Παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος από γεωθερμία. Παραδείγματα από τον ευρωπαϊκό χώρο = Geothermal electricity generation. Examples from Europe.

Περίληψη

Η γεωθερμική ενέργεια μπορεί να αξιοποιηθεί με διάφορους τρόπους και σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Ανάλογα με τη θερμοκρασία των γεωθερμικών ρευστών, η εκμετάλλευσής της γίνεται άμεσα (ως θερμική ενέργεια) ή έμμεσα, με την παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος.
Η γεωθερμική ηλεκτροπαραγωγή, για να είναι οικονομικά συμφέρουσα, απαιτεί θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 85-90?C. Οι τρεις βασικές τεχνολογίες που εφαρμόζονται, και εξαρτώνται από τα θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά των ρευστών, είναι ο κύκλος ξηρού ατμού, ο κύκλος εκτόνωσης διφασικών ρευστών και ο δυαδικός κύκλος.
Οι πρώτες προσπάθειες για τη χρήση της γεωθερμίας στην ηλεκτροπαραγωγή ξεκίνησαν στην Ιταλία, στις αρχές του 20ου αιώνα. Σήμερα, (29) χώρες αξιοποιούν με κάποια από τις παραπάνω τεχνολογίες τους γεωθερμικούς τους πόρους, (11) εκ των οποίων βρίσκονται στην Ευρώπη. Οι χώρες με τη μεγαλύτερη εγκατεστημένη γεωθερμική ισχύ για ηλεκτροπαραγωγή στην Ευρώπη είναι η Ισλανδία, η Ιταλία και η Τουρκία. Σχεδόν όλες οι νέες γεωθερμικές μονάδες ηλεκτροπαραγωγής που κατασκευάστηκαν τα τελευταία χρόνια στον ευρωπαϊκό χώρο λειτουργούν με δυαδικό κύκλο.
Σημαντική συμβολή στη γεωθερμική ηλεκτροπαραγωγή αναμένεται να έχει τις επόμενες δεκαετίες η αξιοποίηση των τεράστιων ποσοτήτων θερμότητας που βρίσκονται αποθηκευμένες σε θερμά ξηρά ή ημιπερατά πετρώματα, μέσω των Βελτιωμένων Γεωθερμικών Συστημάτων. Σήμερα, εν λειτουργία μονάδες που συνδέονται με τέτοια συστήματα υπάρχουν στη Γερμανία και στη Γαλλία, ενώ υπό μελέτη και κατασκευή και σε άλλες χώρες, όπως η Μ. Βρετανία, η Τουρκία κλπ.
Στην Ελλάδα, βεβαιωμένοι γεωθερμικοί πόροι, κατάλληλοι για ηλεκτροπαραγωγή, υπάρχουν στη Μήλο και τη Νίσυρο, με θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 300?C. Ρευστά χαμηλότερων θερμοκρασιών (>100-120?C), που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μονάδες δυαδικού κύκλου, υπάρχουν σε τριτογενείς λεκάνες της βόρειας Ελλάδας και σε νησιά του κεντρικού και βορείου Αιγαίου. Μοναδικό παράδειγμα γεωθερμικής ηλεκτροπαραγωγής στην Ελλάδα, αποτελεί η λειτουργία για μικρό χρονικό διάστημα μιας πιλοτικής μονάδας 2 MWe στη Μήλο, στο τέλος της δεκαετίας του 1980. Μετά την οριστική παύση της πριν από 30 χρόνια, καμία μεταγενέστερη προσπάθεια στον τομέα αυτό δεν ήταν επιτυχής, για λόγους που δεν σχετίζονται με τη γεωθερμία, αλλά περισσότερο με γραφειοκρατικούς, κοινωνικούς και πολιτικούς λόγους.
ABSTRACT
Geothermal energy can be utilized in various ways and in many sectors of human activity. Depending on the temperature of the geothermal fluids, it is exploited directly (as thermal energy) or indirectly, for the production of electricity.
Geothermal power generation commonly requires temperatures higher than 85-90οC, in order to be economically viable. The three basic applied technologies, which depend on the thermodynamic characteristics of the fluids, are the “dry steam cycle”, the “flash steam cycle” and the “binary cycle”.
The first attempts to use geothermal energy for electricity generation took place in Italy in the beginning of 20th century. In 2020, twenty-nine (29) countries were exploiting their geothermal resources for power generation, using the above technologies; eleven of them belong to Europe. The countries with the highest installed geothermal power capacity in Europe are Iceland, Italy and Turkey. Almost all the new geothermal power plants in Europe operate with the binary cycle technology.
The exploitation of the enormous quantities of heat reserved in hot dry or semi-permeable geologic formations with the Enhanced Geothermal Systems (EGS) is expected to contribute significantly to the electricity generation industry in the coming decades. Today, units connected to such systems are operate in Germany and France, while such projects are under investigation or in the construction phase in other countries as well, such as Great Britain, Turkey, etc.
In Greece, confirmed geothermal resources, suitable for electricity generation, exist in Milos and Nisyros islands, with temperatures exceeding 300οC. Lower temperature fluids (> 100-120οC), which could be used in binary cycle units, exist in the tertiary basins of northern Greece and in some islands of the central and northern Aegean Sea. The sole case of geothermal power generation in Greece regards the 2 MWe pilot plant in Milos, which operated only for a very short period during the late 1980s. Since then, none of the past attempts to «restart» this sector was successful, for reasons not related to the availability of geothermal energy, but, rather, to bureaucratic, social and political obstacles.