ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΡΕΤΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΙΟΥ. Ρτυχιακι εργαςία : «ΕΦΑΡΜΟΓΕ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ»

Transcript

1 Α.Τ.Ε.Ι.ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΡΕΤΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΙΟΥ Ρτυχιακι εργαςία : «ΕΦΑΡΜΟΓΕ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ» Φοιτθτισ : Τςάνταλθσ Ε. Βαςίλειοσ ΑΕΜ : 2874 Ειςθγθτισ κακθγθτισ : Δρ. Ευάγγελοσ Κ. Καργιϊτθσ ΚΑΒΑΛΑ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.ΕΙΑΓΩΓΗ 1.1. Γενικι αναφορά των Α.Ρ.Ε.. ςελ Είδθ ιπιων μορφϊν ενζργειασ. ςελ Ρλεονεκτιματα και μειονεκτιματα.. ςελ Ανανεωςιμότθτα τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ ςελ Θ κερμικι μθχανι τθσ Γθσ... ςελ Γεωκερμικά ςυςτιματα. ςελ Γεωκερμικι ζρευνα ςελ Αντικείμενα ζρευνασ. ςελ Μζκοδοι ζρευνασ ςελ Κατάρτιςθ του ερευνθτικοφ προγράμματοσ ςελ ΕΦΑΡΜΟΓΕ 2.1 Χριςεισ των γεωκερμικϊν πόρων.... ςελ Ραραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ.... ςελ Άμεςεσ εφαρμογζσ γεωκερμικισ ενζργειασ ςελ Τθλεκζρμανςθ.. ςελ Θζρμανςθ χϊρων.. ςελ Γεωκερμικόσ κλιματιςμόσ. ςελ Αγροτικζσ εφαρμογζσ ςελ Βιομθχανικζσ εφαρμογζσ ςελ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΠΡΟΕΓΓΙΗ ςελ.38 4.ΓΕΩΘΕΡMΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 2

3 4.1. Ρρόλογοσ ςελ Ρεριβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ..ςελ Ρθγζσ ρφπανςθσ ςελ Επιπτϊςεισ από μονάδεσ χαμθλισ ενκαλπίασ.ςελ Επιπτϊςεισ από μονάδεσ υψθλισ ενκαλπίασ...ςελ Χριςθ Γθσ και απόκεςθ ςτερεϊν απορριμμάτων.ςελ Εκπομπζσ αερίων και αντιμετϊπιςθ. ςελ Υδάτινθ και κερμικι ρφπανςθ.ςελ Θόρυβοσ ςελ Δθμιουργία μικροςειςμικότθτασ..ςελ Ρρόκλθςθ κακιηιςεων ςελ Ρεριβαλλοντικά οφζλθ.. ςελ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΣΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 5.1. Η κατάςταςθ ςτθν Ελλάδα. ςελ Ηφαιςτειότθτα ςτον ελλαδικό χϊρο ςελ Γεωκερμικζσ εφαρμογζσ ςτθν Ελλάδα ςελ Γεωκερμικά ςυςτιματα..ςελ Θζρμανςθ κτιρίων.ςελ Γεωκερμικζσ αντλίεσ κερμότθτασ.ςελ Ξιρανςθ αγροτικϊν προϊόντων.ςελ Άλλεσ δραςτθριότθτεσ..ςελ Νομοκεςία για τθ Γεωκερμία..ςελ ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ 3

4 6.1. Ραρόν και μζλλον τθσ Γεωκερμίασ ςε παγκόςμια κλίμακα...ςελ Ραρόν και μζλλον τθσ Γεωκερμίασ ςτθν Ελλάδα. ςελ Βιβλιογραφία. ςελ.63 ΛΙΣΑ ΕΙΚΟΝΩΝ 1.1. Σχθματικι τομι που δείχνει τισ διεργαςίεσ που λαμβάνουν χϊρα ςτισ τεκτονικζσ πλάκεσ... Σελ Τεκτονικζσ πλάκεσ, μεςωκεάνιεσ ράχεσ,ωκεάνιεσ τάφροι,ηϊνεσ καταβφκιςθσ και γεωκερμικά πεδία...σελ Σχθματικι αναπαράςταςθ ενόσ ιδανικοφ γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ... Σελ Ρρότυπο (μοντζλο) ενόσ γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ... Σελ Σχθματικι αναπαράςταςθ ενόσ ςυςτιματοσ κερμϊν ξθρϊν πετρωμάτων ςε οικονομικι κλίμακα... Σελ Το διάγραμμα Lindal... Σελ Σκαρίφθμα γεωκερμικισ μονάδασ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ με διάκεςθ του ατμοφ απευκείασ ςτθν ατμόςφαιρα... Σελ Σκαρίφθμα μιασ γεωκερμικισ μονάδασ θλεκτρικισ ενζργειασ με ςυμπυκνωτζσ... Σελ Σκαρίφθμα μια γεωκερμικισ μονάδασ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ με δυαδικό κφκλο... Σελ Απλοποιθμζνο διάγραμμα ροισ του ςυςτιματοσ τθλεκζρμανςθσ του Reykjavik... Σελ Τυπικι εφαρμογι ςυςτιματοσ αντλιϊν κερμότθτασ που είναι ςυνδεδεμζνεσ με το υπζδαφοσ... Σελ Σχθματικό διάγραμμα μιασ αντλίασ κερμότθτασ για κζρμανςθ... Σελ.33 4

5 2.8. Επίδραςθ τθσ κερμοκραςίασ ςτθν ανάπτυξθ διάφορων φυτϊν.... Σελ Συςτιματα κζρμανςθσ ςε γεωκερμικά κερμοκιπια.... Σελ Επίδραςθ τθσ κερμοκραςίασ ςτθν ανάπτυξθ ι παραγωγι ηϊων που εκτρζφονται για κατανάλωςθ... Σελ Διαδοχικι χριςθ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ... Σελ.40 ΛΙΣΑ ΠΙΝΑΚΩΝ 3.1. Ενεργειακό και επενδυτικό κόςτοσ για τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ από ανανεϊςιμεσ πθγζσ... Σελ Ενεργειακό και επενδυτικό κόςτοσ για απευκείασ χριςθ κερμότθτασ από ανανεϊςιμεσ πθγζσ... Σελ Ρεριβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ/μζτρα αντιμετϊπιςθσ... Σελ Γεωκερμικό δυναμικό ςτον πλανιτθ... Σελ.62 5

6 6 1. ΕΙΑΓΩΓΗ 1.1 Γενικι αναφορά ςτισ Ανανεώςιμεσ πθγζσ ενζργειασ Γενικά Οι ιπιεσ μορφζσ ενζργειασ βαςίηονται ςτθν ουςία ςτθν θλιακι ακτινοβολία, με εξαίρεςθ τθ γεωκερμικι ενζργεια, θ οποία είναι ροι ενζργειασ από το εςωτερικό του Γεωλογικοφ φλοιοφ τθσ γθσ, και τθν ενζργεια απ' τισ παλίρροιεσ που εκμεταλλεφεται τθ βαρφτθτα. Οι βαςιηόμενεσ ςτθν θλιακι ακτινοβολία ιπιεσ πθγζσ ενζργειασ είναι ανανεϊςιμεσ, μιασ και δεν πρόκειται να εξαντλθκοφν όςο υπάρχει ο ιλιοσ, δθλαδι για μερικά ακόμα διςεκατομμφρια χρόνια. Ουςιαςτικά είναι θλιακι ενζργεια "ςυςκευαςμζνθ" κατά τον ζνα ι τον άλλο τρόπο: θ βιομάηα είναι θλιακι ενζργεια δεςμευμζνθ ςτουσ ιςτοφσ των φυτϊν μζςω τθσ φωτοςφνκεςθσ, θ αιολικι εκμεταλλεφεται τουσ ανζμουσ που προκαλοφνται απ' τθ κζρμανςθ του αζρα ενϊ αυτζσ που βαςίηονται ςτο νερό εκμεταλλεφονται τον κφκλο εξάτμιςθσςυμπφκνωςθσ του νεροφ και τθν κυκλοφορία του. Η γεωκερμικι ενζργεια δεν είναι ανανεϊςιμθ, κακϊσ τα γεωκερμικά πεδία κάποια ςτιγμι εξαντλοφνται. Χρθςιμοποιοφνται είτε άμεςα (κυρίωσ για κζρμανςθ) είτε μετατρεπόμενεσ ςε άλλεσ μορφζσ ενζργειασ (κυρίωσ θλεκτριςμό ι μθχανικι ενζργεια). Υπολογίηεται ότι το τεχνικά εκμεταλλεφςιμο ενεργειακό δυναμικό απ' τισ ιπιεσ μορφζσ ενζργειασ είναι πολλαπλάςιο τθσ παγκόςμιασ ςυνολικισ κατανάλωςθσ ενζργειασ. Η υψθλι όμωσ μζχρι πρόςφατα τιμι των νζων ενεργειακϊν εφαρμογϊν, τα τεχνικά προβλιματα εφαρμογισ κακϊσ και πολιτικζσ και οικονομικζσ ςκοπιμότθτεσ που ζχουν να κάνουν με τθ διατιρθςθ του παρόντοσ ςτάτουσ κβο ςτον ενεργειακό τομζα εμπόδιςαν τθν εκμετάλλευςθ ζςτω και μζρουσ αυτοφ του δυναμικοφ. Ειδικά ςτθν Ελλάδα, που ζχει μορφολογία και κλίμα κατάλλθλο για νζεσ ενεργειακζσ εφαρμογζσ, θ εκμετάλλευςθ αυτοφ του ενεργειακοφ δυναμικοφ κα βοθκοφςε ςθμαντικά ςτθν ενεργειακι αυτονομία τθσ χϊρασ. Το ενδιαφζρον για τισ ιπιεσ μορφζσ ενζργειασ ανακινικθκε τθ δεκαετία του 1970, ωσ αποτζλεςμα κυρίωσ των απανωτϊν πετρελαϊκϊν κρίςεων τθσ εποχισ, αλλά και τθσ αλλοίωςθσ του περιβάλλοντοσ και τθσ ποιότθτασ ηωισ από τθ χριςθ κλαςικϊν πθγϊν ενζργειασ. Ιδιαίτερα ακριβζσ ςτθν αρχι, ξεκίνθςαν ςαν πειραματικζσ εφαρμογζσ. Σιμερα όμωσ λαμβάνονται υπόψθ ςτουσ επίςθμουσ ςχεδιαςμοφσ των ανεπτυγμζνων κρατϊν για τθν ενζργεια και, αν και αποτελοφν πολφ μικρό ποςοςτό τθσ ενεργειακισ παραγωγισ, ετοιμάηονται βιματα για παραπζρα αξιοποίθςι τουσ. Το κόςτοσ δε των εφαρμογϊν ιπιων μορφϊν ενζργειασ πζφτει ςυνζχεια τα τελευταία είκοςι χρόνια και ειδικά θ αιολικι και υδροθλεκτρικι ενζργεια, αλλά και θ βιομάηα, μποροφν πλζον να ανταγωνίηονται ςτα ίςα παραδοςιακζσ πθγζσ ενζργειασ όπωσ ο άνκρακασ και θ πυρθνικι ενζργεια. Ενδεικτικά, ςτισ Η.Ρ.Α. ζνα 6% τθσ ενζργειασ προζρχεται από ανανεϊςιμεσ πθγζσ,

7 ενϊ ςτθν Ευρωπαϊκι Ζνωςθ το 2010 το 25% τθσ ενζργειασ κα προζρχεται από ανανεϊςιμεσ πθγζσ (κυρίωσ υδροθλεκτρικά και βιομάηα) Είδθ ιπιων μορφών ενζργειασ *Αιολικι ενζργεια. Χρθςιμοποιικθκε παλιότερα για τθν άντλθςθ νεροφ από πθγάδια κακϊσ και για μθχανικζσ εφαρμογζσ (π.χ. τθν άλεςθ ςτουσ ανεμόμυλουσ). Ζχει αρχίςει να χρθςιμοποιείται πλατιά για θλεκτροπαραγωγι. *Ηλιακι ενζργεια. Χρθςιμοποιείται περιςςότερο για κερμικζσ εφαρμογζσ (θλιακόσ κερμοςίφωνασ και φοφρνοι) ενϊ θ χριςθ τθσ για τθν παραγωγι θλεκτριςμοφ ζχει αρχίςει να κερδίηει ζδαφοσ, με τθν βοικεια τθσ πολιτικισ προϊκθςθσ των Ανανεϊςιμων Ρθγϊν Ενζργειασ από το ελλθνικό κράτοσ και τθν Ευρωπαϊκι Ζνωςθ. *Υδατοπτϊςεισ. Είναι τα γνωςτά υδροθλεκτρικά ζργα, που ςτο πεδίο των ιπιων μορφϊν ενζργειασ εξειδικεφονται περιςςότερο ςτα μικρά υδροθλεκτρικά. Είναι θ πιο διαδεδομζνθ μορφι ανανεϊςιμθσ ενζργειασ. *Βιομάηα. Χρθςιμοποιεί τουσ υδατάνκρακεσ των φυτϊν (κυρίωσ αποβλιτων τθσ βιομθχανίασ ξφλου, τροφίμων και ηωοτροφϊν και τθσ βιομθχανίασ ηάχαρθσ) με ςκοπό τθν αποδζςμευςθ τθσ ενζργειασ που δεςμεφτθκε απ' το φυτό με τθ φωτοςφνκεςθ. Ακόμα μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν αςτικά απόβλθτα και απορρίμματα. Μπορεί να δϊςει βιοαικανόλθ και βιοαζριο, που είναι καφςιμα πιο φιλικά προσ το περιβάλλον από τα παραδοςιακά. Είναι μια πθγι ενζργειασ με πολλζσ δυνατότθτεσ και εφαρμογζσ που κα χρθςιμοποιθκεί πλατιά ςτο μζλλον. *Γεωκερμικι ενζργεια. Ρροζρχεται από τθ κερμότθτα που παράγεται απ' τθ ραδιενεργό αποςφνκεςθ των πετρωμάτων τθσ γθσ. Είναι εκμεταλλεφςιμθ εκεί όπου θ κερμότθτα αυτι ανεβαίνει με φυςικό τρόπο ςτθν επιφάνεια, π.χ. ςτουσ κερμοπίδακεσ ι ςτισ πθγζσ ηεςτοφ νεροφ. Μπορεί να χρθςιμοποιθκεί είτε απευκείασ για κερμικζσ εφαρμογζσ είτε για τθν παραγωγι θλεκτριςμοφ. Η **Ιςλανδία++ καλφπτει το 80-90% των ενεργειακϊν τθσ αναγκϊν, όςον αφορά τθ κζρμανςθ, και το 20%, όςον αφορά τον θλεκτριςμό, με γεωκερμικι ενζργεια. *Ενζργεια από παλίρροιεσ. Εκμεταλλεφεται τθ βαρφτθτα του Ήλιου και τθσ Σελινθσ, που προκαλεί ανφψωςθ τθσ ςτάκμθσ του νεροφ. Το νερό αποκθκεφεται κακϊσ ανεβαίνει και για να ξανακατζβει αναγκάηεται να περάςει μζςα από μια τουρμπίνα, παράγοντασ θλεκτριςμό. Ζχει εφαρμοςτεί ςτθν Αγγλία, τθ Γαλλία, τθ ωςία και αλλοφ. *Ενζργεια από κφματα. Εκμεταλλεφεται τθν κινθτικι ενζργεια των κυμάτων τθσ κάλαςςασ. 7

8 *Ενζργεια από τουσ ωκεανοφσ. Εκμεταλλεφεται τθ διαφορά κερμοκραςίασ ανάμεςα ςτα ςτρϊματα του ωκεανοφ, κάνοντασ χριςθ κερμικϊν κφκλων. Βρίςκεται ςτο ςτάδιο τθσ ζρευνασ Πλεονεκτιματα και μειονεκτιματα Ρλεονεκτιματα *Είναι πολφ φιλικζσ προσ το περιβάλλον, ζχοντασ ουςιαςτικά μθδενικά κατάλοιπα και απόβλθτα. *Δεν πρόκειται να εξαντλθκοφν ποτζ, ςε αντίκεςθ με τα ορυκτά καφςιμα. *Μποροφν να βοθκιςουν τθν ενεργειακι αυτάρκεια μικρϊν και αναπτυςςόμενων χωρϊν, κακϊσ και να αποτελζςουν τθν εναλλακτικι πρόταςθ ςε ςχζςθ με τθν οικονομία του πετρελαίου. *Είναι ευζλικτεσ εφαρμογζσ που μποροφν να παράγουν ενζργεια ανάλογθ με τισ ανάγκεσ του επί τόπου πλθκυςμοφ, καταργϊντασ τθν ανάγκθ για τεράςτιεσ μονάδεσ παραγωγισ ενζργειασ (καταρχιν για τθν φπαικρο) αλλά και για μεταφορά τθσ ενζργειασ ςε μεγάλεσ αποςτάςεισ. *Ο εξοπλιςμόσ είναι απλόσ ςτθν καταςκευι και τθ ςυντιρθςθ και ζχει μεγάλο χρόνο ηωισ. *Επιδοτοφνται από τισ περιςςότερεσ κυβερνιςεισ. Μειονεκτιματα *Ζχουν αρκετά μικρό ςυντελεςτι απόδοςθσ, τθσ τάξθσ του 30% ι και χαμθλότερο. Συνεπϊσ απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόςτοσ εφαρμογισ ςε μεγάλθ επιφάνεια γθσ. Γι' αυτό το λόγο μζχρι τϊρα χρθςιμοποιοφνται ςαν ςυμπλθρωματικζσ πθγζσ ενζργειασ. *Για τον παραπάνω λόγο προσ το παρόν δεν μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθν κάλυψθ των αναγκϊν μεγάλων αςτικϊν κζντρων. *Η παροχι και απόδοςθ τθσ αιολικισ, υδροθλεκτρικισ και θλιακισ ενζργειασ εξαρτάται από τθν εποχι του ζτουσ αλλά και από το γεωγραφικό πλάτοσ και το κλίμα τθσ περιοχισ ςτθν οποία εγκακίςτανται. *Για τισ αιολικζσ μθχανζσ υπάρχει θ άποψθ ότι δεν είναι κομψζσ από αιςκθτικι άποψθ κι ότι προκαλοφν κόρυβο και κανάτουσ πουλιϊν. Με τθν εξζλιξθ όμωσ τθσ 8

9 τεχνολογίασ τουσ και τθν προςεκτικότερθ επιλογι χϊρων εγκατάςταςθσ (π.χ. ςε πλατφόρμεσ ςτθν ανοιχτι κάλαςςα) αυτά τα προβλιματα ζχουν ςχεδόν λυκεί. *Για τα υδροθλεκτρικά ζργα λζγεται ότι προκαλοφν ζκλυςθ μεκανίου από τθν αποςφνκεςθ των φυτϊν που βρίςκονται κάτω απ' το νερό κι ζτςι ςυντελοφν ςτο φαινόμενο του κερμοκθπίου Ανανεωςιμότθτα Γεωκερμικισ ενζργειασ Για να είναι ανανεϊςιμο ζνα γεωκερμικό ςφςτθμα κα πρζπει να αξιοποιείται με τζτοιο ρυκμό που να εξαςφαλίηεται θ διατιρθςθ των ρευςτϊν και τθσ κερμότθτασ ςτον ταμιευτιρα. Τοφτο μπορεί να ςυμβαίνει ωσ ζνα βακμό, όπωσ εξθγείται αμζςωσ παρακάτω. Αναπλιρωςθ των ρευςτϊν : Ρρόκειται για υδραυλικά ανοικτά ςυςτιματα, ϊςτε θ απομάκρυνςθ ρευςτϊν από τον ταμιευτιρα προκαλεί κάποια αναπλιρωςθ τουσ. Διαπιςτϊνονται όμωσ δυο προβλιματα : 1. Η αναπλιρωςθ ςυνικωσ υπολείπεται του ρυκμοφ απόλθψθσ, που ςθμαίνει ότι ςταδιακά μειϊνεται θ πίεςθ και θ δυνατότθτα παραγωγισ από το ςφςτθμα. 2. Η αναπλιρωςθ μπορεί να μθν προζρχεται από βακειά γεωκερμικά ρευςτά που ακριβϊσ δθμιοφργθςαν το ςφςτθμα, αλλά από παράπλευρουσ ι επιφανειακοφσ υδροφόρουσ. Στθν περίπτωςθ αυτι προκαλείται ψφξθ του ςυςτιματοσ, με πικανζσ δυςμενείσ επιπτϊςεισ. Συγκεκριμζνα αν πρόκειται για πεδίο με ατμό, θ ειςροι υπόγειων ψυχρϊν νερϊν ςτθ ηϊνθ του ατμοφ προκαλεί ψφξθ του ςυςτιματοσ, με πικανζσ δυςμενείσ επιπτϊςεισ. Συγκεκριμζνα αν πρόκειται για πεδίο με ατμό, θ ειςροι υπογείων ψυχρϊν νερϊν ςτθ ηϊνθ του ατμοφ προκαλεί ψφξθ και επομζνωσ ταπείνωςθ τθσ πίεςθσ ςτθν αντίςτοιχθ πίεςθ κορεςμοφ. Η προκαλοφμενθ πτϊςθ πίεςθσ προκαλεί ακόμα μεγαλφτερθ ειςροι ϊςτε θ ψφξθ κακίςταται ζνα αυτοεπιταχυνόμενο δυςμενζσ φαινόμενο. Η αναπλιρωςθ των ρευςτϊν μπορεί να εξαςφαλιςκεί με τθν επιςτροφι των ρευςτϊν ςτον ταμιευτιρα μετά τθν απόλθψθ των κερμίδων τουσ. Η διαδικαςία αυτι ορίηεται ωσ επανειςαγωγι (reinjection), και ζχει τισ ακόλουκεσ κετικζσ επιπτϊςεισ : 1. διατθρείται θ ποςότθτα των ρευςτϊν ςτον ταμιευτιρα, και επομζνωσ και θ πίεςθ του ςυςτιματοσ. 2. ςυνικωσ λαμβάνεται ζνα μζροσ μόνο τθσ ενζργειασ των ρευςτϊν, ϊςτε τα ρευςτά που επανειςάγονται είναι ιδθ κερμά, και οπωςδιποτε κερμότερα από άλλα γειτονικϊν υδροφόρων, που τυχόν κα ζφκαναν ςτον ταμιευτιρα ςε άλλθ περίπτωςθ. 9

10 3. με τθν επανειςαγωγι διατθρείται θ πίεςθ του ςυςτιματοσ και αποφεφγεται ζτςι θ διείςδυςθ ψυχρϊν ρευςτϊν. Για το λόγο αυτό, είναι ςυχνά ςκόπιμο θ επανειςαγωγι να πραγματοποιείται ςε περιφερειακζσ κζςεισ του ταμιευτιρα, για προςταςία του. 4. με τθν επανειςαγωγι αντιμετωπίηεται και το πρόβλθμα διάκεςθσ των γεωκερμικϊν αποβλιτων. 5. τα επανειςαγόμενα ρευςτά είναι ρευςτά του ταμιευτιρα, ϊςτε δεν τίκεται ηιτθμα χθμικισ αςυμβατότθτασ με πικανι πρόκλθςθ επικακιςεων ι άλλων προβλθμάτων. Συμπεραςματικά μπορεί να εξαςφαλίηεται αναπλιρωςθ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν εφόςον ςχεδιάηεται ςωςτά ζνα πρόγραμμα επανειςαγωγισ τουσ. Ασ ςθμειϊςουμε ότι λόγω των περιβαλλοντικϊν τθσ πλεονεκτθμάτων κυρίωσ, θ επανειςαγωγι είναι μια μζκοδοσ που ζχει πλζον κακιερωκεί. Αναπλιρωςθ τθσ λαμβανόμενθσ κερμότθτασ Μπορεί να ςυμβαίνει είτε με τθ φυςικι κυκλοφορία των κερμϊν ρευςτϊν (ανατροφοδότθςθ του ςυςτιματοσ) είτε με τθν αγωγιμότθτα. Και ςτισ δφο περιπτϊςεισ όμωσ τοφτθ είναι ςυνικωσ ςθμαντικά μικρότερθ του ρυκμοφ εκμετάλλευςθσ τθσ. Μπορεί δε να προςεγγίηει τον τελευταίο μόνον όταν πρόκειται για ςφςτθμα υψθλισ ενκαλπίασ (φπαρξθ μάγματοσ ςε κοντινι απόςταςθ) και ζντονθσ φυςικισ ροισ θ οποία οφτωσ ι άλλωσ κα εκδθλϊνεται με επιφανειακζσ ενδείξεισ (π.χ. ατμίδεσ, ιδιαίτερα κερμά εδάφθ κ.λπ. ). Για το λόγο αυτό, και ςε αντίκεςθ με τισ άλλεσ ανανεϊςιμεσ πθγζσ ενζργειασ, ςτθ γεωκερμικι ενζργεια αποδίδεται ο όροσ θμι-ανανεϊςιμθ. 1. Γενικά το περιοριςμζνο ενεργειακό δυναμικό ενόσ γεωκερμικοφ αποκζματοσ, θ θμι-ανανεωςιμότθτα του και οι κίνδυνοι από τθν είςοδο ψυχρότερων υπογείων νερϊν ςτον ταμιευτιρα επιβάλλουν κατάλλθλθ διαχείριςι του. Εκτιμάται το ςυνολικό απολιψιμο ενεργειακό απόκεμα του ταμιευτιρα και από αυτό υπολογίηεται θ μζγιςτθ εγκατεςτθμζνθ ιςχφσ για π.χ. 25ετι εκμετάλλευςθ του αποκζματοσ. Η οποία ανανεωςιμότθτα του ςυςτιματοσ κα επεκτείνει βεβαίωσ το χρόνο εκμετάλλευςθσ του, αλλά ςυνικωσ δεν λαμβάνεται υπόψθ ςτον αρχικό ςχεδιαςμό των εγκαταςτάςεων. Η παραγωγι επιχειρείται κοντά ςε κζςεισ τροφοδοςίασ του ςυςτιματοσ, όπου παρατθροφνται και οι υψθλότερεσ κερμοκραςίεσ. Αντίκετα, θ επανειςαγωγι εφαρμόηεται ςε οριακζσ κζςεισ του κοιτάςματοσ για τθν ταυτόχρονθ παρεμπόδιςθ διείςδυςθσ ψυχρότερων ρευςτϊν. 10

11 Η κερμικι μθχανι τθσ γθσ Θ γεωκερμικι βακμίδα ορίηεται ωσ ο ρυκμόσ αφξθςθσ τθσ κερμοκραςίασ τθσ γθσ ςε ςυνάρτθςθ με το βάκοσ, μζςα ςτο γιινο φλοιό. Σε βάκθ που είναι προςβάςιμα με τισ ςφγχρονεσ γεωτρθτικζσ μεκόδουσ, δθλαδι μζχρι τα m, θ μζςθ γεωκερμικι βακμίδα κυμαίνεται περίπου ςτουσ 2,5-3 C/100 m. Για παράδειγμα, εάν θ κερμοκραςία ςτα πρϊτα μζτρα κάτω από τθν επιφάνεια του εδάφουσ ανταποκρίνεται κατά μζςο όρο ςτθ μζςθ ετιςια κερμοκραςία του ατμοςφαιρικοφ αζρα, δθλ. ςτουσ 15 C, τότε μποροφμε να υποκζςουμε ότι θ κερμοκραςία ςτο βάκοσ των 2000 m κα είναι περίπου C, ςτα 3000 m C, κ.ο.κ. για μερικά ακόμα χιλιάδεσ μζτρα. Ραρόλα αυτά, υπάρχουν πολλζσ περιοχζσ ςτισ οποίεσ θ γεωκερμικι βακμίδα αποκλίνει πολφ από τθ μζςθ τιμι. Εκεί όπου το γεωλογικό υπόβακρο ζχει υποςτεί πολφ γριγορθ βφκιςθ και θ λεκάνθ ζχει πλθρωκεί με γεωλογικά πολφ νζα» ιηιματα, θ γεωκερμικι βακμίδα μπορεί να είναι μικρότερθ και από 1 C/100 m. Αντίκετα, ςε μερικζσ «γεωκερμικζσ» καλοφμενεσ περιοχζσ, θ τιμι τθσ γεωκερμικισ βακμίδασ μπορεί να είναι και δεκαπλάςια τθσ μζςθσ γιινθσ. Λόγω τθσ κερμοκραςιακισ διαφοράσ ανάμεςα ςτα διάφορα ςτρϊματα, προκαλείται ροι κερμότθτασ από τισ βακιζσ και κερμζσ ηϊνεσ του υπεδάφουσ προσ τισ ρθχζσ και ψυχρότερεσ, τείνοντασ ζτςι ςτθ δθμιουργία ομοιόμορφων ςυνκθκϊν. Στθν πραγματικότθτα όμωσ, όπωσ πολφ ςυχνά ςυμβαίνει ςτθ φφςθ, κάτι τζτοιο ουδζποτε επιτυγχάνεται πλιρωσ. Η μζςθ γιινθ ροι κερμότθτασ ςτισ θπείρουσ και τουσ ωκεανοφσ είναι 65 και 101 mw/m2 αντίςτοιχα, οι οποίεσ, υπολογίηοντασ τθν ζκταςθ των περιοχϊν, δίνουν ζνα παγκόςμιο μζςο όρο τθσ τάξθσ των 87 mw/m2 (Pollack et al., 1993). Οι τιμζσ αυτζσ προζκυψαν μετά από μετριςεισ ςε κζςεισ, που καλφπτουν το 62% περίπου τθσ γιινθσ επιφάνειασ. Υπάρχουν βζβαια και κάποιοι εμπειρικοί υπολογιςμοί που αναφζροντα ι ςε γεωλογικζσ χαρτογραφικζσ μονάδεσ και επιτρζπουν τθν εκτίμθςθ τθσ κερμικισ ροισ χωρίσ να προθγθκοφν μετριςεισ. Η ανάλυςθ τθσ κερμικισ ροισ από τουσ Pollack et al. (1993) είναι θ πιο πρόςφατθ και θ μόνθ ςε ζντυπθ μορφι. Το Ρανεπιςτιμιο τθσ Βόρ. Ντακότα, επιτρζπει ςιμερα τθν πρόςβαςθ μζςω του Διαδικτφου ςε μια ανανεωμζνθ βάςθ δεδομζνων κερμικισ ροισ, που περιλαμβάνει ςτοιχεία τόςο από ωκεάνιεσ όςο και από θπειρωτικζσ περιοχζσ.η κερμοκραςία αυξάνεται με το βάκοσ, και τα θφαίςτεια, οι κερμοπίδακεσ (geysers), οι κερμζσ πθγζσ κλπ, αποτελοφν κατά μία ζννοια τθν ορατι εκδιλωςθ τθσ κερμότθτασ του εςωτερικοφ τθσ γθσ. Η κερμότθτα αυτι όμωσ προκαλεί και τθ δθμιουργία άλλων φαινομζνων, που είναι λιγότερο διακριτά από τον άνκρωπο, τζτοιου μεγζκουσ όμωσ ϊςτε θ φπαρξι τουσ να οδθγεί ςτθν παρομοίωςθ τθσ γθσ με μια τεράςτια κερμικι μθχανι. Τα φαινόμενα αυτά αναφζρονται ςυνοπτικά ςτθ κεωρία των τεκτονικϊν πλακϊν. Στθ ςυνζχεια κα προςπακιςουμε να τα περιγράψουμε με απλό τρόπο και να αναλφςουμε τθ ςχζςθ τουσ με τουσ γεωκερμικοφσ πόρουσ. Ο πλανιτθσ μασ αποτελείται από το φλοιό, το πάχοσ του οποίου κυμαίνεται από km περίπου ςτισ θπειρωτικζσ περιοχζσ και 5-6 km ςτισ ωκεάνιεσ, από το μανδφα, το πάχοσ του οποίου είναι κατά προςζγγιςθ km και τον πυρινα με ακτίνα περίπου km (Σχιμα 1). Τα φυςικοχθμικά χαρακτθριςτικά του φλοιοφ, του μανδφα και του πυρινα διαφζρουν από τθν επιφάνεια προσ το κζντρο τθσ γθσ. Το εξωτερικό ςτερεό περίβλθμα τθσ γθσ, γνωςτό ωσ λικόςφαιρα, αποτελείται από το φλοιό και το ανϊτερο τμιμα του μανδφα. Ζχοντασ μεταβαλλόμενο πάχοσ, από 11

12 λιγότερο των 80 km ςτισ ωκεάνιεσ ηϊνεσ μζχρι πάνω από 200 km ςτισ θπειρωτικζσ, θ λικόςφαιρα ςυμπεριφζρεται ςαν ζνα ςυμπαγζσ ςϊμα. Κάτω από τθ λικόςφαιρα βρίςκεται θ ηϊνθ που ονομάηεται αςκενόςφαιρα, πάχουσ km και με μια λιγότερο συμπαγι και περιςςότερο πλαςτικι ςυμπεριφορά. Με άλλα λόγια, ςτθ γεωλογικι κλίμακα, όπου ο χρόνοσ μετριζται ςε εκατομμφρια χρόνια, αυτό το τμιμα τθσ γθσ ςυμπεριφζρεται πιο κοντά με ζνα ρευςτό ςε κάποιεσ διαδικαςίεσ. Εξαιτίασ τθσ διαφοράσ κερμοκραςίασ ανάμεςα ςτα διάφορα τμιματα τθσ αςκενόςφαιρασ, δθμιουργικθκαν πριν από μερικζσ δεκάδεσ εκατομμφρια ζτθ μεταφορικζσ (ςυναγωγικζσ) κινιςεισ μεταξφ τθσ ςτερεάσ βάςθσ αυτοφ του ςτρϊματοσ και τθσ βάςθσ του φλοιοφ και πικανϊσ κάποιοι ςυναγωγικοί κφλακεσ. Οι κινιςεισ αυτζσ κεωροφνται τα βαςικά αίτια μετατόπιςθσ των λικοςφαιρικϊν πλακϊν. Είναι εξαιρετικά αργζσ (λίγα εκατοςτά/ζτοσ), παρόλα αυτά ςτακερζσ, λόγω τθσ ςυνεχοφσ παραγωγισ κερμότθτασ από τθ διάςπαςθ των ραδιενεργϊν ςτοιχείων και τθσ προςφοράσ κερμότθτασ από τα μεγαλφτερα βάκθ τθσ γθσ. Λόγω των κινιςεων αυτϊν, τεράςτιοι όγκοι βακφτερων και κερμϊν λιωμζνων πετρωμάτων, με μικρότερθ πυκνότθτα και ςυνεπϊσ μικρότερο βάροσ, ανζρχονται προσ τθν επιφάνεια, ενϊ ψυχρότερα και βαρφτερα πετρϊματα, που βρίςκονται κοντά ςτθν επιφάνεια, βυκίηονται, ανακερμαίνονται και ανεβαίνουν πάλι ςτθν επιφάνεια. Στισ ηϊνεσ μικροφ λικοςφαιρικοφ πάχουσ, και κυρίωσ ςτισ ωκεάνιεσ περιοχζσ, θ λικόςφαιρα ωκείται προσ τα πάνω και ςτθ ςυνζχεια κατακερματίηεται εξαιτίασ τθσ ανόδου των κερμϊν, και εν μζρει λιωμζνων υλικϊν τθσ αςκενόςφαιρασ, εκεί όπου ςχθματίηεται ο ανερχόμενοσ κλάδοσ των ςυναγωγικϊν καλάμων. Αυτόσ ακριβϊσ είναι ο μθχανιςμόσ που δθμιοφργθςε και ςυνεχίηει να δθμιουργεί τισ εκτεινόμενεσ ράχεσ (spreading ridges), οι οποίεσ εκτείνονται ςε μικοσ μεγαλφτερο των 60 km κάτω από τουσ ωκεανοφσ. Οι ράχεισ αυτζσ ςε κάποιεσ περιοχζσ, όπωσ ςτισ Αηόρεσ και τθν Ιςλανδία, αναδφονται πάνω από τθν επιφάνεια τθσ κάλαςςασ, ενϊ ςε άλλεσ, όπωσ ςτθν Ερυκρά Θάλαςςα, αναδφονται ανάμεςα ςτισ θπείρουσ. Ζνα ςχετικά μικρό ποςοςτό αυτϊν των αςκενοςφαιρικϊν λιωμζνων υλικϊν αναδφονται ςτθν επιφάνεια τθσ γθσ μζςω των κορυφογραμμϊν των υποκαλάςςιων οροςειρϊν (ράχεων) και, ερχόμενα ςε επαφι με το καλαςςινό νερό, ψφχονται, ςτερεοποιοφνται και ςχθματίηουν με τον τρόπο αυτό νζο ωκεάνιο φλοιό. Το μεγαλφτερο όμωσ μζροσ του αςκενοςφαιρικοφ αυτοφ υλικοφ χωρίηεται ςε δφο κλάδουσ, οι οποίοι κινοφνται ςε αντίκετεσ κατευκφνςεισ κάτω από τθ λικόςφαιρα, ςτθ κζςθ ακριβϊσ των μζςο-ωκεάνιων ράχεων. Η ςυνεχι δθμιουργία νζου φλοιοφ και θ απόκλιςθ του ωκεάνιου πυκμζνα με ζνα ρυκμό τθσ τάξθσ των λίγων εκατοςτϊν ανά ζτοσ, προκαλεί ςυνεχι αφξθςθ τθσ ωκεάνιασ λικόςφαιρασ. Σε άλλα ςθμεία τθσ λικόςφαιρασ ςχθματίηονται τεράςτιεσ κατακόρυφεσ διαρριξεισ, εκατζρωκεν των οποίων παρατθρείται οριηόντια μετακίνθςθ των λικοςφαιρικϊν πλακϊν. Οι διαρριξεισ αυτζσ μποροφν να φτάςουν ςε μικοσ μερικϊν χιλιάδων χιλιομζτρων και ονομάηονται << ριγματα μεταςχθματιςμοφ. Τα φαινόμενα αυτά οδθγοφν ςε μια εφςτοχθ παρατιρθςθ: αφοφ τελικά θ ςυνολικι επιφάνεια των λικοςφαιρικϊν πλακϊν παραμζνει περίπου ςτακερι ςτο χρόνο, θ ςυνεχισ δθμιουργία νζου φλοιοφ ςτισ μεςωκεάνιεσ ράχεισ και το άνοιγμα των ωκεάνιων τμθμάτων κα πρζπει να εξιςορροπείται κατά κάποιον τρόπο από ςυρρίκνωςθ (καταςτροφι) τθσ λικόςφαιρασ ςε άλλα ςθμεία τθσ γθσ. Αυτό ακριβϊσ ςυμβαίνει ςτισ λεγόμενεσ ηϊνεσ καταβφκιςθσ, οι μεγαλφτερεσ από τισ οποίεσ καταδεικνφονται από τισ τεράςτιεσ ωκεάνιεσ τάφρουσ, όπωσ αυτζσ π.χ. που 12

13 εκτείνονται κατά μικοσ των δυτικϊν ορίων του Ειρθνικοφ Ωκεανοφ και των δυτικϊν ακτϊν τθσ Νότιασ Αμερικισ. Στισ ηϊνεσ καταβφκιςθσ θ λικόςφαιρα κάμπτεται και βυκίηεται κάτω από τθν παρακείμενθ λικόςφαιρα και φκάνει μζςα ςτισ πολφ κερμζσ και βακιζσ ηϊνεσ τθσ, όπου αφομοιϊνεται από το μανδφα και ο κφκλοσ επαναλαμβάνεται. Μζροσ του υλικοφ τθσ λικόςφαιρασ επανατικεται και ανεβαίνει πάλι προσ τθν επιφάνεια μζςω των ρθγμάτων του φλοιοφ. Συνζπεια αυτϊν των φαινομζνων είναι θ δθμιουργία μαγματικϊν τόξων με πολλά θφαίςτεια που εντοπίηονται παράλλθλα προσ τισ τάφρουσ, ςτθν αντίκετθ πλευρά των οροςειρϊν. Πταν οι τάφροι βρίςκονται κατά μικοσ των θπειρωτικϊν περικωρίων, τότε τα τόξα αποτελοφνται από αλυςίδεσ οροςειρϊν με πολλά θφαίςτεια, όπωσ είναι οι Άνδεισ. Πταν οι τάφροι εντοπίηονται ςε ωκεάνιεσ περιοχζσ, όπωσ ςτον Ειρθνικό ωκεανό, τα μαγματικά τόξα αποτελοφνται από πολλά θφαιςτειακά νθςιά (π.χ. Ιαπωνία, Φιλιππίνεσ κλπ.). Στο Σχιμα 1 περιγράφονται ακριβϊσ αυτά τα φαινόμενα. Σχιμα 1.1 : Σχθματικι τομι που δείχνει τισ διεργαςίεσ που λαμβάνουν χϊρα ςτισ τεκτονικζσ πλάκεσ Οι μεςωκεάνιεσ ράχεσ, τα ριγματα μεταςχθματιςμοφ και οι ηϊνεσ καταβφκιςθσ ςχθματίηουν ζνα εκτεταμζνο δίκτυο που χωρίηει τθν επιφάνεια τθσ γθσ ςε ζξι τεράςτιεσ και πολλζσ άλλεσ μικρότερεσ λικοςφαιρικζσ περιοχζσ ι καλφτερα πλάκεσ (Σχιμα 5). Εξαιτίασ των τεράςτιων τάςεων που προκαλοφνται από τθ γιινθ κερμικι μθχανι και τθν αςυμμετρία των ηωνϊν που δθμιουργοφν και καταςτρζφουν λικοςφαιρικό υλικό, οι πλάκεσ αυτζσ κινοφνται αργά θ μία προσ τθν άλλθ, αλλάηοντασ ςυνεχϊσ τθ ςχετικι τουσ κζςθ. Τα όρια των πλακϊν αντιςτοιχοφν ςε πολφ διαρρθγμζνεσ ηϊνεσ του φλοιοφ, που χαρακτθρίηονται από ζντονθ ςειςμικότθτα, μεγάλο αρικμό θφαιςτείων και, λόγω τθσ ανόδου πολφ κερμϊν υλικϊν προσ τθν επιφάνεια, από υψθλι γιινθ κερμικι ροι. Ππωσ φαίνεται ςτο Σχιμα 2, οι πιο ςθμαντικζσ γεωκερμικζσ περιοχζσ εντοπίηονται κοντά ςτα όρια των πλακϊν. 13

14 Σχιμα1.2: Τεκτονικζσ πλάκεσ, μεςωκεάνιεσ ράχεσ, ωκεάνιεσ τάφροι, ηϊνεσ καταβφκιςθσ και γεωκερμικά πεδία. Τα βζλθ δείχνουν τθν κατεφκυνςθ κίνθςθσ των λικοςφαιρικϊν πλακϊν προσ τισ ηϊνεσ καταβφκιςθσ.(1) Γεωκερμικά πεδία όπου παράγεται θλεκτρικι ενζργεια (2) Μεςωκεάνιεσ ράχεισ που τζμνονται από μεγάλα ριγματα μεταςχθματιςμοφ (3) Ηϊνεσ καταβφκιςθσ, όπου θ βυκιηόμενθ πλάκα κάμπτεται προσ τα κάτω και λιϊνει μζςα ςτθν αςκενόςφαιρα Γεωθερμικά συστήματα Τα γεωκερμικά ςυςτιματα εντοπίηονται ςτισ περιοχζσ με κανονικι ι λίγο μεγαλφτερθ από τθ μζςθ γιινθ γεωκερμικι βακμίδα, και κυρίωσ ςτισ περιοχζσ γφρω από τα περικϊρια των τεκτονικϊν πλακϊν, όπου θ βακμίδα μπορεί να είναι ςθμαντικά υψθλότερθ τθσ μζςθσ τιμισ. Στθν πρϊτθ περίπτωςθ, τα γεωκερμικά ςυςτιματα χαρακτθρίηονται από χαμθλζσ κερμοκραςίεσ, που ςυνικωσ δεν ξεπερνοφν τουσ 100 C ςε οικονομικά και προςβάςιμα βάκθ. Στθ δεφτερθ περίπτωςθ, οι κερμοκραςίεσ μπορεί να καλφπτουν ζνα ευρφ φάςμα, από ςχετικά χαμθλζσ τιμζσ μζχρι και μεγαλφτερεσ από 400 C. Τι είναι όμωσ ζνα γεωκερμικό ςφςτθμα και τι ςυμβαίνει μζςα ςε αυτό; Σχθματικά μπορεί να περιγραφεί ωσ ζνα ςφςτθμα που βρίςκεται ςε περιοριςμζνο χϊρο ςτον ανϊτερο φλοιό τθσ γθσ και αποτελείται από κινοφμενο νερό το οποίο μεταφζρει κερμότθτα από μια πθγι ςε μια δεξαμενι κερμότθτασ, που ςυνικωσ είναι μια ελεφκερθ επιφάνεια ( Hochstein, 1990). Ζτςι λοιπόν, ζνα γεωκερμικό ςφςτθμα αποτελείται από τρία ςτοιχεία: τθν εςτία κερμότθτασ, τον ταμιευτιρα και το ρευςτό, το οποίο λειτουργεί ωσ μζςο μεταφοράσ τθσ κερμότθτασ. Η εςτία κερμότθτασ μπορεί να είναι είτε μια πολφ υψθλισ (>600 C) κερμοκραςίασ μαγματικι διείςδυςθ που ζχει φτάςει ςε ςχετικά μικρά βάκθ (5-10 km) ι, ςτα χαμθλισ κερμοκραςίασ ςυςτιματα, θ κανονικι κερμοκραςία των πετρωμάτων του εςωτερικοφ τθσ γθσ, θ οποία όπωσ αναφζρκθκε αυξάνεται με το βάκοσ. Ο 14

15 ταμιευτιρασ είναι ζνασ ςχθματιςμόσ από κερμά υδατοπερατά πετρϊματα, που επιτρζπει τθν κυκλοφορία των ρευςτϊν μζςα ςε αυτόν και από τον οποίο τα ρευςτά αντλοφν κερμότθτα. Ράνω από τον ταμιευτιρα βρίςκεται ςυνικωσ ζνα κάλυμμα αδιαπζραςτων πετρωμάτων. Ο ταμιευτιρασ πολλζσ φορζσ ςυνδζεται με μια επιφανειακι περιοχι τροφοδοςίασ, δια μζςου τθσ οποίασ μετεωρικό ι επιφανειακό γενικά νερό κατεβαίνει και αντικακιςτά μερικϊσ ι ολικϊσ τα ρευςτά που φεφγουν από τον ταμιευτιρα και εξζρχονται ςτθν επιφάνεια με τθ μορφι κερμϊν πθγϊν ι αντλοφνται από γεωτριςεισ. Το γεωκερμικό ρευςτό ςυνικωσ είναι νερό, ςτισ περιςςότερεσ περιπτϊςεισ μετεωρικισ προζλευςθσ, το οποίο, ανάλογα με τισ ςυνκικεσ πίεςθσ και κερμοκραςίασ που επικρατοφν ςτον ταμιευτιρα, βρίςκεται ςε υγρι ι αζρια κατάςταςθ. Συχνά το ρευςτό είναι εμπλουτιςμζνο ςε χθμικά ςτοιχεία και αζρια, όπωσ CO2, H2S, κλπ. Στο Σχιμα 3 αποτυπϊνεται ςε πολφ απλουςτευμζνθ μορφι ζνα πρότυπο γεωκερμικό ςφςτθμα. Ο μθχανιςμόσ που διζπει τθ λειτουργία των γεωκερμικϊν ςυςτθμάτων εν γζνει ελζγχεται από τθ μεταφορά κερμότθτασ μζςω τθσ (ςυναγωγισ/κυκλοφορίασ) των ρευςτϊν (fluid convection). Στο Σχιμα 4 παριςτάνεται ςχθματικά ο μθχανιςμόσ ςτθν περίπτωςθ ενόσ υδροκερμικοφ ςυςτιματοσ ενδιάμεςθσ κερμοκραςίασ. Η κερμικι ςυναγωγι λαμβάνει χϊρα λόγω τθσ κζρμανςθσ και, κατ επζκταςθ, τθσ κερμικισ διαςτολισ των ρευςτϊν ςε ζνα πεδίο βαρφτθτασ. Η ενζργεια που προκαλεί το ςυγκεκριμζνο φαινόμενο είναι ουςιαςτικά θ κερμότθτα που προςφζρεται από τθν εςτία ςτθ βάςθ του ςυςτιματοσ κυκλοφορίασ. Η πυκνότθτα των ρευςτϊν που κερμαίνονται μειϊνεται, οπότε αυτά παρουςιάηουν τάςεισ ανόδου προσ μικρότερα βάκθ, ενϊ αντικακίςτανται ςτθ ςυνζχεια από ρευςτά μικρότερθσ κερμοκραςίασ και μεγαλφτερθσ πυκνότθτασ, που προζρχονται από τα περικϊρια του γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ. Λόγω τθσ κερμικισ ςυναγωγισ προκαλείται λοιπόν κερμοκραςιακι αφξθςθ ςτο ανϊτερο τμιμα του γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ, κακϊσ οι κερμοκραςίεσ ςτα κατϊτερα τμιματα μειϊνονται (White, 1973). 15

16 Σχιμα 1.3: Σχθματικι αναπαράςταςθ ενόσ ιδανικοφ γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ Σχιμα 1. 4: Ρρότυπο (μοντζλο) ενόσ γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ. Θ γραμμι (1) είναι καμπφλθ αναφοράσ του ςθμείου ηζςεωσ του κακαροφ νεροφ. Θ καμπφλθ (2) δείχνει τθ κερμοκραςιακι κατανομι κατά μικοσ μια τυπικισ διαδρομισ κυκλοφορίασ του ρευςτοφ από το ςθμείο Α (τροφοδοςία) προσ το ςθμείο Ε (αποφόρτιςθ) (Από White, 1973) 16

17 Οι διεργαςίεσ που μόλισ περιγράφθκαν πικανϊσ να φαίνονται πολφ απλζσ, όμωσ θ καταςκευι ενόσ καλοφ προτφπου (μοντζλου), το οποίο να αντιςτοιχεί ςε ζνα πραγματικό γεωκερμικό ςφςτθμα, είναι πολφ δφςκολο να πραγματοποιθκεί. Μια τζτοια εργαςία απαιτεί πολφπλευρεσ ικανότθτεσ, ειδικζσ γνϊςεισ και μεγάλθ εμπειρία, ιδιαίτερα όταν αφορά ςυςτιματα υψθλισ κερμοκραςίασ. Εξάλλου, τα γεωκερμικά ςυςτιματα εμφανίηονται ςτθ φφςθ με πάρα πολλζσ ιδιαιτερότθτεσ και ιδιομορφίεσ, οι οποίεσ ςχετίηονται με διάφορουσ ςυνδυαςμοφσ γεωλογικϊν, φυςικϊν και χθμικϊν χαρακτθριςτικϊν που μπορεί να οδθγιςουν ςε διάφορουσ τφπουσ ςυςτθμάτων. Από τα τρία ςτοιχεία ενόσ γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ, θ εςτία κερμότθτασ είναι το μόνο που απαραιτιτωσ πρζπει να ζχει φυςικι προζλευςθ. Εάν οι ςυνκικεσ είναι ευνοϊκζσ, τα άλλα δφο ςτοιχεία μπορεί να είναι και τεχνθτά. Για παράδειγμα, τα γεωκερμικά ρευςτά που αντλοφνται από τον ταμιευτιρα και χρθςιμοποιοφνται ωσ θ κινθτιρια δφναμθ ενόσ γεωκερμικοφ ατμοςτρόβιλου για τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ, μποροφν μετά τθν ενεργειακι εκμετάλλευςι τουσ να επανειςαχκοφν ςτον ταμιευτιρα μζςω ςυγκεκριμζνων γεωτριςεων επανειςαγωγισ (injection wells). Ζτςι λοιπόν, θ φυςικι τροφοδοςία ενόσ ταμιευτιρα μπορεί να ςυνοδευκεί και να ςυμπλθρωκεί από μια τεχνθτι επανατροφοδοςία. Εδϊ και αρκετά χρόνια, θ τεχνικι επανειςαγωγισ των ρευςτϊν ςτον ταμιευτιρα εφαρμόηεται ςε πολλζσ περιοχζσ του κόςμου, ωσ ζνα μζςο δραςτικισ μείωςθσ των περιβαλλοντικϊν επιπτϊςεων από τθ λειτουργία των γεωκερμικϊν εγκαταςτάςεων. Η χριςθ των γεωτριςεων επανειςαγωγισ για τεχνθτι επανατροφοδοςία μπορεί επίςθσ να βοθκιςει ςτθν ανανζωςθ και ςυντιρθςθ κάποιων παλιϊν ι εξαντλθμζνων γεωκερμικϊν πεδίων. Ωσ παράδειγμα αναφζρεται θ περίπτωςθ του γεωκερμικοφ πεδίου The Geysers τθσ Καλιφόρνιασ (ΗΡΑ), ενόσ από τα μεγαλφτερα γεωκερμικά πεδία ςτον κόςμο, όπου παρατθρικθκε δραςτικι μείωςθ τθσ παραγωγισ ςτα τζλθ τθσ δεκαετίασ του 1980, λόγω ακριβϊσ τθσ ζλλειψθσ ρευςτϊν ςτον ταμιευτιρα. Το 1997 ξεκίνθςε ζνα πρόγραμμα, το Southeast Geysers Effluent Recycling Project, που αποςκοποφςε ςτθ μεταφορά επεξεργαςμζνων αςτικϊν αποβλιτων ςτο γεωκερμικό πεδίο από μια απόςταςθ 48 km. Το πρόγραμμα αυτό οδιγθςε ςτθν επαναλειτουργία αρκετϊν εργοςταςίων παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ, τα οποία είχαν εγκαταλειφκεί εξαιτίασ τθσ ζλλειψθσ ρευςτϊν. Σε άλλθ περίπτωςθ, και ςτα πλαίςια του Santa Rosa Geysers Recharge Project, 41,5 εκατομμφρια λίτρα επεξεργαςμζνων αςτικϊν αποβλιτων κα αντλοφνται κάκε μζρα από τουσ τοπικοφσ ςτακμοφσ επεξεργαςίασ τθσ Santa Rosa και άλλων γειτονικϊν πόλεων και κα μεταφζρονται μζςω ενόσ δικτφου ςωλθνϊςεων ςυνολικοφ μικουσ 66 km ςτο γεωκερμικό πεδίο The Geysers, όπου κα χρθςιμοποιθκοφν για τθν επανατροφοδοςία του ταμιευτιρα διαμζςου ειδικά διατρθκζντων γεωτριςεων. Στα Ρρογράμματα των αποκαλοφμενων Κερμϊν Ξθρϊν Ρετρωμάτων (Hot Dry Rocks), για τα οποία ζγιναν για πρϊτθ φορά πειραματικζσ δοκιμζσ το 1970 ςτο Los Alamos του Νζου Μεξικοφ (ΗΡΑ), τόςο τα ρευςτά όςο και ο ταμιευτιρασ είναι τεχνθτά. Στθν περίπτωςθ λοιπόν των HDR γίνεται, μζςω ειδικϊν γεωτριςεων, τεχνθτι ειςαγωγι νεροφ με μεγάλθ πίεςθ ςε ζνα κερμό και ςυμπαγζσ πζτρωμα, το οποίο βρίςκεται ςε μεγάλο βάκοσ. Η ειςπίεςθ αυτι προκαλεί ςτο πζτρωμα υδραυλικι διάρρθξθ. Το νερό διαπερνά τισ τεχνθτζσ διαρριξεισ και λόγω τθσ επαφισ του με μεγάλεσ επιφάνειεσ κερμοφ πετρϊματοσ αντλεί κερμότθτα από αυτόν τον μεγάλο ςε όγκο ςχθματιςμό, ο οποίοσ λειτουργεί ωσ ζνασ φυςικόσ 17

18 ταμιευτιρασ. Στθ ςυνζχεια, ο ταμιευτιρασ διαπερνάται από μια δεφτερθ γεϊτρθςθ, μζςα από τθν οποία αντλείται το νερό που κερμάνκθκε. Ζτςι λοιπόν, το ςυγκεκριμζνο γεωκερμικό ςφςτθμα αποτελείται (i) από τθ γεϊτρθςθ που χρθςιμοποιείται για τθν υδραυλικι διάρρθξθ, μζςω τθσ οποίασ ειςπιζηεται κρφο νερό ςτον (ii) τεχνθτό ταμιευτιρα και (iii) από τθ γεϊτρθςθ άντλθςθσ του κερμοφ νεροφ. Πλο αυτό το ςφςτθμα, μαηί με τισ εγκαταςτάςεισ ςτθν επιφάνεια, ςχθματίηουν ζνα κλειςτό κφκλωμα (loop) ( Garnish, 1987) (βλζπε Σχιμα 5). To ερευνθτικό Ρρόγραμμα του Los Alamos αποτζλεςε πρόδρομο για άλλεσ παρόμοιεσ εφαρμογζσ ςτθν Αυςτραλία, Γαλλία, Γερμανία, Ιαπωνία και Μεγ. Βρετανία. Μετά από μια περίοδο όπου κανείσ δεν τισ ζδινε ςθμαςία, οι εφαρμογζσ αυτζσ απζκτθςαν νζα ϊκθςθ, λόγω τθσ ανακάλυψθσ ςε πρϊτθ φάςθ ότι τα βακιά πετρϊματα ζχουν ιδθ κάποιεσ περιοριςμζνεσ φυςικζσ διαρριξεισ και ςτθ ςυνζχεια ότι οι τεχνικζσ και θ μεκοδολογία που πρζπει να χρθςιμοποιθκεί εξαρτϊνται κατά πολφ από τισ τοπικζσ γεωλογικζσ ςυνκικεσ. Οι πιο εξελιγμζνεσ επιςτθμονικά και τεχνολογικά ζρευνεσ ςτον τομζα των Θερμϊν Ξθρϊν Ρετρωμάτων πραγματοποιικθκαν ςτθν Ιαπωνία και ςτο Ευρωπαϊκό Ρρόγραμμα τθσ Αλςατίασ (Γαλλία). Ρολλά προγράμματα που ξεκίνθςαν ςτθν Ιαπωνία τθ δεκαετία του 1980 (ςτισ περιοχζσ Hijiori, Ogachi και Yunomori), είχαν ςθμαντικι χρθματοδότθςθ από τθν Ιαπωνικι κυβζρνθςθ και τθ βιομθχανία και κατζλθξαν ςε ενδιαφζροντα αποτελζςματα, τόςο από επιςτθμονικι όςο και από βιομθχανικι άποψθ. Από τθν άλλθ, το Ευρωπαϊκό HDR Ρρόγραμμα εφαρμόςτθκε ςε διάφορεσ φάςεισ και περιζλαβε τθν καταςκευι δφο γεωτριςεων, θ μία από τισ οποίεσ ζφταςε τα 5.060m βάκουσ. Οι υδραυλικζσ δοκιμζσ και μετριςεισ, όπωσ εξάλλου και οι γεωφυςικζσ διαςκοπιςεισ, κατζλθξαν ςε καλά και πολλά υποςχόμενα αποτελζςματα. Ζτςι λοιπόν, το Ευρωπαϊκό HDR Ρρόγραμμα φαίνεται να είναι για τθν ϊρα το πιο πετυχθμζνο (Tenzer,2001). 18

19 χιμα 1.5: Σχθματικι αναπαράςταςθ ενόσ ςυςτιματοσ Κερμϊν Ξθρϊν Ρετρωμάτων ςε οικονομικι κλίμακα (από Richards et al., 1994) 1.3. ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΡΕΤΝΑ Αντικείμενα ζρευνασ Τα αντικείμενα μιασ γεωκερμικισ ζρευνασ είναι (Lumb, 1981): 1. Ο προςδιοριςμόσ των γεωκερμικϊν φαινομζνων 2. Θ επιβεβαίωςθ τθσ φπαρξθσ ενόσ ωφζλιμου παραγωγικοφ γεωκερμικοφ πεδίου 3. Θ εκτίμθςθ του μεγζκουσ του ενεργειακοφ πόρου 4. Ο κακοριςμόσ του τφπου του γεωκερμικοφ πεδίου 5. Ο εντοπιςμόσ των παραγωγικϊν ηωνϊν 6. Ο κακοριςμόσ του κερμικοφ περιεχομζνου των γεωκερμικϊν ρευςτϊν που κα παραχκοφν από το γεωκερμικό πεδίο μζςω των παραγωγικϊν γεωτριςεων 7. Θ ςυλλογι των βαςικϊν δεδομζνων, πάνω ςτα οποία κα βαςιςτοφν τα αποτελζςματα τθσ μελλοντικισ παρακολοφκθςθσ του πεδίου 8. Ο κακοριςμόσ τθσ τιμισ των ευαίςκθτων περιβαλλοντικϊν παραμζτρων πριν από τθν εκμετάλλευςθ 9. Θ ςυλλογι πάςθσ φφςεωσ πλθροφορίασ και γνϊςθσ για κάκε χαρακτθριςτικό ςτοιχείο που κα μποροφςε να προκαλζςει προβλιματα κατά τθν ανάπτυξθ του πεδίου. 19

20 Θ ςχετικι ςπουδαιότθτα κακενόσ από τα παραπάνω εξαρτάται από πολλοφσ παράγοντεσ, οι περιςςότεροι από τουσ οποίουσ ςυνδζονται με αυτό κακαυτό τον ενεργειακό πόρο, και περιλαμβάνουν το είδοσ τθσ αναμενόμενθσ εκμετάλλευςθσ, τθ διακζςιμθ τεχνολογία, τα οικονομικά μεγζκθ, ωσ επίςθσ τθν κατάςταςθ, τθ γεωγραφικι κζςθ και τθ χρονικι περίοδο. Πλα τα παραπάνω επθρεάηουν άμεςα τον προγραμματιςμό και τθν ζκβαςθ μιασ γεωκερμικισ ζρευνασ. Για παράδειγμα, οι προκαταρκτικζσ αναγνωριςτικζσ ζρευνεσ των γεωκερμικϊν εκδθλϊςεων επιφανείασ αποκτοφν ιδιαίτερθ ςθμαςία και χρθςιμότθτα όταν αφοροφν μια απομακρυςμζνθ και μθ μελετθμζνθ περιοχι, ςε ςχζςθ με μια γνωςτι και εκτενϊσ μελετθμζνθ. Εξάλλου, θ εκτίμθςθ του ακριβοφσ μεγζκουσ του γεωκερμικοφ πόρου αποκτά ίςωσ μικρότερθ ςθμαςία εφόςον πρόκειται για μια μικρισ κλίμακασ εφαρμογι, αφοφ θ τελευταία προφανϊσ απαιτεί πολφ λιγότερθ κερμικι ενζργεια απ ότι ιδθ παράγεται με φυςικό τρόπο. Επίςθσ, εάν θ γεωκερμικι ενζργεια πρόκειται να χρθςιμοποιθκεί για τθλεκζρμανςθ μιασ περιοχισ ι ςε εφαρμογζσ που απαιτοφν χαμθλοφ βακμοφ κερμότθτα, τότε θ εφρεςθ ρευςτϊν υψθλισ κερμοκραςίασ δεν αποτελεί απαραίτθτα τον αντικειμενικό ςκοπό τθσ γεωκερμικισ ζρευνασ (Lumb, 1981). Για τθν πραγματοποίθςθ των ςτόχων μιασ γεωκερμικισ ζρευνασ υπάρχουν και εφαρμόηονται πολλζσ μζκοδοι και τεχνικζσ. Ρολλζσ από αυτζσ χρθςιμοποιοφνται επίςθσ και ςε άλλουσ τομείσ ζρευνασ. Πμωσ, παρόλο που μπορεί να ζχουν εξαιρετικι ςυμβολι και θ εφαρμογι τουσ να είναι πετυχθμζνθ ςτθν ζρευνα π.χ. ορυκτϊν, πετρελαίου ι φυςικοφ αερίου, δεν αποτελοφν αναγκαςτικά τθν πλζον ενδεδειγμζνθ λφςθ ςτθ γεωκερμικι ζρευνα. Αντίκετα, τεχνικζσ περιοριςμζνθσ χριςθσ ςτθν ζρευνα πετρελαίου μπορεί να αποδειχκοφν ιδανικά εργαλεία ςτον τομζα τθσ αναηιτθςθσ φυςικισ γιινθσ κερμότθτασ (Combs & Muffler, 1973) Μζκοδοι ζρευνασ Οι γεωλογικζσ και υδρογεωλογικζσ μελζτεσ αποτελοφν τθν αφετθρία κάκε ερευνθτικοφ προγράμματοσ. Θ βαςικι τουσ ςυνειςφορά αφορά ςτον προςδιοριςμό τθσ κζςθσ και τθσ ζκταςθσ των περιοχϊν που κα πρζπει να ερευνθκοφν με μεγαλφτερθ λεπτομζρεια, κακϊσ και ςτθν υπόδειξθ των καταλλθλότερων μεκόδων ζρευνασ για τισ ςυγκεκριμζνεσ περιοχζσ. Οι γεωλογικζσ-υδρογεωλογικζσ μελζτεσ παίηουν ςθμαντικό ρόλο ςε όλεσ τισ επόμενεσ φάςεισ τθσ γεωκερμικισ ζρευνασ, ακόμθ και ςτον κακοριςμό τθσ κζςθσ των ερευνθτικϊν και παραγωγικϊν γεωτριςεων. Επίςθσ, παρζχουν τισ βαςικζσ πλθροφορίεσ για τθν ερμθνεία των δεδομζνων που ςυγκεντρϊνονται από τισ άλλεσ μεκόδουσ, τθν εκτίμθςθ του δυναμικοφ του γεωκερμικοφ πόρου και, τελικά, τθν καταςκευι ενόσ ρεαλιςτικοφ προτφπου (μοντζλου) του γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ. Τα ςτοιχεία των μελετϊν αυτϊν μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ακόμθ και ςτθ φάςθ παραγωγισ, αναφορικά με τθν ορκολογικι διαχείριςθ του γεωκερμικοφ ταμιευτιρα και γενικότερα του πεδίου. Φαίνεται λοιπόν, ότι θ διάρκεια και το ςυνολικό κόςτοσ μιασ ολοκλθρωμζνθσ γεωκερμικισ ζρευνασ μπορεί να μειωκοφν ςθμαντικά αν ο προγραμματιςμόσ τθσ γίνει με ςωςτό ςχεδιαςμό και αποδοτικό ςυντονιςμό. Οι γεωχθμικζσ ζρευνεσ (ςυμπεριλαμβανομζνθσ τθσ γεωχθμείασ ιςοτόπων), αποτελοφν αξιόλογα εργαλεία για τον κακοριςμό τθσ φφςθσ του γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ (υγρό ι ατμόσ), τθν εκτίμθςθ τθσ ελάχιςτθσ αναμενόμενθσ 20

21 κερμοκραςίασ ςτο βάκοσ και τθσ ομοιογζνειασ ςτθν παροχι των ρευςτϊν, τθν ζμμεςθ εκτίμθςθ των χθμικϊν χαρακτθριςτικϊν των ρευςτϊν που βρίςκονται ςτο βάκοσ κακϊσ και για τον προςδιοριςμό τθσ πθγισ τροφοδοςίασ του ταμιευτιρα. Επιπλζον, μποροφν να παρζχουν πολφτιμεσ πλθροφορίεσ για το είδοσ των προβλθμάτων που ενδζχεται να προκφψουν κατά τθν επανειςαγωγι των ρευςτϊν ςτον ταμιευτιρα και κατά τθν παραγωγικι διαδικαςία (π.χ. αλλαγζσ ςτθ ςφςταςθ των ρευςτϊν, διάβρωςθ ι επικακιςεισ ςτισ ςωλθνϊςεισ και τισ εγκαταςτάςεισ, περιβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ), κακϊσ και για τον τρόπο αντιμετϊπιςθσ ι αποφυγισ τουσ. Θ γεωχθμικι ζρευνα ςυνίςταται ςε δειγματολθψίεσ, χθμικζσ και/ι ιςοτοπικζσ αναλφςεισ του νεροφ και των αερίων των γεωκερμικϊν επιφανειακϊν εκδθλϊςεων (κερμζσ πθγζσ, ατμίδεσ, κλπ.) ι των γεωτριςεων ςτθν υπό μελζτθ περιοχι. Επειδι θ γεωχθμικι ζρευνα αφενόσ παρζχει πολφ χριςιμα ςτοιχεία για τον περαιτζρω ςχεδιαςμό του γεωκερμικοφ προγράμματοσ, αφετζρου το κόςτοσ τθσ είναι ςχετικά χαμθλό ςε ςχζςθ με πιο εξεηθτθμζνεσ μεκόδουσ, όπωσ είναι για παράδειγμα οι γεωφυςικζσ, κα πρζπει να χρθςιμοποιείται όςο τον δυνατόν περιςςότερο πριν τθν εφαρμογι άλλων περιςςότερο δαπανθρϊν μεκοδολογιϊν. Οι γεωφυςικζσ διαςκοπιςεισ ςκοπεφουν ςτθν ζμμεςθ απόκτθςθ γνϊςθσ, από τθν επιφάνεια ι κοντά ςε αυτιν, για τισ φυςικζσ παραμζτρουσ των γεωλογικϊν ςχθματιςμϊν που βρίςκονται ςε μεγάλα βάκθ. Οι παράμετροι αυτζσ περιλαμβάνουν τα εξισ: Κερμοκραςία (κερμικι ζρευνα) Θλεκτρικι αγωγιμότθτα ( γεωθλεκτρικι και θλεκτρομαγνθτικι μζκοδοσ) Ταχφτθτα διάδοςθσ των ελαςτικϊν κυμάτων (ςειςμικι μζκοδοσ) Ρυκνότθτα ( βαρυτομετρικι μζκοδοσ) Μαγνθτικι επιδεκτικότθτα (μαγνθτικι μζκοδοσ) Μερικζσ από τισ παραπάνω μεκόδουσ, όπωσ θ ςειςμικι, θ βαρυτομετρικι και θ μαγνθτικι, οι οποίεσ κατά παράδοςθ εφαρμόηονται ςτθν ζρευνα πετρελαίου, ζχουν τθ δυνατότθτα να προςφζρουν χριςιμεσ πλθροφορίεσ για το ςχιμα, το μζγεκοσ, το βάκοσ και άλλα ςθμαντικά χαρακτθριςτικά βακιϊν γεωλογικϊν δομϊν, οι οποίεσ κα μποροφςαν να αποτελοφν ζνα γεωκερμικό ταμιευτιρα. Πμωσ, οι μζκοδοι αυτζσ παρζχουν λίγα ζωσ κακόλου ςτοιχεία για τθν φπαρξθ ι όχι ρευςτϊν, κάτι που αποτελεί τον πρωταρχικό ςτόχο τθσ γεωκερμικισ ζρευνασ. Για το λόγο αυτό, κεωρείται ςκοπιμότερθ θ εφαρμογι των ςυγκεκριμζνων μεκόδων για τθν αποςαφινιςθ λεπτομερειϊν κατά τα τελευταία ςτάδια του γεωκερμικοφ ερευνθτικοφ προγράμματοσ, πριν ακριβϊσ τον κακοριςμό τθσ κζςθσ των ερευνθτικϊν γεωτριςεων. Ρλθροφορίεσ για τθν παρουςία γεωκερμικϊν ρευςτϊν ςτισ βακειζσ γεωλογικζσ δομζσ μποροφν να αποκτθκοφν με τθ βοικεια των γεωθλεκτρικϊν και των θλεκτρομαγνθτικϊν διαςκοπιςεων, οι οποίεσ είναι πιο ευαίςκθτεσ από τισ άλλεσ γεωφυςικζσ μεκόδουσ ςτθν φπαρξθ τζτοιων ρευςτϊν κακϊσ και ςτισ μεταβολζσ τθσ κερμοκραςίασ. Ρράγματι, οι δφο αυτζσ τεχνικζσ ζχουν ευρεία εφαρμογι ςτθ γεωκερμικι ζρευνα και δίνουν ικανοποιθτικά αποτελζςματα. Θ μαγνθτοτελλουρικι μζκοδοσ (ΜΤ), θ οποία αξιοποιεί τα θλεκτρομαγνθτικά κφματα που παράγονται από τισ θλιακζσ καταιγίδεσ, ζχει βελτιωκεί ςθμαντικά τα τελευταία χρόνια, προςφζροντασ πλζον δυνατότθτεσ για ζνα ευρφ φάςμα εφαρμογϊν, παρά το γεγονόσ ότι προχποκζτει πολφ εξεηθτθμζνο τεχνολογικό εξοπλιςμό και είναι ευαίςκθτθ ςτουσ βαςικοφσ κορφβουσ των αςτικϊν ι βιομθχανικϊν περιοχϊν. Το μεγαλφτερο πλεονζκτθμα τθσ μαγνθτοτελλουρικισ μεκόδου είναι ότι μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τον κακοριςμό βακφτερων, ςε 21

22 ςχζςθ με αυτζσ που προςδιορίηονται από τθν θλεκτρομαγνθτικι ι τθ γεωθλεκτρικι μζκοδο, δομϊν. Θ θχομαγνθτοτελλουρικι μζκοδοσ ελεγχόμενθσ πθγισ (Controlled Source Audiomagnetotellouric Method-CSAMT) που αναπτφχκθκε πρόςφατα, χρθςιμοποιεί τεχνθτά επαγόμενα κφματα αντί των φυςικϊν θλεκτρομαγνθτικϊν κυμάτων. Το βάκοσ διείςδυςθσ με αυτιν τθν τεχνικι είναι μικρότερο, αλλά τα αποτελζςματα είναι πιο γριγορα, το κόςτοσ μικρότερο και οι λεπτομζρειεσ που τελικά προκφπτουν είναι πολφ περιςςότερεσ ςε ςχζςθ με τθν κλαςςικι μαγνθτοτελλουρικι μζκοδο. Οι κερμικζσ τεχνικζσ (μετριςεισ κερμοκραςίασ, προςδιοριςμόσ τθσ γεωκερμικισ βακμίδασ και τθσ γιινθσ κερμικισ ροισ) ςυχνά παρζχουν τθ δυνατότθτα υπολογιςμοφ, με καλι προςζγγιςθ, τθσ κερμοκραςίασ ςτθν οροφι του ταμιευτιρα. Πλεσ γενικά οι μζκοδοι γεωφυςικϊν διαςκοπιςεων ζχουν μεγάλο κόςτοσ, κάποιεσ μάλιςτα ιδιαίτερα υψθλό. Για το λόγο αυτό, δεν κα πρζπει να χρθςιμοποιοφνται αδιακρίτωσ και υπό οποιεςδιποτε καταςτάςεισ και ςυνκικεσ, διότι μια μζκοδοσ που πικανϊσ παρζχει καυμάςια αποτελζςματα ςε ζνα ςυγκεκριμζνο γεωλογικό περιβάλλον μπορεί να μθν ζχει κακόλου ικανοποιθτικι απόδοςθ ςε κάποιο άλλο. Άρα, θ εκ των προτζρων προςεκτικι επιλογι τθσ(ων) γεωφυςικισ(ων) μεκόδου (ων) είναι πολφ ςθμαντικι όςον αφορά τον περιςτολι του κόςτουσ, και κα πρζπει να γίνεται από κατάλλθλουσ και ειδικοφσ γεωφυςικοφσ επιςτιμονεσ που με τθ ςειρά τουσ κα βρίςκονται ςε ςυνεχι και ςτενι ςυνεργαςία με τουσ γεωλόγουσ (Meidav, 1998). Θ διάνοιξθ ερευνθτικϊν γεωτριςεων ςθματοδοτεί το τελικό ςτάδιο ενόσ ερευνθτικοφ γεωκερμικοφ προγράμματοσ και αποτελεί το μόνο μζςο για τον προςδιοριςμό των πραγματικϊν χαρακτθριςτικϊν του ταμιευτιρα και τθν εκτίμθςθ του δυναμικοφ του (Combs & Muffler, 1973). Τα ςτοιχεία που προκφπτουν από τισ ερευνθτικζσ γεωτριςεισ κα πρζπει λογικά να είναι τζτοια, ϊςτε να επαλθκεφουν όλεσ τισ αρχικζσ υποκζςεισ και τα μοντζλα που είχαν αναπτυχκεί κατά τα προθγοφμενα ςτάδια τθσ ζρευνασ, κακϊσ και να επιβεβαιϊνουν ότι ο ταμιευτιρασ είναι πράγματι παραγωγικόσ και περιζχει αρκετι ποςότθτα ρευςτϊν, με χαρακτθριςτικά κατάλλθλα για τθ χριςθ που προορίηονται. Κακίςταται λοιπόν φανερό πωσ θ επιλογι τθσ ςωςτισ κζςθσ των ερευνθτικϊν γεωτριςεων είναι ζνα κρίςιμο και δφςκολο εγχείρθμα, το οποίο προχποκζτει μεγάλθ εμπειρία, γνϊςεισ και λεπτοφσ χειριςμοφσ Κατάρτιςθ του Ερευνθτικοφ Προγράμματοσ Ρριν από το ςχεδιαςμό ενόσ γεωκερμικοφ ερευνθτικοφ προγράμματοσ, κα πρζπει να ςυγκεντρωκοφν όλα τα υπάρχοντα γεωλογικά, γεωφυςικά και γεωχθμικά δεδομζνα και να ςυμπλθρωκοφν με όλα τα διακζςιμα ςτοιχεία από άλλεσ προθγοφμενεσ ζρευνεσ-μελζτεσ, που πικανϊσ είχαν γίνει με ςκοπό τθν ανεφρεςθ νεροφ, μεταλλευμάτων-ορυκτϊν ι υδρογονανκράκων, τόςο ςτθν υπό μελζτθ περιοχι όςο και τισ γειτονικζσ τθσ. Τζτοιεσ πλθροφορίεσ παίηουν ςυχνά ςθμαντικό ρόλο ςτον κακοριςμό των ςτόχων του ερευνθτικοφ προγράμματοσ, ενϊ παράλλθλα μποροφν να οδθγιςουν ςε ςθμαντικι μείωςθ του κόςτουσ του. Ζνα ερευνθτικό πρόγραμμα ςυνικωσ αναπτφςςεται με τθν τακτικι βιμα προσ βιμα: αναγνϊριςθ - προκαταρκτικι ζρευνα - ςκοπιμότθτα. Κατά τθ διάρκεια κάκε μιασ από τισ παραπάνω φάςεισ απορρίπτονται ςταδιακά οι λιγότερο ενδιαφζρουςεσ περιοχζσ ενϊ το ενδιαφζρον εςτιάηεται ςτισ πιο πολλά υποςχόμενεσ 22

23 και ευνοϊκζσ κζςεισ. Κακϊσ θ ζρευνα προχωρά, οι χρθςιμοποιοφμενεσ μζκοδοι γίνονται όλο και περιςςότερο εξεηθτθμζνεσ και λεπτομερείσ. Το μζγεκοσ και ο προχπολογιςμόσ του όλου προγράμματοσ κα πρζπει να είναι ανάλογα των αντικειμενικϊν ςτόχων, τθσ ςπουδαιότθτασ και τθσ αξίασ των πόρων που αναμζνεται να εντοπιςτοφν και του προβλεπόμενου τρόπου αξιοποίθςισ τουσ. Το χρονοδιάγραμμα των ερευνϊν κα πρζπει να είναι ευζλικτο και ευπροςάρμοςτο, αναλόγωσ των αποτελεςμάτων που κα προκφπτουν από τα επιμζρουσ ερευνθτικά ςτάδια. Ομοίωσ, το γεωλογικό-γεωκερμικό μοντζλο κα πρζπει να αναβακμίηεται και να βελτιϊνεται ςυνεχϊσ, ςφμφωνα με τα νζα κάκε φορά ςτοιχεία. Οι περιοδικζσ αναπροςαρμογζσ του προγράμματοσ κα πρζπει να αποςκοποφν ςτθν αποφυγι των εργαςιϊν που κα κρίνονται περιττζσ και ςτθν προςκικθ άλλων, πιο κατάλλθλων και απαραίτθτων για τθν επιτυχι διεξαγωγι τθσ ζρευνασ. Ραρόλα αυτά, πρζπει να ξεκακαριςκεί ότι, κάκε μείωςθ ςτο πλικοσ ι το μζγεκοσ των ερευνϊν, κα οδθγιςει μεν ςε μείωςθ του κόςτουσ, αλλά, από τθν άλλθ, ςε αφξθςθ τθσ πικανότθτασ λάκουσ ι αποτυχίασ. Αντικζτωσ, για τθ μείωςθ τθσ πικανότθτασ ςφαλμάτων κα πρζπει γενικά να δαπανθκοφν περιςςότερα χριματα. Ζτςι λοιπόν, θ οικονομικι επιτυχία ενόσ γεωκερμικοφ ερευνθτικοφ προγράμματοσ εντοπίηεται ςτθν εφρεςθ τθσ ςωςτισ ιςορροπίασ και τθσ χρυςισ τομισ ανάμεςα ςε αυτά τα δφο. 2.Εφαρμογζσ 2.1. ΧΡΗΕΙ ΣΩΝ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Η παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ είναι θ πιο ςθμαντικι μορφι αξιοποίθςθσ των γεωκερμικϊν πόρων υψθλισ κερμοκραςίασ (>150 C). Οι μζςθσ και χαμθλισ κερμοκραςίασ πόροι (<150 C) είναι κατάλλθλοι για πολλοφσ και διαφορετικοφσ τφπουσ εφαρμογϊν. Το κλαςςικό διάγραμμα του Lindal (Lindal, 1973) (Σχιμα 6), το οποίο δείχνει τισ πικανζσ χριςεισ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν ςε ςυνάρτθςθ με τθ κερμοκραςία τουσ, ιςχφει ακόμθ μζχρι ςιμερα. Στο διάγραμμα όμωσ αυτό κα πρζπει να προςτεκεί θ δυνατότθτα παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ ςε εγκαταςτάςεισ δυαδικοφ κφκλου (binary cycle) από ρευςτά που ζχουν κερμοκραςία μεγαλφτερθ από 85 C. Ρρζπει επίςθσ να ςθμειωκεί, ότι το κατϊτατο όριο των 20oC μπορεί να ξεπεραςτεί, αλλά μόνο υπό οριςμζνεσ ςυνκικεσ και κυρίωσ με τθ χριςθ των αντλιϊν κερμότθτασ. Το διάγραμμα του Lindal δίνει ζμφαςθ ςε δφο ςθμαντικζσ παραμζτρουσ που αφοροφν ςτθν αξιοποίθςθ των γεωκερμικϊν πόρων (Gudmundsson, 1988): (α) με διαδοχικζσ και ςυνδυαςμζνεσ εφαρμογζσ μποροφν να αυξθκοφν οι πικανότθτεσ επιτυχοφσ ζκβαςθσ και θ αποτελεςματικότθτα των γεωκερμικϊν προγραμμάτων και (β) θ κερμοκραςία των ρευςτϊν μπορεί να περιορίςει τισ πικανζσ χριςεισ. Ραρόλα αυτά, το πεδίο εφαρμογϊν μπορεί να διευρυνκεί εάν ο ςχεδιαςμόσ ενόσ προγράμματοσ είναι τζτοιοσ ϊςτε να μπορεί να προςαρμόηεται κατά περίπτωςθ. 23

24 Σχιμα 2.1: Το διάγραμμα του Lindal (Lindal, 1973) 2.2. Παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ Η παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ από γεωκερμικά ρευςτά λαμβάνει χϊρα ςε μονάδεσ που λειτουργοφν είτε με ςυμβατικοφσ ατμοςτρόβιλουσ ι με δυαδικό κφκλο, ανάλογα με τα χαρακτθριςτικά του γεωκερμικοφ πόρου. Οι ςυμβατικοί ατμοςτρόβιλοι απαιτοφν ρευςτά που ζχουν κερμοκραςίεσ τουλάχιςτον 150:C. Η μονάδα μπορεί να λειτουργεί με ςυμπυκνωτζσ, όπου θ πίεςθ διατθρείται ςυνεχϊσ ςε χαμθλά επίπεδα (condensing type) ι χωρίσ (back pressure type), οπότε γίνεται διάκεςθ του ατμοφ ςτθν ατμόςφαιρα. Ο τφποσ με ατμοςτρόβιλουσ ατμοςφαιρικισ εκτόνωςθσ είναι απλοφςτεροσ και φκθνότεροσ. Ο ατμόσ που ζρχεται, είτε απευκείασ από γεωτριςεισ που παράγουν ξθρό ατμό, είτε από γεωτριςεισ με υγρό ατμό αφοφ γίνει ο διαχωριςμόσ του νεροφ, περνά από τον ατμοςτρόβιλο και ςτθ ςυνζχεια απελευκερϊνεται ςτθν ατμόςφαιρα (Σχιμα 7). Σε μια τζτοια μονάδα, θ κατανάλωςθ ατμοφ (με ίδια πίεςθ ειςόδου) ανά παραγόμενθ κιλοβατϊρα είναι περίπου διπλάςια από αυτιν ςε μια μονάδα με ςυμπυκνωτζσ. Πμωσ, οι ατμοςτρόβιλοι ατμοςφαιρικισ εκτόνωςθσ είναι εξαιρετικά χριςιμοι ςε πιλοτικζσ ι εφεδρικζσ μονάδεσ, ςε περιπτϊςεισ μικρϊν παροχϊν από μεμονωμζνεσ γεωτριςεισ, κακϊσ και ςτθν παραγωγι θλεκτριςμοφ ςτθ φάςθ των δοκιμϊν παραγωγισ των γεωτριςεων κατά τθν ανάπτυξθ του πεδίου. Χρθςιμοποιοφνται επίςθσ ςτισ περιπτϊςεισ όπου ο ατμόσ περιζχει μεγάλεσ ποςότθτεσ μθ ςυμπυκνϊςιμων αερίων (>12% κατά βάροσ). Οι μονάδεσ διάκεςθσ του ατμοφ ςτθν ατμόςφαιρα καταςκευάηονται και εγκακίςτανται πολφ γριγορα και μποροφν να τεκοφν ςε λειτουργία μζςα ςε περίπου μινεσ από τθν 24

25 θμερομθνία παραγγελίασ τουσ. Τζτοιου είδουσ μονάδεσ είναι ςυνικωσ διακζςιμεσ ςε μικρά μεγζκθ (2,5-5 ΜWe). Σχιμα 2.2: Σκαρίφθμα γεωκερμικισ μονάδασ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ με διάκεςθ του ατμοφ απευκείασ ςτθν ατμόςφαιρα. Θ ροι του γεωκερμικοφ ρευςτοφ ςθμειϊνεται με κόκκινο χρϊμα. Οι μονάδεσ με ςυμπυκνωτζσ, εξαιτίασ του ότι ςυνοδεφονται από περιςςότερο βοθκθτικό εξοπλιςμό, είναι πιο περίπλοκεσ ςτο ςχεδιαςμό τουσ από τισ προθγοφμενεσ, και αυτζσ που είναι μεγαλφτερθσ ιςχφοσ χρειάηονται διπλάςιο χρόνο καταςκευισ και εγκατάςταςθσ. Πμωσ, θ κατανάλωςθ ατμοφ είναι περίπου μιςι ςε ςχζςθ με τθν περίπτωςθ των ατμοςτροβίλων ατμοςφαιρικισ εκτόνωςθσ. Οι πιο ςυνθκιςμζνεσ εγκαταςτάςεισ με ςυμπυκνωτζσ ζχουν ιςχφ ΜWe, όμωσ πρόςφατα καταςκευάςκθκαν και ζχουν αρχίςει να χρθςιμοποιοφνται μονάδεσ με ιςχφ 110 ΜWe (Σχιμα 8). Η παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ από ρευςτά χαμθλισ-μζςθσ κερμοκραςίασ και από το υψθλισ κερμοκραςίασ νερό που εξζρχεται από τουσ διαχωριςτζσ ςτα γεωκερμικά πεδία υγρισ φάςθσ, ςθμειϊνει αξιόλογθ ανάπτυξθ τα τελευταία χρόνια, κυρίωσ εξαιτίασ τθσ προόδου που επιτεφχκθκε ςτθν τεχνολογία των δυαδικϊν ρευςτϊν. Σε τζτοιου τφπου εγκαταςτάςεισ χρθςιμοποιείται ζνα δευτερεφον ςυνικωσ οργανικό-ρευςτό ( ίςο-πεντάνιο), το οποίο ζχει χαμθλό ςθμείο ηζςεωσ και υψθλι τάςθ ατμϊν ςε χαμθλζσ κερμοκραςίεσ, αν ςυγκρικεί με τον υδάτινο ατμό. Το δευτερεφον ρευςτό χρθςιμοποιείται μζςα ςε ζνα ςυμβατικό οργανικό κφκλο Rankine (OCR) ωσ εξισ: το γεωκερμικό ρευςτό προςφζρει κερμότθτα ςτο δευτερεφον υγρό μζςω εναλλακτϊν κερμότθτασ, οπότε το τελευταίο εξατμίηεται. Ο ατμόσ που παράγεται κινεί ζναν κανονικό ςτρόβιλο αξονικισ ροισ, ςτθ ςυνζχεια ψφχεται και ςυμπυκνϊνεται, οπότε ο κφκλοσ αρχίηει ξανά (Σχιμα 9). 25

26 χιμα 2.3: Σκαρίφθμα μιασ γεωκερμικισ μονάδασ θλεκτρικισ ενζργειασ με ςυμπυκνωτζσ. Θ ροι των ρευςτϊν υψθλισ κερμοκραςίασ ςθμειϊνεται με κόκκινο χρϊμα, ενϊ του νεροφ ψφξθσ με μπλε χιμα 2.4: Σκαρίφθμα μιασ γεωκερμικισ μονάδασ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ με δυαδικό κφκλο. Το γεωκερμικό ρευςτό ςθμειϊνεται με το κόκκινο χρϊμα, το δευτερεφον ρευςτό με πράςινο και το νερό ψφξθσ με μπλε. Εάν γίνει ςωςτι επιλογι του δευτερεφοντοσ ρευςτοφ, τα δυαδικά ςυςτιματα μποροφν να ςχεδιαςτοφν με τζτοιο τρόπο ϊςτε να αξιοποιοφν γεωκερμικά ρευςτά με κερμοκραςία που κυμαίνεται μεταξφ C. Το ανϊτερο όριο εξαρτάται από τθ κερμικι ςτακερότθτα του οργανικοφ ρευςτοφ και το κατϊτατο όριο από οικονομοτεχνικοφσ παράγοντεσ: κάτω από αυτι τθ κερμοκραςία, εξαιτίασ του μεγζκουσ και τθσ ικανότθτασ των απαιτοφμενων εναλλακτϊν, το όλο πρόγραμμα ίςωσ κατζλθγε αςφμφορο από οικονομικι άποψθ. Εκτόσ από τισ περιπτϊςεισ χαμθλισ- μζςθσ ενκαλπίασ, τα δυαδικά ςυςτιματα κα μποροφςαν να χρθςιμοποιθκοφν εκεί όπου θ εφαρμογι του κφκλου εκτόνωςθσ των ρευςτϊν (flashing) κα πρζπει να αποφεφγεται (π.χ. για τθν αποφυγι απόφραξθσ των 26

27 γεωτριςεων). Στθν περίπτωςθ αυτι, μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν υποβρφχιεσ αντλίεσ, ϊςτε να ρευςτά να παραμζνουν υπό ςτακερι πίεςθ και ςε υγρι φάςθ, ενϊ θ ενζργεια μπορεί να λαμβάνεται από το ρευςτό κυκλοφορίασ με τθ βοικεια του δυαδικοφ ςυςτιματοσ. Τα δυαδικά ςυςτιματα καταςκευάηονται ςυνικωσ ςε μικρζσ αρκρωτζσ μονάδεσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ, των οποίων θ ιςχφσ ποικίλλει από μερικζσ εκατοντάδεσ kwe ζωσ λίγα MWe. Τζτοια ςυςτιματα εντοφτοισ ζχουν τθ δυνατότθτα να καταςκευάηονται ςε ςυςτοιχία ϊςτε τελικά να δθμιουργοφνται μονάδεσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ ςυνολικισ ιςχφοσ κάποιων δεκάδων MWe. Το κόςτοσ τουσ εξαρτάται από αρκετοφσ παράγοντεσ, ιδιαίτερα όμωσ από τθ κερμοκραςία των παραγόμενων ρευςτϊν, θ οποία επθρεάηει το μζγεκοσ των ςτροβίλων, των εναλλακτϊν και του ςυςτιματοσ ψφξθσ. Το ςυνολικό μζγεκοσ των εγκαταςτάςεων δεν επθρεάηει κατά πολφ το ειδικό κόςτοσ, κακϊσ μια ςειρά αρκρωτϊν μονάδων ςυνδζονται μεταξφ τουσ, για να επιτευχκεί τελικά μεγαλφτερθ ςυνολικι ιςχφσ. Η τεχνολογία των δυαδικϊν ςυςτθμάτων είναι ζνα οικονομικά ςυμφζρον και αξιόπιςτο μζςο για τθ μετατροπι ςε θλεκτρικι τθσ ενζργειασ των ρευςτϊν ενόσ γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ υγρισ φάςθσ με κερμοκραςία μικρότερθ από 170 C. Ζνασ νζοσ τφποσ δυαδικϊν ςυςτθμάτων, ο επονομαηόμενοσ κφκλοσ Kalina που αναπτφχκθκε ςτθ δεκαετία του 1990, χρθςιμοποιεί ωσ δευτερεφον ρευςτό εργαςίασ ζνα μίγμα νεροφ-αμμωνίασ. Το ρευςτό αυτό εκτονϊνεται ςε υπζρκερμεσ ςυνκικεσ όταν διζρχεται από το ςτρόβιλο υψθλισ πίεςθσ και ςτθ ςυνζχεια επανακερμαίνεται πριν ειςζλκει ςτο ςτρόβιλο χαμθλισ πίεςθσ. Μετά τθ δεφτερθ εκτόνωςθ, οι κορεςμζνοι ατμοί μεταφζρονται ςε ζνα κερμαντιρα και ακολοφκωσ ςυμπυκνϊνονται ςε ζναν υδρόψυκτο ςυμπυκνωτι. Ο κφκλοσ Kalina είναι πιο αποτελεςματικόσ από τα υπάρχοντα OCR δυαδικά ςυςτιματα παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ, αλλά είναι πολφ πιο περίπλοκοσ. Μικρζσ κινθτζσ ςυμβατικζσ ι όχι, μονάδεσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ, κα μποροφςαν όχι μόνο να ςυμβάλλουν ςτθ μείωςθ του κινδφνου μερικισ αποτυχίασ των νζων γεωτριςεων, αλλά κυρίωσ να βοθκιςουν ςτθν κάλυψθ των ενεργειακϊν αναγκϊν απομονωμζνων περιοχϊν. Το βιοτικό επίπεδο απομονωμζνων κοινοτιτων κα μποροφςε να βελτιωκεί ςθμαντικά εάν υπιρχε θ δυνατότθτα να βαςιςτοφν ςε τοπικοφσ ενεργειακοφσ πόρουσ. Η θλεκτρικι ενζργεια κα διευκόλυνε πολλζσ, φαινομενικά απλοϊκζσ, αλλά, εξαιρετικά ςθμαντικζσ εργαςίεσ, όπωσ θ άντλθςθ νεροφ για άρδευςθ και θ ψφξθ φροφτων και λαχανικϊν για ςυντιρθςθ ςε μεγάλο χρονικό διάςτθμα. Η διευκόλυνςθ που παρζχουν οι κινθτζσ μονάδεσ γίνεται περιςςότερο εμφανισ ςτισ περιοχζσ που δεν ζχουν άμεςθ πρόςβαςθ ςε ςυμβατικά καφςιμα, και ςτισ κοινότθτεσ για τισ οποίεσ το κόςτοσ ςφνδεςισ τουσ με το εκνικό θλεκτρικό δίκτυο είναι εξαιρετικά υψθλό, ζςτω και αν υπάρχουν γραμμζσ υψθλισ τάςθσ ςε κοντινζσ αποςτάςεισ. Τα ζξοδα που απαιτοφνται για τθν εξυπθρζτθςθ αυτϊν των μικρϊν κοινοτιτων είναι απαγορευτικά, κακϊσ οι μεταςχθματιςτζσ που χρειάηεται να εγκαταςτακοφν και να ςυνδεκοφν με δίκτυα υψθλισ τάςθσ κοςτίηουν περιςςότερο από δολάρια ΗΡΑ ο κακζνασ, ενϊ θ πιο απλι μορφι τοπικισ διανομισ θλεκτριςμοφ ςτα 11 kv, με τθ χριςθ ξφλινων ςτφλων, κοςτίηει το λιγότερο δολ.ηρα/χλμ. (τιμι δολαρίου 1994). Για ςφγκριςθ, το κόςτοσ κεφαλαίου (δολ.ηρα 1998) ενόσ δυαδικοφ ςυςτιματοσ είναι τθσ τάξθσ των δολ.ηρα/εγκατεςτθμζνο kwe, μθ ςυμπεριλαμβανομζνων των γεωτρθτικϊν δαπανϊν. Οι απαιτιςεισ για θλεκτρικι ιςχφ ανά άτομο ςτισ περιοχζσ εκτόσ δικτφου 27

28 κα κυμαίνεται μεταξφ 0,2 kwe ςτισ λιγότερο ανεπτυγμζνεσ και 1,0 kwe ι περιςςότερο ςτισ ανεπτυγμζνεσ περιοχζσ. Μία μονάδα ιςχφοσ 100 kwe κα μποροφςε να εξυπθρετιςει άτομα, ενϊ αντίςτοιχα μια μονάδα 1 ΜWe άτομα (Entingh et al., 1994) ΑΜΕΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ Άμεσες χρήσεις της γεωθερμίας Τηλεθέρμανση Οι άμεςεσ χριςεισ τθσ κερμότθτασ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν για κζρμανςθ είναι οι παλαιότερεσ, οι πιο πολφπλευρεσ και οι πλζον ςυνθκιςμζνεσ μορφζσ αξιοποίθςθσ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ. Η λουτροκεραπεία, θ κζρμανςθ χϊρων και θ τθλεκζρμανςθ, οι αγροτικζσ εφαρμογζσ, οι υδατοκαλλιζργειεσ και κάποιεσ βιομθχανικζσ χριςεισ είναι οι πιο γνωςτζσ μορφζσ χριςεισ, όμωσ οι αντλίεσ κερμότθτασ αποτελοφν τθν πιο διαδεδομζνθ μορφι αξιοποίθςθσ (12,5 % τθσ ςυνολικισ χριςθσ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ κατά το ζτοσ 2000). Υπάρχουν φυςικά και κάποιοι άλλοι μικρότερθσ κλίμακασ τρόποι εκμετάλλευςθσ τθσ γεωκερμίασ, οι οποίοι όμωσ δεν είναι τόςον ςυνθκιςμζνοι. Η κζρμανςθ χϊρων και θ τθλεκζρμανςθ ( space and district heating )παρουςίαςαν μεγάλθ ανάπτυξθ ςτθν Ιςλανδία, όπου θ ςυνολικι ιςχφσ του γεωκερμικοφ ςυςτιματοσ τθλεκζρμανςθσ ανζρχονταν ςτα τζλθ του 1999 ςε περίπου 1200 MWt.Αποτελοφν επίςθσ ιδιαίτερα διαδεδομζνεσ εφαρμογζσ και ςτισ χϊρεσ τθσ Ανατολικισ Ευρϊπθσ, κακϊσ και τισ Η.Ρ.Α., Κίνα, Ιαπωνία, Γαλλία, κλπ. χιμα 2.5: Απλοποιθμζνο διάγραμμα ροισ του ςυςτιματοσ τθλεκζρμανςθσ του Reykjavik (Από Gudmundsson, 1988) 28

29 Τα γεωκερμικά ςυςτιματα τθλεκζρμανςθσ είναι ζνταςθσ κεφαλαίου, δθλαδι απαιτοφν μεγάλα αρχικά κεφάλαια. Το κφριο κόςτοσ αφορά τθν αρχικι επζνδυςθ για τθν καταςκευι των γεωτριςεων παραγωγισ και επανειςαγωγισ, τθν αγορά των ςυςτθμάτων άντλθςθσ και μεταφοράσ των ρευςτϊν, τθν καταςκευι των δικτφων και των ςωλθνϊςεων, τθν προμικεια του εξοπλιςμοφ ελζγχου και παρακολοφκθςθσ των εγκαταςτάςεων, τθν καταςκευι των ςτακμϊν διανομισ και των δεξαμενϊν αποκικευςθσ. Ραρόλα αυτά, τα λειτουργικά ζξοδα, τα οποία αφοροφν ςτθν ενζργεια που καταναλϊνεται για τθν άντλθςθ των ρευςτϊν, τθ ςυντιρθςθ του ςυςτιματοσ και τθ διαχείριςθ τθσ εγκατάςταςθσ, είναι ςθμαντικά μικρότερα ςε ςφγκριςθ με αυτά μιασ ςυμβατικισ μονάδασ. Ζνασ κρίςιμοσ παράγοντασ για τον υπολογιςμό του αρχικοφ κόςτουσ του ςυςτιματοσ είναι θ πυκνότθτα του κερμικοφ φορτίου ι, αλλιϊσ, οι απαιτιςεισ ςε κζρμανςθ δια τθν επιφάνεια που καλφπτει θ περιοχι που πρόκειται να κερμανκεί. Η υψθλι κερμικι πυκνότθτα κακορίηει τθν οικονομικι βιωςιμότθτα- ςκοπιμότθτα του ζργου τθλεκζρμανςθσ, αφοφ το δίκτυο διανομισ απορροφά μεγάλα κεφάλαια. Κάποια οικονομικά οφζλθ κα μποροφςαν να προκφψουν από το ςυνδυαςμό κζρμανςθσ και ψφξθσ ςε περιοχζσ όπου οι κλιματικζσ ςυνκικεσ επιτρζπουν τζτοιεσ εφαρμογζσ. Ο ςυντελεςτισ φορτίου ςε ζνα τζτοιο ςφςτθμα ψφξθσ-κζρμανςθσ κα πρζπει να είναι μεγαλφτεροσ από αυτόν που αντιςτοιχεί μόνο ςτθ κζρμανςθ, και θ τιμι τθσ ενεργειακισ μονάδασ πρζπει να είναι κατά ςυνζπεια χαμθλότερθ (Gudmundsson, 1988) Θζρμανςθ χώρων Οι τελικζσ ςυςκευζσ που χρθςιμοποιοφνται ςτα γεωκερμικά ςυςτιματα είναι ακριβϊσ οι ίδιεσ με τισ ςυςκευζσ που χρθςιμοποιοφνται με άλλα ςυςτιματα κζρμανςθσ που χρθςιμοποιοφν ωσ καφςιμο το πετρζλαιο ι το αζριο. Συχνά, όμωσ, ςτα κτιρια που κερμαίνονται με γεωκερμικά νερά οι τελικζσ ςυςκευζσ λειτουργοφν με χαμθλότερεσ κερμοκραςίεσ, εξαιτίασ τθσ μικρότερθσ κερμοκραςίασ των διακζςιμων γεωκερμικϊν ρευςτϊν (π.χ. μικρότερθ από 60:C) ι επειδι απαιτείται χριςθ εναλλάκτθ κερμότθτασ. Η κζρμανςθ των χϊρων ςτα κτίρια επιτελείται νεροφ μζςω των εναλλακτϊν κερμότθτασ αζρα-υγροφ, κάτι που γίνεται και με τα ςυμβατικά ςϊματα. Χρθςιμοποιοφνται διάφοροι τφποι τζτοιων εναλλακτϊν, οι κυριότεροι είναι οι εξισ α) εναλλάκτεσ που λειτουργοφν με ροι αζρα (εξαναγκαςμζνθ ςυναγωγι), β) οι εναλλάκτεσ που λειτουργοφν με φυςικι ςυναγωγι και γ) οι εναλλάκτεσ που λειτουργοφν με ακτινοβολία (ςωλινεσ τοποκετθμζνοι ςτο πάτωμα, ςε τοίχουσ ι ςτθν οροφι). Οι εναλλάκτεσ που λειτουργοφν με εξαναγκαςμζνθ ροι (κοινϊσ αερόκερμα) αποτελοφνται ουςιαςτικά από ςειρζσ χάλκινων αγωγϊν μικρισ διαμζτρου, ςυνδεδεμζνων μεταξφ τουσ με αγωγοφσ ςχιματοσ U, μζςα από τουσ οποίουσ διζρχεται το γεωκερμικό νερό. Στουσ χάλκινουσ αγωγοφσ βρίςκονται προςκολλθμζνα φφλλα αλουμινίου, ςε απόςταςθ περίπου 3mm το ζνα από το άλλο. Ο αζρασ που πρόκειται να κερμανκεί με τθ διζλευςθ του ανάμεςα από τα φφλλα του αλουμινίου, μπορεί να προζλκει από μια κεντρικι μονάδα και ςφςτθμα αγωγϊν διανομισ του αζρα (ςτα μεγάλα κτιρια), είτε από μεμονωμζνο ανεμιςτιρα

30 ι ςυμπιεςτι. Μία μζςθ ταχφτθτα του αζρα μζςα ςτο αερόκερμο είναι 2m/s. Τα αερόκερμα ενδείκνυνται για κερμοκραςίεσ νερϊν από 35:C μζχρι 60:C. Τα κοινά κερμαντικά ςϊματα απαιτοφν κερμοκραςία του νεροφ τουλάχιςτον 65:C και, ωσ εκ τοφτου, δεν προςφζρονται για γεωκερμικι κζρμανςθ. Αντίκετα, μπορεί να χρθςιμοποιθκοφν αγωγοί με πτερφγια, οι οποίοι καταλαμβάνουν μεγαλφτερο χϊρο και απαιτοφν μεγαλφτερο χϊρο από τα κοινά αερόκερμα. Ζχουν όμωσ το πλεονζκτθμα να μθν απαιτοφν κατανάλωςθ θλεκτρικοφ ρεφματοσ. Θ ενδοδαπζδια κζρμανςθ με ακτινοβολία είναι κατάλλθλθ για αρκετά χαμθλζσ κερμοκραςίεσ, ιδιαίτερα για βιομθχανικά πατϊματα που δεν ζχουν ιδιαίτερθ κάλυψθ. Στθν τελευταία περίπτωςθ και για όχι ιδιαίτερα υψθλζσ απαιτιςεισ κζρμανςθσ, μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν νερά ακόμθ και 35:C Γεωκερμικόσ κλιματιςμόσ Η ψφξθ χϊρων αποτελεί μια αρκετά εφικτι και βιϊςιμθ επιλογι, ςτθν περίπτωςθ όπου μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν μθχανζσ απορρόφθςθσ, οι οποίεσ βρίςκονται εφκολα ςτο εμπόριο και θ τεχνολογία τουσ είναι ευρζωσ γνωςτι. Ο κφκλοσ τθσ απορρόφθςθσ είναι μια διαδικαςία που χρθςιμοποιεί ωσ πθγι ενζργειασ τθ κερμότθτα ζναντι του θλεκτριςμοφ. Η ψφξθ επιτυγχάνεται με τθ χριςθ δφο υγρϊν: ενόσ ψυκτικοφ, το οποίο κυκλοφορεί, εξατμίηεται και ςυμπυκνϊνεται, και ενόσ δευτερεφοντοσ ρευςτοφ ι απορροφθτικοφ (absorbent). Για εφαρμογζσ πάνω από 0:C, ο κφκλοσ χρθςιμοποιεί βρωμίδιο του λικίου ωσ απορροφθτικό και νερό ωσ ψυκτικό υγρό. Για εφαρμογζσ κάτω από τουσ 0 C χρθςιμοποιείται ο κφκλοσ αμμωνίασ/νεροφ, με τθν αμμωνία ςτο ρόλο του ψυκτικοφ και του νεροφ ςτο ρόλο του απορροφθτικοφ μζςου. Τα γεωκερμικά ρευςτά παρζχουν τθν απαιτοφμενθ ενζργεια για τθν κίνθςθ αυτϊν των μθχανϊν, όμωσ θ αποτελεςματικότθτά τουσ μειϊνεται όταν οι κερμοκραςίεσ είναι χαμθλότερεσ των 105 C. Ο γεωκερμικόσ κλιματιςμόσ (κζρμανςθ και ψφξθ) χϊρων άρχιςε να αναπτφςςεται ςθμαντικά από τθ δεκαετία του 1980, ακολουκϊντασ τθν εμφάνιςθ και τθν ευρεία διάδοςθ των αντλιϊν κερμότθτασ (heat pumps). Οι πολλοί διακζςιμοι τφποι αντλιϊν κερμότθτασ επιτρζπουν τθν απόλθψθ και χριςθ με οικονομικό τρόπο του κερμικοφ περιεχομζνου των ςωμάτων χαμθλισ κερμοκραςίασ, όπωσ είναι το ζδαφοσ ι οι ρθχοί υδροφόροι, τεχνθτζσ ι φυςικζσ ςυγκεντρϊςεισ νεροφ (ponds), κλπ. (Sanner, 2001) (Σχιμα 2.6). 30

31 χιμα 2.6: Τυπικι εφαρμογι ςυςτιματοσ αντλιϊν κερμότθτασ που είναι ςυνδεδεμζνεσ με το υπζδαφοσ (από Sanner et al., 2003) Ππωσ είναι γνωςτό, οι αντλίεσ κερμότθτασ είναι μθχανζσ που κατευκφνουν τθ κερμότθτα αντίκετα από τθ διεφκυνςθ που κα ακολουκοφςε με φυςικό τρόπο, δθλαδι τθν εξαναγκάηουν να κατευκυνκεί από ζνα ψυχρό μζςο ςε ζνα άλλο κερμότερο. Οι αντλίεσ κερμότθτασ δεν είναι τίποτε περιςςότερο από ςυςκευζσ που λειτουργοφν όπωσ τα κοινά ψυγεία (Rafferty, 1997). Κάκε ψυκτικι ςυςκευι (aircondition, ψυγείο, καταψφκτθσ κλπ.) παίρνει κερμότθτα από ζνα χϊρο που πρζπει να παραμείνει ςε χαμθλι κερμοκραςία και τθν απελευκερϊνει ςε υψθλότερεσ κερμοκραςίεσ. Η μόνθ διαφορά τθσ αντλίασ κερμότθτασ από μια ψυκτικι μονάδα είναι το τελικό αποτζλεςμα, δθλαδι θ κζρμανςθ ςτθν πρϊτθ περίπτωςθ και θ ψφξθ ςτθ δεφτερθ. Μια άλλθ διαφορά εντοπίηεται ςτθν αντιςτρζψιμθ λειτουργία πολλϊν αντλιϊν κερμότθτασ, δθλαδι ςτθν ικανότθτά τουσ να παρζχουν τόςο ψφξθ όςο και κζρμανςθ ςτο χϊρο. Βζβαια, για τθ λειτουργία των αντλιϊν κερμότθτασ απαιτείται δαπάνθ ενζργειασ, ενϊ θ χριςθ τουσ ενδείκνυται κατά κφριο λόγο ςε περιοχζσ κατάλλθλων κλιματικϊν ςυνκθκϊν, οπότε για να είναι κετικι θ ενεργειακι ιςορροπία πρζπει να προθγθκεί ζνασ ςωςτόσ ςχεδιαςμόσ (Σχιμα 11). 31

32 χιμα 2.7: Σχθματικό διάγραμμα μιασ αντλίασ κερμότθτασ που χρθςιμοποιείται για κζρμανςθ (ευγενικι χορθγία του Geo-Heat Center, Klamath Falls, Πρεγκον, ΘΡΑ) Συςτιματα γεωκερμικϊν αντλιϊν κερμότθτασ κλειςτοφ κυκλϊματοσ που είναι ςυνδεδεμζνεσ με το υπζδαφοσ (ground-coupled) και αντλιϊν επιφανειακοφ ι επεδάφιου νεροφ (ground-water) βρίςκονται ςιμερα εγκατεςτθμζνα ςε 27 χϊρεσ, με ςυνολικι κερμικι ιςχφ που ανιλκε ςε MWt κατά το ζτοσ Θ πλειοψθφία των εγκαταςτάςεων βρίςκεται ςτισ ΘΡΑ (4.800 MWt), τθν Ελβετία (500 MWt), τθ Σουθδία (377 MWt), τον Καναδά (360 MWt), τθ Γερμανία (344 MWt) και τθν Αυςτρία (228 MWt) (Lund, 2001). Για τθ λειτουργία των ςυςτθμάτων αυτϊν χρθςιμοποιοφνται ρθχοί υδροφόροι ορίηοντεσ ι εδάφθ και υπόγεια πετρϊματα, με κερμοκραςίεσ που κυμαίνονται μεταξφ 5-30 C Αγροτικζσ εφαρμογζσ Οι αγροτικζσ εφαρμογζσ τθσ γεωκερμίασ ςυνίςτανται κυρίωσ ςτισ ανοικτζσ καλλιζργειεσ και τθ κζρμανςθ κερμοκθπίων. Το κερμό νερό μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ςτισ ανοικτζσ καλλιζργειεσ για τθν άρδευςι τουσ και/ι τθ κζρμανςθ του εδάφουσ. Το μεγαλφτερο μειονζκτθμα τθσ άρδευςθσ με χλιαρό νερό εντοπίηεται ςτο γεγονόσ ότι, για να επιτευχκεί κάποια αξιόλογθ μεταβολι τθσ κερμοκραςίασ του εδάφουσ κα πρζπει οι μεγάλεσ ποςότθτεσ νεροφ να ζχουν κερμοκραςία τόςο χαμθλι ϊςτε να μθν προκαλοφν ηθμιζσ ςτισ αρδευόμενεσ καλλιζργειεσ. Ρικανι λφςθ αυτοφ του προβλιματοσ κα ιταν θ χριςθ υπεδάφιων αρδευτικϊν ςυςτθμάτων ςε ςυνδυαςμό με ζνα υπόγειο ςφςτθμα ςωλινωςθσ, το οποίο κα λειτουργεί ωσ το μζςο κζρμανςθσ του εδάφουσ. Θ κζρμανςθ του εδάφουσ με υπεδάφιουσ ςωλινεσ χωρίσ τθν φπαρξθ του αρδευτικοφ ςυςτιματοσ κα προκαλοφςε μείωςθ τθσ κερμικισ αγωγιμότθτάσ του, εξαιτίασ τθσ μείωςθσ τθσ υγραςίασ γφρω από τουσ ςωλινεσ, και κατ επζκταςθ κα οδθγοφςε ςε κερμικι μόνωςθ. Θ βζλτιςτθ λφςθ φαίνεται λοιπόν

33 ότι κα ιταν ο ςυνδυαςμόσ κζρμανςθσ εδάφουσ και άρδευςθσ. Θ χθμικι ςφςταςθ των γεωκερμικϊν νερϊν που χρθςιμοποιοφνται για άρδευςθ κα πρζπει να εξετάηεται και να παρακολουκείται προςεκτικά, ϊςτε να αποφεφγονται τυχόν βλαβερζσ ςυνζπειεσ ςτα φυτά. Ο κερμοκραςιακόσ ζλεγχοσ ςτισ ανοικτζσ καλλιζργειεσ ζχει τα εξισ πλεονεκτιματα: (α) αποτρζπει τισ ηθμιζσ λόγω χαμθλϊν κερμοκραςιϊν, παγετοφ, κλπ., (β) επεκτείνει τθν περίοδο ανάπτυξθσ των φυτϊν και δίνει ςθμαντικι ϊκθςθ ςτθν παραγωγι, και (γ) αποςτειρϊνει το ζδαφοσ (Barbier and Fanelli, 1977). Θ πιο ςυνθκιςμζνθ γεωκερμικι εφαρμογι ςτον αγροτικό τομζα είναι θ κζρμανςθ κερμοκθπίων, θ οποία αναπτφχκθκε ιδιαίτερα ςε πολλζσ χϊρεσ. Θ εκτόσ εποχισ καλλιζργεια κθπουρικϊν, οπωρικϊν και ανκοκομικϊν προϊόντων ι θ ανάπτυξι τουσ ςε περιοχζσ με μθ ευνοϊκζσ κλιματολογικζσ ςυνκικεσ, μπορεί ςιμερα να βαςιςτεί ςε μια ευρζωσ εφαρμοςμζνθ τεχνολογία. Υπάρχουν ποικίλεσ λφςεισ για τθν επίτευξθ των βζλτιςτων ςυνκθκϊν ανάπτυξθσ των φυτϊν, οι οποίεσ βαςίηονται ςτθ χριςθ τθσ καλφτερθσ κερμοκραςίασ για το κάκε είδοσ (Σχιμα 12), ςτθ ςωςτι ζνταςθ του φωτόσ, ςτθν ιδανικι ςυγκζντρωςθ CO2 μζςα ςτο κερμοκιπιο, ςτθν κατάλλθλθ υγραςία του εδάφουσ και του αζρα και ςτθν κίνθςθ του αζρα μζςα ςτα κερμοκιπια. χιμα 2.8: Επίδραςθ τθσ κερμοκραςίεσ ςτθν ανάπτυξθ κάποιων φυτϊν (Beall and Samuels, 1971) Το υλικό κάλυψθσ των τοιχωμάτων ενόσ κερμοκθπίου μπορεί να αποτελείται από γυαλί, fiberglass, πλάκεσ ςκλθροφ πλαςτικοφ ι πλαςτικά φφλλα. Το γυαλί είναι το πλζον διαφανζσ υλικό και, ςε ςχζςθ με το πλαςτικό, επιτρζπει ςε μεγαλφτερο βακμό τθ διζλευςθ φωτόσ. Από τθν άλλθ, το γυαλί προςφζρει μικρότερθ κερμικι μόνωςθ, είναι λιγότερο ανκεκτικό ςτθν κροφςθ, είναι β αρφτερο και πολφ πιο ακριβό. Τα πιο απλά κερμοκιπια καταςκευάηονται από μονά φφλλα πλαςτικοφ, όμωσ τελευταίωσ χρθςιμοποιοφνται και διπλά ςτρϊματα πλαςτικϊν, μεταξφ των οποίων υπάρχει ζνα κενό αζροσ. Με το 33

34 34 ςφςτθμα αυτό μειϊνονται οι κερμικζσ απϊλειεσ από τα τοιχϊματα ςε ποςοςτό μζχρι και 30-40%, οπότε αυξάνεται ςθμαντικά θ απόδοςθ του κερμοκθπίου. Θ κζρμανςθ ενόσ κερμοκθπίου μπορεί επίςθσ να επιτευχκεί με εξαναγκαςμζνθ κυκλοφορία αζρα ςτουσ εναλλάκτεσ κερμότθτασ, ςτουσ ςωλινεσ ι τουσ αγωγοφσ κερμοφ νεροφ που βρίςκονται τοποκετθμζνοι μζςα ι πάνω ςτο ζδαφοσ, ςτα κερμαντικά ςϊματα κατά μικοσ των πλευρικϊν τοιχωμάτων και κάτω από τουσ πάγκουσ ι με ςυνδυαςμό των παραπάνω μεκόδων (Σχιμα 13). Θ χριςθ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν για τθ κζρμανςθ ενόσ κερμοκθπίου μειϊνει ςθμαντικά τα λειτουργικά του ζξοδα, τα οποία ςε κάποιεσ περιπτϊςεισ φτάνουν το 35% του κόςτουσ παραγωγισ (οπωρικά, άνκθ, διακοςμθτικά φυτά και δενδρφλλια). Θ εκτροφι κτθνοτροφικϊν ειδϊν και οι υδρόβιοι οργανιςμοί, όπωσ ακριβϊσ και τα φυτά, επωφελοφνται ςθμαντικά από τισ άριςτεσ ςυνκικεσ τθσ κερμοκραςίασ του περιβάλλοντοσ χϊρου, τόςο ωσ προσ τθν ποιότθτα όςο και ωσ προσ τθν ποςότθτα παραγωγισ τουσ (Σχιμα 14). Σε πολλζσ περιπτϊςεισ τα γεωκερμικά νερά κα μποροφςαν να αξιοποιθκοφν ακόμθ επικερδζςτερα, μζςα από τθ ςυνδυαςμζνθ χριςθ τουσ ςε κτθνοτροφικζσ μονάδεσ και γεωκερμικά κερμοκιπια. Θ ενζργεια που χρειάηεται για τθ κζρμανςθ μιασ μονάδασ εκτροφισ ηϊων είναι περίπου το 50% αυτισ που απαιτείται για ζνα κερμοκιπιο ίδιασ επιφάνειασ, οπότε θ κλιμακωτι χριςθ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν κεωρείται ενδεδειγμζνθ. Θ εκτροφι ηϊων ςε ζνα περιβάλλον ελεγχόμενθσ κερμοκραςίασ ςυνειςφζρει ςτθ βελτίωςθ τθσ υγείασ τουσ, ενϊ θ χριςθ των κερμϊν ρευςτϊν κα μποροφςε να επεκτακεί ςτον κακαριςμό και τθν εξυγίανςθ των χϊρων τουσ, αλλά και ςτθν ξιρανςθ των αποβλιτων τουσ (Barbier and Fanelli, 1977).

35 35 χιμα 2.9: Συςτιματα κζρμανςθσ ςε γεωκερμικά κερμοκιπια. Εγκαταςτάςεισ κζρμανςθσ με φυςικι κίνθςθ του αζρα (φυςικι ςυναγωγι): (α) εναζριοι ςωλινεσ κζρμανςθσ (β) κζρμανςθ πάγκων (γ) ςωλινεσ κζρμανςθσ που είναι Τοποκετθμζνοι χαμθλά (δ) κζρμανςθ εδάφουσ Εγκαταςτάςεισ κζρμανςθσ με ε ξαναγκαςμζνθ κίνθςθ του αζρα (εξαναγκαςμζνθ ςυναγωγι) (ε) πλευρικι τοποκζτθςθ ςωλινων (ςτ) εναζρια αερόκερμα (η) αγωγοί τοποκετθμζνοι ψθλά (θ) αγωγοί τοποκετθμζνοι χαμθλά (von Zabeltitz, 1986)

36 χιμα 2.10: Επίδραςθ τθσ κερμοκραςίασ ςτθν ανάπτυξθ ι παραγωγι ηϊων που εκτρζφονται για κατανάλωςθ (Beall and Samuels, 1971). Οι υδατοκαλλιζργειεσ, οι οποίεσ ςτθν ουςία αποτελοφν τθν ελεγχόμενθ εκτροφι υδρόβιων οργανιςμϊν, αποκτοφν ςιμερα ολοζνα και μεγαλφτερθ ςπουδαιότθτα ςε παγκόςμιο επίπεδο, λόγω τθσ αυξθμζνθσ ηιτθςισ τουσ ςτθν αγορά. Ο ζλεγχοσ τθσ κερμοκραςίασ εκτροφισ των ειδϊν αυτϊν είναι πολφ πιο ςθμαντικόσ ςε ςχζςθ με τα είδθ που αναπτφςςονται ςτθν ξθρά (κθλαςτικά και πτθνά), όπωσ άλλωςτε φαίνεται και ςτο Σχιμα 2.10, το οποίο δείχνει πόςο πιο διαφορετικι είναι θ τάςθ τθσ καμπφλθσ ανάπτυξθσ των υδρόβιων ειδϊν. Διατθρϊντασ με τεχνθτά μζςα τθ κερμοκραςία ςε βζλτιςτα επίπεδα, κακίςταται δυνατι και θ εκτροφι εξωτικϊν ειδϊν, θ βελτίωςθ τθσ παραγωγισ ι ακόμθ και ο διπλαςιαςμόσ του αναπαραγωγικοφ κφκλου ςε μερικά είδθ (Barbier and Fanelli, 1977). Τα είδθ που κατά παράδοςθ εκτρζφονται ςε τζτοιεσ μονάδεσ είναι: κυπρίνοσ, γατόψαρο, λαβράκια, κζφαλοι, χζλια, ςολωμοί, μουροφνεσ, γαρίδεσ, αςτακοί, καραβίδεσ, κάβουρεσ, ςτρείδια, μφδια, χτζνια κλπ. Οι υδατοκαλλιζργειεσ περιλαμβάνουν επίςθσ τθν εκτροφι κροκοδείλων και αλιγατόρων, που αξιοποιοφνται ςυνικωσ ωσ τουριςτικό αξιοκζατο αλλά και για τθν εκμετάλλευςθ του δζρματόσ τουσ, θ οποία μπορεί να αποτελζςει μια πολφ επικερδι δραςτθριότθτα. Με βάςθ τθν εμπειρία από τισ Θ.Ρ.Α., φαίνεται ότι, διατθρϊντασ τθ κερμοκραςία ανάπτυξισ του ςτακερι ςτουσ 30 C, ζνασ αλιγάτορασ μπορεί να μεγαλϊςει ςε μικοσ περίπου 2 μζτρα μζςα ςε 3 χρόνια, ενϊ εάν ηοφςε ςε φυςικζσ ςυνκικεσ θ αφξθςθ του μικουσ του δεν κα ξεπερνοφςε τα 1,20 μζτρα κατά τθν ίδια χρονικι περίοδο. Τζτοια ερπετά εκτρζφονται εδϊ και χρόνια ςε ειδικζσ εγκαταςτάςεισ ςτο Κολοράντο και το Αίνταχο των Θ.Ρ.Α., ενϊ παρόμοιεσ εφαρμογζσ ςχεδιάηονται και ςτθν Λςλανδία. Οι κερμοκραςίεσ που απαιτοφνται για τα υδρόβια είδθ κυμαίνονται κατά βάςθ μεταξφ 20 και 30 C. Το μζγεκοσ των εγκαταςτάςεων εξαρτάται από τθν αρχικι κερμοκραςία των ρευςτϊν, τθ κερμοκραςία που απαιτείται ςτισ δεξαμενζσ εκτροφισ και από τισ κερμικζσ απϊλειεσ των τελευταίων. Θ καλλιζργεια τθσ ςπιρουλίνασ ( Spirulina ) κεωρείται επίςθσ μια μορφι 36

37 υδατοκαλλιζργειασ. Λόγω τθσ υψθλισ διατροφικισ του αξίασ, αυτό το μονοκυτταρικό, ςπειροειδζσ και γαλάηιο-πράςινο φφκοσ, ςυχνά αποκαλείται υπζρτροφι. Επίςθσ, ζχει προτακεί ωσ λφςθ ςτο πρόβλθμα τθσ αςιτίασ ςτισ φτωχότερεσ περιοχζσ του πλανιτθ, όμωσ για τθν ϊρα χαρακτθρίηεται ςτο εμπόριο απλά ωσ ςυμπλιρωμα διατροφισ. Θ ςπιρουλίνα καλλιεργείται ςιμερα ςε αρκετζσ τροπικζσ και υπό-τροπικζσ χϊρεσ, ςε λίμνεσ ι τεχνθτζσ δεξαμενζσ, όπου επικρατοφν ιδανικζσ ςυνκικεσ για τθ γριγορθ ανάπτυξι τθσ (μζςα ςε ζνα ηεςτό, αλκαλικό περιβάλλον, πλοφςιο ςε CO2). Ραρόλα αυτά, ςε αρκετζσ χϊρεσ των εφκρατων ηωνϊν θ γεωκερμικι ενζργεια ζχει ιδθ αξιοποιθκεί επιτυχϊσ ςε τζτοιεσ υδατοκαλλιζργειεσ, για τθν ανάπτυξθ τθσ Spirulina ςε ετιςια βάςθ, παρζχοντασ τθν απαραίτθτθ κερμότθτα αλλά και το CO Βιομθχανικζσ εφαρμογζσ Τα γεωκερμικά ρευςτά, ςε ολόκλθρο το κερμοκραςιακό τουσ εφροσ, είτε πρόκειται για ατμό είτε για νερό, μποροφν να αξιοποιθκοφν και ςε βιομθχανικζσ εφαρμογζσ, όπωσ άλλωςτε φαίνεται από το διάγραμμα του Lindal (Σχιμα 10). Οι διάφορεσ δυνατζσ μορφζσ αξιοποίθςθσ περιλαμβάνουν κζρμανςθ κατά τθ διεργαςία, εξάτμιςθ, ξιρανςθ, απόςταξθ, αποςτείρωςθ, πλφςιμο, λιϊςιμο πάγων και ανάκτθςθ αλάτων. Θ χριςθ τθσ γεωκερμικισ κερμότθτασ κατά τθ βιομθχανικι επεξεργαςία διάφορων προϊόντων εφαρμόηεται ςε 19 χϊρεσ (Lund and Freeston, 2001), όπου οι εγκαταςτάςεισ είναι γενικά πολφ μεγάλεσ και θ κατανάλωςθ ενζργειασ υψθλι. Άλλα ςυγκεκριμζνα παραδείγματα βιομθχανικϊν εφαρμογϊν είναι θ εμφιάλωςθ νεροφ και ανκρακοφχων ποτϊν, θ παραγωγι χαρτιοφ, τμθμάτων αυτοκινιτων, θ ανάκτθςθ λαδιοφ, θ παςτερίωςθ γάλακτοσ, θ χριςθ ςτθ βυρςοδεψία, θ χθμικι ανάκτθςθ προϊόντων, θ παραγωγι με διαχωριςμό του CO2, θ χριςθ ςε πλυντιρια, θ ξιρανςθ γθσ διατόμων, θ επεξεργαςία πολτοφ και χαρτιοφ και θ παραγωγι βορικϊν αλάτων και βορικοφ οξζοσ. Υπάρχουν επίςθσ εφαρμογζσ για χριςθ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν χαμθλισ κερμοκραςίασ για λιϊςιμο πάγου και αντιπαγετικι προςταςία πεηοδρομίων, δρόμων και πλατειϊν, ωσ και ςχζδια για τθ διάλυςθ τθσ ομίχλθσ ςε κάποια αεροδρόμια. Στθν Λαπωνία λειτουργεί μια μικρι βιομθχανία που χρθςιμοποιεί τισ λευκαντικζσ ιδιότθτεσ του υδρόκειου (H2S) των γεωκερμικϊν νερϊν για τθν παραγωγι πρωτοποριακϊν και εξαιρετικισ ποιότθτασ υφαςμάτων για γυναικεία ροφχα. Στθν ίδια χϊρα, εφαρμόηεται ςε πειραματικό ςτάδιο μια τεχνικι για τθ βιοτεχνικι-βιομθχανικι παραςκευι ενόσ ελαφροφ γεωκερμικοφ ξφλου, το οποίο κεωρείται ιδιαίτερα κατάλλθλο για ειδικζσ καταςκευζσ. Κατά τθν επεξεργαςία του κανονικοφ ξφλου με το νερό μιασ γεωκερμικισ πθγισ, τα πολυςακχαρίδιά του υφίςτανται υδρόλυςθ, οπότε το υλικό γίνεται πιο πορϊδεσ και ςυνεπϊσ ελαφρφτερο. 37

38 3. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΠΡΟΕΓΓΙΗ Τα ςτοιχεία που πρζπει να λαμβάνονται υπόψθ κάκε φορά που γίνεται εκτίμθςθ του κόςτουσ τθσ εγκατάςταςθσ ι τθσ λειτουργίασ μιασ γεωκερμικισ μονάδασ, και τθσ αξίασ των προϊόντων τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ, είναι πολφ περιςςότερα και πιο ςφνκετα ςε ςχζςθ με τισ άλλεσ μορφζσ ενζργειασ. Συνεπϊσ, κα πρζπει όλα αυτά τα ςτοιχεία να αξιολογοφνται πολφ προςεκτικά πριν τθν εκπόνθςθ ενόσ γεωκερμικοφ προγράμματοσ. Στο ςθμείο αυτό, μόνο κάποιεσ γενικζσ ενδείξεισ μποροφν να αναφερκοφν, οι οποίεσ ςε ςυνδυαςμό με τισ πλθροφορίεσ για τισ τοπικζσ ςυνκικεσ και τθν αξία των διακζςιμων ρευςτϊν, κα βοθκοφςαν ίςωσ το μελλοντικό επενδυτι ςτθ λιψθ των ςθμαντικϊν αποφάςεων. Ζνα ςφςτθμα γεωκερμικοφ πόρου - εγκαταςτάςεων (μονάδα εκμετάλλευςθσ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ) αποτελείται από τισ γεωκερμικζσ γεωτριςεισ, το δίκτυο μεταφοράσ των ρευςτϊν, τθ μονάδα παραγωγισ ι χριςθσ και ςυχνά το ςφςτθμα επανειςαγωγισ. Η αλλθλεπίδραςθ όλων αυτϊν των ςτοιχείων κα πρζπει να αναλφεται προςεκτικά διότι βαρφνουν ςε μεγάλο βακμό το κόςτοσ τθσ αρχικισ επζνδυςθσ. Για παράδειγμα, για τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ, μια μονάδα ατμοςφαιρικισ διάκεςθσ του ατμοφ αποτελεί τθν απλοφςτερθ και φκθνότερθ επιλογι ςυγκριτικά με μια μονάδα ίςθσ ιςχφοσ που λειτουργεί με ςυμπφκνωςθ. Ραρόλα αυτά, απαιτοφνται ςχεδόν διπλάςιεσ ποςότθτεσ ατμοφ και ςυνεπϊσ διπλάςιοσ αρικμόσ γεωτριςεων παραγωγισ, κάτι που αυξάνει πολφ το αρχικό κόςτοσ. Ζτςι λοιπόν, παρόλο που οι γεωτριςεισ είναι ακριβζσ, θ γεωκερμικι μονάδα παραγωγισ θλεκτριςμοφ που λειτουργεί με ςυμπφκνωςθ αποδεικνφεται τελικά πιο φτθνι επιλογι, παρόλο που τελικά τισ περιςςότερεσ φορζσ θ επιλογι τθσ γίνεται για λόγουσ ανεξάρτθτουσ του κόςτουσ. Τα γεωκερμικά ρευςτά μποροφν να μεταφερκοφν ςε αρκετά μεγάλεσ αποςτάςεισ μζςα ςε κερμικά μονωμζνουσ ςωλινεσ. Υπό ιδανικζσ ςυνκικεσ το μικοσ των ςωλθνϊςεων μπορεί να φτάςει ακόμθ και τα 60 km. Πμωσ, το κόςτοσ των ςωλθνϊςεων, του απαιτοφμενου βοθκθτικοφ εξοπλιςμοφ (αντλίεσ, βαλβίδεσ, κλπ) και τθσ ςυντιρθςισ τουσ, επιβαρφνουν πολφ τον προχπολογιςμό και μπορεί να ανεβάςουν ςθμαντικά το ςυνολικό λειτουργικό κόςτοσ επζνδυςθσ και λειτουργίασ τθσ εγκατάςταςθσ. Οπότε, θ απόςταςθ μεταξφ του πόρου (γεωτριςεισ) και τθσ εφαρμογισ (εγκαταςτάςεισ) κα πρζπει να είναι όςο το δυνατόν μικρότερθ. Το αρχικό κόςτοσ επζνδυςθσ μιασ γεωκερμικισ μονάδασ εφαρμογισ είναι ςυνικωσ μεγαλφτερο, και ςε κάποιεσ περιπτϊςεισ πολφ ανϊτερο, από αυτό που απαιτείται για τθ λειτουργία μιασ αντίςτοιχθσ μονάδασ ςυμβατικϊν καυςίμων. Αντίκετα, θ ενζργεια που καταναλϊνεται ςε μια γεωκερμικι εγκατάςταςθ κοςτίηει πολφ λιγότερο από τα ςυμβατικά καφςιμα και αντιςτοιχεί ςυνικωσ ςτο κόςτοσ ςυντιρθςθσ των διαφόρων επιμζρουσ τμθμάτων τθσ (ςωλθνϊςεισ, βαλβίδεσ, αντλίεσ, εναλλάκτεσ κερμότθτασ κλπ.). Ζτςι λοιπόν, οι υψθλότερεσ αρχικζσ δαπάνεσ λογικά αντιςτακμίηονται από τθν εξοικονόμθςθ που γίνεται ςτθν κατανάλωςθ ενζργειασ. Ωσ εκ τοφτου, το ςυνολικό ςφςτθμα γεωκερμικοφ πόρου και εγκαταςτάςεων κα πρζπει να ςχεδιάηεται ζτςι ϊςτε να βρίςκεται ςε λειτουργία για αρκετά μεγάλο χρονικό διάςτθμα, ικανό για να γίνει απόςβεςθ τθσ αρχικισ επζνδυςθσ, και, αν είναι δυνατό, ακόμθ μεγαλφτερο. 38

39 Αξιοςθμείωτα οικονομικά οφζλθ μποροφν να προκφψουν από τθ χριςθ ςυνδυαςτικϊν και ολοκλθρωμζνων ςυςτθμάτων που παρζχουν μεγαλφτερουσ ςυντελεςτζσ απόδοςθσ (για παράδειγμα, ςυςτιματα που ςυνδυάηουν ψφξθ και κζρμανςθ χϊρων) ι ςυςτιματα διαδοχικισ (κλιμακωτισ) εκμετάλλευςθσ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ, ςτα οποία οι εφαρμογζσ είναι ςυνδεδεμζνεσ ςε ςειρά και θ κάκε μια χρθςιμοποιεί τα ρευςτά που απορρίπτονται από τθν προθγοφμενθ (για παράδειγμα, παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ -> κζρμανςθ κερμοκθπίων -> κτθνοτροφία) (Σχιμα 15). χιμα 3.1 : Διαδοχικι (κλιμακωτι) χριςθ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ (ευγενικι χοριγθςθ του Geo-Heat Center, Klammath Falls, Πρεγκον, ΘΡΑ) Για τθ μείωςθ του κόςτουσ ςυντιρθςθσ και τθσ πικανότθτασ διακοπισ τθσ λειτουργίασ τθσ, θ τεχνικι πολυπλοκότθτα μιασ γεωκερμικισ μονάδασ δε κα πρζπει να ξεπερνά το βακμό που αυτι κα είναι προςβάςιμθ από το τοπικό τεχνικό προςωπικό και τουσ εφκολα διακζςιμουσ ειδικοφσ. Οι πολφ εξειδικευμζνοι τεχνικοί ι οι καταςκευαςτζσ κα πρζπει να είναι απαραίτθτοι μόνο για τισ μεγάλθσ κλίμακασ εργαςίεσ ςυντιρθςθσ ι ςτθν περίπτωςθ εκτεταμζνων ηθμιϊν τθσ μονάδασ. Τζλοσ, εάν θ γεωκερμικι εφαρμογι αφορά ςτθν παραγωγι καταναλωτικϊν αγακϊν, κα πρζπει να προθγθκεί μια προςεκτικι και εμπεριςτατωμζνθ ζρευνα αγοράσ, ϊςτε να εξαςφαλιςτεί θ διάκεςθ αυτϊν των προϊόντων. Επίςθσ, κα πρζπει υποχρεωτικά να προχπάρχουν ι να ςυμπεριλθφκοφν ςτον αρχικό προχπολογιςμό οι απαραίτθτεσ υποδομζσ για τθν οικονομικά ςυμφζρουςα μεταφορά των προϊόντων από το ςθμείο παραγωγισ ςτον καταναλωτι. Το πεδίο εφαρμογισ των παραπάνω παρατθριςεων καλφπτει όλεσ τισ μορφζσ αξιοποίθςθσ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ και οποιεςδιποτε τοπικζσ ςυνκικεσ, και γι αυτό ζχουν ζναν κακαρά ποιοτικό χαρακτιρα. Πςον αφορά ςτον αντικειμενικό 39

40 υπολογιςμό του φψουσ τθσ επζνδυςθσ και του κόςτουσ, προτείνεται το World Energy Assessment Report, που ςυντάχκθκε από το UNDP, το UN-DESA και το Ραγκόςμιο Συμβοφλιο Ενζργειασ (World Energy Council) και το οποίο δθμοςιεφτθκε το Τα ςτοιχεία του WEA παρατίκενται ςτουσ Ρίνακεσ 1 και 2, ςτουσ οποίουσ γίνεται επίςθσ θ ςφγκριςθ ανάμεςα ςτθ γεωκερμικι ενζργεια και άλλεσ ανανεϊςιμεσ πθγζσ (Friedleifsson, 2001). Ρίνακασ 3.1: Ενεργειακό και επενδυτικό κόςτοσ για τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ από ανανεϊςιμεσ πθγζσ (Friedleifsson, 2001) Σθμερινό ενεργειακό κόςτοσ US cent/kwh Ρικανό μελλοντικό ενεργειακό κόςτοσ US cent/kwh Επενδυτικό κόςτοσ Turnkey US $/kw Βιομάηα Γεωκερμία Αιολικι ενζργεια Θλιακι ενζργεια (φωτοβολταικά) Θλιακι ενζργεια (κερμικόσ θλεκτριςμόσ) Ενζργεια κυμάτων Ρίνακασ 3.2: Ενεργειακό και επενδυτικό κόςτοσ για απευκείασ χριςθ κερμότθτασ από ανανεϊςιμεσ πθγζσ (Friedleifsson, 2001). Σθμερινό ενεργειακό κόςτοσ US cent/kwh Ρικανό μελλοντικό ενεργειακό κόςτοσ US cent/kwh Επενδυτικό κόςτοσ Turnkey US $/kw Βιομάηα Γεωκερμία 0,5-5 0, Αιολικι ενζργεια Θλιακι χαμθλισ κερμοκραςίασ ενζργεια

41 4. ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 4.1. ΠΡΟΛΟΓΟ Θ γεωκερμικι ενζργεια αποτελεί κακαρι μορφι ενζργειασ, εφόςον θ τελικι διάκεςθ των γεωκερμικϊν αποβλιτων δεν επιβαρφνει το περιβάλλον. Ιδθ ζχει αναπτυχκεί και είναι διακζςιμθ θ ςχετικι τεχνολογία για τθν προςταςία του περιβάλλοντοσ από τα γεωκερμικά ρευςτά. Ειδικότερα, ςτισ περιπτϊςεισ που τα χαρακτθριςτικά των γεωκερμικϊν ρευςτϊν το επιβάλλουν, επιλζγεται θ λφςθ τθσ επιςτροφισ των ρευςτϊν μετά τθ χριςθ τουσ ςτον υδροφόρο ορίηοντα, μζςα από μια δεφτερθ γεϊτρθςθ (γεϊτρθςθ επανειςαγωγισ). Θ λφςθ αυτι παρουςιάηει επιπλζον το πλεονζκτθμα τθσ ανανζωςθσ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν και αυξάνει το χρόνο ηωισ και τθ δυναμικότθτα του γεωκερμικοφ πεδίου. Αξίηει να ςθμειωκεί επίςθσ ότι οι γεωτριςεισ και τα αντλιοςτάςια παρεμβαίνουν ελάχιςτα ςτθν αιςκθτικι του τοπίου, δεδομζνου ότι αποτελοφν καταςκευζσ μικροφ όγκου ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΣΙΚΕ ΕΠΙΠΣΩΕΙ Κατά τθ διάρκεια τθσ δεκαετίασ του 1960, όταν το περιβάλλον ιταν περιςςότερο υγιζσ και κακαρό ςε ςχζςθ με ςιμερα και ο άνκρωποσ είχε ςαφϊσ λιγότερεσ γνϊςεισ ςχετικά με οποιαδιποτε περιβαλλοντικι απειλι, θ γεωκερμικι ενζργεια κεωροφνταν ακόμθ ωσ μια κακαρι ενζργεια. Στθν πραγματικότθτα όμωσ, δεν υπάρχει τρόποσ παραγωγισ ενζργειασ ι μετατροπισ τθσ από μια μορφι ςε άλλθ για να χρθςιμοποιθκεί από τον άνκρωπο, που να μθν προκαλεί κάποιεσ άμεςεσ ι ζμμεςεσ περιβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ. Ακόμθ και θ παλαιότερθ και πιο απλοφςτερθ μορφι παραγωγισ κερμικισ ενζργειασ, δθλαδι θ καφςθ του ξφλου, ζχει καταςτρεπτικζσ ςυνζπειεσ, ενϊ θ αποψίλωςθ των δαςϊν, ζνα από τα μεγαλφτερα προβλιματα τα τελευταία χρόνια, ξεκίνθςε όταν οι πρόγονοί μασ ζκοψαν τα πρϊτα δζντρα για να μαγειρζψουν τθν τροφι τουσ και να ηεςτάνουν τα ςπίτια τουσ. Η αξιοποίθςθ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ ζχει όντωσ κάποιο αντίκτυπο ςτο περιβάλλον, όμωσ δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι πρόκειται για μια από τισ πλζον κακαρζσ και ελάχιςτα ζωσ κακόλου ρυπαντικζσ μορφζσ ενζργειασ ΠΗΓΕ ΡΤΠΑΝΗ Στισ περιςςότερεσ περιπτϊςεισ, ο βακμόσ που μια γεωκερμικι εκμετάλλευςθ επθρεάηει το περιβάλλον είναι ανάλογοσ με το μζγεκοσ και τθν κλίμακα τθσ εκμετάλλευςθσ (Lunis and Breckenridge, 1991). Η παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ με δυαδικά ςυςτιματα επθρεάηει το περιβάλλον με τον ίδιο τρόπο όπωσ οι άμεςεσ χριςεισ. Οι επιπτϊςεισ είναι δυνθτικά περιςςότερεσ ςτθν περίπτωςθ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ με μια ςυμβατικι γεωκερμικι μονάδα (χωρίσ ςυμπυκνωτζσ) ι 41

42 μονάδα με ςυμπυκνωτζσ, ειδικά όςον αφορά τθν ποιότθτα του αζρα, όμωσ μπορεί να διατθρθκεί μζςα ςε αποδεκτά όρια. Κάκε μεταβολι ςτο περιβάλλον κα πρζπει να αξιολογείται προςεκτικά, λαμβάνοντασ υπόψθ τουσ ςχετικοφσ νόμουσ και κανονιςμοφσ (οι οποίοι ςε κάποιεσ χϊρεσ είναι πολφ αυςτθροί), αλλά και επειδι κάκε φαινομενικά αςιμαντθ αλλαγι κα μποροφςε να προκαλζςει αλυςιδωτά φαινόμενα, των οποίων οι επιπτϊςεισ είναι δφςκολο να προβλεφκοφν πλιρωσ και να αναλυκοφν εκ των προτζρων. Για παράδειγμα, μια αφξθςθ τθσ τάξθσ των 2-3oC ςτθ κερμοκραςία ενόσ υδάτινου αποδζκτθ, ωσ αποτζλεςμα τθσ απόρριψθσ αποβλιτων από μια γεωκερμικι εφαρμογι, κα μποροφςε να είναι επιβλαβζσ ςτο οικοςφςτθμά του. Οι φυτικοί και ηωικοί οργανιςμοί που είναι ευαίςκθτοι ςτισ κερμοκραςιακζσ μεταβολζσ ςταδιακά κα εξαφανιηόταν, αφινοντασ τα μεγαλφτερα ψάρια χωρίσ τθν πθγι τροφισ τουσ. Επίςθσ, θ αφξθςθ τθσ κερμοκραςίασ του νεροφ κα μποροφςε να επθρεάςει αρνθτικά τθν ανάπτυξθ των αυγϊν άλλων τφπων ψαριϊν. Αν τα ψάρια αυτά αποτελοφν βρϊςιμο είδοσ και οικονομικό πόρο μιασ κοινότθτασ ψαράδων, τότε θ εξαφάνιςι τουσ κα ιταν κρίςιμθ για τθν επιβίωςι τθσ Επιπτϊςεισ από μονάδεσ χαμθλισ ενκαλπίασ Η επιβάρυνςθ του περιβάλλοντοσ από τθν αξιοποίθςθ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν χαμθλισ ενκαλπίασ είναι θπιότερθ ςε ςχζςθ με τθν επιβάρυνςθ από τα ρευςτά υψθλισ ενκαλπίασ. Καταρχάσ, θ κερμικι επιβάρυνςθ είναι ςαφϊσ μικρότερθ, με τθν προχπόκεςθ ότι τα νερά μετά τθ χριςθ τουσ ζχουν κερμοκραςία μικρότερθ από C. Επίςθσ, θ περιεκτικότθτα των νερϊν χαμθλισ ι μζςθσ κερμοκραςίασ ςε τοξικά και επιβλαβι ςυςτατικά (As,H2s,B, βαρζα μζταλλα κτλ.) είναι κατά κανόνα πολφ μικρι ι και αμελθτζα, χωρίσ να απουςιάηουν και κάποιεσ εξαιρζςεισ. Γενικά, θ περιεκτικότθτα ςε διαλυμζνα άλατα των νερϊν αυτϊν κυμαίνεται από mg/l, αν και ςτθ χϊρα μασ παρατθροφνται αρκετά υψθλότερεσ περιεκτικότθτεσ ςτισ νθςιωτικζσ και παρακαλάςςιεσ περιοχζσ, εξαιτίασ τθσ ςυμμετοχισ του καλαςςινοφ νεροφ ςτθ τροφοδοςία των γεωκερμικϊν ςυςτθμάτων. Επίςθσ, θ περιεκτικότθτα ςε μθ ςυμπυκνϊςιμα αζρια είναι γενικά περιοριςμζνθ, εκτόσ από μερικζσ περιπτϊςεισ όπου υπάρχουν οριςμζνεσ ποςότθτεσ CO2. Ρροβλιματα κακιηιςεων ι δθμιουργίασ μικροςειςμικότθτασ δεν ζχουν ποτζ καταγραφεί ςε πεδία χαμθλισ ενκαλπίασ. Το κφριο περιβαλλοντικό πρόβλθμα από τα ρευςτά χαμθλισ ενκαλπίασ εντοπίηεται ςτθ διάκεςθ των νερϊν μετά τθν απόλθψθ τθσ κερμότθτασ τουσ. Η επιφανειακι διάκεςθ (τεχνθτζσ ι φυςικζσ λίμνεσ, χείμαρροι, ποταμοί, κάλαςςα) αποτελεί τθ φκθνότερθ λφςθ και τθ μζκοδο που χρθςιμοποιικθκε από τισ αρχζσ τθσ αξιοποίθςθσ τθσ γεωκερμίασ. Τρία προβλιματα ςχετίηονται με τθ λφςθ αυτι : αυξθμζνθ κερμοκραςία των νερϊν (κερμικι ρφπανςθ) ςχετικά υψθλι περιεκτικότθτα των νερϊν ςε διάφορα ςυςτατικά (μερικά από τα οποία μπορεί να είναι επιβλαβι)και «εξάντλθςθ» του 42

43 πεδίου με το χρόνο. Η διάκεςθ ςε λίμνεσ, ποτάμια και χείμαρρουσ, λόγω τθσ ευαιςκθςίασ αυτϊν των οικοςυςτθμάτων, κα πρζπει να γίνεται με ιδιαίτερθ προςοχι και φςτερα από εμπεριςτατωμζνθ μελζτθ, και με προχπόκεςθ φυςικά ότι πλθροφνται οι όροι διάκεςθσ των νερϊν ςτουσ ςυγκεκριμζνουσ φυςικοφσ αποδζκτεσ. Οριςμζνα γεωκερμικά νερά, όχι μόνο πλθροφν αυτά τα όρια και μποροφν να διατεκοφν άφοβα ςε όλουσ τουσ φυςικοφσ αποδζκτεσ, αλλά μποροφν ακόμθ και να χρθςιμοποιθκοφν τόςο για άρδευςθ όςο και για φδρευςθ. Οι τεχνθτζσ λίμνεσ απαιτοφν ςτεγανοποίθςθ (για να μθν υπάρξει επιβάρυνςθ του εδάφουσ και των υπογείων νερϊν) κα διάκεςθ των ςτερεοποιθμζνων αλάτων. Η μζκοδοσ αυτι γενικά εφαρμόηεται, παρά μόνον κατά τθ φάςθ των γεωτριςεων και των δοκιμϊν. Η δεφτερθ και καλφτερθ μζκοδοσ διάκεςθσ των νερϊν είναι θ επανειςαγωγι τουσ ςτον ταμιευτιρα. Ρλεονεκτιματα τθσ μεκόδου αποτελοφν θ αποφυγι οποιαςδιποτε κερμικισ και χθμικισ ρφπανςθσ των αποδεκτϊν και θ επαναφόρτιςθ του ταμιευτιρα, που διατθρείται ζτςι πάντα υπό πίεςθ. Κφρια μειονεκτιματα τθσ μεκόδου είναι το κόςτοσ λειτουργίασ (αντλία επανειςαγωγισ), κακϊσ και θ πικανότθτα απόφραξθσ των πετρωμάτων γφρω από τα φίλτρα τθσ γεϊτρθςθσ με άλατα, οπότε πρζπει να γίνει επζμβαςθ με χθμικά μζςα ι αντικατάςταςθ τθσ γεϊτρθςθσ με άλλθ Επιπτϊςεισ από μονάδεσ υψθλισ ενκαλπίασ Οι περιβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ από τθν αξιοποίθςθ των ρευςτϊν υψθλισ ενκαλπίασ διαφζρουν από πεδίο ςε πεδίο και περιλαμβάνουν τθ χριςθ τθσ γθσ, εκπομπζσ αερίων, υγρά απόβλθτα, κόρυβο, δθμιουργία μικροςειςμικότθτασ και κακιηιςεισ Χριςθ γθσ και απόκεςθ ςτερεϊν αποβλιτων Το κφριο χαρακτθριςτικό τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ αυτισ τθσ κατθγορίασ είναι ότι απαντά ςε οριςμζνεσ μόνο περιοχζσ και θ αξιοποίθςθ τθσ γίνεται αναγκαςτικά επί τόπου. Το κετικό ςε αυτιν τθν περίπτωςθ είναι ότι ο «ςυνολικόσ κφκλοσ παραγωγισ τθσ ενζργειασ» περιορίηεται ςε μία μόνον περιοχι, κάτι που εξαλείφει τθν ανάγκθ μεταφοράσ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν ςε αποςτάςεισ μεγαλφτερεσ από μερικά χιλιόμετρα. Η ζκταςθ που απαιτείται για τθν αξιοποίθςθ τθσ γεωκερμίασ (π.χ. για τθν εγκατάςταςθ τθσ μονάδασ, το χϊρο των γεωτριςεων, τισ ςωλθνϊςεισ μεταφοράσ και τουσ δρόμουσ πρόςβαςθσ) είναι γενικά μικρότερθ από τθν ζκταςθ τθσ γθσ που απαιτοφν άλλεσ μορφζσ ενζργειασ (ατμοθλεκτρικι 43

44 ςτακμοί άνκρακα, υδροθλεκτρικι ςτακμοί κτλ.), ιδιαίτερα αν ςυνυπολογίςει κανείσ τισ εκτάςεισ που απαιτοφνται για τθν εξόρυξθ και τθν αποκικευςθ των καυςίμων ι τθ δθμιουργία φραγμάτων και τεχνθτϊν λιμνϊν. Το ίδιο ιςχφει και για τθν αιςκθτικι ρφπανςθ από τισ γεωκερμικζσ μονάδεσ. Το κυριότερο ορατό τμιμα μιασ γεωκερμικισ μονάδασ είναι ο πφργοσ ψφξθσ. Κατά μζςο όρο, μια γεωκερμικι μονάδα καταλαμβάνει ζκταςθ περίπου 400 m² για τθν παραγωγι ενζργειασ 1 GWh για 30 χρόνια. Η χριςθ γθσ για τθν ανάπτυξθ τθσ γεωκερμίασ μπορεί να ελαχιςτοποιθκεί με τον περιοριςμό τθσ περιοχισ των γεωτριςεων και με τθν αφξθςθ τθσ δυναμικότθτασ των μονάδων. Ζνα άλλο πρόβλθμα που ςυνδζεται με τισ περιοχζσ που γειτνιάηουν άμεςα (Σε απόςταςθ μικρότερθ από 1-2 km) με αξιοποιθμζνα πεδία, είναι θ πικανότθτα επίδραςθσ τθσ φυςικισ ροισ κερμϊν πθγϊν που χρθςιμοποιοφνται για λουτροκεραπευτικοφσ ςκοποφσ και τθσ εκδιλωςθσ φυςικϊν ατμίδων ι κερμοπιδάκων, οι οποίοι πάντοτε αποτελοφν τουριςτικοφσ χϊρουσ. Επιπτϊςεισ από τθ γεωκερμία ςτο ζδαφοσ ι ςτο υπζδαφοσ υπάρχουν και από τθν απόκεςθ ςτερεϊν αποβλιτων. Στερεά απόβλθτα κεωροφνται: i) λάςπεσ γεωτριςεων και τρίμματα των διατριςεων, ii) απόβλθτα από τισ τεχνολογίεσ δζςμευςθσ του H2S και iii) ςτερεά άλατα από τθν απομάκρυνςθ των διαλυμζνων αλάτων ςτο γεωκερμικό νερό ι και από τον κακαριςμό των επικακιςεων από τισ ςωλθνϊςεισ. Γενικά δεν τίκεται ςφγκριςθ μεταξφ των ςτερεϊν αποβλιτων μιασ γεωκερμικισ εγκατάςταςθσ και μιασ ςυμβατικισ. Τα περιςςότερα ςτερεά απόβλθτα δεν μποροφν να κεωρθκοφν τοξικά Εκπομπζσ αερίων και αντιμετϊπιςθ Η αζρια ρφπανςθ παρουςιάηει ίςωσ το μεγαλφτερο ενδιαφζρον από όλεσ τισ περιβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ, που προζρχονται από τθν αξιοποίθςθ τθσ γεωκερμίασ, κυρίωσ κατά τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ από γεωκερμικά ρευςτά υψθλισ ενκαλπίασ. Τα μθ ςυμπυκνϊςιμα αζρια αποτελοφν ποςοςτό μικρότερο του 5% κ.β. των γεωκερμικϊν ρευςτϊν. Από τα μθ ςυμπυκνϊςιμα αζρια το κυριότερο αζριο που εκπζμπεται, ςε ποςοςτό,μεγαλφτερο του 90% κ.β., είναι το διοξείδιο του άνκρακα (CO₂). Άλλα αζρια είναι το υδρόκειο (H₂S), το ραδόνιο (Rn), θ αμμωνία(nh₃), ενϊ δεν εκπζμπονται κακόλου οξείδια του αηϊτου. Το ραδόνιο βρίςκεται ςε χαμθλζσ ι μθδαμινζσ ςυγκεντρϊςεισ και δεν παρουςιάηει κανζνα πρόβλθμα, αφοφ από φυςικζσ πθγζσ εκπζμπονται κακθμερινά πολφ μεγαλφτερεσ ποςότθτεσ. Οι ποςότθτεσ CO₂ που εκπζμπονται από γεωκερμικζσ μονάδεσ εξαρτϊνται από τα χαρακτθριςτικά του πεδίου, κακϊσ και από τθν τεχνολογία παραγωγισ τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ. Ράντωσ, οι εκπομπζσ CO₂ από γεωκερμικζσ μονάδεσ είναι κατά πολφ μικρότερεσ από τισ αντίςτοιχεσ εκπομπζσ ατμοθλεκτρικϊν μονάδων και ςυγκρίνονται ευνοϊκά και με τισ εκπομπζσ (ζμμεςεσ ι άμεςεσ ) από άλλεσ ΑΡΕ. Οι γεωκερμικζσ μονάδεσ νζασ γενιάσ εκπζμπουν λιγότερο από 0.5 kg 44

45 CO₂ ανά MWh, ςυγκρινόμενεσ με τα 1000 kg περίπου CO₂ ανά MWh που εκπζμπονται από ατμοθλεκτρικοφσ ςτακμοφσ που χρθςιμοποιοφν άνκρακα. Για τον περαιτζρω περιοριςμό των γεωκερμικϊν εκπομπϊν CO₂ μπορεί να εφαρμοςτεί θ υγρι λεγόμενθ επανειςαγωγι των αερίων ςτον ταμιευτιρα. Με τθ μζκοδο αυτι, το CO₂ διαλφεται ςτο κερμό αλμόλοιπο, το οποίο εν ςυνεχεία επανειςάγεται ςτον ταμιευτιρα με κατάλλθλεσ γεωτριςεισ. Το H₂S, λόγω τθσ ζντονθσ οςμισ του και τθσ ςχετικισ τοξικότθτασ του είναι υπεφκυνο τισ περιςςότερεσ φορζσ για τθν προκατάλθψθ που εκδθλϊνεται κατά τθσ γεωκερμίασ. Επιπλζον, το υδρόκειο επιταχφνει τθ διάβρωςθ των μεταλλικϊν επιφανειϊν και αποκλείει τθ χριςθ οριςμζνων μεταλλικϊν υλικϊν. Το αποδεκτό όριο για μζςθ ςυνεχι ζκκεςθ των εργαηομζνων είναι 10 ppmv, με οροφι τα 20 ppmv για 20 λεπτά τθσ ϊρασ. Στισ γεωκερμικζσ εγκαταςτάςεισ με εκπομπζσ H₂S κα πρζπει να χρθςιμοποιοφνται φορθτζσ ςυςκευζσ για τθν ανίχνευςθ του, ιδιαίτερα για το προςωπικό που ειςζρχεται ςε κλειςτοφσ χϊρουσ. Οι εκπομπζσ H₂S ποικίλουν από <0.1 kg/mwh μζχρι και 6.4 kg/mwh, μποροφν να ελεγχκοφν ςχετικά εφκολα και να μειωκοφν ςε ςυγκεντρϊςεισ κάτω από 1ppmv με πλθκϊρα μεκόδων, όπωσ με τθ διεργαςία Stretford. με τθ μζκοδο τθσ καφςθσ (κερμικι οξείδωςθ) και τθσ ζκπλυςθσ του παραγόμενου SO₂, με τθ χριςθ ενϊςεων του ςιδιρου, με τθν καταλυτικι οξείδωςθ με H2O2, με τθ μζκοδο ΒΙΟΧ. Οι δυο πρϊτεσ τεχνολογίεσ χρθςιμοποιοφνται ςτο γεωκερμικό πεδίο The Geysers τθσ Καλιφόρνια για τθν πρωτογενι απομάκρυνςθ του H2S από το γεωκερμικό ατμό, ενϊ θ χθμικι οξείδωςθ και θ χριςθ χθλικϊν ενϊςεων του ςιδιρου χρθςιμοποιοφνται ςτο δευτερογενι ζλεγχο (για παράδειγμα από το ςυμπφκνωμα) των εκπομπϊν του H2S. Η τεχνολογία Stretford χρθςιμοποιεί καταλφτθ βαναδίου για τθ μετατροπι του H2S ςε ςτοιχειακό κείο με απόδοςθ μεγαλφτερθ από 95%, ςφμφωνα με τθν αντίδραςθ : 4VO₃ + 2HS + H₂O V₄O₉² + 2S + 4OH Η αναγζννθςθ του καταλφτθ γίνεται με τθ βοικεια διςουλφουνικοφ οξζοσ άνκρακινόνθσ. Η χρθςιμοποίθςθ τθσ διεργαςίασ Stretford ςε πολλζσ μονάδεσ παραγωγισ και τθν απόκεςθ περίπου 2 τόνων κείου ωσ παραπροϊόντοσ ανά GWh ενζργειασ που παράγεται. Με τθ διεργαςία καφςθσ/ζκπλυςθσ το H2S καίγεται προσ διοξείδιο του κείου (SO2), το οποίο δεςμεφεται ςε πλυντρίδα με το ςχθματιςμό κειϊδουσ και κειικοφ οξζοσ. Εν ςυνεχεία, χρθςιμοποιοφνται χθλικζσ ενϊςεισ ςιδιρου για το ςχθματιςμό κειοκειικϊν αλάτων ( S₂O₃² ). Το κφριο προϊόν τθσ διεργαςίασ είναι διάλυμα κειοκειικϊν, το οποίο επανειςάγεται ςτον ταμιευτιρα με το ςυμπφκνωμα. Κάτω από οριςμζνεσ ςυνκικεσ, το παραγόμενο με τθ μζκοδο 45

46 κειικό οξφ μπορεί να χρθςιμοποιθκεί για τθ μείωςθ του ph των γεωκερμικϊν νερϊν και τον ζλεγχο τθσ δθμιουργίασ επικακιςεων. Μερικά πεδία υπζρκερμου ατμοφ περιζχουν και μικρζσ ποςότθτεσ υδροχλωρίου (HCL). Αν και οι ποςότθτεσ αυτζσ είναι ςυνικωσ μικρζσ, και πικανόν να μθ δθμιουργοφν ςθμαντικό περιβαλλοντικό πρόβλθμα (όξυνςθ εδαφϊν και νερϊν), εντοφτοισ τισ περιςςότερεσ φορζσ απαιτείται θ απομάκρυνςθ του για λόγουσ προςταςίασ των μεταλλικϊν επιφανειϊν από τθ διάβρωςθ. Εκεί που υπερζχει θ γεωκερμικι ενζργεια ςε ςχζςθ με τισ ςυμβατικζσ μονάδεσ είναι οι εκπομπζσ οξειδίων του αηϊτου και κείου και ςτα αιωροφμενα ςωματίδια. Οξείδια του κείου δεν εκπζμπονται άμεςα από τισ γεωκερμικζσ χριςεισ. Το εκπεμπόμενο H2S ςτθν ατμόςφαιρα όμωσ οξειδϊνεται ςχετικά γριγορα ςε SO2, ςε απόςταςθ μικρότερθ των 5km από το ςθμείο εκπομπισ. Ραρόλα αυτά, οι εκπομπζσ SO2 από τισ γεωκερμικζσ μονάδεσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ αποτελοφν ζνα μικρό ποςοςτό των αντίςτοιχων εκπομπϊν από μονάδεσ που χρθςιμοποιοφν ςυμβατικά καφςιμα. Η αμμωνία ςε γεωκερμικζσ μονάδεσ βρίςκεται μόνο ςε οριςμζνα ςυςτιματα, και ςε μικρζσ ποςότθτεσ. Στισ μονάδεσ με εκτόνωςθ ατμοφ, θ αμμωνία οξειδϊνεται ταχφτατα ςε άηωτο και νερό, κακϊσ οδθγείται ςτθν ατμόςφαιρα. Οι γεωκερμικζσ μονάδεσ δεν εκπζμπουν ςχεδόν κακόλου οξείδια του αηϊτου. Σθμειϊνεται ότι για κάκε MWh που παράγεται εκπζμπονται κατά μζςο όρο 4,4 kg οξειδίων του αηϊτου ςε μονάδεσ που χρθςιμοποιοφν άνκρακα 12,4 kg ςε μονάδεσ με πετρζλαιο και 1,43 kg ςε μονάδεσ με φυςικό αζριο. Τζλοσ, τα γεωκερμικά αζρια μπορεί να περιζχουν ίχνθ υδραργφρου (Hg), ατμοφσ βορίου (B) και υδρογονάνκρακεσ (κυρίωσ μεκάνιο, CH4 ). Το Βόριο βρίςκεται ςε μικρζσ ςυγκεντρϊςεισ (5-100 mg/l) ςτο γεωκερμικό νερό, από το οποίο μικρό μζροσ μπορεί να παραςυρκεί ςτθν αζρια φάςθ. Μόνο ςτο πεδίο του Larderello περιζχεται ςε ςθμαντικζσ ποςότθτεσ και παλαιότερα γινόταν ανάκτθςι του. Συνικωσ, δεςμεφεται από το νερό τθσ βροχισ και μπορεί να προκαλζςει ρφπανςθ ςτο ζδαφοσ με κάποιεσ επιπτϊςεισ για τθ βλάςτθςθ. Οι εκπομπζσ υδραργφρου φτάνουν και τα 900 g/mwh. Η πρόςλθψθ του Hg από τα ανϊτερα φυτά μζςω του ριηικοφ τουσ ςυςτιματοσ είναι πρακτικά μθδενικι, αλλά διάφοροι μφκθτεσ και λειχινεσ βιοςυςςωρεφουν τον Hg περιςςότερο αποδοτικά. Οι τιμζσ αυτζσ είναι ςυγκρίςιμεσ με τισ τιμζσ που εκπζμπονται από ατμοθλεκτρικζσ μονάδεσ που χρθςιμοποιοφν άνκρακα. Το μεκάνιο, ςτα πεδία ςτα οποία βρίςκεται ςε ικανζσ ποςότθτεσ, μπορεί να διαχωριςτεί και να χρθςιμοποιθκεί ωσ καφςιμο. 46

47 Τδάτινθ και κερμικι ρφπανςθ Η κφρια ανθςυχία από τθν αξιοποίθςθ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ υψθλισ ενκαλπίασ προζρχεται από τθ διάκεςθ των γεωκερμικϊν νερϊν ςτουσ υδάτινουσ αποδζκτεσ. Η ςυγκζντρωςθ των διαλυμζνων αλάτων ςτο αλμόλοιπο μπορεί να φτάςει μζχρι και 30% κ.β. Η ςφςταςθ ενόσ γεωκερμικοφ ρευςτοφ εξαρτάται από το είδοσ και τθν προζλευςθ των πετρωμάτων ι του γεωλογικοφ ςχθματιςμοφ του ταμιευτιρα, τθ κερμοκραςία και τθν πίεςθ. Ταμιευτιρεσ ςε ιηθματογενι πετρϊματα περιζχουν πολφ μεγαλφτερεσ ποςότθτεσ διαλυμζνων αλάτων από ότι π.χ. οι γρανιτικοί ςχθματιςμοί. Η απόρριψθ ενόσ αλμόλοιπου, από το οποίο ζχει εξαχκεί ι όχι θ κερμότθτα, δθμιουργεί ςυνικωσ περιβαλλοντικό πρόβλθμα, τόςο από τθν περιεκτικότθτα του ςε διάφορα χθμικά ςυςτατικά (αρςενικό, βόριο, φκόριο κτλ.), όςο και από τθν αρκετά υψθλότερθ κερμοκραςία του ςε ςχζςθ με τθ κερμοκραςία των αποδεκτϊν. Ζτςι, ςυνικωσ απαιτείται επεξεργαςία και ψφξθ των νερϊν προτοφ διατεκοφν ςε υδάτινουσ αποδζκτεσ. Αυτό επιτυγχάνεται με τθ φυςικι ψφξθ των νερϊν με τθ φυςικι ψφξθ των νερϊν κατά τθν παραμονι τουσ ςε τεχνθτζσ λίμνεσ. Ζνασ άλλοσ τρόποσ μείωςθσ του κερμικοφ φορτίου που διατίκεται ςτο περιβάλλον αποτελεί θ διαδοχικι χριςθ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν. Βζβαια αυτό δεν είναι πάντοτε εφικτό, ιδιαίτερα κατά τουσ καλοκαιρινοφσ μινεσ. Τζλοσ, τονίηεται ξανά ότι θ περιβαλλοντικά περιςςότερο αποδεκτι μζκοδοσ διάκεςθσ των γεωκερμικϊν ρευςτϊν είναι θ επανειςαγωγι τουσ ςτον ταμιευτιρα. Ζνα άλλο πρόβλθμα που ςυνδζεται με τθν υδάτινθ ρφπανςθ ι τθ ρφπανςθ του εδάφουσ, είναι οι τυχόν διαρροζσ των ρευςτϊν. Ιδιαίτερα προβλιματα διαρροϊν μπορεί να υπάρξουν κυρίωσ ςτα αρχικά ςτάδια αξιοποίθςθσ του πεδίου (από τα ρευςτά που εκρζουν κατά τθν ανόρυξθ των γεωτριςεων), ςε περίπτωςθ ατυχιματοσ ι διάρρθξθσ των ςωλθνϊςεων ( παραγωγισ και επανειςαγωγισ) και από τισ όχι καλά ςτεγανοποιθμζνεσ τεχνθτζσ λίμνεσ του πολφοφ κυκλοφορίασ ι των γεωκερμικϊν νερϊν Θόρυβοσ Ο κόρυβοσ ςε γεωκερμικζσ μονάδεσ παραγωγισ θλεκτρικισ ενζργειασ δεν είναι μεγαλφτεροσ από το κόρυβο που προκαλείται ςε ςυμβατικζσ μονάδεσ, ενϊ ςε εγκαταςτάςεισ χαμθλισ ενκαλπίασ ο κόρυβοσ είναι μθδαμινόσ. Κατά τθ φάςθ τθσ ανόρυξθσ των γεωτριςεων και τθσ καταςκευισ τθσ μονάδασ μπορεί να παρουςιαςτοφν οριςμζνα προβλιματα από αυξθμζνα επίπεδα κορφβου και για το 47

48 λόγο αυτό ςυνιςτάται οπωςδιποτε θ χριςθ ωτοαςπίδων από το προςωπικό του εργοταξίου. Ενδεικτικά επίπεδα κορφβου ςτθ φάςθ αυτι είναι : Ανόρυξθ γεωτριςεων με αζρα (air drilling) : 120 dba (γίνεται πολφ ςπάνια) Ανόρυξθ γεωτριςεων με κυκλοφορία πολφοφ (mud drilling) : 80 dba Άντλθςθ τςιμζντου : 80 dba Δοκιμι γεωτριςεων : dba (ελεφκερθ εκροι από γεωτριςεισ υψθλισ ενκαλπίασ : μζγιςτο 120 dba. το οποίο μειϊνεται ςτα 85 dba με χριςθ ςιγαςτιρα). Μθχανζσ ντίηελ (π.χ. ςυμπιεςτζσ) : dba Εκςκαφείσ, φορτθγά, τρακτζρ κτλ. : dba Κατά τθ φάςθ τθσ λειτουργίασ τθσ μονάδασ, τα επίπεδα του κορφβου ελζγχονται από μόνιμεσ εγκαταςτάςεισ ςιγαςτιρων ι άλλων ςυςκευϊν μείωςθσ του κορφβου Δθμιουργία μικροςειςμικότθτασ Με τθν επανειςαγωγι των υγρϊν ςτον ταμιευτιρα υπάρχει πικανότθτα πρόκλθςθσ μικροςειςμϊν ςτθν περιοχι, επειδι τα υγρά κατά τθν επανειςαγωγι δρουν ωσ λιπαντικό για τα υπερκείμενα πετρϊματα. Αντίςτοιχα φαινόμενα παρατθροφνται κατά τθν ειςαγωγι νεροφ ςε ταμιευτιρεσ πετρελαίου και φυςικοφ αερίου. Επειδι τα πετρϊματα γεωκερμικά πεδία βρίςκονται ςε ςειςμογενείσ περιοχζσ, είναι πικανόν οι μικροί αυτοί ςειςμοί να «ανακουφίηουν» τισ τοπικζσ ςυνκικεσ και ζτςι να ςυνδράμουν ςτθν αποφυγι μεγαλφτερου ςειςμοφ. ] Πρόκλθςθ κακιηιςεων Θ αφαίρεςθ μεγάλων ποςοτιτων νεροφ ι ατμοφ από ζνα γεωκερμικό πεδίο, όταν οι ταμιευτιρεσ του αποτελοφνται από πορϊδεισ ςχθματιςμοφσ, μπορεί να προκαλζςει οριςμζνεσ φορζσ κακίηθςθ του εδάφουσ, από λίγα εκατοςτά μζχρι μερικά μζτρα. Κάτι αντίςτροφο ςυμβαίνει και κατά τθν εξόρυξθ πετρελαίου ι φυςικοφ αερίου, κακϊσ και από τθν άντλθςθ νεροφ για τθν άρδευςθ και φδρευςθ. Οι κακιηιςεισ μποροφν να αποφευχκοφν ι να μειωκοφν με τθν επανειςαγωγι των γεωκερμικϊν νερϊν ςτον ταμιευτιρα. Οι Mosson and Segal (1997) εκτίμθςαν ότι θ μζγιςτθ ετιςια υποχϊρθςθ του εδάφουσ ςτθν περιοχι The Geysers τθσ Βόρειασ Καλιφόρνιασ ιταν 0,047±0,002 m/ζτοσ κατά τα ζτθ Το φαινόμενο αυτό δεν μπορεί να εξθγθκεί μόνο από τθ κερμοελαςτικι ςυςτολι των πετρωμάτων. Θ μεγαλφτερθ κακίηθςθ μζχρι τϊρα παρατθρικθκε ςτο Wairakei 48

49 τθσ Νζασ Ηθλανδίασ και ζφταςε τοπικά τα 13m, εξαιτίασ του είδουσ των γεωλογικϊν ςχθματιςμϊν του ταμιευτιρα Περιβαλλοντι κά οφζλθ Ζγινε αντιλθπτό ςτα προθγοφμενα κεφάλαια ότι θ γεωκερμικι ενζργεια, ςε οποιαδιποτε μορφι, παρουςιάηει ςθμαντικά περιβαλλοντικά πλεονεκτιματα ςε ςχζςθ με τα ςυμβατικά καφςιμα. Συγκεκριμζνα ακόμθ και με τισ άλλεσ ΑΡΕ, θ γεωκερμία δεν υςτερεί ςε περιβαλλοντικά οφζλθ. Αυτό βζβαια ζρχεται ςε προφανι αντίκεςθ με τθν εντφπωςθ που κυριαρχεί ότι οριςμζνεσ ΑΡΕ (π.χ. φωτοβολταικά, αιολικι ενζργεια) δεν επιβαρφνουν το περιβάλλον. Θ εντφπωςθ αυτι μεταβάλλεται όταν κανείσ ςυνυπολογίςει τισ επιπτϊςεισ οποιαςδιποτε μορφισ ενζργειασ ςε ολόκλθρο τον κφκλο ηωισ τθσ τεχνολογίασ, αλλά και τθν επιβάρυνςθ ςτο περιβάλλον από τθν καταςκευι και λειτουργία των μονάδων. Για παράδειγμα, ςτα φωτοβολταικά ςυςτιματα κα πρζπει να υπολογιςτεί θ επιβάρυνςθ τόςο από τθν καταςκευι των ςτοιχείων, όςο και από τθν απόςυρςθ και τθν αςφαλι διάκεςι τουσ, όταν κα κλείςει ο κφκλοσ λειτουργίασ τουσ. Τα περιβαλλοντικά οφζλθ τθσ γεωκερμίασ μποροφν να ςυνοψιςτοφν ωσ εξισ Συνεχισ παροχι ενζργειασ. Θ γεωκερμικι ενζργεια είναι διακζςιμθ 24 ϊρεσ τθν θμζρα, 365 μζρεσ το χρόνο, ςε αντίκεςθ με άλλεσ ΑΡΕ (αιολικι, θλιακι, κυματικι), οι οποίεσ δεν μποροφν να παρζχουν ςυνεχϊσ ενζργεια και θ χριςθ τουσ προχποκζτει αξιόπιςτεσ τεχνολογίεσ αποκικευςθσ τθσ ενζργειασ. Ζτςι, δεν είναι τυχαίο ότι οι γεωκερμικζσ μονάδεσ παραγωγισ θλεκτρικισ ιςχφοσ ζχουν ςυντελεςτι αξιοποίθςθσ που μπορεί να φτάςει και το 90 %. Για ςφγκριςθ, ο ςυντελεςτισ αξιοποίθςθσ μιασ υδροθλεκτρικισ μονάδασ ανζρχεται μζχρι το 70%, ενϊ για θλιακζσ και αιολικζσ μονάδεσ κυμαίνεται μεταξφ 20% και 35%. Ακόμθ, θ γεωκερμία διακρίνεται από υψθλό δείκτθ διακεςιμότθτασ, τθσ τάξθσ του 90%. Ο δείκτθσ αυτόσ δθλϊνει το ποςοςτό του χρόνου ςτον οποίο θ μονάδα λειτουργεί ςτθν ονοματικι τθσ ιςχφ. Για τισ άμεςεσ χριςεισ τθσ γεωκερμίασ χαμθλισ ενκαλπίασ, ο δείκτθσ λειτουργίασ είναι αρκετά μικρότεροσ και, προφανϊσ, αντιςτοιχεί με τθ ηιτθςθ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ. Τζλοσ, θ ςυνεχισ εξζλιξθ τθσ τεχνολογίασ ςτο κζμα τθσ αβακοφσ γεωκερμίασ, κακιςτά δυνατι τθ χριςθ τθσ πρακτικά οπουδιποτε και όλεσ τισ εποχζσ του ζτουσ (ςε ςυνδυαςμό με τθν ψφξθ). Μικρό λειτουργικό κόςτοσ. Αν και το κόςτοσ παγίων είναι ςθμαντικά αυξθμζνο ςε ςχζςθ και με τισ ςυμβατικζσ μορφζσ ενζργειασ, το λειτουργικό κόςτοσ 49

50 των γεωκερμικϊν μονάδων είναι ςχεδόν μθδαμινό, ι αρκετά μικρότερο από τισ άλλεσ μορφζσ ενζργειασ, όπωσ ςυμβαίνει ςτθν περίπτωςθ των αντλιϊν κερμότθτασ. Εκπομπζσ ςτο περιβάλλον. Οι εκπομπζσ αερίων ςτθν ατμόςφαιρα είναι ςθμαντικά μικρότερεσ από τισ εκπομπζσ που προκφπτουν από τθν καφςθ των ςυμβατικϊν καυςίμων, ενϊ τονίηεται ιδιαίτερα, ότι δεν εκπζμπονται κακόλου ςωματίδια. Απαιτιςεισ γθσ. Οι γεωκερμικζσ μονάδεσ καταλαμβάνουν ςχετικά μικρι ζκταςθ γθσ. Κφριοσ λόγοσ για αυτό είναι ότι δεν απαιτοφν αποκθκευτικοφσ χϊρουσ, όπωσ ςυμβαίνει με οριςμζνεσ ΑΡΕ (βιομάηα, υδροθλεκτρικά) και με τα ςυμβατικά καφςιμα. Μικρζσ ανάγκεσ για μεταφορά υλικϊν. Από τθ ςτιγμι τθσ αποπεράτωςθσ τθσ καταςκευισ τθσ μονάδασ δεν απαιτείται μεταφορά υλικϊν, ι καυςίμων, ςε αντίκεςθ με τισ μονάδεσ με ςυμβατικά καφςιμα, ςτισ οποίεσ υπάρχει πάντοτε ο κίνδυνοσ ατυχθμάτων (ανάφλεξθ καυςίμων, διαρροζσ, πετρελαιοκθλίδεσ κ.τ.λ.) και επιβάρυνςθ τθσ ατμόςφαιρασ από τθν κίνθςθ των μεταφορικϊν μζςων. Αξιοποίθςθ και αςφαλισ ενεργειακι πθγι. Θ γεωκερμικι ενζργεια παράγεται 24 ϊρεσ τθν θμζρα, με γνωςτι και κακιερωμζνθ τεχνολογία. Συμβολι ςτθν επίτευξθ των ςτόχων τθσ Λευκισ Βίβλου τθσ Ε.Ε. και του Ρρωτόκολλου του Κιότο, με τον περιοριςμό των εκπομπϊν CO₂ και άλλων αερίων. Τοπικι μορφι ενζργειασ. Θ ανάπτυξθ τθσ γεωκερμικισ ενζργειασ ςε μια περιοχι οδθγεί και ςτθν οικονομικι ανάπτυξθ τθσ ευρφτατθσ περιοχισ, αφοφ παρζχει φκθνι ενζργεια και δθμιουργεί νζεσ κζςεισ εργαςίασ. Συμβολι ςτθ μείωςθ τθσ ενεργειακισ εξάρτθςθσ μιασ χϊρασ, με τον περιοριςμό των ειςαγωγϊν ορυκτϊν καυςίμων. Ρίνακασ 4.1 Περιβαλλοντικζσ επιπτϊςεισ Μζτρα αντιμετϊπιςθσ Εκπομπζσ H₂S κατά τθ λειτουργία Ρλθκϊρα τεχνικϊν δζςμευςθσ, γνωςτι τεχνολογία. Μθδενικζσ εκπομπζσ ςτο δυαδικό κφκλο με τθν επανειςαγωγι των ρευςτϊν. Κόρυβοσ και «οπτικι» ρφπανςθ Ρροςεκτικι επιλογι τοποκεςίασ και υιοκζτθςθ τθσ βζλτιςτθσ πρακτικισ φπανςθ των υπογείων και επιφανειακϊν υδάτων Κακίηθςθ εδάφουσ Επεξεργαςία απόνερων,επανειςαγωγι ρευςτϊν ςτον ταμιευτιρα Επανειςαγωγι ρευςτϊν 50

51 5. Η ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΣΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 5.1. Η κατάςταςθ ςτθν Ελλάδα Θ χϊρα μασ, λόγω των ειδικϊν γεωλογικϊν ςυνκθκϊν, είναι πλοφςια ςε εκμεταλλεφςιμθ γεωκερμικι ενζργεια. Μζχρι το 1980 οι ζρευνεσ ςτθ χϊρα μασ περιορίηονταν ςτον εντοπιςμό γεωκερμικϊν ρευςτϊν υψθλισ ενκαλπίασ με ςκοπό τθν παραγωγι θλεκτρικισ ενζργειασ. Το γεωκερμικό δυναμικό υψθλισ ενκαλπίασ εντοπίςτθκε κυρίωσ κατά μικοσ του θφαιςτειακοφ τόξου του Νοτίου Αιγαίου (Μιλοσ, Νίςυροσ κ.λπ.). Ραράλλθλα όμωσ είχαμε και τον εντοπιςμό του ρευςτϊν μζςθσ και χαμθλισ ενκαλπίασ. Το 1985 εγκαταςτάκθκε μια μονάδα υψθλισ ενκαλπίασ ιςχφοσ 2MWe ςτθ Μφλο, θ οποία λειτοφργθςε για κάποιο χρονικό διάςτθμα μζχρι το Από 1990 και μετά προχϊρθςε ςτθ χϊρα μασ θ ζρευνα για τον εντοπιςμό αξιοποιιςιμων γεωκερμικϊν ρευςτϊν χαμθλισ ενκαλπίασ. Τα ρευςτά χαμθλισ ενκαλπίασ είναι διάςπαρτα ςε ολόκλθρθ τθ χϊρα και εντοπίηονται ςε αγροτικζσ περιοχζσ. Το πικανό δυναμικό των πεδίων χαμθλισ ενκαλπίασ ανζρχεται περίπου ςε 3000 MWth και το βεβαιωμζνο περίπου ςε 300 MWth (1MWth μπορεί να καλφψει τισ κερμικζσ απϊλειεσ περίπου 6 ςτρεμμάτων γυάλινων κερμοκθπίων ςε ςυνκικεσ ανάλογεσ με αυτζσ τθσ περιοχισ Κορινκίασ). Οι γεωλογικζσ ςυνκικεσ ςτθν Ελλάδα ευνόθςαν γενικά τθ δθμιουργία ενόσ πολφ ςθμαντικοφ γεωκερμικοφ δυναμικοφ χαμθλισ ενκαλπίασ. Θ ζρευνα για τον εντοπιςμό αξιοποιιςιμων γεωκερμικϊν ρευςτϊν χαμθλισ ενκαλπίασ άρχιςε από το ΛΓΜΕ (Λνςτιτοφτο Γεωλογικϊν και Μεταλλευτικϊν Ερευνϊν) το 1980 εντατικοποιικθκε όλο και περιςςότερο τα τελευταία χρόνια. Από αυτιν τθν ζρευνα προκφπτει γεωκερμικό δυναμικό χαμθλισ ενκαλπίασ ςτθν Ελλάδα είναι ςίγουρα πολφ ςθμαντικό. Τα περιςςότερα από τα γεωκερμικά πεδία που ερευνικθκαν βρίςκονται ςε περιοχζσ με ευνοϊκζσ αναπτυξιακζσ ςυνκικεσ ενϊ οι προοπτικζσ άμεςθσ εκμετάλλευςθσ των ρευςτϊν είναι πολφ ευοίωνεσ. Τα γεωκερμικά ρευςτά φαίνεται ότι ζχουν ςυνικωσ μικρι ζωσ μθδαμινι περιεκτικότθτα ςε διαβρωτικά άλατα και αζρια και δεν δθμιουργοφν ςοβαρά τεχνικά προβλιματα οφτε βζβαια περιβαλλοντικά προβλιματα. Σε κάποιεσ περιοχζσ θ ζρευνα προχϊρθςε αρκετά ζτςι ϊςτε ςιμερα να ζχουν αναπτυχκεί αξιόλογεσ εφαρμογζσ. Στο Σιδθρόκαςτρο, θ Συνεταιριςτικι Επιχείρθςθ του Διμου Σιδθροκάςτρου προχϊρθςε ςε καταςκευι ενόσ κερμοκθπίου 5 ςτρεμμάτων που χρθςιμοποιεί νερά μιασ γεϊτρθςθσ του ΛΓΜΕ. Στθ Κεςςάνθ βρίςκεται ςε εξζλιξθ ζνα μεγάλο πρόγραμμα ανάπτυξθσ του πεδίου που χρθματοδοτείται από πρόγραμμα VALOREN τθσ Ε.Ε. Στο Λαγκαδά, ςτθ Νυμφόπετρα, και ςτθ Νζα Απολλωνία λειτουργοφν δεκάδεσ ςτρζμματα πλαςτικϊν γεωκερμικϊν κερμοκθπίων, ενϊ ςτο Λαγκαδά λειτοφργθςε για χρόνια μικρι πειραματικι μονάδα εκτροφισ χελιϊν. Στα Ελαιοχϊρια Χαλκιδικισ λειτουργοφν 6 μικρά πειραματικά κερμοκιπια. Τα αποτελζςματα από αυτζσ τισ εφαρμογζσ είναι αιςιόδοξα και δίνουν ϊκθςθ για παραπζρα ζρευνα ςε γεωκερμικά πεδία που ζχουν εντοπιςτεί αλλά δεν ζχουν μελετθκεί διεξοδικά. 51

52 Το ΚΑΡΕ (Κζντρο Ανανεϊςιμων Ρθγϊν Ελλάδοσ) ςυμβάλλει ςτθν προςπάκεια αξιοποίθςθσ τουσ, αν και θ προςπάκεια εκμετάλλευςθσ γεωκερμικϊν πεδίων ςτθ Μιλο και ςτθ Νίςυρο δεν ευδοκίμθςε, λόγω ζκλυςθσ ςτο περιβάλλον δφςοςμων αερίων, γεγονόσ που προκάλεςε τθν αντίδραςθ των κατοίκων. Θ γεωκερμικι ενζργεια ζχει (όπωσ ζχει αναφερκεί) και αγροτικζσ εφαρμογζσ. Ενζργεια χαμθλισ ενκαλπίασ, π.χ. κερμοκραςίασ 25 C απαιτείται για τισ ιχκυοκαλλιζργειεσ, C για κζρμανςθ εδάφουσ και περίπου 80 C για κζρμανςθ κερμοκθπίων. Τζτοια πεδία χαμθλισ ενκαλπίασ αξιοποιοφνται ςτθν Κεντρικι Μακεδονία, Κράκθ και Λζςβο. Με δεδομζνθ τθν φπαρξθ πλοφςιου γεωκερμικοφ δυναμικοφ ςτθ χϊρα μασ, κετικι ιταν θ ενθμζρωςθ με ςκοπό τθν ευρφτερθ αποδοχι και τθν αξιοποίθςι του Ηφαιστειότητα στον Ελληνικό χώρο Θ περιοχι του Αιγαίου είναι μια περιοχι με ενεργι λικοςφαιρικι καταβφκιςθ, θ οποία δθμιοφργθςε ζνα μζτωπο ςυμπίεςθσ και ζνα ενεργό θφαιςτειακό τόξο. Ρίςω από το θφαιςτειακό τόξο αναπτφχκθκε κατά κφριο λόγο μια ευρεία περιοχι με διεργαςίεσ διάταςθσ (εφελκυςμοφ)και εκτεταμζνεσ τεκτονικζσ λεκάνεσ από βφκιςθ. Στο βόρειο τμιμα τθσ περιοχισ παρατθρείται μια μεγάλθ τεκτονικι γραμμι, με διεφκυνςθ ΑΒΑ-ΔΝΔ και οριηόντια μετατόπιςθ. Φαίνεται ότι είναι θ προζκταςθ του ριγματοσ τθσ βόρειασ Ανατολίασ, που διαςχίηει όλθ τθ βόρεια Τουρκία, ειςζρχεται ςτο Αιγαίο από τον κόλπο τθσ Ταρςοφ και καταλιγει ςτθν κοιλάδα του Σπερχειοφ. Θ μελζτθ τθσ χρονικισ εξζλιξθσ τθσ θφαιςτειότθτασ (από το Τριτογενζσ μζχρι ςιμερα ) ςε ολόκλθρο τον Αιγαιακό χϊρο ςυνειςφζρει ςτθν καλφτερθ κατανόθςθ και ςυςχζτιςθ μεταξφ τθσ φφςθσ τθσ θφαιςτειότθτασ και τον προςδιοριςμό τθσ γεωδυναμικισ εξζλιξθσ τθσ περιοχισ. Τζλοσ, θ θφαιςτειολογικι εξζταςθ βοθκάει μερικά και ςτθν καλφτερθ εφαρμοςμζνθ ζρευνα και αναηιτθςθ γεωκερμικϊν πθγϊν ςτον ευρφτερο χϊρο.