4
Geotermalna energija – (pojam, pojavnost, specifičnosti)
UVOD
Geotermalna energija je svuda ispod nas. Negde je lako dostupna ili sama izlazi na površinu zemlje
u obliku tople vode ili pare, a negde je na velikoj dubini i praktično nedostupna. Istraživanja su
pokazala da Srbija ima značajne mogućnosti za korišćenje geotermalne energije i da u budućnosti
treba planirati njeno veće učešće u energetskom bilansu. Postojeći rezultati pokazuju da bi se sa
intenzivnim programom razvoja geotermalnih resursa mogao do 2015-te godine da postigne nivo
zamene od najmanje 500.000 tona uvoznih tečnih goriva godišnje. Geotermalna energija u Srbiji se
simbolično koristi, smo sa 86 MW, iako po geotermalnom potencijalu spada u bogatije zemlje.
Njeno korišćenje i eksploatacija moraju postati intenzivniji jer na to primoravaju sledeći faktori:
tenzije naftno-energetske neravnoteže, neminovna tranzicija na tržišnu ekonomiju, stalni porast
deficita fosilnih i nuklearnih goriva, pogoršavanje ekološke situacije i porast troškova za zaštitu
okoline. Najveći značaj za Srbiju imaće direktno korišćenje geotermalne energije za grejanje i
toplifikaciju ruralnih i urbanih naselja i razvoj agrara i turizma.
U svetu se odavno eksperimentiše geotermalnim resursima - energijom usijanih stenskih
masa i vrelom vodom u utrobi zemlje. Još uvek nije pronađen efikasan način i tehnologija za
korišćenje energije usijanih stenskih masa, a zna se da je ona ogromna i da bi bila dovoljna za celo
čovečanstvo za više hiljada godina. No, eksperimenti su u toku i ne treba gubiti nadu. Sa vrelom
vodom je već sasvim drugačija situacija. Koristi se u mnogim zemljama sveta i to u poljoprivredi za
staklenike, plastenike i farme, u banjama i bazenima i balenoterapiji, u industriji kao tehnološka
voda, u naseljima za zagrevanje stambenih prostorija... Tu su, na primer, naročito mnogo uradili
Mađari, koji imaju veliki broj banja i sportsko rekreativnih centara koji funkcionišu na
termomineralnoj vodi, nisu retki ni industrijski i poljoprivredni objekti, a deo Segedina se greje
toplom vodom iz utrobe zemlje. I Nemačka je nedavno donela odluku da se ukinu nuklearne
elektrane, ali i da se sve što je moguće u razvoju privrede preorijentiše na korišćenje geotermalne
energije. Koliko je geotermalna energija dobila na značaju govori podatak da su Nemačka, Austrija
i Švajcarska sačinile trilateralne ugovore o korišćenju ovog alternativnog energenta.
Interesovanje za korišćenje geotermalne energije kod nas je znatno poraslo nakon NATO
agresije i energetske krize izazvane razaranjem naftnih, gasnih i elektro postrojenja. Tim pre što je
odavno dokazano da je naša zemlja, naročito područje Vojvodine, veoma bogato geotermalnom
energijom.
Prema procenama naših stručnjaka iz Republičkog ministarstva za nauku i Rudarsko-
geološkog fakulteta o korišćenju alternativnih izvora energije - ovaj alternativni izvor energije
mogao bi da zameni bar 1.000 megavata električne snage godišnje. Primenom ovakvih projekata
svako domaćinstvo bi imalo topao stan i toplu vodu, što je izvanredna stvar, budući da su mnoge
toplane i elektrane porušene. Da ne pominjem ogromne mogućnosti u agraru i proizvodnji zdrave
hrane u plastenicima ali i uzgoju riba, riblje mlađi, algi...
4
Geotermalna energija – (pojam, pojavnost, specifičnosti)
2. POJAM
Polagano prirodno raspadanje radioaktivnih elemenata (u prvom redu urana, torijuma i
kalijuma), koji se nalaze u svim stenama, proizvodi ogromnu termičku energiju. Geotermalna
energija se može smatrati fosilnom nuklearnom energijom; ona je tzv. unutrašnja toplotna energija.
Ukupna toplota u unutrašnjosti zemlje iznosi oko 4.1030J ili oko 1020toe (tona ekvivalentne nafte).
Budući da urana, torijuma i kalijuma ima najviše u granitnim stenama, toplota se nešto više razvija
u Zemljinoj kori, nego pod morem i u stenama mladih geoloških formacija intezivnije nego u
starijim stenama.
Difuzija unutrašnje toplote veoma je polagana i izaziva srednji temperaturni gradijent od
10C po km i to za prvih 100km od površine. Taj gradijent polagano raste prema središtu Zemlje gde
temp. iznosi oko 6000C. Energija koja se provodenjem toplote dovodi na površinu iznosi u proseku
oko 5.4kJ/m2 dnevno. Računa se da je potrebno oko 100 miliona godina da toplota koja se nalazi u
Zemljinoj kori do dubine 100km stigne na površinu delovanjem provodenja. Gustina te energije je
jako mala i ona se ne može koristiti. Kada govorimo o geotermalnoj energiji mislimo na onu koja je
akumulirana u stenama Zemljine kore, a ne na onu koja provodenjem struji ka površini.
2.1.Geotermalni izvori i vrste geotermalnih izvora
Pod pojmom geotermalnih izvora se podrazumevaju izvori geotermalnog medija, vode iz
podzemnih ležišta koja mogu biti bez dovoda vode (napajanja) s površine ili s prirodnim ili
veštačkim dovodom vode s površine koja tada prolazi kroz podzemna ležišta. Područja koja imaju
najveći broj geotermalnih izvora su istovremeno i ona koja su geološki još vrlo aktivna, to jest koja
imaju aktivne vulkane ili u kojima često dolazi do potresa. To su područja oko Tihog okeana (tzv.
pacifički vatreni krug: zapadni delovi SAD i Kanade, Srednja Amerika, zapadne obale Južne
Amerike, Novi Zeland, Indonezija, Filipini, Japan i istočni Sibir), srednjoatlanski greben (Island),
planinski lanci kao što su Alpi i Himalaji, istočna Afrika, srednja Azija i neka ostrva u Tihom
okeanu.
4
Geotermalna energija – (pojam, pojavnost, specifičnosti)
Geotermalni izvori se mogu podeliti na nekoliko osnovnih načina:
prema stepenu istraženosti, odnosno potvrđenosti ležišta
prema vrsti ležišta
prema temperaturi medija (tople ili vrele vode ili pare).
Prema stepenu istraženosti ležišta, poznavanju hemijskog sastava i fizičkih svojstava medija
(vode ili pare), parametrima potrebnim za njihovo utvrđivanje i mogućnostima za korišćenje
geotermalni izvori se dele na:
1. utvrđene - koje se mogu se isplativo koristiti do sada poznatim tehničkim sredstvima
2. potencijalne - Koje se još ne mogu isplativo ili se uopšte ne mogu eksploatisati poznatim
tehničkim sredstvima
Geotermalni izvori se prema vrsti geotermalnih ležišta dele prema:
1. napajanju, odnosno načinu ulaska medija u ležište i izlasku iz njega:
a. s prirodnim ulaskom (napajalištem) i izlaskom: vrelom ili izvorom vode
b. s prirodnim ulaskom i veštačkim izlaskom vode, kroz bušotinu
c. s veštačkim ulaskom i izlaskom vode (bušotine).
2. termodinamičkim i hidrološkim svojstvima:
a. izvori tople ili vruće vode (gejzire)
b. izvori suve vodene pare
c. ležišta vode i gasova pod visokim pritiskom
d. vruće i suve stene (magma).
Izvori tople ili vruće vode (ponegde nazivani gejzirima) najčešći su i najprepoznatljiviji
način dolaska zagrejane vode iz dubine na površinu Zemlje. Potiču od vruće vode ili pare koja se
nalazi zarobljena u razlomljenom i šupljikavom (poroznom) stenju na manjim ili srednjim
dubinama (od 100 do 4500 m). Pri tome je medij najvećim delom u tekućoj fazi, a tek manjim
delom u obliku pare (kao mehurići). Kada je temperatura dovoljno visoka (> 170 °C), voda se pri
izlasku na površinu pretvara u paru koja se može koristiti za pogon parne turbine, a kada su
temperature niže redovno se koristi sekundarni prenosnik toplote (tzv. binarne geotermalne
elektrane). Inače, izvori vruće vode za sada predstavljaju jedini geotermalni izvor koji se u svetu
komercijalno koristi.
Izvori suve vodene pare na svetu su retki, ali se smatraju najjednostavnijima i
najisplativijima za korišćenje jer se prirodna suva vodena para može koristiti za pogon parne
turbine. Ležišta vode i gasova pod visokim pritiskom nalaze se na velikim dubinama (od 3000 do
6000 m). Voda je pri tome umerene temperature (između 90 i 200 °C) i sadrži otopljeni metan.
Zahvaljujući vrlo visokim pritiscima bilo bi moguće koristiti mehaničku, toplotnu pa i hemijsku
energiju, ali uz današnje tehnologije to se još ne smatra isplativim.
Vruće i suve stene, odnosno magma nalaze se u nepropusnim slojevima na velikim
dubinama i imaju visoku temperaturu, između 700 i 1200 °C. Za njihovo korišćenje bila bi potrebna
složena tehnologija (dovoljno duboke bušotine), što još nije isplativo ni tehnološki razrađeno, a za
sada postoji tek nekoliko ispitnih postrojenja (npr. u Los Alamosu u SAD-u i u Velikoj Britaniji).
Prema temperaturi geotermalnog medija (vode ili pare, odnosno njihovih smesa),
geotermalni izvori mogu biti:
