Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Γεωλογίας/Τομέας Γεωλογίας Μιχάλης Φυτίκας, Ομ. Καθηγητής Γεωθερμίας Α.Π.Θ. Μαρία Παπαχρήστου, MSc Γεωλόγος Α.Π.Θ.
Περιοχές γεωθερμικού ενδιαφέροντος στην Ελλάδα
Δορυφορική φωτογραφία της Μήλου Αεροφωτογραφία της Μήλου
Ηφαιστειακό Τόξο Νοτίου Αιγαίου
Καμπύλες ίσης γεωθερμικής βαθμίδας
Γεωθερμικό Δυναμικό της Μήλου Το μεγαλύτερο γεωθερμικό ενδιαφέρον εστιάζεται στο Κεντρικό και Ανατολικό τμήμα του νησιού (ανατολικά της νοητής γραμμής Προβατά- Αδάμαντα), με εκτιμώμενη έκταση του γεωθερμικού πεδίου 60km 2 Ο βαθύς ταμιευτήρας (700-1500m) παράγει διφασικά ρευστά υψηλής ενθαλπίας, ενώ οι ρηχοί (30-150m) θερμά νερά μέχρι 100οC Εκτιμώμενο γεωθερμικό δυναμικό: 100MWe και πολλαπλάσιαλάσια MWth Επιφανειακές εκδηλώσεις: Θερμά εδάφη μέχρι 100 C στην επιφάνεια Διάσπαρτες θερμές πηγές και ατμίδες (έως 102 C) Γεωτρήσεις 5 παραγωγικές γεωτρήσεις συνάντησαν ρευστά υψηλής ενθαλπίας με θερμοκρασίες 320 C σε βάθη περίπου 1000m. Ρευστά μέσης ενθαλπίας πιθανότατα υπάρχουν σε μικρότερα βάθη Ρηχές γεωτρήσεις (από 30-150 150m) συνάντησαν θερμή υδροφορία χαμηλής ενθαλπίας (μέχρι 97 C).
Ρηχές γεωθερμικές γεωτρήσεις παραγωγής και επανεισαγωγής, στην περιοχή Βουναλίων Μήλου. Συνάντησαν ρευστά χαμηλής ενθαλπίας
Μετρήσεις θερμοβαθμίδας στις γεωτρήσεις Βουναλίων
ΟΙ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Α. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Αναλόγως της εφαρμοζόμενης τεχνολογίας και των χαρακτηριστικών των πεδίων, χρησιμοποιούνταιοιούνται ρευστά υψηλής (>150 C) ή ρευστά μέσης (90-150 150 C) ενθαλπίας Τύποι μονάδων: 1.Κύκλος ατμού (Dry y steam): Απευθείας χρήση του ατμού στους ατμοστρόβιλους. Εφαρμόζεται σε πεδία υπέρθερμου ρμ ατμού (π. π.χ. χ The Geysers). )
2. Κύκλος εκτόνωσης διφασικού ρευστού (flash condensing type): Χρησιμοποιεί οιεί διφασικό ρευστό υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας >150 C, με διαχωρισμό της αέριας και της υγρής φάσης.
3. Δυαδικός τύπος (binary fluid cycle) ή κύκλος Rankine οργανικού ρευστού (organic Rankine cycle) ήκύκλος Kalina Ρευστά μέσης ενθαλπίας (Τ=85-150 50 C). Βασίζεται σε εναλλάκτες γεωθερμικού οργανικού ρευστού Απολύτως κλειστό σύστημα κυκλοφορίας του γεωθερμικού ρευστού.
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ρευστά μέσης ενθαλπίας στην Ταϊλάνδη (δυαδικός κύκλος)
4. Συνδυασμένος κύκλος ατμού και δυαδικού συστήματος Ο ατμός που συμπυκνώνεται υκνώνεται μετά τη χρήση στον ατμοστρόβιλο του κύκλου ατμού, οδηγείται σε έναν κύκλο δυαδικού συστήματος για περαιτέρω εκμετάλλευση του θερμικού του δυναμικού. Στρόβιλος 1 Στρόβιλος 2 Αερόψυκτος συμπυκνωτής Ατμός Γεννήτρια Ατμός/ νερό ιαχωρ ριστής Εξατμιστής Συμπιεστής μη συμπ. αερίων αντλία οργανικού ρευστού Παραγωγική γεώτρηση Προθερμαντήρας αντλία επανεισαγωγής Γ/θ ρευστάγια επανεισαγωγή
Εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με δυαδικό κύκλο στο Heber της Καλιφόρνιας (ΗΠΑ) Εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας 30 MW με συνδυασμένο κύκλο στο πεδίο Puna της Χαβάης (ΗΠΑ ΗΠΑ)
Εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από γεωθερμία στο Ribeira Grande, Azores islands (14 MW )
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απόγεωθερμία στον κόσμο 24 χώρες παγκοσμίως ί (8 στην Ευρώπη) ) χρησιμοποιούνοιούν τη γεωθερμία για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Η συνολική ηλεκτρική ισχύς από γεωθερμία παγκοσμίως είναι 9.735 MWe, από τα οποίαοία 1.399,3 MWe στην Ευρώπη ΟΟ στόχος χς των 11.000ΜWe για το 2010 θεωρείται εφικτός 12000 Εγκα ατεστημένη Ισ σχύς (MWe) 10000 8000 6000 4000 2000 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 (Στοιχεία από Bertani 2007)
ΧΩΡΑ ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ 2000 (MWe) ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ 2005 (MWe) ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ 2007 MWe) ΕΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΙΣΧΥΣ 2007(MWe) ΑΥΣΤΡΑΛΙΑ 0,2 0,2 0,2 0,1 ΑΥΣΤΡΙΑ 00 0,0 12 1,2 12 1,2 07 0,7 ΚΙΝΑ 29,2 27,8 27,8 18,9 ΚΟΣΤΑ ΡΙΚΑ 142,5 163,0 162,5 162,5 ΕΛ ΣΑΛΒΑΔΟΡ 161,0 151,0 204,2 189,0 ΑΙΘΙΟΠΙΑ 7,3 7,3 7,3 7,3 ΓΑΛΛΙΑ 4,2 14,7 14,7 14,7 ΓΕΡΜΑΝΙΑ 0,0 0,2 8,4 8,4 ΓΟΥΑΤΕΜΑΛΑ 33,4 33,0 53,0 49,0 ΙΣΛΑΝΔΙΑ 170,0 202,0 421,2 420,9 ΙΝΔΟΝΗΣΙΑ 589,5 797,0 992,0 991,8 ΙΤΑΛΙΑ 785,0 791,0 810,5 711,0 ΙΑΠΩΝΙΑ 546,9 535,0 535,2 530,2 KENYA 45,0 129,0 128,8 128,8 ΜΕΞΙΚΟ 755,0 953,0 953,0 953,0 ΝΕΑ ΖΗΛΑΝΔΙΑ 437,0 435,0 471,6 373,1 ΝΙΚΑΡΑΓΟΥΑ 70,0 77,0 87,4 52,5 PAPUA-NEW UINEA 0,0 6,0 56,0 56,0 ΦΙΛΙΠΠΙΝΕΣ 1909,0 1930,0 1969,7 1855,6 ΠΟΡΤΟΓΑΛΙΑ 16,0 16,0 26,0 23,0 ΡΩΣΙΑ 23,0 79,0 79,0 79,0 ΤΑΙΛΑΝΔΗ 0,3 0,3 0,3 0,3 ΤΟΥΡΚΙΑ 20,4 20,00 38,0 29,5 ΗΠΑ 2228,0 2564,0 2687,0 1935,0 ΣΥΝΟΛΟ 7973 8933 9735 8590
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς απόγεωθερμία στην Ευρώπη Ρωσία; 79 Γαλλία; 15 Τουρκία; 38 Αυστρία; 1,2 Γερμανία;8,4 Πορτογαλία; 26 Ισλανδία; 421,2 Ιταλία; 810,5 (Στοιχεία από Bertani 2007)
Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τη χρήση ρευστών υψηλής ενθαλπίας Με τη σημερινή τεχνολογία : ελάχιστες έως αμελητέες. Όταν υπάρχουν, μπορεί να είναι κατά περίπτωση οι εξής: Εκπομπές μη συμπυκνούμενωνυκνούμενων αερίων Θερμική και χημική επιβάρυνση από την επιφανειακή δάθ διάθεση του αλμολοίπου λ ου και του πολφού λ ύδά διάτρησης Θόρυβος κατά τη διάτρηση και τις δοκιμές Μικροσεισμικότητα-Καθιζήσεις Επιφανειακές οχλήσεις χρήση γης
Αέρια ρ Τα μη συμπυκνούμενα υκνούμενα αέρια, που μπορεί να περιέχονται στα γεωθερμικά ρευστά, είναι συνήθως από 1 έως 5% των συνολικών ρευστών που παράγει η γεώτρηση υψηλής ενθαλπίας : κυρίως διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) (το 95%), και λίγο υδρόθειο (H 2 S), αμμωνία (NH 3 ), μεθάνιο (CH 4 ), βόριο (B)
Mια γεωθερμική μονάδα εκπέμπει το 1% των SO x και ΝΟ x και το 5% του CO 2 που εκπέμπει μια μονάδα καύσης λιγνίτη Μέσες εκπομπές επιβλαβών αερίων από διάφορες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (σε kg/mwh παραγόμενης ενέργειας) Μορφή ενέργειας CO 2 NO x SO x Άνθρακας 1042 4,4 11,8 Πετρέλαιο 839 12,4 1,6 Φυσικό αέριο 453 1,4 0,0 Γεωθερμία* 95 0,3 0,1 Φωτοβολταϊκα 135 0,3 0,4 Βιομάζα 20 1,8 0,5
Ως βέλτιστη πρακτική για την αντιμετώπισηιση των επιπτώσεων απότα «επιβλαβή» αέρια των γεωθερμικών μονάδων ηλεκτρο-παραγωγής, συνιστάται η ΟΛΙΚΗ ΕΠΑΝΕΙΣΑΓΩΓΗ των γεωθερμικών ρευστών στον ταμιευτήρα
Άλλες περιβαλλοντικές επιπτώσεις και αντιμετώπισήισή τους Θερμική & Χημική επιβάρυνση από τα αποβαλλόμενα ρευστά : πιθανότητα ρύπανσης των επιφανειακών και υπόγειων υδροφόρων και του εδάφους. Πλήρης προστασία ί του φυσικού περιβάλλοντος με την ολική επανεισαγωγή Θόρυβος: : (α) στο στάδιο κατασκευής και δοκιμών των γεωτρήσεων και των μονάδων παραγωγής. Σπάνια ξεπερνάερνά τα 100dBa και αντιμετωπίζεται με τηντο τοποθέτησηοθέτηση η σιγαστήρων κρούσης (β) στο στάδιο λειτουργίας των μονάδων, αντιμετωπίζεται με την τοποθέτησηοθέτηση μόνιμων εγκαταστάσεων σιγαστήρων Μικροσεισμικότητα: Σπάνια, με αμφισβητούμενα περιστατικά παγκοσμίως (αναφέρεται η γένεση σεισμών με μέγεθος έως 3 βαθμούς της κλίμακας Richter). Αντίθετα, πιθανολογείται ηανακούφιση της συσσωρευμένης σεισμικής ενέργειας από τη λειτουργία των γεωτρήσεων παραγωγής αραγωγής.
Καθιζήσεις: Ελάχιστες περιπτώσεις. Προκαλούνται μόνο σε περιοχές ρ χ ς με πορώδεις ρ ς ταμιευτήρες, όπως συμβαίνει και με τις κοινές υδρογεωτρήσεις Αντιμετώπιση: Επανεισαγωγή των ρευστών στον ταμιευτήρα Επιφανειακές οχλήσεις: δεν διαφέρουν από αυτές οποιουδήποτεοτε κατασκευαστικού έργου και σταματούν μετά το πέρας ρ ς των εργασιών και την αποκατάσταση του χώρου Χρήση γης: ηέκταση που επηρεάζεται δεν ξεπερνάερνά συνήθως τα 25 2,5 στρέμματα
Άποψη εργοστασίου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και γραμμής μεταφοράς των γ/θ ρευστών στην Ισλανδία
Νέα Ζηλανδία Αρμονική συνύπαρξη γεωθερμικής εκμετάλλευσης και περιβάλλοντος Ινδονησία
Εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με δυαδικό κύκλο στη Ribeira Grande (Αζόρες Αζόρες)
Μονάδα παραγωγής ρ γ γήςη ηλεκτρικής ενέργειας από γεωθερμία στο Imperial Valley (Καλιφόρνια, ΗΠΑ) δίπλα σε παραγωγικό χωράφι
Ευεργετικές επιπτώσεις στην οικονομία και τον τουρισμό της περιοχής από τη χρήση της γεωθερμίας για την παραγωγή ηλεκτρικήςενέργειας ενέργειας. Blue lagoon, μαζί με λουτρο-θερα θεραπευτικέςευτικές πισίνες και εγκαταστάσεις. Γεωθερμικό πεδίο υψηλής ενθαλπίας Svarstengi (Ισλανδία( Ισλανδία) )
Εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας απόγεωθερμία στο Wairakei της Νέας Ζηλανδίας, όπου το ζεστό νερό τροφοδοτεί δεξαμενές εκτροφής γαρίδων
Οφέλη από την εκμετάλλευση της γεωθερμίας γενικά Περιβαλλοντικά Ελάχιστες έως αμελητέες περιβαλλοντικές επιπτώσεις Σπάνιες έως ελάχιστες εκπομπές ρύπων Απαίτηση για μικρή χρήση γης Οικονομικά Μικρό λειτουργικό κόστος Συνεχής παροχή ενέργειας όλο το χρόνο, μέρα-νύχτα Εξοικονόμηση χρημάτων συγκριτικά με τη χρήση συμβατικών καυσίμων και την απρόβλε ρόβλεπτη αλλαγή των τιμών του πετρελαίου Δυνατότητες νέων αναπτυξιακών δραστηριοτήτων
Κοινωνικά Τοπική παραγωγή και διάθεση της ενέργειας ενεργειακά αυτόνομες περιοχές Δημιουργία θέσεων εργασίας και ανάπτυξη σε τοπικό και περιφερειακό ό επίπεδο εδο Μείωση της ενεργειακής εξάρτησης της χώρας και της περιοχής απότα εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα Συμβολή στην ανάπτυξη των στόχων της Λευκής Βίβλου της Ε.Ε. και του Πρωτοκόλλου του Κιότο
Οσον αφορά τη Μήλο : ΗΜήλος είναι εξαιρετικά ευνοημένη από τη φύση ΚΑΙ για το πλούσιο γεωθερμικό δυναμικό της Το γεωθερμικό πεδίο της είναι από τα σημαντικότερα στην Ευρώπη.
Η άφθονη και οικονομική γεωθερμική ενέργεια στη Μήλο αποτελεί συγκριτικό πλεονέκτημα σε σχέση με τα υπόλοιπανησιά των Κυκλάδων Σαν ήπια και φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας, θα μπορούσε να λύσει με πολύ καλύτερους όρους τις ανάγκες του νησιού σε ηλεκτροπαραγωγή και αφαλάτωση νερού Να χρησιμοποιήσειοιήσει τα υπόγεια θερμά νερά για τη θέρμανση κτιρίων και θερμοκηπίων, σε διάφορες αγροτικές διεργασίες, στην ανάπτυξη ιαματικών χρήσεων και ειδικού τουρισμού
Ηγεωθερμία μπορεί να αποτελέσει αιτία εναλλακτικής και αειφόρου ανάπτυξης στο νησί,, με δραστικό περιορισμό των καυσίμων Μπορεί τελικά να επιλύσει ε υπαρκτά προβλήματα ροβλήματα, α με ευνοϊκούς οικονομικούς, κοινωνικούς και φιλικούς περιβαλλοντικά όρους Θα μπορούσε να γίνει και το νησί του υδρογόνου Απαραίτητη προϋπόθεση : ηκαλή γνώση όλων των διαστάσεων του αντικειμένου η πλήρης ενημέρωση και συμμετοχή των εμπλεκόμενων φορέων οσωστός σχεδιασμός των μελλοντικών έργων η προσεκτική επιλογή των ειδών και του μεγέθους των εφαρμογών
ΤΕΛΙΚΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΝΑ ΠΡΟΚΥΨΟΥΝ ΜΟΝΟ ΟΦΕΛΗ!!!
Σας ευχαριστούμε πολύ για την προσοχή σας! fytikas@geo.auth.gr, http://www.geo.auth.gr