Του Χρήστου Δημάκα,
Η γεωθερμία αποτελεί μία ήπια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, καθώς εκμεταλλεύεται την ανεξάντλητη ενέργεια που περικλείεται στους γεωλογικούς σχηματισμούς. Το έδαφος, σε βάθος περίπου δύο μέτρων, έχει μια σταθερή θερμοκρασία 17°-18°, ανεξαρτήτως εποχής, διότι απορροφά το 50% των ακτινών του Ηλίου, με αποτέλεσμα να δημιουργείται κάτω από τα πόδια μας μια τεράστια αποθήκη θερμικής ενέργειας.
Τοποθετώντας ένα δίκτυο σωληνώσεων νερού μέσα στο έδαφος, σε βάθος 1,5-2 μέτρων, η θερμοκρασία αυτή αξιοποιείται. Το νερό των σωληνώσεων, με μια αντλία, οδηγείται στις σωληνώσεις που βρίσκονται μέσα στο δάπεδο, με αποτέλεσμα τον χειμώνα ο γεωθερμικός εναλλάκτης να απορροφά θερμότητα από τη Γη και να τη μεταφέρει μέσω μιας κατάλληλης συσκευής, της γεωθερμικής αντλίας, στον χώρο για να τον ζεστάνει. Το καλοκαίρι το ίδιο σύστημα αντιστρέφεται, απορροφώντας θερμότητα από τον κλιματιζόμενο χώρο (άρα κάνοντας ψύξη) και μεταφέροντάς την πίσω στην «αποθήκη» της Γης.
Η γεωθερμία, ανάλογα με τη θερμοκρασία που μεταφέρεται στην επιφάνεια, μπορεί να εφαρμοστεί σε νέα κτίρια όλων των μεγεθών, σε μονοκατοικίες, συγκροτήματα τουριστικών κατοικιών, ξενοδοχεία, θερμοκήπια, οπουδήποτε κι αν βρίσκονται αυτά, με τα ίδια οφέλη. Επίσης, χρησιμοποιείται για ιχθυοκαλλιέργειες και για θερμά λουτρά. Πρόκειται για μια από τις πιο υποσχόμενες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καθώς παράγει ηλεκτρισμό (θερμοκρασία > 80°) με ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Έχει αποδειχθεί ότι, μεταξύ και των άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, είναι η πιο αξιόπιστη, ασφαλής και «πράσινη» και, επομένως, χρησιμοποιείται για παραγωγή ενέργειας, θέρμανσης και ψύξης. Ας εξετάσουμε, πιο συγκεκριμένα, μερικά οφέλη της:
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Η ηλεκτροπαραγωγή αποτελεί μια από τις πιο σημαντικές εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας. Αρχικά, για να μπορέσει να χρησιμοποιηθεί η ενέργεια της γεωθερμίας για ηλεκτροπαραγωγή, το πιο σημαντικό είναι η υψηλή ενθαλπία, κάτι που επιτυγχάνεται όταν υπάρχουν θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 150 °C. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη γεωθερμία μπορεί να γίνει με τρεις τρόπους:
- Ξηρός ατμός: Ο ατμός που βγαίνει από το έδαφος οδηγείται σε έναν στρόβιλο, τον οποίο και περιστρέφει. Η περιστροφή αυτή είναι που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Στη συνέχεια, ο ατμός κατευθύνεται προς έναν συμπυκνωτή, όπου και συμπυκνώνεται σε θερμό νερό, επιστρέφοντας στην πηγή γεωθερμίας από την οποία προήλθε.
- Flashing: Η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος γίνεται μέσα από έναν εξελιγμένο σχεδιασμό που περιλαμβάνει νερό υψηλής θερμοκρασίας, το οποίο αποσυμπιέζεται σε ατμό μέσα σε ένα κατακόρυφο δοχείο αποσυμπίεσης. Ο ατμός που δημιουργείται, λόγω της πτώσης πίεσης, οδηγείται σε στρόβιλο, όπου και παράγεται το ηλεκτρικό ρεύμα. Ο κορεσμένος ατμός που εκρέει συμπυκνώνεται σε υγρό νερό και επιστρέφει στο έδαφος.
- Δυαδικός κύκλος: Σε περίπτωση που οι θερμοκρασίες του υγρού γεωθερμίας είναι χαμηλότερες, τότε η παραγωγή ρεύματος γίνεται μέσω ενός δυαδικού κύκλου. Το ζεστό νερό που βγαίνει από τη Γη διέρχεται μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας, μέσα στον οποίο θερμαίνει ένα δεύτερο υγρό. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό που χρειάζεται να έχει το τελευταίο είναι η βράση σε θερμοκρασίες ίδιες με αυτές που έχει το γεωθερμικό δυναμικό της πηγής. Έτσι, το υγρό μετατρέπεται σε ατμό και εισέρχεται σε στρόβιλο. Κατά την έξοδό του, συμπυκνώνεται και η διαδικασία επαναλαμβάνεται από την αρχή. Το γεωθερμικό ρευστό οδηγείται, για μια ακόμα φορά, και πάλι στο έδαφος.
Στην Ελλάδα, γεωθερμία κατάλληλη για ηλεκτροπαραγωγή βρίσκεται σε προσιτά βάθη στα νησιά του Αιγαίου, όπως στη Λέσβο, τη Χίο, τη Σαμοθράκη, το Αρίστηνο Αλεξανδρούπολης, αλλά και στη Μήλο, τη Σαντορίνη και τη Νίσυρο. Ειδικότερα, τα τρία τελευταία αντιστοιχούν σε περιοχές γεωλογικά πρόσφατης ηφαιστειακής δράσης και περιλαμβάνουν γεωθερμικά πεδία υψηλής ενθαλπίας, με θερμοκρασίες 150-350 ºC και συνολικό γεωθερμικό δυναμικό τουλάχιστον 250 MW(e), το οποίο, όμως, μέχρι σήμερα παραμένει ανεκμετάλλευτο. Στις υπόλοιπες περιοχές απαντώνται γεωθερμικά πεδία χαμηλής – μέσης ενθαλπίας, με θερμοκρασίες 90-120 ºC και δυναμικό ηλεκτροπαραγωγής της τάξεως τουλάχιστον των 120 MW(e). Η γεωθερμία υψηλής ενθαλπίας, σε αντίθεση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, έχει μηδαμινή ανάπτυξη, παρότι διαθέτει τον υψηλότερο συντελεστή χρήσης.
Γεωργία
Οι πιο σημαντικές επενδύσεις που υλοποιήθηκαν τα τελευταία χρόνια εγχώρια στη γεωθερμία αφορούν την κατασκευή και λειτουργία μεγάλων θερμοκηπιακών μονάδων, σε περιοχές της Βόρειας Ελλάδας. Πιο συγκεκριμένα, η περιοχή Νέου Εράσμιου Ξάνθης γεωγραφικά βρίσκεται στις ανατολικές όχθες των εκβολών του ποταμού Νέστου και ανήκει στον ιζηματογενή χώρο της λεκάνης του Πρίνου – Δ. Νέστου, που με τη σειρά του αναπτύχθηκε στη γεωτεκτονική ζώνη της μάζας της Ροδόπης. Με βάση εκτεταμένες γεωθερμικές έρευνες, διαπιστώθηκε ότι η κύρια γεωθερμική ανωμαλία του αναπτύσσεται σε μια έκταση 15-20 km2, με τιμές γεωθερμικής βαθμίδας που φτάνουν τους 25°C/100 m., με μία αντίστοιχα υψηλή ροή θερμότητας, καθώς και τέτοια ποιότητα και χημική σύσταση γεωθερμικών ρευστών που προσδίδει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και τυπολογία στο συγκεκριμένο γεωθερμικό κοίτασμα. Στην πρωτοπορία της γεωθερμίας ανήκει και η λειτουργία τριών θερμοκηπιακών μονάδων στη Νιγρίτα Σερρών, στις οποίες καλλιεργείται σπιρουλίνα.
Αφαλάτωση θαλασσινού νερού
Οι καθαρές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, με τη μορφή εναλλακτικής προσέγγισης στα συμβατικά συστήματα, θεωρούνται τα πιο κρίσιμα διαθέσιμα εργαλεία για τον έλεγχο των περιβαλλοντικών και οικονομικών προβλημάτων που σχετίζονται με τα ενεργειακά συστήματα. Σε πολλές περιοχές της Ελλάδας υπάρχει έντονη ανάγκη για παραγωγή υψηλής ποιότητας νερού κατάλληλου προς πόση, ή και για άλλη χρήση, με χαμηλό κόστος. Ιδιαίτερα σε περιοχές κοντά στη θάλασσα, όπου το πόσιμο νερό είναι σπάνιο και δεν επαρκεί, η ανάγκη αυτή είναι πιο έντονη.
Με τον όρο «αφαλάτωση» χαρακτηρίζεται η οποιαδήποτε διεργασία αφαίρεσης αλάτων από μία αλατούχα ουσία και, κυρίως, από αλατούχα ύδατα. Έτσι, κατ’ επέκταση, η αφαλάτωση είναι μία μέθοδος ανάκτησης πόσιμου νερού από θαλασσινό νερό, υφάλμυρα ποτάμια και λίμνες. Η αφαλάτωση με χρήση γεωθερμίας είναι μια πρωτοπόρα και υπό διερεύνηση μέθοδος αφαλάτωσης. Γίνεται με χρήση της θερμικής ενέργειας των γεωθερμικών ρευστών χαμηλής ενθαλπίας που υπάρχουν σε μικρά και, επομένως, οικονομικά βάθη. Η μέθοδος αυτή μπορεί να εφαρμοστεί με επιτυχία με γνωστές και δόκιμες τεχνολογίες θερμικών μεθόδων αφαλάτωσης, οι οποίες πραγματοποιούνται με θερμική απόσταξη πολλαπλών βαθμίδων (δράσεων) σε εξατμιστήρες, είτε καθέτων είτε οριζοντίων αυλών, υβριδικών συστημάτων και άλλων μεθόδων. Στο νησί της Μήλου, παραδείγματος χάριν, λειτουργεί μονάδα αφαλάτωσης για την κάλυψη των αναγκών του νησιού σε νερό, η οποία συνδυάζει τόσο την αιολική, όσο και την ηλιακή ενέργεια.
Τηλεθέρμανση – Τηλεκλιματισμός
Γεωθερμικές πηγές χαμηλής θερμοκρασίας (20°C έως 90°C) μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για την άμεση θέρμανση οικιακών, αγροτικών, βιομηχανικών και εμπορικών εφαρμογών. Για τη θέρμανση οικιών, πολύ διαδεδομένη είναι η τηλεθέρμανση, της οποίας τα δίκτυα συνιστούν μια δοκιμασμένη και αποδοτική λύση μεταφοράς θερμότητας από μια κεντρική εγκατάσταση στον τελικό χρήστη/ καταναλωτή. Σχεδιάζονται έτσι ώστε να μπορούν να εκμεταλλευτούν πλήρως τοπικά διαθέσιμες ενεργειακές πηγές για την περιοχή που εξυπηρετούν. Βασίζονται στις οικονομίες κλίμακας και, ειδικότερα, στην πολύ υψηλότερη αποδοτικότητα παραγωγής μιας κεντρικής και μεγάλης μονάδας, σε σύγκριση με μικρές/ ατομικές μονάδες. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται είναι η ίδια με αυτή κοινών εγκαταστάσεων σε συστήματα θέρμανσης και τα συστήματα παρακολούθησης είναι επίσης τα ίδια. Οι εγκαταστάσεις αυτές μπορούν να υλοποιηθούν και να εποπτευθούν από κάθε θερμικό εγκαταστάτη. Επίσης, εάν η θερμοκρασία του ρευστού είναι υψηλή, μπορούν να καλυφθούν ανάγκες θέρμανσης, θερμού νερού χρήσης, θερινού κλιματισμού και ψύξης με ιδιαίτερα φθηνή ενέργεια και, κυρίως, απολύτως φιλική προς το περιβάλλον.
Συμπερασματικά, η γεωθερμία είναι μια λύση με πολλά πλεονεκτήματα, τόσο περιβαλλοντικά όσο και οικονομικά και αισθητικά, καθώς δεν απαιτούνται εξωτερικές σωληνώσεις, ηλεκτρικές παροχές ή υποχρεωτικά ανοίγματα αερισμού και καμινάδες. Τέλος, παρέχει άνεση και ασφάλεια για τους χρήστες, χωρίς πιθανά προβλήματα μονοξειδίου του άνθρακα, οσμές και ρύπους, αλλά και χωρίς θέματα ανεφοδιασμού και αποθήκευσης καυσίμων. Η λειτουργία για τον χρήστη είναι απλή και χρειάζεται μόνο μία μονάδα για την κάλυψη όλων των αναγκών σε θέρμανση, ψύξη και ζεστό νερό.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Γεωθερμία, Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας, διαθέσιμο εδώ
- Ηλεκτρική ενέργεια από γεωθερμία, PIR, διαθέσιμο εδώ
- Γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας, Θερμοϋδραυλικός, διαθέσιμο εδώ
- Πλεονεκτήματα γεωθερμίας, eneroots, διαθέσιμο εδώ
- Μάρθα Νάνου, Οικολογικά Συστήματα Αφαλάτωσης για την ολοκληρωμένη ανάπτυξη της Μήλου (Διπλωματική Εργασία / Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο / 2012)
