Česta pitanja
Odgovori na najčešća pitanja o korištenju geotermalne energije koja se nalazi blizu površine zemlje.
Općenita pitanja
Je li moje zemljište prikladno za korištenje geotermalne energije?Je li moja zgrada prikladna za geotermalno grijanje? Koji su načini korištenja geotermalne energije mogući?
Postrojenje s geotermalnim sondama / bušenje
Koliko se duboko mora bušiti?
Koliko je mjesta potrebno za postrojenje s geotermalnim sondama? Koliki je vije trajanja geotermalne sonde? Koliko dugo traje ugradnja geotermalnih sondi? Gdje se podnosi zahtjev za geotermalno bušenje? Na što treba paziti kod postavljanja postrojenja s geotermalnim sondama? Kako se provode geotermalna bušenja i koju dokumentaciju dobiva investitor? Na što treba paziti kod postavljanja polja geotermalnih sondi?
Troškovi, uštede
Koliko košta geotermalno grijanje? Kako takvo postrojenje štedi novac? Postoje li poticaji za korištenje geotermalne energije? Hoće li ta postrojenja uzrokovati dugoročno znatno povećavanje cijene struje?
Okoliš, klima
Ugrožavaju li sredstva za hlađenje u toplinskim pumpama ozonski omotač? Moraju li geotermalne sonde raditi sa sredstvima protiv smrzavanja? Mogu li sredstva protiv smrzavanja ugroziti podzemnu vodu?Jesu li toplinske pumpe glasne?
Mora li se kuća koja se grije na geotermalnu energiju posebno izolirati?
Općenita pitanja
Je li moje zemljište prikladno za korištenje geotermalne energije? S geološkog aspekta, svugdje je prisutna minimalna količina geotermalne energije. Kada se donosi odluka o korištenju geotermalnog grijanja, na prvom mjestu ipak stoje ekonomski, pravni i tehnički aspekti.Tako je primjerice u zaštićenim vodnim područjima korištenje geotermalne energije ili zabranjeno ili moguće samo pod posebnim uvjetima. U zaštićenim zonama I i II gradnja i rad geotermalnih sondi nisu dopušteni. Iznimke su u zoni III/IIIA u pojedinim slučajevima moguće ako se geotermalna sonda postavlja izvan korištenog vodonosnika, odnosno u polupropusni vodonosnik (npr. argilit). Ograničenja i uvjeti moraju se poštovati na slivnim područjima mineralnih izvora, izvora ljekovite vode i kod sličnih slučajeva osjetljive uporabe podzemne vode. Informacije o eventualnom položaju predviđenih geotermalnih sondi na zaštićenim vodnim područjima i sl. daju dolje navedene institucije nadležne za vodu (Uredi pokrajinskog vijeća, odnosno Uredi za zaštitu okoliša samostalnih gradova).Ispitivanja o tome je li ugradnja geotermalne sonde uopće moguća ili je moguća samo pod određenim uvjetima zbog posebnih geoloških rizika poput nestabilnih stijena u podlozi (sol, gips, anhidrit), arteški napete podzemne vode, krških šupljina, plinovoda (npr. CO2) ili izraženog raščlanjivanja na galerije u više vodonosnika koji se nalaze jedan iznad drugoga, vrši nadležna upravna vlast (Uredi pokrajinskog vijeća, odnosno Uredi za zaštitu okoliša).
Odluka o tome je li neki sustav ekonomski opravdan može se u pravilu donijeti tek nakon izrade troškovnika. Geotermalni sustavi za grijanje koji se zasnivaju na toplinskim pumpama danas u pogonu grijanja imaju do 50% bolje primarne energetske stupnjeve djelovanja od konvencionalnih uređaja.
Je li moja zgrada prikladna za geotermalno grijanje?
Učinkovitost (koeficijent učinka) toplinske pumpe s kolektorima u tlu ovisi o temperaturnoj razlici koju mora savladati (to se odnosi na podizanje temperature podzemnih slojeva na temperaturu polaznog voda grijanja). Zbog toga su u prednosti sustavi grijanja koji rade s najmanjim mogućim temperaturama (oko 26 – 35°C). To vrijedi prvenstveno za zidno grijanje (sustave kapilarnih cijevi) i podno grijanje. Kod postojećih zgrada s konvencionalnim radijatorima na visokoj temperaturnoj razini (55 – 60°C) moguća je uporaba toplinske pumpe, ali to zahtijeva opsežno planiranje i povezano je s manjom učinkovitosti (odnosno koeficijentom učinka). Kao kriterij procjene je li prebacivanje na geotermalnu energiju ekonomski isplativo uglavnom služi praktični test može li se zgrada zagrijati temperaturom polaznog voda od oko 55°. Kod zgrada s toplinskom izolacijom je to u pravilu slučaj.
Koji su načini korištenja geotermalne energije mogući?
Korištenje geotermalne energije za svrhe grijanja uspijeva uglavnom pomoću geotermalnih sondi (do maksimalno 400 m dubine) ili bunara s podzemnom vodom s ponovnim poniranjem. Najvažnije informacije o geotermalnim sondama nalaze se u „Priručniku za korištenje geotermalne energije pomoću geotermalnih sondi“ Ministarstva za zaštitu okoliša Baden-Württemberg kao i u brošuri „Brzi savjeti za građevinare“ Udruge za geotermalnu energiju“ (www.geothermie.de).
Za bunare s podzemnom vodom s ponovnim poniranjem zemljišta obiteljskih kuća obično su premalena. Osim toga, zbog crpljenja i korištenja podzemnih voda postoje velike pravne prepreke prilikom dobivanja dozvola. U ovim se slučajevima preporuča zajedničko grijanje skupina kuća ili cijelih naselja pomoću sustava bunara za crpljenje i mjesta za ponovno poniranje. Za to je potrebno hidrološko savjetovanje koje se može dobiti u stručnoj službi. Kod korištenja koje nadilazi pojedinačno zemljište i kod dubina bušenja > 100 m za dozvole je nadležna Pokrajinska rudarska uprava Pokrajinskog ureda za geologiju i sirovine pokrajine Baden-Württemberg; ref. 97).
Čak i kada se ne može instalirati sonda ili bunar, ne morate se odreći toplinske pumpe. U tom slučaju ispitajte mogućnost uporabe površinski postavljenih geotermalnih kolektora.
Postrojenje s geotermalnim sondama / bušenje
Koliko duboko treba bušiti?
Geotermalno grijanje uvijek se mora planirati u skladu s potrebom za toplinskom energijom određene zgrade.
Dubina bunara s podzemnom vodom ovisi o dubini i jačini prvog dovoljno obilnog vodonosnika.
Dubina (i broj) geotermalnih sondi osim o potrebnoj količini topline ovise i o toplinskoj vodljivost stijena, površinskoj temperaturi, geotermičkom gradijentu, tzv. otporu na bušenje i o provođenju podzemne vode u podlozi.
Ograničenja koja se tiču dubine geotermalnih sondi mogu biti posljedica geoloških i hidroloških odnosa. Općenito govoreći se pomoću geotermalne sonde duboke 100 m može postići učinak crpljenja (učinak hlađenja toplinske pumpe) od 5 kW. To ovisno o godišnjem koeficijentu učinka toplinske pumpe odgovara učinku grijanja od 6,25 - 7,00 kW.
Koliko je mjesta potrebno za postrojenje s geotermalnim sondama?
Za modernu obiteljsku kuću dovoljne su dvije bušotine s razmakom od oko 8 – 10 m i dubinom od 65 – 80 m, odnosno jedna bušotina dubine 120 – 150 m. Promjeri bušotina iznose 150 – 200 mm, tako da geotermalne sonde trebaju malo mjesta. Mora se održati razmak od 3,0 m.
Bušilica mora imati na raspolaganju radnu dubinu od oko 2 x 5 m. Osim toga potreban je rani prostor od minimalno 1,5 m.
Prokop za vodove za horizontalno povezivanje geotermalne sonde / geotermalnih sondi za zgrade treba biti širok oko 40-50 cm i dubok oko 1,0 m.
Toplinska pumpa zahtijeva otprilike toliko mjesta koliko i konvencionalni kotao, odnosno hladnjak. Preporučljivo je instalirati dodatni međuspremnik.
Koliki je vijek trajanja geotermalne sonde?
Proizvođači danas daju jamstvo u trajanju između 30 i 50 godina na upotrijebljene sirovine, tako da se može pretpostaviti znatno dulji vijek trajanja od oko 80 godina. Tako je vijek trajanja geotermalnih sondi veći od prosječnog vijeka trajanja zgrada i traje i nakon rušenja starogradnji. Geotermalne sonde tako su sastavni dio zemljišta i pridonose rastu njegove vrijednosti. U planiranju se svakako moraju uzeti u obzir dugoročne temperaturne promjene u podlozi (25 - 50 godina) kako one ne bi postale tehnički problem.
Koliko dugo traje ugradnja geotermalnih sondi?
Radovi bušenja i ugradnja sonde duge 100 m načelno se mogu završiti u jednom danu. Injektiranje suspenzijom za punjenje odvija se jedan od sljedećih dana i uglavnom je gotovo za nekoliko sati. Tijekom daljnjih radnih koraka se za tzv. horizontalno povezivanje (povezivanje geotermalnih sondi s kotlovnicom) iskapa prokop, postavlja razdjelno okno i polažu vodovi od sonde do razdjelnog okna, odnosno do kotlovnice. Za to također treba predvidjeti 1 – 2 dana. Za više geotermalnih sondi treba predvidjeti odgovarajuće više vremena.
Gdje se podnosi zahtjev za geotermalno bušenje?
Svaki se plan korištenja geotermalne energije mora prijaviti Nižim upravnim vlastima (Okružna uprava; Uprava za zaštitu okoliša). Kod korištenja geotermalne energije koja nadilazi pojedinačno zemljište, odnosno kod dubina bušenja od preko 100 m plan se prema pravnim odredbama o rudarstvu mora dodatno prijaviti Pokrajinskoj rudarskoj upravi (LGRB, ref. 97). Do rješenja će proći oko 3 - 7 tjedana.
Na što treba paziti kod postavljanja postrojenja s geotermalnim sondama?
Osim odgovarajućih tehničkih propisa i pravila (Smjernica Udruge njemačkih inženjera (VDI) 4640) moraju se poštovati odredbe za korištenje geotermalne energije pomoću geotermalnih sondi Ministarstva za zaštitu okoliša Baden-Württemberg. Tvrtke za bušenje s certifikatom Njemačke udruge za područje plina i vode (DVGW) jamče provedbu mjerodavnih pravilnika.
Posebnu pažnju prilikom postavljanja i rada postrojenja s geotermalnim sondama treba posvetiti sljedećim točkama:
Prije bušenja radi postavljanja geotermalnih sondi treba izraditi geološki popis slojeva. Taj se popis može uzeti u obzir u svrhu bolje procjene toplinske vodljivosti slojeva pod zemljom i time za preciznije dimenzioniranje postrojenja s geotermalnim sondama. Pokrajinska služba za geologiju, sirovine i rudarstvo (LGRB) preuzima geološke nalaze u anonimnom obliku i procjenjuje ih.
Kako bi se ispitala ispravnost ugradnje i nepropusnost geotermalne sonde, stručna tvrtka izvođač mora provesti ispitivanja tlaka prije ugradnje sonde, direktno nakon ugradnje sonde i nakon cementiranja prostora prstena. Rezultati ispitivanja tlaka unose se u zapisnik. Bušotina s ugrađenom geotermalnom sondom mora se potpuno zatvoriti suspenzijom za punjenje koja sigurno brtvi cijelom duljinom bušotine. Suspenzija jamči – osim ponovnog uspostavljanja nepropusnosti između više vodonosnika koji se nalaze jedan iznad drugoga – prijenos topline između sustava cijevi i okolnog stijenja, odlučujući za učinak geotermalne sonde. U pravilu se cementiranje izvodi mješavinom bentonita i cementa, ali je pritom toplinska vodljivost relativno malena zbog udjela betona. Posebno razvijeni materijali za injektiranje s visokom toplinskom vodljivošću (npr. Calidutherm) povećavaju učinak geotermalne sonde za oko 10 %. Ovime se može odgovarajuće smanjiti potrebna duljina sonde.
Kako se provode geotermalna bušenja i koju dokumentaciju dobiva investitor?
Za svako postrojenje s geotermalnim sondama tvrtka za bušenje izrađuje „Dokumentaciju geotermičkog bušenja“. Ona obuhvaća profil sloja geološke formacije kroz koju se buši kao i podatke o pristupima podzemnoj vodi, promjeru bušenja, završnom iskapanju, postupku bušenja, vrsti geotermalnih sondi, rashladnom sredstvu, vrsti i količini materijala za ispunjavanje kao i podatke o trima ispitivanjima tlaka i protoka. Investitor dobiva jedan primjerak tzv. završne dokumentacije. Daljnji primjerci šalju se nadležnim institucijama zaduženima za vodu i po potrebi Pokrajinskom geološkom uredu.
Na što treba paziti kod postavljanja polja geotermalnih sondi?
Važan preduvjet za ispravno postavljanje većih postrojenja za koja su potrebna polja geotermalnih sondi je izvrsno poznavanje slojeva ispod površine zemlje i njihovih termičkih karakteristika. Pri tome se kao pomoć pri planiranju za izračunavanje toplinske vodljivosti mogu uzeti u obzir geološki profili slojeva iz susjednih bušotina s usporedivim geološkim slijedom slojeva ili procjene geoloških karti. Kako pogotovo geotermička izdašnost pojedinih sondi znatno pada s rastom broja susjednih sondi, za postavljanje polja sondi s preciznim izračunom raspodjele temperature slojeva ispod površine zemlje moraju se upotrijebiti programi simulacije uz računalnu potporu. Geološke procjene i simulacije uz računalnu potporu može provesti tvrtka Gungl. Kod učinaka grijanja > 30 kW kao osnovica za planiranje svakako se preporuča bušenje za određivanje postojećih efektivnih toplinskih vodljivosti i temperature slojeva ispod zemlje. Kako se mjerenje provodi uz pomoć tzv. testa termičkog odziva (Thermal Response Test) na već ugrađenoj i injektiranoj geotermalnoj sondi koja će poslije biti dio polja sonde, ne mora se provoditi dodatno bušenje.
Troškovi, uštede
Koliko košta geotermalno grijanje?
Troškovi postrojenja ne mogu se paušalno izračunati, nego se orijentiraju prema dotičnoj potrebi za energijom i prema geološkim odnosima slojeva ispod površine zemlje (prije svega toplinskoj vodljivosti stijena, provođenju podzemne vode, geotermičkom gradijentu).
Troškovi dobivanja energije će i u budućnosti znatno rasti i činiti znatan udio ukupnih troškova financiranja nekretnine. Geotermalna sonda ima minimalno isti vijek trajanja kao kuća i može se koristiti bez dodatnih troškova za popravke i održavanje. Kod crpljenja topline iz tla porast cijene energije više ne igra značajnu ulogu. Nije potreban prostor za dimnjak i prostor za spremnike, odnosno pelete. Kotlovnica se može znatno smanjiti ovisno o koncepciji (npr. sa ili bez pripreme tople vode), jer je toplinska pumpa velika poput hladnjaka, tako da se samo time mogu smanjiti znatne svote za gradnju. Pomoću geotermalne sonde može se u prosjeku iscrpsti100 kWh topline po metru i godini. U roku od 30 godina to je kod sonde veličine 100 m 300 MWh, odnosno 30.000 l ulja za loženje. S današnjom cijenom loživog ulja od oko 60 ct/litri i porastu cijene od 2% godišnje to u razdoblju od 30 godina predstavlja uštedu na troškovima energije od oko 24.800 EUR. U slučaju jednokratne investicije od oko 4800 EUR za sondu od 100 m (uključujući povezivanje) to odgovara ukamaćivanju kapitala od oko 6% kada se novac ne bi uložio u sondu nego stavio u banku. Kako samo postrojenje sa sondama kod modernih postrojenja s toplinskim pumpama u usporedbi s primjerice sustavom grijanja s uljnim kondenzacijskim uređajem uzrokuje dodatne troškove, jasno je da je postrojenje s toplinskim pumpama s kolektorima u tlu bitno povoljnije. Dodatni troškovi se, pogotovo kod novogradnje s grijanjem s niskim temperaturama, često kompenziraju već nakon 5 – 8 godina.
Kako takvo postrojenje štedi novac?
Troškovi rada (uglavnom struja i plin) kao i troškovi održavanja osjetno su manji od troškova za konvencionalno grijanje i/ili hlađenje.
Može se uštedjeti oko 50 - 60 % troškova grijanja konvencionalnog sustava za grijanje na ulje ili plin.
Postoje li poticaji za korištenje geotermalne energije?
Trenutno privatna postrojenja s geotermalnim sondama paušalno subvencionira tvrtka EnBW s 510 EUR po postrojenju. Pri tome nije preduvjet biti klijent tvrtke EnBW. Osim toga, postoje subvencije pojedinih općina.
Grupa KFW Bankengruppe kao banka za poticaj na državnoj i lokalnoj razini osim privatnih investitora subvencionira i projekte drugih ciljanih skupina poput dobrotvornih organizacija.
U okviru novog zakona o toplinskoj energiji (EEWärmeG) povećava se budžet za 2008. godinu za program poticanja obnovljivih energija na tržištu. Subvencioniraju se toplinske pumpe sole/voda i voda/voda u novogradnjama s do 2000 EUR i s do 3000 EUR u već izgrađenim zgradama. Osim toga, pod određenim uvjetima postoji 50%-tno povećanje iznosa poticaja (bonus za inovaciju), a kod kombinacije s postrojenjima sa solarnim kolektorima bonus za kombinaciju za poticanje korištenja solarne energije (750 EUR).
Hoće li ta postrojenja uzrokovati dugoročno znatno povećavanje cijene struje?
Točno je upravno suprotno: potreba za strujom koja ovdje nastaje je načelno osnovna potreba. Prikladna je za popunjavanje noćnih perioda niske potrošnje. Na taj se način mogu rasteretiti postrojenja s osnovnim opterećenjem koja povoljno proizvode energiju (npr. hidroelektrane).
Okoliš, klima
Ugrožavaju li rashladna sredstva toplinskih pumpi ozonski sloj?
U krugu hlađenja toplinskih pumpi danas se više ne upotrebljavaju sredstva za hlađenje koja sadrže klorougljikovodike pa je ugrožavanje ozonskog omotača isključeno.
Moraju li geotermalne sonde raditi sa sredstvima protiv smrzavanja? Mogu li sredstva protiv smrzavanja ugroziti podzemnu vodu?
Može se dogoditi da je uporaba sredstava protiv smrzavanja u geotermalnim sondama nužna, jer se pogotovo pod vrlo visokim opterećenjima tekućina u sondi može ohladiti na oko -5°. Pri tome se u pravilu radi o sredstvima na bazi glikola. U svrhu zaštite podzemnih voda smiju se upotrebljavati samo sredstva protiv smrzavanja koja su dozvoljena i za namirnice.
Na zaštićenim vodnim područjima ili na područjima crpljenja ljekovite i mineralne vode se u pravilu odobrava uporaba s čistom vodom kao sa „sole tekućinom“. Učinak tzv. „čistih vodenih postrojenja“ iznosi čak oko 60% postrojenja sa sredstvom protiv smrzavanja, jer tekućina u osnovnom račinu rada smije dosegnuti samo minimalnih +5°C kako se ne bi smrznula ni pod vršnim opterećenjima.
Jesu li toplinske pumpe glasne?
Ne, nisu glasnije od hladnjaka. Osim toga, hladnjak u podrumu sigurno ne smeta dok ste u dnevnoj sobi.
Relativno su glasni ventilatori tzv. zračno-vodenih toplinskih pumpi, tako da su se iz tog razloga upravo zračne toplinske pumpe preoblikovale u postrojenja s geotermalnim pumpama.
Mora li se kuća koja se grije na geotermalnu energiju posebno izolirati?
U načelu ne, ali bolja izolacija smanjuje toplinsko opterećenje, potrebu za toplinom, a time i emisiju CO2. Smanjuje se rizik da se tekućina u sondama previše smanji. Već postojeća grijaća tijela također mogu raditi na nižoj temperaturi i tako štedjeti energiju.
Rado ćemo vam odgovoriti na sva pitanja.
