Mesterséges földhőrendszerek (EGS) Magyarországon

A BERUHÁZÁS CÉLJA

A mesterséges földhőrendszer (EGS) újszerű technológiának számít, ami környezetbarát áramtermelést tesz lehetővé Magyarország és a környező országok számára.

A „Mesterséges földhőrendszerek Magyarországon” K+F projekt számos olyan újszerű kutatás-fejlesztési elemet céloz meg, melyek az EGS technológia további fejlődése szempontjából elengedhetetlenek.

Az EGS rendszer alappillérei a termelő- és visszasajtoló kutak, melyek talppontja a mesterségesen repesztett alapkőzetbe ér. A rendszer egy zárt kört alkot, amelyben a víz a visszasajtoló kutak segítségével jut a repesztett kőzetmátrixba és azon keresztülhaladva felveszi annak a hőjét, ahonnan a kitermelő kutakon keresztül, kútszivattyúk segítségével az erőműbe jut, hogy elektromos áramot és hőt szolgáltasson, a potenciális ipari felhasználok számára.

A projekt közvetlen és közvetett K+F feladatai:

  • A mesterségesen repesztett zártrendszerben keringtetett víz a termelő közeg, így jogi- és engedélyezési szempontból kutatómunkát igényel, mivel Magyarországon hasonló rendszer még nem létezik.
  • A technológia környezetre gyakorolt hatásának meghatározása.
  • A fúrási folyamat alapos és körültekintő megtervezésével a jövőbeni EGS projektek számára fontos információ nyerhető, aminek tisztán kutatási célú felhasználása is fontos, pl.: magmintából a magyarországi mélygeológiai formációk viselkedése analizálhatóvá és megérthetővé válhat.
  • A mesterséges rezervoár kialakítása a kőzetmátrixon belül a kutak között oly módon, hogy a közeg a visszasajtoló kúttól a kitermelőig eljusson már önmagában egy bonyolult K+F feladat. A rezervoár kialakítás megtervezése számos hidraulikai, termikus és kémiai folyamat kombinációján keresztül kerül kifejlesztésre, amit még nyomásalatti kristályos alapkőzetben nem szimuláltak. Ezért a szükséges egy számítógépes modell kifejlesztése melynek segítségével a rezervoár kialakíthatóvá válik a valóságban is. Az átfogó számítógépes modellezés az EGS rezervoár termikus és hidraulikai jellemzőinek meghatározása mellett részletes áramlási modellt állít fel.
  • A K+F projekt egyik fő eleme a kútszivattyúk kiválasztása, melyeknek magas hőmérsékleten (>200°C) és nyomáson kell üzemelniük. Ez magában foglal egy számítógépes modellezést és a tervezési peremfeltételek meghatározását. Fontos továbbá a kútszivattyú beépítési környezetének meghatározása a vonatkozó követelmények figyelembevételével, legyen szó akár turbina lapátkerekes ún. „line-shaft” szivattyúról, elektromos búvár vagy hidraulikus búvárszivattyúról.
  • A projekt célja hogy a K+F keretein belül részletes összehasonlításra kerüljenek a lehetséges bináris ciklusú erőmű típusok gazdasági és technológiai szempontok alapján, aminek eredményeként a legmegfelelőbb ciklus kerül majd kiválasztásra az EGS számára. A legismertebb és legelterjedtebb bináris ciklus az ORC és „Supercritical” ORC, azonban az elmúlt években kifejlesztésre került a KALEX technológia is a Kalina technológia alapján, aminek hatásfoka felülmúlja az ORC-t, viszont még kereskedelmi forgalomban nem üzemel sehol a világon. A Mannvit viszont kizárólagos együttműködési viszonyban áll a Technip vállalattal, amely birtokolja a KALEX technológia szabadalmi jogát, így megvalósulhatna egy számítógépes szimulációs szoftver kialakítása, amely segítségével optimalizálni lehetne a tervezési paramétereket és egyéb, az összes lehetséges bináris ciklushoz kapcsolódó összefüggéseket, oly módon, hogy lehetővé válna a jövőben gyorsan és hatékonyan meghatározni a legmegfelelőbb eljárást egy EGS rendszerhez legyen az bárhol a világon.
  • A kúttervezési paraméterek optimalizálására egy számítógépes szimulációs modell felállítása szükséges.
  • Cél továbbá, hogy a vízben oldott gázok ne csapódjanak ki üzem során. Az erőmű ily módon történő megtervezése egy innovatív környezeti problémát vet fel, ami ismét egy megoldandó műszaki feladat. Amennyiben mégis szükséges lesz a gázt kivonni, úgy annak a visszasajtolása egy komoly kihívás és szabadalmaztatást jelenthet a jövőben.

 

EGS-tabla