EGS rendszerű Geotermikus Erőmű Magyarországon


Az Európai Unió egy ambiciózus terve megnövelt hatékonyságú geotermikus erőműveket akart létrehozni szerte a kontinensen. Az alapvetően uniós forrásokból finanszírozott “előkészületi projektek”, azonban sok helyütt nem teljesítették be a reményeket.

Az Európai Bizottság demonstrációs projektek beruházási programja egy ún. NER300 pályázati felhívást tett közzé az alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiák fejlesztésére és a megújuló energiaforrások hasznosítására.

Brüsszel döntése értelmében a „Geotermikus Energia” egyik kategóriájában az EU-FIRE és a Mannvit közös tulajdonában álló EGS Hungary Konzorcium 39,3 millió euró támogatást nyert a „Dél-alföldi EGS rendszerű geotermikus erőmű” című, összesen 116 millió eurós projekttervének a megvalósításához. Ez Magyarország első EGS (javított hatékonyságú geotermikus rendszerű) projektje..

Az EGS-technológia segítségével Közép-Kelet-Európában először forró, száraz geológiai formációkban lehet kialakítani mesterséges geotermális erőforrást villamosenergia-termelés céljából. A technológia világszinten is ritkaságnak számít, így a magyar partnerek mellett izlandi, amerikai és multinacionális partnerekkel közösen folyik a munka.

A helyszínre akkor azért esett a választás, mert kompressziós térben lévő gránitaljazatot kerestünk – akkor három lehetséges helyszín merült fel, az akkori információk alapján a Battonya környéki térség tűnt a legmegfelelőbbnek. Itt elvégeztük a talajvizsgálatokat, a rezervoár célzóna és kúthelyszín meghatározását és megtörtént a területvásárlás is. Ezenfelül elkészült az új kiserőmű koncepció kidolgozása és lezajlott a szeizmikus monitoring hálózat kialakításának vizsgálata, ami a kútpárok kialakításának az előfeltétele. Megtörtént a REGS (Robust EGS) eljárás helyszínre vonatkozó értékelése és elemzése. 

Sajnos az azóta elvégzett sokrétű és átfogó geológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a kiválasztott fúrási pont alatt olyan geológiai formáció van, amely kockázatossá tenné a kút lemélyítését és a mesterséges rezervoár kialakítását. Ezért olyan szakmai döntés született, amely szükségessé teszi új terület kiválasztását, ahol a projekt az eredeti elképzelések szerint tud megvalósulni. A projektet tehát egy másik régióba kell átvinnünk, ahol nem áll fent ez a geológiai anomália.

Előzmények

Az üvegházhatású gázok csökkentése érdekében az Európai Unió létrehozta a NER300 finanszírozási eszközt, hogy innovatív, megújuló energia technológiákat támogasson. A Bizottság 2010 őszén NER300 pályázati felhívást tett közzé a tagállamok számára, hogy – több kategóriában – innovatív, megújuló geotermikus energiát alkalmazó szemléltető projektek megvalósulását támogassa. A magyar Nemzeti Fejlesztési Minisztérium 2011 februárjában számos jelentkező közül az EU-FIRE EGS Hungary Kft. által jegyzett Dél-Alföldi EGS erőmű projektet választotta ki arra, hogy Magyarországot képviselve pályázzon a programban. A projektet – részletes átvilágítást követően – a geotermális kategória legjobbjaként értékelték Brüsszelben, és a Bizottság 39,3 millió euró összegű pénzügyi támogatást ítélt meg a projekt megvalósítására – ez a legnagyobb direkt forrás, amelyet az uniós csatlakozásunk óta egy magáncég elnyert, ráadásul olyan forrás, amelyet nem a tagállami hétéves fejlesztési keret terhére ítéltek meg, hanem egyedi forrásból. A projekt teljes beruházási költsége meghaladja a 116 millió eurót.

A projekt a Nemzeti Fejlesztési Minisztériummal és a Nemzetgazdasági Minisztériummal szoros együttműködésben valósul meg. A Magyar Kormány 2014 októberében a projekttel összefüggő közigazgatási hatósági ügyeket kiemelt jelentőségűvé nyilvánította (lásd 263/2014. (X. 15.) Korm. rendelet).

Projektcélok

A nyertes pályázat Magyarország és a régió első javított hatékonyságú geotermikus (EGS) projektje, amely úttörő projektként arra irányul, hogy Dél-Kelet Magyarországon forró, száraz kőzetben alakítson ki mesterséges módon geotermális erőforrást villamosenergia-termelés céljából. Pusztán néhány hasonló kutató és szemléltető projekt folyik Európában, az Egyesült Államokban és Ausztráliában, jelezve az EGS technológia globális bíztató jövőjét.

Hagyományos geotermia vagy EGS?

A hagyományos geotermális rendszerek fő kockázata mindig az, hogy találunk-e megfelelő paraméterekkel rendelkező vízadó réteget (elsősorban vízhozam és hőmérséklet tekintetében). Az EGS rendszernél viszont kiküszöböljük ezeket a problémákat, mert vízadó réteg helyett alkalmas forró kőzetet keresünk, amelyek jóval nagyobb kiterjedésben állnak rendelkezésre, mint a természetes hidrotermális rezervoárok.

Az EU elkötelezett az EGS technológiában, amelyet a geotermia jövőjének tartanak. Immár több olyan forrás nyílt meg Brüsszelben, amely kifejezetten az EGS eljárás kutatását, kifejlesztését, előrelendítését támogatja.

A tervezett rendszer műszaki jellemzői

A projekt során mesterséges geotermikus tározót hozunk létre, és megépül egy geotermális ORC (Organic Ranking Cycle) típusú villamos erőmű, mely több mint 20 éven keresztül évi 11,8 MW elektromos áramot – hőtermeléssel kiegészülve összességében évi 74 MW energiát – termel. A tározót ún. rétegcsúsztatással hozzuk létre egy forró és részben már repedezett kőzettestben: a vizet nagy nyomással bejuttatjuk, így a meglévő repedések megnyílnak, kiterjednek, összekapcsolódnak, és létrehoznak egy olyan rendszert, amely egy természetes hidrotermális tározóhoz hasonló szerepet tölt be. A mesterséges rezervoár tervezett mérete kb. 3 km3.

Az újonnan létrehozott rezervoárba termelő és visszasajtoló kutakat létesítünk, az így létrejövő zárt körben a víz keresztüláramlik a forró kőzeten és átvéve annak a hőmérsékletét, felmelegszik. A forró vizet aztán a termelő kutakon keresztül a felszínre hozzuk, és forró víz hőtartalmát egy másik közegnek átadva, az erőműben elhelyezett turbinák segítségével elektromos áramot termelünk. A lehűlt vizet visszasajtoljuk, ahol az a zárt körforgásban újra felmelegszik.

Az EGS technológia jelenleg még kutatás-fejlesztési stádiumban van. A projekt az izlandi geotermális óriás, a Mannvit bevonásával zajlik: a több mint 50 éves tapasztalattal bíró társaság 5 százaléknyi tulajdonrészt szerzett a projektben, a többségi 95 százalék tulajdonosa a hazai EU-FIRE Kft. A kezdeményezés tágabb értelemben is nemzetközi kooperáció, hiszen várhatóan jelentős szakmai cégeket is bevonunk egyebek között az USA-ból, Franciaországból és Dél-Koreából, mellettük pedig az amerikai Nevadai Egyetemmel is kapcsolatban vagyunk. A projekt fő irányvonalát ugyanakkor hazai cégek hangolják össze.

A tervek szerint az olcsó villamosenergia-előállítás mellett szekunder termékként megjelenik a hő is, mellyel helyi távfűtést tudunk biztosítani, vagy a helyi mezőgazdasági, ipari vállalkozásokat rendkívül gazdaságosan tudjuk ellátni hőenergiával.

Az EGS-rendszer pozitív hatásai

Az EGS rendszerek óriási potenciállal bírnak a tekintetben, hogy a magyar energia portfólióhoz tiszta, megújuló energiaként jelentős mértékben hozzájáruljanak, és ezáltal elősegítsék az Európai Unió 2020-ig szóló céljának elérését is, hogy a felhasznált energia 20 %-a megújuló energiaforrásból származzon. De a projekt fontos szerepet játszhat a helyi közösség erősítésében és szociális fejlődésében is, hiszen egy nehéz helyzetben lévő régióban munkahelyeket teremt és lehetőséget nyújt a helyi vállalkozások, ipari üzemek, mezőgazdasági létesítmények fejlesztésére.

Az EGS innovációs projekt szakmai sarokpontjai, komplikáltságának dimenziói

Legfőbb érvek közt a fúrási pont végleges meghatározását, illetve felhasználni kívánt rétegserkentési technológia meghatározását emelnénk ki.

Fúrási pont

Nehézségét az adja, hogy a földtani kockázat csökkentéséhez leginkább alkalmas felszín alatti, földtani fúrási célt és a felszíni adottságokat szükséges összeegyeztetni. Egy folyamatos iteráció és kompromisszumkeresés eredménye a fúrási pont kitűzése. Felszín alatti földtani cél meghatározásánál figyelembe kell venni minden rendelkezésre álló, korábbi fúrási eredményt, illetve szeizmikus adatokat, illetve az ezekből készült földtani modellt. A felszíni tulajdonságok esetében pedig fontos a lakott területektől való elérhető legnagyobb távolság (az esetlegesen indukált szeizmicitás kockázatát csökkentendő, illetve a monitoring kutak zajszintjének csökkentésére), a fúrási pont megközelíthetősége, a majdani hálózatra csatlakozás és vízvételezés lehetőségei. Nehézségeket okozott elegendő nagyságú földterület szerzése, amely a későbbiek során telepíteni kívánt felszíni technológia elhelyezését is lehetővé tette. A régió kiváló aranykoronás termőföld adottságai nem tették érdekeltté a tulajokat az eladásban és az általánosan összetett ingatlan tulajdonviszonyok is elhúzódó adminisztrációt okoztak. Fontos megjegyezni ugyanakkor, hogy az EU-FIRE EGS Hungary Kft. rendelkezett a kiválasztott fúrási helyszínre jogerős építési engedéllyel.

Rétegserkentési technológia kiválasztása

A megfelelő földtani cél meghatározása melletti leginkább kardinális kérdés az alkalmazott rétegserkentési eljárás kiválasztása, ettől függ ugyanis a létrehozandó mesterséges rezervoár minden olyan tulajdonsága, ami a termelést meghatározza. A technológia K+F jellege miatt kevés piaci szereplőnél áll/állt rendelkezésre referenciákkal bizonyítható kompetencia, a projekt indulásának idején ezek jelentős részét lekötötték az akkor futó projektek, ezért a tárgyalások és szakmai egyeztetések lassan tudtak haladni és eredményhez vezetni.

A NER300 projekt fizikai előrehaladása – státuszjelentés

1. Előzetes tervezés és EIB átvilágítás – végrehajtva

A projekt meghatározása, a NER300 pályázat elkészítése és az EU felé történő benyújtása történt meg, amelyet az Európai Befektetési Bank átvilágítási folyamata követett. E fázis alatt, a Projektgazda azonosította a kulcslehetőségeket az EGS technológia felhasználására a Pannon-medence területén, valamint szintén azonosította és felmérte a projekt kivitelezése során felmerülő kulcsfontosságú kockázatokat. Ezen ellenőrzések eredményeit az úgynevezett EGS Vörös Zászló jelentés tartalmazza, amelyet a projekttársaság csapata készített el.

2. Előkészítés – végrehajtva

A Projektgazda az alapprojekt koncepciók előre lendítését és továbbfejlesztését dolgozta ki. Miután az Európai Bizottság a NER300 támogatást a projekttásaságnak megítélte, elkezdték a Projekt Előkészítési Fázist, amely során a projekt kivitelezésének tervét előkészítették és lefektették, valamint a projekt egyik legfontosabb engedélyezési mérföldkövét elérték, a projekt megszerezte a koncessziós engedélyét a Battonya területén található geotermikus hő kinyerésére, felhasználására és hasznosítására.

3. Kutatás – folyamatban

A NER300 forrásból megvalósult Kutatási fázis eddigi fő eredménye a fúrásra legalkalmasabb felszíni pont és a kútpálya meghatározása. Ezt a potenciális területek folyamatos szűkítésével és a hozzá kapcsolódó műszaki tervezéssel lehetett elérni. A projekt előkészítése során lehatárolásra került az EGS megvalósításának szakmailag leginkább megalapozott helyszíne, ahol a feltárásra kijelölt kőzetek megfelelő mélységben és kiterjedésben adottak. Erre vonatkozóan rendelkezésre állnak a megfelelő műszaki tervek is.

  • Földtudományi kutatások
    • Földtani adatok kigyűjtése és adatbázisba rendezése
    • 3D szeizmikus adattömb egy részének újra feldolgoztatása és ennek értelmezése
    • 3D földtani modell megalkotása
    • Lehetséges helyszínek földrajzi, földtani, geofizikai jellemzői vizsgálata
    • Lehetséges kúthelyszínek kiértékelése és összehasonlítása
    • Kiválasztott kúthelyszín független szakértők általi vizsgálata (MFGI, Geomega)
    • Szeizmikus monitoring hálózat terve, 12 db mérőhelyre
    • Szeizmikus monitoring hálózat telepítési helyein előzetes zajmérések végzése
    • Szeizmikus monitoring hálózat kockázatcsökkentési terve
    • A fúrás előzetes geo-műszaki terve
    • A mesterséges rezervoár kialakításának lehetséges módjai összehasonlítva, rétegcsúsztatásos technológiára tanulmány készült
  • Mérnöki munkák és tervezés
    • Tervezési alapadatok meghatározása
    • Projekt megvalósíthatóságának felmérése
    • Konceptuális kúttervezés
    • Fúrási program
    • Helyszínelőkészítés terve
    • Kútgeofizikai terv
    • Kút- és rétegvizsgálati terv
    • Szivattyú műszaki specifikációja
    • Vízvételezési terv
    • Erőmű elsődleges terv
  • Környezet-, egészség- és munkavédelmi tervezés és a követelmények meghatározása
    • HSE végrehajtási terv
    • HSE koordináció
  • Engedélyeztetés
    • Battonya régió geotermikus koncessziós pályázatának elkészítése a koncessziós pályázati kiírásban foglaltak szerint, a koncessziós pályázatban benyújtott Kutatási Műszaki Üzemi Terv (KMÜT) és Környezeti Tervfejezet elkészítése; koncessziós engedély megszerzése
    • Bányahatósági Építési Engedély megszerzése
    • Engedélyeztetési tervek
    • Monitoring kutak tervezett fúrási helyszíneken tulajdonosi egyeztetések
  • Kockázat-elemzés, – becslés és tervezés
    • Elemzés végrehajtása a végzetes hiányosságok beazonosítására (végzetes hiba analízis)
    • Kockázati napló előkészítése (Risk Register)
  • Beszerzés
    • Fúrási helyszínül szolgáló földterület megvásárolva
    • A Szeizmikus Monitoring hálózat kiépítésének tendereztetése
    • Helyszín-előkészítés tendereztetése
    • Az első kútra vonatkozó fúrási munkálatok tendereztetése
    • Fúrási szolgáltatások tenderezésére