλεηφ ειεθηξηθφ πεδίν. Μέζνδνη θαη ησλ δπν 50

51 θαηεγνξηψλ έρνπλ ρξεζηκνπνηεζεί κε αξθεηή επηηπρία ζηελ δηεξεχλεζε πεξηνρψλ κε γεσζεξκηθφ ελδηαθέξνλ ειςμικϋσ μϋθοδοι Γηα ηελ δηεξεχλεζε πεξηνρψλ γεσζεξκηθνχ ελδηαθέξνληνο πξνζθέξνληαη θπξ σο νη παζεηηθέο ζεηζκηθέο κέζνδνη, πνπ πεξηιακβάλνπλ θαηαγξαθή ησλ θπζηθψλ κηθξνζεηζκψλ θαη ηνπ ζεηζκηθνχ ζνξχβνπ ηεο πεξηνρήο. Οη κηθξνζεηζκνί απηνί νθείινληαη ζε κηθξνεθξήμεηο πνπ ζπκβαίλνπλ φηαλ ππέξζεξκν λεξφ, πνπ αλεβαίλεη κέζα απφ ξήγκαηα, κεηαηξέπεηαη απφηνκα ζε πδξαηκφ, θαζψο ζπλαληά κηθξφηεξεο πηέζεηο. Δπνκέλσο ε ραξηνγξάθεζε ησλ επηθέληξσλ ησλ κηθξνζεηζκψλ βνεζά ζηνλ θαζνξηζκφ ησλ δσλψλ αλφδνπ ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ. Οη ελεξγεηηθέο ζεηζκηθέο κέζνδνη, πνπ ζηεξίδνληαη ζηελ δηάζιαζε θαη ηελ αλάθιαζε ειαζηηθψλ θπκάησλ ζηα δηάθνξα εδαθηθά ζηξψκαηα, πξνζθέξνπλ θπξ σο έκκεζεο πιεξνθνξίεο, βνεζψληαο ζηελ δηαπίζησζε ηεο ζηξσκαηνγξαθίαο ηεο πεξηνρήο. Μπνξνχλ φκσο λα βνεζήζνπλ θαη ζηνλ απεπζείαο εληνπηζκφ γεσζεξκηθψλ πεγψλ, γηαηί ε ηαρχηεηα ησλ επηκήθσλ θπκάησλ κεηψλεηαη, ε κνξθή ηνπο αιιάδεη θαη ε απνξξφθεζή ηνπο είλαη κεγαιχηεξε ζε πεξηνρέο κε ζεηηθή ζεξκηθή αλσκαιία Βαρυτομετρικϋσ μϋθοδοι Μεηξήζεηο ηνπ πεδίνπ βαξχηεηαο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηνλ θαζνξηζκφ ηεο γεσινγηθήο δνκήο ηεο πεξηνρήο, αιιά θαη γηα ηνλ εληνπηζκφ εθαηζηεηαθψλ πεηξσκάησλ, καγκαηηθψλ δηεηζδχζεσλ ή πδξνζεξκηθά κεηακνξθσκέλσλ πεηξσκάησλ, ε παξνπζία ησλ νπνίσλ πξνθαιεί ηνπηθέο αλσκαιίεο ηνπ πεδίνπ βαξχηεηαο. Δπεηδή φκσο νη ηνπηθέο απηέο αλσκαιίεο κπνξεί λα κε ζρεηίδνληαη κε γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα, νη βαξπηνκεηξηθέο κέζνδνη πξέπεη λα ζπλδπάδνληαη κε άιιεο εξεπλεηηθέο κεζφδνπο. Μεηξήζεηο ηνπ πεδίνπ βαξχηεηαο ζε ζπλδπαζκφ κε κεηξήζεηο ηεο αθηηλνβνιίαο γ θαη ηεο ζεξκηθήο ξνήο ζε γεσηξήζεηο κηθξνχ βάζνπο, ρξεζηκνπνηνχληαη θαη γηα ηνλ εληνπηζκφ ζεξκψλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ. 51

52 Ερευνητικϋσ γεωτρόςεισ μεγϊλου βϊθουσ Σν ηειεπηαίν ζηάδην θάζε πξνγξάκκαηνο γεσζεξκηθψλ εξεπλψλ πεξηιακβάλεη ηελ δηάλνημε εξεπλεηηθψλ γεσηξήζεσλ κεγάινπ βάζνπο. Δπεηδή ην θφζηνο ησλ γεσηξήζεσλ είλαη κεγάιν, ε ζέζε ηνπο θαζνξίδεηαη αθξηβψο κε βάζε ηα ζηνηρεία πνπ ζπγθεληξψλνληαη ζηα πξνεγνχκελα ζηάδηα ηεο έξεπλαο. θνπφο είλαη λα ζπιιέγνπλ ηα απαξαίηεηα ζηνηρεία γηα ηνλ γεσζεξκηθφ πδξνθνξέα κε πεξηνξηζκέλν αξηζκφ γεσηξήζεσλ. Σέηνηα ζηνηρεία είλαη ε θαηαλνκή ηεο ζεξκνθξαζίαο θαη ηεο πίεζεο κε ην βάζνο, ην πνξψδεο θαη ε δηαπεξαηφηεηα ηνπ γεσζεξκηθνχ πδξνθνξέα, ε ζχλζεζε ηνπ γεσζεξκηθνχ ξεπζηνχ, ε ιηζνινγηθή θαη ζηξσκαηνγξαθηθή δνκή. Σα ζηνηρεία απηά ρξεζηκεχνπλ ζηελ εθηίκεζε ησλ δπλαηνηήησλ ηεο ελεξγεηαθήο πεγήο Μελλοντικϋσ προοπτικϋσ Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο επεθηείλεηαη κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ. Ζ επέθηαζε απηή αλακέλεηαη φηη ζα ζπλερηζηεί κε απμαλφκελν ξπζκφ, ιφγσ ηεο φμπλζεο ησλ πεξηβαιινληηθψλ πξνβιεκάησλ θαη ηεο ζηαδηαθήο εμάληιεζεο ησλ απνζεκάησλ ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ. Απφ ηερληθή άπνςε νη δπλαηφηεηεο αμηνπνίεζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο ζα απμάλνπλ κε ηελ ζηαδηαθή βειηίσζε γλσζηψλ ή ηελ εηζαγσγή λέσλ ξεμηθέιεπζσλ κεζφδσλ ζηνπο αθφινπζνπο ηνκείο: 1. Δληνπηζκνχ θαη εθηίκεζεο ησλ γεσζεξκηθψλ πεγψλ. 2. Καηαζθεπήο γεσηξήζεσλ κεγάινπ βάζνπο κε κηθξφ θφζηνο. 3. Παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απφ ζεξκφηεηα (ρξήζε ξεπζηψλ κε ζεξκνθξαζία κέρξη 100 o C). 4. Απφδνζεο θαη ιεηηνπξγηθφηεηαο ησλ ζπζηεκάησλ ζέξκαλζεο ρψξσλ. 5. Καηαθεξκαηηζκνχ ζεξκψλ άλπδξσλ πεηξσκάησλ κε πδξαπιηθφ ή ρεκηθφ ηξφπν. 6. ρεδηαζκνχ θαη νξγάλσζεο ηεο εθκεηάιιεπζεο γηα πνιιέο ρξήζεηο. 7. Διέγρνπ ηεο δηάβξσζεο ή ησλ ελαπνζέζεσλ ζηηο ζσιελψζεηο κεηαθνξάο ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ. 52

53 5. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΣΟ: ΑΜΕΕ ΦΡΗΕΙ ΣΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ 5.1. Άμεςεσ χρόςεισ τισ γεωθερμύασ Οη άκεζεο ρξήζεηο ηεο ζεξκφηεηαο ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ γηα ζέξκαλζε είλαη νη παιαηφηεξεο, νη πην πνιχπιεπξεο θαη νη πιένλ ζπλεζηζκέλεο κνξθέο αμηνπνίεζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο. Ζ ινπηξνζεξαπεία, ε ζέξκαλζε ρψξσλ θαη ε ηειεζέξκαλζε, νη αγξνηηθέο εθαξκνγέο, νη πδαηνθαιιηέξγεηεο θαη θάπνηεο βηνκεραληθέο ρξήζεηο είλαη νη πην γλσζηέο κνξθέο ρξήζεηο, φκσο νη αληιίεο ζεξκφηεηαο απνηεινχλ ηελ πην δηαδεδνκέλε κνξθή αμηνπνίεζεο (12,5 % ηεο ζπλνιηθήο ρξήζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο θαηά ην έηνο 2000). Τπάξρνπλ θπζηθά θαη θάπνηνη άιινη κηθξφηεξεο θιίκαθαο ηξφπνη εθκεηάιιεπζεο ηεο γεσζεξκίαο, νη νπνίνη φκσο δελ είλαη ηφζνλ ζπλεζηζκέλνη. Ζ ζέξκαλζε ρψξσλ θαη ε ηειεζέξκαλζε (space and district heating) παξνπζίαζαλ κεγάιε αλάπηπμε ζηελ Ηζιαλδία, φπνπ ε ζπλνιηθή ηζρχο ηνπ γεσζεξκηθνχ ζπζηήκαηνο ηειεζέξκαλζεο αλέξρνληαλ ζηα ηέιε ηνπ 1999 ζε πεξίπνπ 1200 MWt. ρεδηάγξακκα 1 - Απινπνηεκέλν δηάγξακκα ξνήο ηνπ ζπζηήκαηνο ηειεζέξκαλζεο ηνπ Reykjavik 53

54 Απνηεινχλ επίζεο ηδηαίηεξα δηαδεδνκέλεο εθαξκνγέο θαη ζηηο ρψξεο ηεο Αλαηνιηθήο Δπξψπεο, θαζψο θαη ηηο Ζ.Π.Α., Κίλα, Ηαπσλία, Γαιιία, θιπ. Σα γεσζεξκηθά ζπζηήκαηα ηειεζέξκαλζεο είλαη έληαζεο θεθαιαίνπ, δειαδή απαηηνχλ κεγάια αξρηθά θεθάιαηα. Σν θχξην θφζηνο αθνξά ηελ αξρηθή επέλδπζε γηα ηελ θαηαζθεπή ησλ γεσηξήζεσλ παξαγσγήο θαη επαλεηζαγσγήο, ηελ αγνξά ησλ ζπζηεκάησλ άληιεζεο θαη κεηαθνξάο ησλ ξεπζηψλ, ηελ θαηαζθεπή ησλ δηθηχσλ θαη ησλ ζσιελψζεσλ, ηελ πξνκήζεηα ηνπ εμνπιηζκνχ ειέγρνπ θαη παξαθνινχζεζεο ησλ εγθαηαζηάζεσλ, ηελ θαηαζθεπή ησλ ζηαζκψλ δηαλνκήο θαη ησλ δεμακελψλ απνζήθεπζεο. Παξφια απηά, ηα ιεηηνπξγηθά έμνδα, ηα νπνία αθνξνχλ ζηελ ελέξγεηα πνπ θαηαλαιψλεηαη γηα ηελ άληιεζε ησλ ξεπζηψλ, ηε ζπληήξεζε ηνπ ζπζηήκαηνο θαη ηε δηαρείξηζε ηεο εγθαηάζηαζεο, είλαη ζεκαληηθά κηθξφηεξα ζε ζχγθξηζε κε απηά κηαο ζπκβαηηθήο κνλάδαο. Έλαο θξίζηκνο παξάγνληαο γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ αξρηθνχ θφζηνπο ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη ε ππθλφηεηα ηνπ ζεξκηθνχ θνξηίνπ ή, αιιηψο, νη απαηηήζεηο ζε ζέξκαλζε δηα ηελ επηθάλεηα πνπ θαιχπηεη ε πεξηνρή πνπ πξφθεηηαη λα ζεξκαλζεί. Ζ πςειή ζεξκηθή ππθλφηεηα θαζνξίδεη ηελ νηθνλνκηθή βησζηκφηεηα - ζθνπηκφηεηα ηνπ έξγνπ ηειεζέξκαλζεο, αθνχ ην δίθηπν δηαλνκήο απνξξνθά κεγάια θεθάιαηα. Κάπνηα νηθνλνκηθά νθέιε ζα κπνξνχζαλ λα πξνθχςνπλ απφ ην ζπλδπαζκφ ζέξκαλζεο θαη ςχμεο ζε πεξηνρέο φπνπ νη θιηκαηηθέο ζπλζήθεο επηηξέπνπλ ηέηνηεο εθαξκνγέο. Ο ζπληειεζηήο θνξηίνπ ζε έλα ηέηνην ζχζηεκα ςχμεο-ζέξκαλζεο ζα πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξνο απφ απηφλ πνπ αληηζηνηρεί κφλν ζηε ζέξκαλζε, θαη ε ηηκή ηεο ελεξγεηαθήο κνλάδαο πξέπεη λα είλαη θαηά ζπλέπεηα ρακειφηεξε. Ζ ςχμε ρψξσλ απνηειεί κηα αξθεηά εθηθηή θαη βηψζηκε επηινγή, ζηελ πεξίπησζε φπνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ κεραλέο απνξξφθεζεο, νη νπνίεο βξίζθνληαη εχθνια ζην εκπφξην θαη ε ηερλνινγία ηνπο είλαη επξέσο γλσζηή. Ο θχθινο ηεο απνξξφθεζεο είλαη κηα δηαδηθαζία πνπ ρξεζηκνπνηεί σο πεγή ελέξγεηαο ηε ζεξκφηεηα έλαληη ηνπ ειεθηξηζκνχ. Ζ ςχμε επηηπγράλεηαη κε ηε ρξήζε δχν πγξψλ: ελφο ςπθηηθνχ, ην νπνίν θπθινθνξεί, εμαηκίδεηαη θαη ζπκππθλψλεηαη, θαη ελφο δεπηεξεχνληνο ξεπζηνχ ή 54

55 απνξξνθεηηθνχ (absorbent). Γηα εθαξκνγέο πάλσ απφ 0 C, ν θχθινο ρξεζηκνπνηεί βξσκίδην ηνπ ιηζίνπ σο απνξξνθεηηθφ θαη λεξφ σο ςπθηηθφ πγξφ. Γηα εθαξκνγέο θάησ απφ ηνπο 0 C ρξεζηκνπνηείηαη ν θχθινο ακκσλίαο/λεξνχ, κε ηελ ακκσλία ζην ξφιν ηνπ ςπθηηθνχ θαη ηνπ λεξνχ ζην ξφιν ηνπ απνξξνθεηηθνχ κέζνπ. Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά παξέρνπλ ηελ απαηηνχκελε ελέξγεηα γηα ηελ θίλεζε απηψλ ησλ κεραλψλ, φκσο ε απνηειεζκαηηθφηεηά ηνπο κεηψλεηαη φηαλ νη ζεξκνθξαζίεο είλαη ρακειφηεξεο ησλ 105 C. Ο γεσζεξκηθφο θιηκαηηζκφο (ζέξκαλζε θαη ςχμε) ρψξσλ άξρηζε λα αλαπηχζζεηαη ζεκαληηθά απφ ηε δεθαεηία ηνπ 1980, αθνινπζψληαο ηελ εκθάληζε θαη ηελ επξεία δηάδνζε ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο (heat pumps). Οη πνιινί δηαζέζηκνη ηχπνη αληιηψλ ζεξκφηεηαο επηηξέπνπλ ηελ απφιεςε θαη ρξήζε κε νηθνλνκηθφ ηξφπν ηνπ ζεξκηθνχ πεξηερνκέλνπ ησλ ζσκάησλ ρακειήο ζεξκνθξαζίαο, φπσο είλαη ην έδαθνο ή νη ξερνί πδξνθφξνη, ηερλεηέο ή θπζηθέο ζπγθεληξψζεηο λεξνχ (ponds), θιπ. Δηθόλα 8 Σππηθή Σππηθή εθαξκνγή ζπζηήκαηνο αληιηώλ ζεξκόηεηαο πνπ είλαη ζπλδεδεκέλεο κε ην ππέδαθνο 55

56 πσο είλαη γλσζηφ, νη αληιίεο ζεξκφηεηαο είλαη κεραλέο πνπ θαηεπζχλνπλ ηε ζεξκφηεηα αληίζεηα απφ ηε δηεχζπλζε πνπ ζα αθνινπζνχζε κε θπζηθφ ηξφπν, δειαδή ηελ εμαλαγθάδνπλ λα θαηεπζπλζεί απφ έλα ςπρξφ κέζν ζε έλα άιιν ζεξκφηεξν. Οη αληιίεο ζεξκφηεηαο δελ είλαη ηίπνηε πεξηζζφηεξν απφ ζπζθεπέο πνπ ιεηηνπξγνχλ φπσο ηα θνηλά ςπγεία. Κάζε ςπθηηθή ζπζθεπή (air-condition, ςπγείν, θαηαςχθηεο θιπ.) παίξλεη ζεξκφηεηα απφ έλα ρψξν πνπ πξέπεη λα παξακείλεη ζε ρακειή ζεξκνθξαζία θαη ηελ απειεπζεξψλεη ζε πςειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο. Ζ κφλε δηαθνξά ηεο αληιίαο ζεξκφηεηαο απφ κηα ςπθηηθή κνλάδα είλαη ην ηειηθφ απνηέιεζκα, δειαδή ε ζέξκαλζε ζηελ πξψηε πεξίπησζε θαη ε ςχμε ζηε δεχηεξε. Μηα άιιε δηαθνξά εληνπίδεηαη ζηελ αληηζηξέςηκε ιεηηνπξγία πνιιψλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο, δειαδή ζηελ ηθαλφηεηά ηνπο λα παξέρνπλ ηφζν ςχμε φζν θαη ζέξκαλζε ζην ρψξν. Βέβαηα, γηα ηε ιεηηνπξγία ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο απαηηείηαη δαπάλε ελέξγεηαο, ελψ ε ρξήζε ηνπο ελδείθλπηαη θαηά θχξην ιφγν ζε πεξηνρέο θαηάιιεισλ θιηκαηηθψλ ζπλζεθψλ, νπφηε γηα λα είλαη ζεηηθή ε ελεξγεηαθή ηζνξξνπία πξέπεη λα πξνεγεζεί έλαο ζσζηφο ζρεδηαζκφο ζέξκαλζεο ηνπ εδάθνπο. Ζ ζέξκαλζε ηνπ εδάθνπο κε ππεδάθηνπο ζσιήλεο ρσξίο ηελ χπαξμε ηνπ αξδεπηηθνχ ζπζηήκαηνο ζα πξνθαινχζε κείσζε ηεο ζεξκηθήο αγσγηκφηεηάο ηνπ, εμαηηίαο ηεο κείσζεο ηεο πγξαζίαο γχξσ απφ ηνπο ζσιήλεο, θαη θαη' επέθηαζε ζα νδεγνχζε ζε ζεξκηθή κφλσζε. Ζ βέιηηζηε ιχζε θαίλεηαη ινηπφλ φηη ζα ήηαλ ν ζπλδπαζκφο ζέξκαλζεο εδάθνπο θαη άξδεπζεο. Ζ ρεκηθή ζχζηαζε ησλ γεσζεξκηθψλ λεξψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα άξδεπζε ζα πξέπεη λα εμεηάδεηαη θαη λα παξαθνινπζείηαη πξνζεθηηθά, ψζηε λα απνθεχγνληαη ηπρφλ βιαβεξέο ζπλέπεηεο ζηα θπηά. Ο ζεξκνθξαζηαθφο έιεγρνο ζηηο αλνηθηέο θαιιηέξγεηεο έρεη ηα εμήο πιενλεθηήκαηα: (α) απνηξέπεη ηηο δεκηέο ιφγσ ρακειψλ ζεξκνθξαζηψλ, παγεηνχ, θιπ., (β) επεθηείλεη ηελ πεξίνδν αλάπηπμεο ησλ θπηψλ θαη δίλεη ζεκαληηθή ψζεζε ζηελ παξαγσγή, θαη (γ) απνζηεηξψλεη ην έδαθνο. 56

57 Ζ πην ζπλεζηζκέλε γεσζεξκηθή εθαξκνγή ζηνλ αγξνηηθφ ηνκέα είλαη ε θέρμανζη θερμοκηπίων, ε νπνία αλαπηχρζεθε ηδηαίηεξα ζε πνιιέο ρψξεο. Ζ εθηφο επνρήο θαιιηέξγεηα θεπνπξηθψλ, νπσξηθψλ θαη αλζνθνκηθψλ πξντφλησλ ή ε αλάπηπμή ηνπο ζε πεξηνρέο κε κε επλντθέο θιηκαηνινγηθέο ζπλζήθεο, κπνξεί ζήκεξα λα βαζηζηεί ζε κηα επξέσο εθαξκνζκέλε ηερλνινγία. Τπάξρνπλ πνηθίιεο ιχζεηο γηα ηελ επίηεπμε ησλ βέιηηζησλ ζπλζεθψλ αλάπηπμεο ησλ θπηψλ, νη νπνίεο βαζίδνληαη ζηε ρξήζε ηεο θαιχηεξεο ζεξκνθξαζίαο γηα ην θάζε είδνο, ζηε ζσζηή έληαζε ηνπ θσηφο, ζηελ ηδαληθή ζπγθέληξσζε CO2 κέζα ζην ζεξκνθήπην, ζηελ θαηάιιειε πγξαζία ηνπ εδάθνπο θαη ηνπ αέξα θαη ζηελ θίλεζε ηνπ αέξα κέζα ζηα ζεξκνθήπηα. Γξάθεκα 1 - Δπίδξαζε ηεο ζεξκνθξαζίεο ζηελ αλάπηπμε θάπνησλ θπηώλ (Beall and Samuels, 1971) Σν πιηθφ θάιπςεο ησλ ηνηρσκάησλ ελφο ζεξκνθεπίνπ κπνξεί λα απνηειείηαη απφ γπαιί, fiberglass, πιάθεο ζθιεξνχ πιαζηηθνχ ή πιαζηηθά θχιια. Σν γπαιί είλαη ην πιένλ δηαθαλέο πιηθφ θαη, ζε ζρέζε κε ην πιαζηηθφ, επηηξέπεη ζε κεγαιχηεξν βαζκφ ηε 57

58 δηέιεπζε θσηφο. Απφ ηελ άιιε, ην γπαιί πξνζθέξεη κηθξφηεξε ζεξκηθή κφλσζε, είλαη ιηγφηεξν αλζεθηηθφ ζηελ θξνχζε, είλαη βαξχηεξν θαη πνιχ πην αθξηβφ. Σα πην απιά ζεξκνθήπηα θαηαζθεπάδνληαη απφ κνλά θχιια πιαζηηθνχ, φκσο ηειεπηαίσο ρξεζηκνπνηνχληαη θαη δηπιά ζηξψκαηα πιαζηηθψλ, κεηαμχ ησλ νπνίσλ ππάξρεη έλα θελφ αέξνο. Με ην ζχζηεκα απηφ κεηψλνληαη νη ζεξκηθέο απψιεηεο απφ ηα ηνηρψκαηα ζε πνζνζηφ κέρξη θαη 30-40%, νπφηε απμάλεηαη ζεκαληηθά ε απφδνζε ηνπ ζεξκνθεπίνπ. Ζ ζέξκαλζε ελφο ζεξκνθεπίνπ κπνξεί επίζεο λα επηηεπρζεί κε εμαλαγθαζκέλε θπθινθνξία αέξα ζηνπο ελαιιάθηεο ζεξκφηεηαο, ζηνπο ζσιήλεο ή ηνπο αγσγνχο ζεξκνχ λεξνχ πνπ βξίζθνληαη ηνπνζεηεκέλνη κέζα ή πάλσ ζην έδαθνο, ζηα ζεξκαληηθά ζψκαηα θαηά κήθνο ησλ πιεπξηθψλ ηνηρσκάησλ θαη θάησ απφ ηνπο πάγθνπο ή κε ζπλδπαζκφ ησλ παξαπάλσ κεζφδσλ. Ζ ρξήζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ γηα ηε ζέξκαλζε ελφο ζεξκνθεπίνπ κεηψλεη ζεκαληηθά ηα ιεηηνπξγηθά ηνπ έμνδα, ηα νπνία ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο θηάλνπλ ην 35% ηνπ θφζηνπο παξαγσγήο (νπσξηθά, άλζε, δηαθνζκεηηθά θπηά θαη δελδξχιιηα). Ζ εθηξνθή θηελνηξνθηθψλ εηδψλ θαη νη πδξφβηνη νξγαληζκνί, φπσο αθξηβψο θαη ηα θπηά, επσθεινχληαη ζεκαληηθά απφ ηηο άξηζηεο ζπλζήθεο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο ρψξνπ, ηφζν σο πξνο ηελ πνηφηεηα φζν θαη σο πξνο ηελ πνζφηεηα παξαγσγήο ηνπο. ε πνιιέο πεξηπηψζεηο ηα γεσζεξκηθά λεξά ζα κπνξνχζαλ λα αμηνπνηεζνχλ αθφκε επηθεξδέζηεξα, κέζα απφ ηε ζπλδπαζκέλε ρξήζε ηνπο ζε θηελνηξνθηθέο κνλάδεο θαη γεσζεξκηθά ζεξκνθήπηα. Ζ ελέξγεηα πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηε ζέξκαλζε κηαο κνλάδαο εθηξνθήο δψσλ είλαη πεξίπνπ ην 50% απηήο πνπ απαηηείηαη γηα έλα ζεξκνθήπην ίδηαο επηθάλεηαο, νπφηε ε θιηκαθσηή ρξήζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ ζεσξείηαη ελδεδεηγκέλε. Ζ εθηξνθή δψσλ ζε έλα πεξηβάιινλ ειεγρφκελεο ζεξκνθξαζίαο ζπλεηζθέξεη ζηε βειηίσζε ηεο πγείαο ηνπο, ελψ ε ρξήζε ησλ ζεξκψλ ξεπζηψλ ζα κπνξνχζε λα επεθηαζεί ζηνλ θαζαξηζκφ θαη ηελ εμπγίαλζε ησλ ρψξσλ ηνπο, αιιά θαη ζηελ μήξαλζε ησλ απνβιήησλ ηνπο. 58

59 Οη πδαηνθαιιηέξγεηεο, νη νπνίεο ζηελ νπζία απνηεινχλ ηελ ειεγρφκελε εθηξνθή πδξφβησλ νξγαληζκψλ, απνθηνχλ ζήκεξα νινέλα θαη κεγαιχηεξε ζπνπδαηφηεηα ζε παγθφζκην επίπεδν, ιφγσ ηεο απμεκέλεο δήηεζήο ηνπο ζηελ αγνξά. Ο έιεγρνο ηεο ζεξκνθξαζίαο εθηξνθήο ησλ εηδψλ απηψλ είλαη πνιχ πην ζεκαληηθφο ζε ζρέζε κε ηα είδε πνπ αλαπηχζζνληαη ζηελ μεξά (ζειαζηηθά θαη πηελά), φπσο άιισζηε θαίλεηαη θαη ζην ρήκα 19, ην νπνίν δείρλεη πφζν πην δηαθνξεηηθή είλαη ε ηάζε ηεο θακπχιεο αλάπηπμεο ησλ πδξφβησλ εηδψλ. Γηαηεξψληαο κε ηερλεηά κέζα ηε ζεξκνθξαζία ζε βέιηηζηα επίπεδα, θαζίζηαηαη δπλαηή θαη ε εθηξνθή εμσηηθψλ εηδψλ, ε βειηίσζε ηεο παξαγσγήο ή αθφκε θαη ν δηπιαζηαζκφο ηνπ αλαπαξαγσγηθνχ θχθινπ ζε κεξηθά είδε. Σα είδε πνπ θαηά παξάδνζε εθηξέθνληαη ζε ηέηνηεο κνλάδεο είλαη: θππξίλνο, γαηφςαξν, ιαβξάθηα, θέθαινη, ρέιηα, ζνισκνί, κνπξνχλεο, γαξίδεο, αζηαθνί, θαξαβίδεο, θάβνπξεο, ζηξείδηα, κχδηα, ρηέληα θιπ. Οη πδαηνθαιιηέξγεηεο πεξηιακβάλνπλ επίζεο ηελ εθηξνθή θξνθνδείισλ θαη αιηγαηφξσλ, πνπ αμηνπνηνχληαη ζπλήζσο σο ηνπξηζηηθφ αμηνζέαην αιιά θαη γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηνπ δέξκαηφο ηνπο, ε νπνία κπνξεί λα απνηειέζεη κηα πνιχ επηθεξδή δξαζηεξηφηεηα. Με βάζε ηελ εκπεηξία απφ ηηο Ζ.Π.Α., θαίλεηαη φηη, δηαηεξψληαο ηε ζεξκνθξαζία αλάπηπμήο ηνπ ζηαζεξή ζηνπο 30 C, έλαο αιηγάηνξαο κπνξεί λα κεγαιψζεη ζε κήθνο πεξίπνπ 2 κέηξα κέζα ζε 3 ρξφληα, ελψ εάλ δνχζε ζε θπζηθέο ζπλζήθεο ε αχμεζε ηνπ κήθνπο ηνπ δελ ζα μεπεξλνχζε ηα 1,20 κέηξα θαηά ηελ ίδηα ρξνληθή πεξίνδν. Σέηνηα εξπεηά εθηξέθνληαη εδψ θαη ρξφληα ζε εηδηθέο εγθαηαζηάζεηο ζην Κνινξάλην θαη ην Άηληαρν ησλ Ζ.Π.Α., ελψ παξφκνηεο εθαξκνγέο ζρεδηάδνληαη θαη ζηελ Ηζιαλδία. Οη ζεξκνθξαζίεο πνπ απαηηνχληαη γηα ηα πδξφβηα είδε θπκαίλνληαη θαηά βάζε κεηαμχ 20 θαη 30 C. Σν κέγεζνο ησλ εγθαηαζηάζεσλ εμαξηάηαη απφ ηελ αξρηθή ζεξκνθξαζία ησλ ξεπζηψλ, ηε ζεξκνθξαζία πνπ απαηηείηαη ζηηο δεμακελέο εθηξνθήο θαη απφ ηηο ζεξκηθέο απψιεηεο ησλ ηειεπηαίσλ. Ζ θαιιηέξγεηα ηεο ζπηξνπιίλαο (Spirulina) ζεσξείηαη επίζεο κηα κνξθή πδαηνθαιιηέξγεηαο. Λφγσ ηεο πςειήο δηαηξνθηθήο ηνπ αμίαο, απηφ ην κνλνθπηηαξηθφ, ζπεηξνεηδέο θαη γαιάδην-πξάζηλν θχθνο, ζπρλά απνθαιείηαη «ππεξ-ηξνθή». Δπίζεο, 59

60 έρεη πξνηαζεί σο ιχζε ζην πξφβιεκα ηεο αζηηίαο ζηηο θησρφηεξεο πεξηνρέο ηνπ πιαλήηε, φκσο γηα ηελ ψξα ραξαθηεξίδεηαη ζην εκπφξην απιά σο «ζπκπιήξσκα δηαηξνθήο». Δηθόλα 9 πζηήκαηα ζέξκαλζεο ζε γεσζεξκηθά ζεξκνθήπηα. Δγθαηαζηάζεηο ζέξκαλζεο κε θπζηθή θίλεζε ηνπ αέξα (θπζηθή ζπλαγσγή): (α) ελαέξηνη ζσιήλεο ζέξκαλζεο (β) ζέξκαλζε πάγθσλ (γ) ζσιήλεο ζέξκαλζεο πνπ είλαη ηνπνζεηεκέλνη ρακειά (δ) ζέξκαλζε εδάθνπο Δγθαηαζηάζεηο ζέξκαλζεο κε εμαλαγθαζκέλε θίλεζε ηνπ αέξα (εμαλαγθαζκέλε ζπλαγσγή) (ε) πιεπξηθή ηνπνζέηεζε ζσιήλσλ (ζη) ελαέξηα αεξόζεξκα (δ) αγσγνί ηνπνζεηεκέλνη ςειά (ε) αγσγνί ηνπνζεηεκέλνη ρακειά (von Zabeltitz, 1986) 60

61 Γξάθεκα 2 - Δπίδξαζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζηελ αλάπηπμε ή παξαγσγή δώσλ πνπ εθηξέθνληαη γηα θαηαλάισζε Ζ ζπηξνπιίλα θαιιηεξγείηαη ζήκεξα ζε αξθεηέο ηξνπηθέο θαη ππν-ηξνπηθέο ρψξεο, ζε ιίκλεο ή ηερλεηέο δεμακελέο, φπνπ επηθξαηνχλ ηδαληθέο ζπλζήθεο γηα ηε γξήγνξε αλάπηπμή ηεο (κέζα ζε έλα δεζηφ, αιθαιηθφ πεξηβάιινλ, πινχζην ζε CO 2 ). Παξφια απηά, ζε αξθεηέο ρψξεο ησλ εχθξαησλ δσλψλ ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα έρεη ήδε αμηνπνηεζεί επηηπρψο ζε ηέηνηεο πδαηνθαιιηέξγεηεο, γηα ηελ αλάπηπμε ηεο spirulina ζε εηήζηα βάζε, παξέρνληαο ηελ απαξαίηεηε ζεξκφηεηα αιιά θαη ην CO 2. Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά, ζε νιφθιεξν ην ζεξκνθξαζηαθφ ηνπο εχξνο, είηε πξφθεηηαη γηα αηκφ είηε γηα λεξφ, κπνξνχλ λα αμηνπνηεζνχλ θαη ζε βηνκεραληθέο εθαξκνγέο, φπσο άιισζηε θαίλεηαη απφ ην δηάγξακκα ηνπ. Οη δηάθνξεο δπλαηέο κνξθέο αμηνπνίεζεο πεξηιακβάλνπλ ζέξκαλζε θαηά ηε δηεξγαζία, εμάηκηζε, μήξαλζε, απφζηαμε, απνζηείξσζε, πιχζηκν, ιηψζηκν πάγσλ θαη αλάθηεζε αιάησλ. Ζ ρξήζε ηεο γεσζεξκηθήο ζεξκφηεηαο θαηά ηε βηνκεραληθή επεμεξγαζία δηάθνξσλ πξντφλησλ εθαξκφδεηαη ζε 19 ρψξεο, φπνπ νη εγθαηαζηάζεηο είλαη γεληθά πνιχ κεγάιεο θαη ε θαηαλάισζε ελέξγεηαο πςειή. Άιια ζπγθεθξηκέλα παξαδείγκαηα βηνκεραληθψλ εθαξκνγψλ είλαη ε εκθηάισζε λεξνχ θαη αλζξαθνχρσλ πνηψλ, ε 61

62 παξαγσγή ραξηηνχ, ηκεκάησλ απηνθηλήησλ, ε αλάθηεζε ιαδηνχ, ε παζηεξίσζε γάιαθηνο, ε ρξήζε ζηε βπξζνδεςία, ε ρεκηθή αλάθηεζε πξντφλησλ, ε παξαγσγή κε δηαρσξηζκφ ηνπ CO2, ε ρξήζε ζε πιπληήξηα, ε μήξαλζε γεο δηαηφκσλ, ε επεμεξγαζία πνιηνχ θαη ραξηηνχ θαη ε παξαγσγή βνξηθψλ αιάησλ θαη βνξηθνχ νμένο. Τπάξρνπλ επίζεο εθαξκνγέο γηα ρξήζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ ρακειήο ζεξκνθξαζίαο γηα ιηψζηκν πάγνπ θαη αληηπαγεηηθή πξνζηαζία πεδνδξνκίσλ, δξφκσλ θαη πιαηεηψλ, σο θαη ζρέδηα γηα ηε δηάιπζε ηεο νκίριεο ζε θάπνηα αεξνδξφκηα. ηελ Ηαπσλία ιεηηνπξγεί κηα κηθξή βηνκεραλία πνπ ρξεζηκνπνηεί ηηο ιεπθαληηθέο ηδηφηεηεο ηνπ πδξφζεηνπ (H2S) ησλ γεσζεξκηθψλ λεξψλ γηα ηελ παξαγσγή πξσηνπνξηαθψλ θαη εμαηξεηηθήο πνηφηεηαο πθαζκάησλ γηα γπλαηθεία ξνχρα. ηελ ίδηα ρψξα, εθαξκφδεηαη ζε πεηξακαηηθφ ζηάδην κηα ηερληθή γηα ηε βηνηερληθή-βηνκεραληθή παξαζθεπή ελφο ειαθξνχ «γεσζεξκηθνχ μχινπ», ην νπνίν ζεσξείηαη ηδηαίηεξα θαηάιιειν γηα εηδηθέο θαηαζθεπέο. Καηά ηελ επεμεξγαζία ηνπ θαλνληθνχ μχινπ κε ην λεξφ κηαο γεσζεξκηθήο πεγήο, ηα πνιπζαθραξίδηά ηνπ πθίζηαληαη πδξφιπζε, νπφηε ην πιηθφ γίλεηαη πην πνξψδεο θαη ζπλεπψο ειαθξχηεξν Οικονομικό προςϋγγιςη Σα ζηνηρεία πνπ πξέπεη λα ιακβάλνληαη ππφςε θάζε θνξά πνπ γίλεηαη εθηίκεζε ηνπ θφζηνπο ηεο εγθαηάζηαζεο ή ηεο ιεηηνπξγίαο κηαο γεσζεξκηθήο κνλάδαο, θαη ηεο αμίαο ησλ «πξντφλησλ» ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο, είλαη πνιχ πεξηζζφηεξα θαη πην ζχλζεηα ζε ζρέζε κε ηηο άιιεο κνξθέο ελέξγεηαο. πλεπψο, ζα πξέπεη φια απηά ηα ζηνηρεία λα αμηνινγνχληαη πνιχ πξνζεθηηθά πξηλ ηελ εθπφλεζε ελφο γεσζεξκηθνχ πξνγξάκκαηνο. ην ζεκείν απηφ, κφλν θάπνηεο γεληθέο ελδείμεηο κπνξνχλ λα αλαθεξζνχλ, νη νπνίεο ζε ζπλδπαζκφ κε ηηο πιεξνθνξίεο γηα ηηο ηνπηθέο ζπλζήθεο θαη ηελ αμία ησλ δηαζέζηκσλ ξεπζηψλ, ζα βνεζνχζαλ ίζσο ην κειινληηθφ επελδπηή ζηε ιήςε ησλ ζεκαληηθψλ απνθάζεσλ. Έλα ζχζηεκα γεσζεξκηθνχ πφξνπ - εγθαηαζηάζεσλ (κνλάδα εθκεηάιιεπζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο) απνηειείηαη απφ ηηο γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο, ην δίθηπν 62

63 κεηαθνξάο ησλ ξεπζηψλ, ηε κνλάδα παξαγσγήο ή ρξήζεο θαη ζπρλά ην ζχζηεκα επαλεηζαγσγήο. Ζ αιιειεπίδξαζε φισλ απηψλ ησλ ζηνηρείσλ ζα πξέπεη λα αλαιχεηαη πξνζεθηηθά δηφηη βαξχλνπλ ζε κεγάιν βαζκφ ην θφζηνο ηεο αξρηθήο επέλδπζεο. Γηα παξάδεηγκα, γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, κηα κνλάδα αηκνζθαηξηθήο δηάζεζεο ηνπ αηκνχ απνηειεί ηελ απινχζηεξε θαη θζελφηεξε επηινγή ζπγθξηηηθά κε κηα κνλάδα ίζεο ηζρχνο πνπ ιεηηνπξγεί κε ζπκπχθλσζε. Παξφια απηά, απαηηνχληαη ζρεδφλ δηπιάζηεο πνζφηεηεο αηκνχ θαη ζπλεπψο δηπιάζηνο αξηζκφο γεσηξήζεσλ παξαγσγήο, θάηη πνπ απμάλεη πνιχ ην αξρηθφ θφζηνο. Έηζη ινηπφλ, παξφιν πνπ νη γεσηξήζεηο είλαη αθξηβέο, ε γεσζεξκηθή κνλάδα παξαγσγήο ειεθηξηζκνχ πνπ ιεηηνπξγεί κε ζπκπχθλσζε απνδεηθλχεηαη ηειηθά πην θηελή επηινγή, παξφιν πνπ ηειηθά ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο ε επηινγή ηεο γίλεηαη γηα ιφγνπο αλεμάξηεηνπο ηνπ θφζηνπο. Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά κπνξνχλ λα κεηαθεξζνχλ ζε αξθεηά κεγάιεο απνζηάζεηο κέζα ζε ζεξκηθά κνλσκέλνπο ζσιήλεο. Τπφ ηδαληθέο ζπλζήθεο ην κήθνο ησλ ζσιελψζεσλ κπνξεί λα θηάζεη αθφκε θαη ηα 60 km. κσο, ην θφζηνο ησλ ζσιελψζεσλ, ηνπ απαηηνχκελνπ βνεζεηηθνχ εμνπιηζκνχ (αληιίεο, βαιβίδεο, θιπ) θαη ηεο ζπληήξεζήο ηνπο, επηβαξχλνπλ πνιχ ηνλ πξνυπνινγηζκφ θαη κπνξεί λα αλεβάζνπλ ζεκαληηθά ην ζπλνιηθφ ιεηηνπξγηθφ θφζηνο επέλδπζεο θαη ιεηηνπξγίαο ηεο εγθαηάζηαζεο. Οπφηε, ε απφζηαζε κεηαμχ ηνπ πφξνπ (γεσηξήζεηο) θαη ηεο εθαξκνγήο (εγθαηαζηάζεηο) ζα πξέπεη λα είλαη φζν ην δπλαηφλ κηθξφηεξε. Σν αξρηθφ θφζηνο επέλδπζεο κηαο γεσζεξκηθήο κνλάδαο εθαξκνγήο είλαη ζπλήζσο κεγαιχηεξν, θαη ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο πνιχ αλψηεξν, απφ απηφ πνπ απαηηείηαη γηα ηε ιεηηνπξγία κηαο αληίζηνηρεο κνλάδαο ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ. Αληίζεηα, ε ελέξγεηα πνπ θαηαλαιψλεηαη ζε κηα γεσζεξκηθή εγθαηάζηαζε θνζηίδεη πνιχ ιηγφηεξν απφ ηα ζπκβαηηθά θαχζηκα θαη αληηζηνηρεί ζπλήζσο ζην θφζηνο ζπληήξεζεο ησλ δηαθφξσλ επηκέξνπο ηκεκάησλ ηεο (ζσιελψζεηο, βαιβίδεο, αληιίεο, ελαιιάθηεο ζεξκφηεηαο θιπ.). Έηζη ινηπφλ, νη πςειφηεξεο αξρηθέο δαπάλεο ινγηθά αληηζηαζκίδνληαη απφ ηελ εμνηθνλφκηζε πνπ γίλεηαη ζηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Χο εθ ηνχηνπ, ην ζπλνιηθφ ζχζηεκα γεσζεξκηθνχ πφξνπ θαη εγθαηαζηάζεσλ ζα πξέπεη λα ζρεδηάδεηαη έηζη ψζηε λα βξίζθεηαη ζε ιεηηνπξγία γηα αξθεηά κεγάιν ρξνληθφ 63

64 δηάζηεκα, ηθαλφ γηα λα γίλεη απφζβεζε ηεο αξρηθήο επέλδπζεο, θαη, αλ είλαη δπλαηφ, αθφκε κεγαιχηεξν. Αμηνζεκείσηα νηθνλνκηθά νθέιε κπνξνχλ λα πξνθχςνπλ απφ ηε ρξήζε ζπλδπαζηηθψλ θαη νινθιεξνκέλσλ ζπζηεκάησλ πνπ παξέρνπλ κεγαιχηεξνπο ζπληειεζηέο απφδνζεο (γηα παξάδεηγκα, ζπζηήκαηα πνπ ζπλδπάδνπλ ςχμε θαη ζέξκαλζε ρψξσλ) ή ζπζηήκαηα δηαδνρηθήο (θιηκαθσηήο) εθκεηάιιεπζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο, ζηα νπνία νη εθαξκνγέο είλαη ζπλδεδεκέλεο ζε ζεηξά θαη ε θάζε κηα ρξεζηκνπνηεί ηα ξεπζηά πνπ απνξξίπηνληαη απφ ηελ πξνεγνχκελε (γηα παξάδεηγκα, παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο -> ζέξκαλζε ζεξκνθεπίσλ -> θηελνηξνθία). ρεδηάγξακκα 2 - Γηαδνρηθή (θιηκαθσηή) ρξήζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο Γηα ηε κείσζε ηνπ θφζηνπο ζπληήξεζεο θαη ηεο πηζαλφηεηαο δηαθνπήο ηεο ιεηηνπξγίαο ηεο, ε ηερληθή πνιππινθφηεηα κηαο γεσζεξκηθήο κνλάδαο δε ζα πξέπεη λα μεπεξλά ην βαζκφ πνπ απηή ζα είλαη πξνζβάζηκε απφ ην ηνπηθφ ηερληθφ πξνζσπηθφ θαη ηνπο εχθνια δηαζέζηκνπο εηδηθνχο. Οη πνιχ εμεηδηθεπκέλνη ηερληθνί ή νη θαηαζθεπαζηέο ζα πξέπεη λα είλαη απαξαίηεηνη κφλν γηα ηηο κεγάιεο θιίκαθαο εξγαζίεο ζπληήξεζεο ή ζηελ πεξίπησζε εθηεηακέλσλ δεκηψλ ηεο κνλάδαο. Σέινο, εάλ ε γεσζεξκηθή εθαξκνγή αθνξά ζηελ παξαγσγή θαηαλαισηηθψλ αγαζψλ, ζα πξέπεη λα πξνεγεζεί κηα πξνζεθηηθή θαη εκπεξηζηαησκέλε έξεπλα αγνξάο, ψζηε λα εμαζθαιηζηεί ε δηάζεζε απηψλ ησλ πξντφλησλ. Δπίζεο, ζα πξέπεη ππνρξεσηηθά 64

65 λα πξνυπάξρνπλ ή λα ζπκπεξηιεθζνχλ ζηνλ αξρηθφ πξνυπνινγηζκφ νη απαξαίηεηεο ππνδνκέο γηα ηελ νηθνλνκηθά ζπκθέξνπζα κεηαθνξά ησλ πξντφλησλ απφ ην ζεκείν παξαγσγήο ζηνλ θαηαλαισηή. Σν πεδίν εθαξκνγήο ησλ παξαπάλσ παξαηεξήζεσλ θαιχπηεη φιεο ηηο κνξθέο αμηνπνίεζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο θαη νπνηεζδήπνηε ηνπηθέο ζπλζήθεο, θαη γη απηφ έρνπλ έλαλ θαζαξά πνηνηηθφ ραξαθηήξα. ζνλ αθνξά ζηνλ αληηθεηκεληθφ ππνινγηζκφ ηνπ χςνπο ηεο επέλδπζεο θαη ηνπ θφζηνπο, πξνηείλεηαη ην World Energy. Πίλαθαο 4 - Δλεξγεηαθό θαη επελδπηηθό θόζηνο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο από Αθξηβήο θφζηνο ελέξγεηαο USeVkWh αλαλεώζηκεο Μειινληηθή πξφβιεςε θφζηνπο ελέξγεηαο USeVkWh Κφζηνο παξάδνζεο επέλδπζεο US$/kW Βηνκάδα Γεσζεξκία Αηνιηθή Ζιηαθή (Φσηνβνιηαηθά) Ζιηαθή (Θεξκηθφο ειεθηξηζκφο) Παιίξξνηα Πηγή: (Φύηικας Ανδρίηζος, 2004) Πίλαθαο 5 - Δλεξγεηαθό θαη επελδπηηθό θόζηνο γηα απεπζείαο ρξήζε ζεξκόηεηαο από αλαλεώζηκεο Βηνκάδα (ζπκπεξηιακβάλεηαη ε αηζαλφιε) Αθξηβήο θφζηνο ελέξγεηαο USe/kWh 1-5 Μειινληηθή πξφβιεςε θφζηνπο ελέξγεηαο USe/kWh 1-5 Κφζηνο παξάδνζεο επέλδπζεο US$/kW Γεσζεξκία Ζιηαθή - Αηνιηθή Υακειή θαη Τςειή ζεξκνθξάζηα Πηγή: (Φύηικας Ανδρίηζος, 2004)

66 6. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΕΚΣΟ: ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΣΙΚΕ ΕΠΙΠΣΩΕΙ Καηά ηε δηάξθεηα ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1960, φηαλ ην πεξηβάιινλ ήηαλ πεξηζζφηεξν «πγηέο» θαη θαζαξφ ζε ζρέζε κε ζήκεξα θαη ν άλζξσπνο είρε ζαθψο ιηγφηεξεο γλψζεηο ζρεηηθά κε νπνηαδήπνηε πεξηβαιινληηθή απεηιή, ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ζεσξνχληαλ αθφκε σο κηα «θαζαξή ελέξγεηα». ηελ πξαγκαηηθφηεηα φκσο, δελ ππάξρεη ηξφπνο παξαγσγήο ελέξγεηαο ή κεηαηξνπήο ηεο απφ κηα κνξθή ζε άιιε γηα λα ρξεζηκνπνηεζεί απφ ηνλ άλζξσπν, πνπ λα κελ πξνθαιεί θάπνηεο άκεζεο ή έκκεζεο πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο. Αθφκε θαη ε παιαηφηεξε θαη πην απινχζηεξε κνξθή παξαγσγήο ζεξκηθήο ελέξγεηαο, δειαδή ε θαχζε ηνπ μχινπ, έρεη θαηαζηξεπηηθέο ζπλέπεηεο, ελψ ε απνςίισζε ησλ δαζψλ, έλα απφ ηα κεγαιχηεξα πξνβιήκαηα ηα ηειεπηαία ρξφληα, μεθίλεζε φηαλ νη πξνγνλνί καο έθνςαλ ηα πξψηα δέληξα γηα λα καγεηξέςνπλ ηελ ηξνθή ηνπο θαη λα δεζηάλνπλ ηα ζπίηηα ηνπο. Ζ αμηνπνίεζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο έρεη φλησο θάπνην αληίθηππν ζην πεξηβάιινλ, φκσο δελ ππάξρεη θακία ακθηβνιία φηη πξφθεηηαη γηα κηα απφ ηηο πιένλ θαζαξέο θαη ειάρηζηα έσο θαζφινπ ξππαληηθέο κνξθέο ελέξγεηαο Πηγϋσ ρύπανςησ ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο, ν βαζκφο πνπ κηα γεσζεξκηθή εθκεηάιιεπζε επεξεάδεη ην πεξηβάιινλ είλαη αλάινγνο κε ην κέγεζνο θαη ηελ θιίκαθα ηεο εθκεηάιιεπζεο. Ο Πίλαθαο 6 δίλεη ζπλνπηηθά ηελ πηζαλφηεηα θαη ηε ζρεηηθή ζνβαξφηεηα ησλ επηπηψζεσλ ζην πεξηβάιινλ απφ ηε δεκηνπξγία θαη ιεηηνπξγία κηαο εγθαηάζηαζεο γηα άκεζε ρξήζε ηεο γεσζεξκίαο. Ζ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε δπαδηθά ζπζηήκαηα επεξεάδεη ην πεξηβάιινλ κε ηνλ ίδην ηξφπν φπσο νη άκεζεο ρξήζεηο. Οη επηπηψζεηο είλαη δπλεηηθά πεξηζζφηεξεο ζηελ πεξίπησζε παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε κηα ζπκβαηηθή γεσζεξκηθή κνλάδα (ρσξίο ζπκππθλσηέο) ή κνλάδα κε ζπκππθλσηέο, εηδηθά φζνλ αθνξά ηελ πνηφηεηα ηνπ αέξα, φκσο κπνξεί λα δηαηεξεζεί κέζα ζε απνδεθηά φξηα. 66

67 Πίλαθαο 6 - Πηζαλόηεηα εκθάληζεο θαη ζνβαξόηεηα ησλ πηζαλώλ πεξηβαιινληηθώλ επηπηώζεσλ από εγθαηαζηάζεηο άκεζεο ρξήζεο ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο Δπίδξαζε Probability of occurring Severity of consequences Μφιπλζε πνηφηεηαο αέξα L M Μφιπλζε επηθάλεηα χδαηνο M M Τπφγεηα κφιπλζε L M Δπίγεηα Καηαθάζηζκα L L TO M Δπίπεδα πςεινχ ζνξχβνπ H L TO M Έθξεμε πεηξειαηνπεγήο L L TO M Γηακάρε κε αξραηνινγηθά θαη πνιηηηζηηθά ζηνηρεία L TO M M TO H Κνηλσληθφ-νηθνλνκηθά πξνβιήκαηα L L Υεκηθή θαη ζεξκηθή κφιπλζε L M TO H Έθζεζε ζηαζεξψλ απνβιήησλ M M TO H L = Υακειή M = Μέζε H= Όςειε Πηγή: (Φύηικας Ανδρίηζος, 2004) Κάζε κεηαβνιή ζην πεξηβάιινλ ζα πξέπεη λα αμηνινγείηαη πξνζεθηηθά, ιακβάλνληαο ππφςε ηνπο ζρεηηθνχο λφκνπο θαη θαλνληζκνχο (νη νπνίνη ζε θάπνηεο ρψξεο είλαη πνιχ απζηεξνί), αιιά θαη επεηδή θάζε θαηλνκεληθά αζήκαληε αιιαγή ζα κπνξνχζε λα πξνθαιέζεη αιπζηδσηά θαηλφκελα, ησλ νπνίσλ νη επηπηψζεηο είλαη δχζθνιν λα πξνβιεθζνχλ πιήξσο θαη λα αλαιπζνχλ εθ ησλ πξνηέξσλ. Γηα παξάδεηγκα, κηα αχμεζε ηεο ηάμεο ησλ 2-3 C ζηε ζεξκνθξαζία ελφο πδάηηλνπ απνδέθηε, σο απνηέιεζκα ηεο απφξξηςεο απνβιήησλ απφ κηα γεσζεξκηθή εθαξκνγή, ζα κπνξνχζε λα είλαη επηβιαβέο ζην νηθνζχζηεκά ηνπ. Οη θπηηθνί θαη δσηθνί νξγαληζκνί πνπ είλαη επαίζζεηνη ζηηο ζεξκνθξαζηαθέο κεηαβνιέο ζηαδηαθά ζα εμαθαληδφηαλ, αθήλνληαο ηα κεγαιχηεξα ςάξηα ρσξίο ηελ πεγή ηξνθήο ηνπο. Δπίζεο, ε αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ λεξνχ ζα κπνξνχζε λα επεξεάζεη αξλεηηθά ηελ αλάπηπμε ησλ απγψλ άιισλ ηχπσλ ςαξηψλ. Αλ ηα ςάξηα απηά απνηεινχλ βξψζηκν είδνο θαη νηθνλνκηθφ πφξν κηαο θνηλφηεηαο ςαξάδσλ, ηφηε ε εμαθάληζή ηνπο ζα ήηαλ θξίζηκε γηα ηελ επηβίσζή ηεο. 67

68 Ζ πξψηε πεξηβαιινληηθή επίπησζε πνπ γίλεηαη αληηιεπηή απφ ηα πξψηα θηφιαο ζηάδηα εθαξκνγήο ελφο γεσζεξκηθνχ έξγνπ, είλαη νη γεσηξήζεηο, αλεμάξηεηα αλ απηέο θηάλνπλ ζε κηθξά βάζε θαη απνζθνπνχλ ζηε κέηξεζε ηεο γεσζεξκηθήο βαζκίδαο θαηά ην ζηάδην έξεπλαο, ή αλ είλαη γεσηξήζεηο έξεπλαο-παξαγσγήο. Ζ εγθαηάζηαζε ελφο γεσηξεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο, πνπ πεξηιακβάλεη θαη φιν ην βνεζεηηθφ εμνπιηζκφ ηνπ, πνιιέο θνξέο απαηηεί ηε δηάλνημε-επηζθεπή δξφκσλ γηα ηελ πξφζβαζε ζην ζεκείν ησλ γεσηξήζεσλ θαη ηελ θαηαζθεπή κηαο γεσηξεηηθήο εμέδξαο θαη πιαηείαο. Ζ ηειεπηαία θαιχπηεη κηα επηθάλεηα απφ m2, φηαλ ην γεσηξχπαλν είλαη κηθξφ θαη απηνθηλνχκελν (κέγηζην βάζνο γεσηξήζεσλ m), θαη κέρξη m2 φηαλ είλαη κέηξην έσο κεγάιν (κέγηζην βάζνο 2000 m). Οη εξγαζίεο γηα ηελ εγθαηάζηαζε ησλ γεσηξππάλσλ θαη ηελ θαηαζθεπή ησλ γεσηξήζεσλ ηξνπνπνηνχλ ειαθξά ηελ επηθαλεηαθή κνξθνινγία ηεο πεξηνρήο ελψ δελ απνθιείεηαη ε πηζαλφηεηα πξφθιεζεο κηθξψλ δεκηψλ ζηε ρισξίδα θαη ηελ παλίδα ηεο πεξηνρήο. Οη απφηνκεο έμνδνη ξεπζηψλ κπνξεί λα πξνθαιέζνπλ ξχπαλζε ησλ επηθαλεηαθψλ πδάησλ, γη'απηφ, εάλ αλακέλνληαη πςειέο ζεξκνθξαζίεο θαη πηέζεηο, ζα πξέπεη λα πξνβιεθζεί ε εγθαηάζηαζε ζπζηήκαηνο «αληηεθξεθηηθνχ» κεραληζκνχ αζθάιεηαο ξεπζηψλ (blow-up preventers). Δπίζεο, θαηά ηε δηάξθεηα θαηαζθεπήο ησλ γεσηξήζεσλ ή ησλ δνθηκψλ παξαγσγήο, ππάξρεη θίλδπλνο δηαθπγήο ζηελ αηκφζθαηξα θάπνησλ αλεπηζχκεησλ αεξίσλ. ε θάζε πεξίπησζε, νη πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο πνπ πξνθαινχληαη απφ ηηο γεσηξεηηθέο εξγαζίεο ζηακαηνχλ κε ην πέξαο απηψλ. Καηά ην επφκελν ζηάδην, ε εγθαηάζηαζε ηνπ δηθηχνπ κεηαθνξάο ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ θαη ε θαηαζθεπή ησλ εγθαηαζηάζεσλ εθκεηάιιεπζεο, επεξεάδεη επίζεο ηελ παλίδα, ηε ρισξίδα θαη ηελ επηθαλεηαθή κνξθνινγία ηεο πεξηνρήο. Σν ηνπίν ηεο πεξηνρήο κπνξεί λα αιιάμεη ειαθξψο, παξφιν πνπ ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο, φπσο ζην Larderello, ην δίθηπν ησλ ζσιελψζεσλ πνπ δηαπεξλά ηελ πεξηνρή θαη νη πχξγνη ςχμεο ησλ εξγνζηαζίσλ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο έρνπλ γίλεη αλαπφζπαζηα ηκήκαηα ηνπ ηνπίνπ θαη απνηεινχλ πηα έλα δηάζεκν ηνπξηζηηθφ αμηνζέαην ηεο πεξηνρήο. Πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα είλαη δπλαηφλ λα πξνθχςνπλ θαη ζηε θάζε ιεηηνπξγίαο κηαο γεσζεξκηθήο εγθαηάζηαζεο. Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά (αηκφο ή δεζηφ 68

69 λεξφ) ζπλήζσο πεξηέρνπλ αέρια, φπσο δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO 2 ), πδξφζεην (H 2 S), ακκσλία (NH3), κεζάλην (CH4) θαη ίρλε απφ άιια αέξηα, θαζψο θαη διαλσμένες τημικές ενώζεις, ησλ νπνίσλ ε ζπγθέληξσζε ζπλήζσο απμάλεη κε ηε ζεξκνθξαζία. Γηα παξάδεηγκα, ην ρισξηνχρν λάηξην (NaCl), ην βφξην (B), ην αξζεληθφ (As) θαη ν πδξάξγπξνο (Hg) απνηεινχλ πεγέο ξχπαλζεο αλ δηαηεζνχλ ζην επηθαλεηαθφ πεξηβάιινλ. Κάπνηα γεσζεξκηθά ξεπζηά, φπσο απηά πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε ζέξκαλζε νηθηζκψλ ζηελ Ηζιαλδία, κπνξεί λα είλαη θαζαξά λεξά, φκσο θάηη ηέηνην απνηειεί κηα ζπάληα πεξίπησζε. Δπίζεο, φηαλ ηα λεξά απνξξίπηνληαη απφ ηηο γεσζεξκηθέο εγθαηαζηάζεηο έρνληαο πςειφηεξε ζεξκνθξαζία ζε ζρέζε κε ην πεξηβάιινλ, ηφηε ζπληζηνχλ κηα πηζαλή πεγή ζεξκηθήο ξχπαλζεο. Ζ αηκνζθαηξηθή ξχπαλζε κπνξεί λα απνδεηρζεί έλα ζρεηηθά ζεκαληηθφ πξφβιεκα θαηά ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ζπκβαηηθέο γεσζεξκηθέο εγθαηαζηάζεηο. Ζ εθπνκπή πδξφζεηνπ απνηειεί ηε ζεκαληηθφηεξε πεγή κφιπλζεο. Σν φξην νζκήο γηα ηελ παξνπζία πδξφζεηνπ ζηνλ αέξα είλαη πεξίπνπ 5 p.p.b/θ.φ., ελψ θάπνηεο θπζηθέο επηπηψζεηο ζηελ πγεία ηνπ αλζξψπνπ παξαηεξνχληαη ζε κεγαιχηεξεο ζπγθεληξψζεηο. Παξφια απηά, ππάξρνπλ δηάθνξεο κέζνδνη πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε κείσζε ησλ εθπνκπψλ ηνπ αεξίνπ απηνχ, νπφηε νη επηπηψζεηο ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ πξνβιήκαηνο κπνξνχλ λα ειεγρζνχλ ζρεηηθά εχθνια. ηα ξεπζηά πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε έλα εξγνζηάζην παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κπνξεί επίζεο λα βξεζεί δηνμείδην ηνπ άλζξαθα, φκσο, ζπγθξηηηθά κε ηηο εγθαηαζηάζεηο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απφ ζπκβαηηθά θαχζηκα, ε απειεπζέξσζε CO2 είλαη θαηά πνιχ κηθξφηεξε: 13 έσο 380 gr γηα θάζε kwh ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ παξάγεηαη απφ κηα γεσζεξκηθή εγθαηάζηαζε αληηζηνηρεί ζε gr/kwh πνπ εθπέκπεηαη απφ ηηο εγθαηαζηάζεηο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ιηγλίηε, 906 gr/kwh απφ απηέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ πεηξέιαην θαη 453 gr/kwh απφ ηηο κνλάδεο θπζηθνχ αεξίνπ. Οη κνλάδεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε δπαδηθά ζπζηήκαηα θαη νη εγθαηαζηάζεηο ηειεζέξκαλζεο νηθηζκψλ κπνξνχλ πηζαλψο λα δεκηνπξγήζνπλ θάπνηα κηθξφηεξα πξνβιήκαηα, ηα νπνία φκσο κπνξνχλ λα μεπεξαζηνχλ κε απιφ ηξφπν, 69

70 ρξεζηκνπνηψληαο θιεηζηά ζπζηήκαηα πνπ πξνιακβάλνπλ νπνηαδήπνηε εθπνκπή αεξίσλ. Ζ δηάζεζε ησλ ρξεζηκνπνηεζέλησλ γεσζεξκηθψλ λεξψλ (αικνινίπσλ) απνηειεί κηα πηζαλή πεγή ρεκηθήο ξχπαλζεο. Γηα ην ιφγν απηφ, ηα γεσζεξκηθά ξεπζηά κε ζρεηηθά κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε ρεκηθά ζηνηρεία φπσο βφξην, θζφξην, αξζεληθφ, ζα πξέπεη λα πθίζηαληαη θάπνηνπ είδνπο επεμεξγαζία ή λα επαλεηζάγνληαη ζηνλ ηακηεπηήξα ή θαη ηα δχν. Σα γεσζεξκηθά ξεπζηά κέζεο έσο ρακειήο ζεξκνθξαζίαο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηηο πεξηζζφηεξεο εθαξκνγέο άκεζσλ ρξήζεσλ πεξηέρνπλ γεληθά πνιχ ρακειέο πνζφηεηεο ρεκηθψλ ζηνηρείσλ, νπφηε ε δηάζεζή ηνπο πνιχ ζπάληα ζπληζηά θάπνην ηδηαίηεξν πξφβιεκα. Κάπνηα απφ απηά κάιηζηα, κπνξνχλ ζπρλά, αθνχ ππνζηνχλ κηα ζρεηηθή ςχμε, λα δηαηεζνχλ αθφκε θαη ζε θάπνηνλ επηθαλεηαθφ πδάηηλν απνδέθηε. Ζ ςχμε ησλ ξεπζηψλ κπνξεί λα γίλεη κέζα ζε εηδηθέο δεμακελέο ή ηερλεηέο ιίκλεο, ψζηε λα απνθεχγνληαη νη ηπρφλ κεηαβνιέο ζην νηθνζχζηεκα ησλ πδάηηλσλ απνδεθηψλ (πνηάκηα, ιίκλεο, ή θαη ζάιαζζα). Τπάξρεη ε πηζαλφηεηα ε άληιεζε κεγάισλ πνζνηήησλ ξεπζηψλ απφ ηνπο γεσζεξκηθνχο ηακηεπηήξεο λα πξνθαιέζεη θαηλφκελα θαζίδεζεο, δειαδή ζηαδηαθήο βχζηζεο ηεο επηθάλεηαο ηνπ εδάθνπο. Απηφ απνηειεί έλα κε αλαζηξέςηκν θαηλφκελν, αιιά ζε θακία πεξίπησζε δελ είλαη θαηαζηξνθηθφ, θαζψο πξφθεηηαη γηα κηα αξγή δηαδηθαζία πνπ ζπλήζσο επεξεάδεη θαη «θαηαλέκεηαη» ζε κεγάιεο επηθάλεηεο. Με ην πέξαζκα ησλ ρξφλσλ, ε θαζίδεζε κπνξεί λα θηάζεη ζε κεηξήζηκα επίπεδα, ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο αθφκε θαη ζε θάπνηεο δεθάδεο εθαηνζηψλ ή θαη κέηξσλ, νπφηε ζα πξέπεη λα παξαθνινπζείηαη ζπζηεκαηηθά, θαζψο ηφηε ππάξρεη ε πηζαλφηεηα λα επεξεάζεη ηε ζηαζεξφηεηα φρη κφλν ησλ θηηξηαθψλ εγθαηαζηάζεσλ ησλ γεσζεξκηθψλ κνλάδσλ αιιά θαη φισλ ησλ άιισλ θηηξίσλ ζηελ πεξηνρή. ε πνιιέο πεξηπηψζεηο ε θαζίδεζε κπνξεί λα απνηξαπεί, ή λα κεησζεί ζεκαληηθά, κε ηελ επαλεηζαγσγή ησλ ρξεζηκνπνηεζέλησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ ζηνλ ηακηεπηήξα απφ ηνλ νπνίν πξνέξρνληαη. Ζ απφιεςε θαη/ή ε επαλεηζαγσγή ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ κπνξεί λα πξνθαιέζεη ή λα απμήζεη ηε ζπρλφηεηα ησλ ζεηζκηθψλ θαηλνκέλσλ ζε θάπνηεο πεξηνρέο. κσο, πξφθεηηαη γηα κηθξνζεηζκηθά γεγνλφηα, πνπ κπνξνχλ λα γίλνπλ 70

71 αληηιεπηά κφλν απφ ιεπηνκεξή θαηαγξαθηθά φξγαλα. Ζ εθκεηάιιεπζε ησλ γεσζεξκηθψλ πφξσλ είλαη απίζαλν λα πξνθαιέζεη κεγάια ζεηζκηθά ζπκβάληα, θαη κέρξη ζηηγκήο ηίπνηε ηέηνην δελ έρεη γίλεη γλσζηφ ζε θάπνην γεσζεξκηθφ πεδίν. Ο ζφξπβνο πνπ ζπλδέεηαη κε ηε ιεηηνπξγία ησλ γεσζεξκηθψλ εγθαηαζηάζεσλ, ζα κπνξνχζε λα απνηειέζεη πξφβιεκα κφλν ζηηο εγθαηαζηάζεηο πνπ παξάγνπλ ειεθηξηθή ελέξγεηα. Καηά ηε θάζε παξαγσγήο, πξφθεηηαη γηα ην ζφξπβν πνπ πξνθαιείηαη απφ ηε κεηαθνξά ηνπ αηκνχ κέζα απφ ηνπο ζσιήλεο θαη ζηελ πεξηζηαζηαθή απφξξηςή ηνπ ζην πεξηβάιινλ. κσο ηα ζπγθεθξηκέλα επίπεδα ζνξχβνπ είλαη ζπλήζσο απνδεθηά. ηελ εγθαηάζηαζε ειεθηξνπαξαγσγήο, ε θχξηα πεγή ζνξχβνπ πξνέξρεηαη απφ ηνπο αλεκηζηήξεο ηνπ πχξγνπ ςχμεο, ηνλ εθηνμεπηή αηκνχ θαη ην βφκβν ησλ αηκνζηξνβίισλ. Ο ζφξπβνο πνπ πξνθαιείηαη απφ ηηο εθαξκνγέο άκεζεο ρξήζεο ηεο γεσζεξκίαο είλαη ζπλήζσο ακειεηένο Παρόν και μϋλλον τησ γεωθερμύασ Οη πνζφηεηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο πνπ ππάξρνπλ ζην ππέδαθνο είλαη ηεξάζηηεο. Μηα νκάδα εηδηθψλ ππνιφγηζε ην γεσζεξκηθφ δπλακηθφ θάζε επείξνπ, φζνλ αθνξά ηνπο πφξνπο πςειήο θαη ρακειήο ζεξκνθξαζίαο. Δάλ αμηνπνηεζεί ζσζηά, ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα κπνξεί λα παίμεη ζεκαληηθφ ξφιν ζην ελεξγεηαθφ ηζνδχγην αξθεηψλ ρσξψλ. ε θάπνηεο πεξηπηψζεηο, αθφκε θαη κηθξήο θιίκαθαο γεσζεξκηθνί πφξνη είλαη αξθεηνί γηα ηελ επίιπζε πνιιψλ ηνπηθψλ πξνβιεκάησλ θαη ηθαλνί γηα ηελ άλνδν ηνπ βηνηηθνχ επηπέδνπ κηθξψλ θαη απνκνλσκέλσλ θνηλνηήησλ. Σα δεδνκέλα πνπ πξνέξρνληαη απφ ηνλ Friedleifsson (2003) δίλνπλ κηα γεληθή ηδέα γηα ην ξφιν πνπ θαηέρεη ε γεσζεξκία ζε ζρέζε κε άιιεο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο: ζηε ζπλνιηθή παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο TWh απφ ΑΠΔ ην 1998, to πνζνζηφ 92% πξνέξρεηαη απφ πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα, 5,5% απφ βηνκάδα, 1,6% απφ γεσζεξκηθή ελέξγεηα, 0,6% απφ αηνιηθή ελέξγεηα, 0,05% απφ ειηαθή ελέξγεηα θαη 0,02 απφ παιηξξντθή ελέξγεηα. ζνλ αθνξά ηε ζεξκφηεηα, ε βηνκάδα 71

72 θαηέρεη ην 92% ηεο ζπλνιηθήο παξαγσγήο απφ ΑΠΔ, ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ην 5% θαη ε ειηαθή ελέξγεηα ησλ 2%. Δπξώπε Αζία Αθξηθή Βόξεηα Ακεξηθή Λαηηληθή Ακεξηθή Πίλαθαο 7 - Γεσζεξκηθό δπλακηθό ζηνλ πιαλήηε Πόξνη πςειήο ζεξκνθξαζίαο θαηάιιεινη γηα παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πκβαηηθή ηερλνινγία ζε TWh/yr γηα ειεθηξηθή ελέξγεηα Πόξνη ρακειήο ζεξκνθξαζίαο θαηάιιεινη γηα άκεζε ρξήζε γηα ζέξκαλζε πκβαηηθή ηερλνινγία θαη δπαδηθή ηερλνινγία ζε TWh/yr γηα ειεθηξηθή ελέξγεηα > 370 > 320 > 240 > 120 > 240 Χθεαλία > 110 Παγθόζκηα Γπλακηθή > 1400 Πηγή: (Φύηικας Ανδρίηζος, 2004) 72

73 7. ΚΕΥΑΛΑΙΟ ΕΒΔΟΜΟ: ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΦΡΗΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ 7.1. Παρουςύαςη τησ χρόςησ γεωεναλλϊκτη ςτο Δημαρχεύο τησ Πυλαύασ Θεςςαλονύκησ και ενεργειακό αξιολόγηςη Παξνπζηάδεηαη ε εηήζηα θαηαλνκή ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ θιηκαηηζκνχ (ζέξκαλζε / ςχμε) ηνπ Νένπ Γεκαξρείνπ Ππιαίαο Θεζζαινλίθεο. Γηα ηελ ηθαλνπνίεζή ηνπο έρεη επηιεγεί ζχζηεκα αληιηψλ ζεξκφηεηαο λεξνχ - λεξνχ, πνπ ππνζηεξίδεηαη απφ γεσελαιιάθηε, ζπλνιηθνχ κήθνπο ππφγεησλ ζσιελψζεσλ 3500m. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο παξαθνινπζείηαη κε θαηαγξαθή ησλ πιένλ θξίζηκσλ δεδνκέλσλ αλά 10min. Παξνπζηάδεηαη ε ελεξγεηαθή θαηαλάισζε ηνπ θηηξίνπ θαηά ην πξψην έηνο ιεηηνπξγίαο ηνπ ζπζηήκαηνο θαη ζπγθξίλεηαη κε ηελ αληίζηνηρε ησλ ζπκβαηηθψλ εγθαηαζηάζεσλ ζέξκαλζεο κε ιέβεηα πεηξειαίνπ θαη ςχμεο κε αληιίεο ζεξκφηεηαο αέξνο - αέξνο. Απφ ηα απνηειέζκαηα ηεο ζχγθξηζεο πξνθχπηεη ζεκαληηθή κείσζε ηεο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη γηα ηνλ θιηκαηηζκφ ηνπ θηηξίνπ σο απνηέιεζκα ηεο ζπκκεηνρήο ηνπ γεσελαιιάθηε Ειςαγωγό Ο ζπληειεζηήο ηζρχνο (COP) ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο εμαξηάηαη έληνλα απφ ηε ζεξκνθξαζία απφ ηελ νπνία αληιείηαη (ιεηηνπξγία ζέξκαλζεο) ή ζηελ νπνία απνξξίπηεηαη (ιεηηνπξγία ςχμεο) ζεξκφηεηα, φπσο ελδεηθηηθά θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 10 γηα αληιία αέξνο - λεξνχ. Ζ ρξήζε αληιηψλ ζεξκφηεηαο θαηά ζπλέπεηα γηα ηε ζέξκαλζε θηηξηαθψλ εγθαηαζηάζεσλ ζε πεξηφδνπο ρακειψλ ζεξκνθξαζηψλ πεξηβάιινληνο κεηνλεθηεί ελεξγεηαθά θαη νηθνλνκηθά. Δμίζνπ ή θαη πεξηζζφηεξν κεηνλεθηηθή θαζίζηαηαη ε ρξήζε ηνπο γηα ςχμε ζε πεξηφδνπο απμεκέλεο ζεξκνθξαζίαο πεξηβάιινληνο. 73

74 Δηθόλα 10 - Μεηαβνιή ηνπ ζπληειεζηή ηζρύνο αληιίαο ζεξκόηεηαο αέξνο - λεξνύ ζε ζπλάξηεζε κε ηε ζεξκνθξαζία αέξα πσο θαίλεηαη θαη ζηελ Δηθφλα 10, ελεξγεηαθά θαη νηθνλνκηθά βέιηηζηε ιεηηνπξγία ηεο αληιίαο ζεξκφηεηαο, ηφζν γηα ζέξκαλζε φζν θαη γηα ςχμε, εκθαλίδεηαη ζηελ πεξηνρή ησλ 20 C. Απφ κεηξήζεηο πξνθχπηεη φηη ζην έδαθνο, θαη ζε βάζνο κεγαιχηεξν ησλ 5-10 m, ε ζεξκνθξαζία παξακέλεη πξαθηηθά ζηαζεξή, αλεμάξηεηε απφ απηήλ ηνπ πεξηβάιινληνο. Ζ παξαηεξνχκελε ζηαζεξφηεηα νθείιεηαη ζηε ζεξκνρσξεηηθφηεηα ηνπ εδάθνπο, πνπ «απνζβέλεη» ηηο δηαθπκάλζεηο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο θαη ζε θακία πεξίπησζε δελ ππνδειψλεη ηελ χπαξμε γεσζεξκηθνχ πεδίνπ. Άιισζηε ε ζεξκνθξαζία ηζνξξνπίαο είλαη παξαπιήζηα ηεο κέζεο εηήζηαο ηεο πεξηνρήο. 74

75 Δηθόλα 11 - Η επνρηαθή δηαθύκαλζε ηεο ζεξκνθξαζίαο εδάθνπο ζε βάζνο 1 θαη 15 m ζηελ πεξηνρή Αζελώλ[ Με θαηάιιειεο δηακνξθψζεηο θαη θαηαζθεπέο (γεσελαιιάθηεο) είλαη δπλαηή ε αμηνπνίεζε ηεο ζεξκνρσξεηηθφηεηαο ηνπ εδάθνπο γηα ηε ζέξκαλζε ή ςχμε ξεχκαηνο λεξνχ, ην νπνίν ζηε ζπλέρεηα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζην πξσηεχνλ θχθισκα αληιίαο ζεξκφηεηαο λεξνχ - λεξνχ, ην δεπηεξεχνλ θχθισκα ηεο νπνίαο κπνξεί λα ηξνθνδνηεί ηελ εγθαηάζηαζε θιηκαηηζκνχ θηηξίνπ. Με ηε ρξήζε επνκέλσο γεσελαιιάθηε είλαη δπλαηή ε ιεηηνπξγία ηεο αληιίαο ζεξκφηεηαο ζπλερψο ζηελ πεξηνρή ηνπ βέιηηζηνπ ζπληειεζηή ηζρχνο, αλεμάξηεηα απφ ηε ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο. Βεβαίσο, ε ζπλερήο άληιεζε (πεξίνδνο ζέξκαλζεο) ή απφξξηςε (πεξίνδνο ςχμεο) ζεξκφηεηαο ζην έδαθνο έρεη σο απνηέιεζκα ηειηθά ηε κεηαβνιή ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ, ε νπνία φκσο δηαηεξείηαη ζε κία ζπγθξηηηθά ζηελή πεξηνρή, φπσο ζα θαλεί θαη ζηε ζπλέρεηα, ιφγσ δηάρπζεο. Ζ δηακφξθσζε ηνπ γεσελαιιάθηε κπνξεί λα είλαη είηε νξηδφληηα (Δηθφλα 12) είηε θαηαθφξπθε (Δηθφλα 13). Οη νξηδφληηεο δηακνξθψζεηο έρνπλ κηθξφηεξν θφζηνο θαηαζθεπήο, επεηδή ην βάζνο ηνπνζέηεζεο ηνπ ελαιιάθηε είλαη ζρεηηθά κηθξφ θαη δελ απαηηείηαη ε ρξήζε γεσηξχπαλνπ. Δμαηηίαο φκσο ηνπ κηθξνχ βάζνπο είλαη θαη πεξηζζφηεξν επαίζζεηεο ζηηο κεηαβνιέο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο. ηηο θαηαθφξπθεο θαηαζθεπέο ην 75

76 κεηνλέθηεκα απηφ δελ πθίζηαηαη θαη γη' απηφ πξνηηκψληαη, παξά ην απμεκέλν ζπγθξηηηθά θφζηνο θαηαζθεπήο. Δηθόλα 12 - Οξηδόληηνο γεσελαιιάθηεο Δηθόλα 13 - Καηαθόξπθνο γεσελαιιάθηεο. ηε ζπλέρεηα ηνπ θεηκέλνπ παξνπζηάδεηαη ζπλνπηηθά ην ζχζηεκα θιηκαηηζκνχ ηνπ Νένπ Γεκαξρείνπ Ππιαίαο Θεζζαινλίθεο, ζην νπνίν έρεη πηνζεηεζεί ε ιχζε ηνπ θαηαθφξπθνπ γεσελαιιάθηε ζε ζπλδπαζκφ κε ζπγθξφηεκα αληιηψλ ζεξκφηεηαο λεξνχ - λεξνχ, θαη δίλνληαη απνηειέζκαηα απφ ηελ ελεξγεηαθή αμηνιφγεζε ηεο φιεο εγθαηάζηαζεο θαηά ηνλ πξψην ρξφλν ιεηηνπξγίαο ηεο. 76

77 7.3. Περιγραφό τησ εγκατϊςταςησ Σν λέν Γεκαξρείν Ππιαίαο εγθαηληάζζεθε ην επηέκβξε ηνπ 2003 θαη είλαη έλα δηπιφ ηξηψξνθν θηίξην θαηαζθεπαζκέλν ζχκθσλα κε ηηο απαηηήζεηο ηνπ ηζρχνληνο Διιεληθνχ Καλνληζκνχ Θεξκνκφλσζεο. Ζ ζπλνιηθή έθηαζε ησλ θιηκαηηδφκελσλ ρψξσλ είλαη 2500 m2 (7500 m 3 ), ππνδηαηξείηαη ζε 7 δψλεο ζεξκνθξαζίαο θαη γηα ηνλ θιηκαηηζκφ ρξεζηκνπνηείηαη ζπγθξφηεκα αληιηψλ ζεξκφηεηαο λεξνχ - λεξνχ θαηαζθεπήο Climaveneta. ηνλ Πίλαθα 8 παξαηίζεληαη αλαιπηηθά νη ηχπνη θαη ε αληίζηνηρε νλνκαζηηθή ηζρχο ζέξκαλζεο θαη ςχμεο ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο ηνπ ζπγθξνηήκαηνο. Πίλαθαο 8 - Σύπνη θαη πιήζνο αληιηώλ ζεξκόηεηαο ζην Νέν Γεκαξρείν Ππιαίαο Θεζζαινλίθεο. ΣΤΠΟ TEMAXIA ΙΥΤ ΘΔΡΜΑΝΗ [kw] ΙΥΤ ΦΤΞΗ [kw] HRHN HRHN HRHN HRHN HRHN ΤΝΟΛΟ Σν πξσηεχνλ θχθισκα ησλ αληιηψλ ηξνθνδνηείηαη κε επεμεξγαζκέλν (απνζθιεξπκέλν) λεξφ, κέζσ ζπιιέθηε, απφ ην γεσελαιιάθηε. Σν δεπηεξεχνλ θχθισκα ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο ηξνθνδνηεί κέζσ ζπιιεθηψλ ηνπηθνχο ελαιιάθηεο αέξνο - λεξνχ (fan coils) εγθαηεζηεκέλνπο ζηνπο πξνο θιηκαηηζκφ ρψξνπο ηνπ θηηξίνπ. Ο γεσελαιιάθηεο δηακνξθψλεηαη κε 21 ηπθιέο γεσηξήζεηο ζε θάλλαβν 4.5 x 4.5 m, ζην ρψξν ζηάζκεπζεο ηνπ θηηξίνπ, επηθάλεηαο πεξίπνπ 450 m 2. Ζ δηάκεηξνο θάζε γεψηξεζεο είλαη 160 mm, ην δε βάζνο 80 m. Μέζα ζηηο γεσηξήζεηο ηνπνζεηήζεθε αγσγφο πνιπαηζπιελίνπ κέζεο ππθλφηεηαο (PE-MD) δηακέηξνπ 40 mm ζρήκαηνο U θαη ζηε ζπλέρεηα έγηλε έγρπζε ηζηκεληνθνληάκαηνο (95% ηζηκέλην - 5% κπεηνλίηεο), 77

78 πξνθεηκέλνπ λα εμαζθαιηζζεί ζεξκηθή αγσγηκφηεηα κεηαμχ ζσιήλσλ θαη πεξηβάιινληνο εδάθνπο, εμαζθαιίδνληαο ηαπηφρξνλα ηελ πξνζηαζία ηνπ πιαζηηθνχ αγσγνχ. Ο ζπλνιηθφο φγθνο αδξαλψλ (ρψκαηνο) ηνπ πξίζκαηνο ηνπ γεσελαιιάθηε είλαη ηεο ηάμεο ησλ m 3 (κάδα αδξαλψλ πεξίπνπ tn), ην δε ζπλνιηθφ κήθνο ζσιελψζεσλ πεξίπνπ 3500 m. Ζ θπθινθνξία ηνπ λεξνχ ζηηο γεσηξήζεηο εμαζθαιίδεηαη κε αληιία - θπθινθνξεηή, θαηαζθεπήο WILO, κέζσ ζπιιεθηψλ. Ζ ηζρχο ζρεδηαζκνχ ηεο εγθαηάζηαζεο, φπσο πξνθχπηεη θαη απφ ηνλ Πίλαθα 8, είλαη 265 θαη 280 kw, γηα ζέξκαλζε θαη ςχμε αληίζηνηρα Σο ςύςτημα καταγραφόσ Γηα ηελ παξαθνινχζεζε ηεο ιεηηνπξγίαο, ε εγθαηάζηαζε εμνπιίζζεθε, κεηά ηελ θαηαζθεπή ηεο, κε ζχζηεκα ζπλερνχο θαηαγξαθήο δεδνκέλσλ (data logger) απνηεινχκελν απφ: - Θεξκφκεηξα αληίζηαζεο Pt-100 ηχπνπ θηικ, θαηαζθεπήο UTECO. Γηα ηε βειηίσζε ηεο αθξίβεηαο ησλ κεηξήζεσλ επηιέρζεθε ν ηχπνο ζεξκνκέηξσλ αληίζηαζεο ηεζζάξσλ αγσγψλ. Σα ζεξκφκεηξα απηά είλαη ηνπνζεηεκέλα εμσηεξηθά ζηνπο αγσγνχο πξνζαγσγήο θαη επηζηξνθήο ηνπ γεσελαιιάθηε, κεηά ηνπο αληίζηνηρνπο ζπιιέθηεο, ζηελ είζνδν θαη ηελ έμνδν ηεο αληιίαο θπθινθνξίαο, ζην ρψξν ηνπ κεραλνζηαζίνπ ηνπ θηηξίνπ. - Θεξκφκεηξν αληίζηαζεο Pt-100 ηξηψλ αγσγψλ θαηαζθεπήο UTECO, θαηάιιειν γηα ηνπνζέηεζε ζην χπαηζξν, γηα ηε κέηξεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο. Σν ζεξκφκεηξν απηφ ηνπνζεηήζεθε ζηε βνξεηνδπηηθή πιεπξά ηνπ θηηξίνπ, ζε ζέζε ζρεηηθά πξνθπιαγκέλε απφ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία. - χζηεκα θαηαγξαθήο δεδνκέλσλ θαη ηξνθνδνζίαο ησλ ζεξκνζηνηρείσλ (data logger), θαηαζθεπήο Campbell Scientific, ηχπνο CR

79 Γηα ηελ εμαζθάιηζε ηθαλνπνηεηηθήο απηνλνκίαο ζηε δηάηαμε, θαη κε δεδνκέλν ην ζρεηηθά αξγφ ξπζκφ κεηαβνιήο ησλ κεηξνχκελσλ κεγεζψλ, ν πξνγξακκαηηζκφο ηνπ ζπζηήκαηνο θαηαγξαθήο πξνβιέπεη ηελ απνζήθεπζε κίαο ζεηξάο δεδνκέλσλ αλά 10 min (ζεξκνθξαζίεο λεξνχ ζηελ είζνδν θαη ηελ έμνδν ηνπ γεσελαιιάθηε, ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο θαη θπζηθά εκεξνκελία θαη ψξα θαηαγξαθήο). Ζ παξνρή λεξνχ ζην γεσελαιιάθηε κεηξήζεθε επαλεηιεκκέλα κε εμσηεξηθφ ξνφκεηξν ππεξήρσλ, θαηαζθεπήο Panametrics, ηχπνο PT878. Γελ γίλεηαη θαηαγξαθή ηεο παξνρήο επεηδή δηαπηζηψζεθε φηη παξακέλεη ζηαζεξή ζηελ ηηκή 50.4 m 3 /h, φπσο άιισζηε ήηαλ αλακελφκελν, αθνχ επηβάιιεηαη απφ ηε ιεηηνπξγία ηεο αληιίαο θπθινθνξίαο, θαη κεδελίδεηαη κφλν φηαλ ζηακαηήζεη ε ιεηηνπξγία φισλ ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο. Δηθόλα 14 - Σππηθή θαηαγξαθή ιεηηνπξγίαο γεσελαιιάθηε ζηελ πεξίνδν ζέξκαλζεο ηελ Δηθφλα 14 θαίλεηαη ε θαηαγξαθή κίαο ηππηθήο ρεηκεξηλήο εκέξαο (πεξίνδνο ζέξκαλζεο). Καηά ηε δηάξθεηα ηεο λχρηαο ε εγθαηάζηαζε είλαη εθηφο ιεηηνπξγίαο, θαη ε ζεξκνθξαζία πνπ θαηαγξάθεηαη ζηελ είζνδν θαη ηελ έμνδν ηνπ ελαιιάθηε είλαη πξαθηηθά ίζε κε ηε ζεξκνθξαζία ηνπ ρψξνπ ηνπ κεραλνζηαζίνπ, ζηελ πεξηνρή ησλ 16 C. ηηο 07:00 ηίζεληαη ζε ιεηηνπξγία νη αληιίεο ζεξκφηεηαο θαη επνκέλσο αξρίδεη θαη ε θπθινθνξία ηνπ λεξνχ ζην γεσ-ελαιιάθηε. Σν επίπεδν ζεξκνθξαζηψλ ρακειψλεη 79

80 ζηαδηαθά, είλαη εκθαλήο φκσο ε αχμεζε ζεξκνθξαζίαο ηνπ ξεπζηνχ ζην γεσελαιιάθηε. Σν ζεξκηθφ θνξηίν ηνπ θηηξίνπ, ιφγσ θπξίσο ηεο αχμεζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο αιιά πηζαλψο θαη ηνπ ειηαθνχ θέξδνπο, κεηψλεηαη πξνο ην κεζεκέξη, κε απνηέιεζκα λα θαηαγξάθεηαη ειαθξά άλνδνο ηνπ ζεξκνθξαζηαθνχ επηπέδνπ ιεηηνπξγίαο. Ζ ιεηηνπξγία ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο δηαθφπηεηαη ζηηο 14:30, θαη απφ ηε ζηηγκή απηή θαη κεηά νη ζεξκνθξαζίεο ηνπ ξεπζηνχ ζηαδηαθά αλέξρνληαη, γηα λα ηζνξξνπήζνπλ, κεηά ηηο 18:00, ζηε ζεξκνθξαζία ηνπ κεραλνζηαζίνπ. Παξαηεξείηαη φηη, κεηά ηε δηαθνπή ηεο ιεηηνπξγίαο, ν ρξφλνο πνπ απαηηείηαη κέρξηο φηνπ ε ζεξκνθξαζία ηνπ ξεπζηνχ ζηαζεξνπνηεζεί είλαη ζεκαληηθφο, ηεο ηάμεο ησλ 3.5 σξψλ. Σνχην πξέπεη λα απνδνζεί ζηε θπζηθή θπθινθνξία πνπ δεκηνπξγείηαη ζηνπο θαηαθφξπθνπο αγσγνχο ηνπ γεσελαιιάθηε, ιφγσ δηαθνξάο ζεξκνθξαζίαο κεηαμχ ελαιιάθηε θαη κεραλνζηαζίνπ. ηελ Δηθφλα 15 θαίλεηαη αληίζηνηρα ε θαηαγξαθή κίαο ηππηθήο ζεξηλήο εκέξαο (πεξίνδνο ςχμεο). Οη ζεξκνθξαζίεο έρνπλ πιένλ αλαζηξαθεί, δειαδή ην ξεπζηφ ςχρεηαη ζην γεσελαιιάθηε, θαη ην επίπεδφ ηνπο είλαη ζεκαληηθά πςειφηεξν. Γηαθξίλνληαη θαη πάιη ηα ζεκεία έλαξμεο (07:00) θαη δηαθνπήο (13:00) ιεηηνπξγίαο ηεο εγθαηάζηαζεο. Έρνπλ ήδε ζπκπιεξσζεί θαηαγξαθέο δηάξθεηαο 12 κελψλ (Γεθέκβξεο 2002 έσο θαη Ννέκβξεο 2003), απφ ηηο νπνίεο θαζίζηαηαη δπλαηή ε ζπλαγσγή ησλ πξψησλ ζπκπεξαζκάησλ απφ ηε ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο, πνπ παξνπζηάδνληαη ζηελ επφκελε παξάγξαθν. 80

81 Δηθόλα 15 - Σππηθή θαηαγξαθή ιεηηνπξγίαο γεσελαιιάθηε ζηελ πεξίνδν ςύμεο 7.5. Αποτελϋςματα πρώτου ϋτουσ Ο πξνζδηνξηζκφο ηεο ελέξγεηαο πνπ ζπλαιιάζζεηαη κεηαμχ λεξνχ θαη εδάθνπο ζην γεσελαιιάθηε ζην δηάζηεκα ηνπ δεθάιεπηνπ κπνξεί λα πξνζδηνξηζζεί απφ ηα δεδνκέλα ησλ κεηξήζεσλ κε ηε ζρέζε πνπ ( ) [kwh] (1) m = c = ζ out = ζ in = ε παξνρή ηεο αληιίαο ηξνθνδνζίαο [kg/s] ε εηδηθή ζεξκνρσξεηηθφηεηα ηνπ λεξνχ [kj/kgk] ε ζεξκνθξαζία εμφδνπ ηνπ λεξνχ απφ ην γεσελαιιάθηε [ C], ε ζεξκνθξαζία εηζφδνπ ηνπ λεξνχ ζην γεσελαιιάθηε [ C] Απφ ηελ θακπχιε ηνπ ζπληειεζηή ηζρχνο ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο ηεο εγθαηάζηαζεο σο ζπλάξηεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πξσηεχνληνο ξεχκαηνο, φπσο απηή 81

82 δίλεηαη απφ ηνλ θαηαζθεπαζηή ηνπο, θαη ηε «ζηηγκηαία» (δεθάιεπηνπ) ηηκή ελέξγεηαο ηεο εμίζσζεο (1) είλαη δπλαηφο ν πξνζδηνξηζκφο ηφζν ηεο ελέξγεηαο πνπ παξέρεηαη ζην θηίξην φζν θαη ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεη ε εγθαηάζηαζε γηα ην ζθνπφ απηφ. Πξνθαλψο θαηά ηελ πεξίνδν ζέξκαλζεο νη ηηκέο πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ εμίζσζε (1) είλαη ζεηηθέο, ελψ γηα ηελ πεξίνδν ςχμεο αξλεηηθέο. Ζ ζχκβαζε απηή γηα ην πξφζεκν βεβαίσο δελ ηζρχεη γηα ηελ θαηαλαιηζθφκελε ειεθηξηθή ελέξγεηα, ε νπνία είλαη πάληνηε ζεηηθή. ηελ Δηθφλα 16 θαίλεηαη ε κεληαία θαηαλνκή ηεο ελέξγεηαο πνπ ζπλαιιάζζεηαη ζην γεσελαιιάθηε. Δηθόλα 16 - Μεληαία θαηαλνκή ζπλαιιαζζόκελεο ζην γεσελαιιάθηε ελέξγεηαο ζην δηάζηεκα έσο θαη Παξαηεξείηαη φηη θαηά ηνπο κήλεο Γελάξε, Απξίιε, Οθηψβξε θαη Ννέκβξε ππάξρνπλ ηφζν ζεηηθέο φζν θαη αξλεηηθέο ηηκέο, γεγνλφο πνπ ζεκαίλεη φηη θαηά ηνπο κήλεο απηνχο ην ζχζηεκα ιεηηνχξγεζε θαη σο ζεξκαληηθή αιιά θαη σο ςπθηηθή εγθαηάζηαζε, παξά ην γεγνλφο φηη νη κέζεο κεληαίεο ζεξκνθξαζίεο ήηαλ κηθξφηεξεο απφ 18 C. Ζ ζρεηηθά ρακειή κέζε ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο πξνθαλψο δελ απαγνξεχεη ζηνπο ζεξκνζηάηεο ρψξνπ, πνπ ειέγρνπλ ηε ιεηηνπξγία ησλ αληιηψλ 82

83 ζεξκφηεηαο, λα επηβάιινπλ ηελ ςχμε ηνπ ρψξνπ γηα θάπνην δηάζηεκα ηεο εκέξαο, ην νπνίν βέβαηα είλαη ζπγθξηηηθά πνιχ κηθξφ. ηελ Δηθφλα 17 θαίλεηαη ην κεληαίν θνξηίν ηνπ θηηξίνπ, ε κέζε κεληαία ζεξκνθξαζία φπσο θαηαγξάθεθε θαη ε ηππηθή ηηκή απηήο. Ο πξνζδηνξηζκφο ηνπ θνξηίνπ έγηλε απφ ηηο ηηκέο ελέξγεηαο ηεο εμίζσζεο (1), κε βάζε θαη ην ζπληειεζηή ηζρχνο ησλ αληιηψλ ζεξκφηεηαο πνπ πξνθχπηεη απφ ηα δεδνκέλα ηνπ θαηαζθεπαζηή ηνπο γηα ηε κέζε ζεξκνθξαζία δεθάιεπηνπ ηνπ πξσηεχνληνο. ( ) (2) Δηθόλα 17 - Μεληαίν ζεξκηθό θνξηίν θηηξίνπ θαη κέζε κεληαία ζεξκνθξαζία ζην δηάζηεκα έσο θαη πσο θαίλεηαη θαη ζηελ Δηθφλα 17, νη ζεξκνθξαζίεο ηεο πεξηφδνπ ζέξκαλζεο ήηαλ επηφηεξεο απφ ηηο ηππηθά αλακελφκελεο, κε εμαίξεζε ηνπο κήλεο Φεβξνπάξην θαη Μάξηε, γεγνλφο πνπ είρε σο απνηέιεζκα ην αληίζηνηρν ζεξκηθφ θνξηίν λα είλαη κηθξφηεξν ηνπ αλακελφκελνπ θαη ζεκαληηθά κηθξφηεξν ηνπ θνξηίνπ ζρεδηαζκνχ, πνπ κε βάζε ηηο ζρεηηθέο νδεγίεο ππνινγίδεηαη γηα ειάρηζηε εμσηεξηθή ζεξκνθξαζία -5 C. 83