Egy kis eredetkutatás (etimológia)
Az energia szó jelentését ismertnek tekintjük, magyarázatot itt nem fűzünk hozzá.
Az energia előtt álló geotermikus jelző két szó összetételéből született, ráadásul ragozott alakú. Főnévi alakja szakirodalmi előfordulásokban geotermika, illetve újabban és gyakrabban geotermia. Vizsgálandó tehát a geo és termia szavak eredete és jelentése.
A geo görögül földet jelent. Azt tudjuk, hogy elsősorban a természettudományos és műszaki szaknyelv előszeretettel kölcsönöz görög szavakat, kifejezéseket a tudomány különböző ágazatainak megnevezésére, szakterületek szétválasztására. Íme, néhány közismert példa a geo szó használatára, ahol azt következetesen föld-nek fordíthatjuk magyarra:
Termia szó önállóan nem létezik. Termál szavunk viszont van. Az MGtE felkérésére Varga Csaba foglalkozott a termál szó jelentésének megfejtésével. Az érdekfeszítő nyelvészeti kalandozás eredménye az, hogy – nem meglepően – a termál magyarul meleget jelent. Amikor azt mondjuk, hogy termálvíz, akkor az alatt meleg vizet értünk, amit szoktunk hévíz-nek is nevezni. Olyannyira, hogy a meleg vízű természetes taváról méltán világhíres településünk neve egyszerűen csak Hévíz.
Ezzel elérkeztünk a végeredményhez: geotermikus energia (geotermia) = földhő (földmelegség is lehetne, de az esetlenül hangzik.)
A Magyar Geotermális Egyesület nevében található geotermális szó dr. Árpási Miklósnak, az egyesület alapító elnökének alkotása. A MGtE 1995-ös megalakítása előtt ilyen szó nem létezett, pontosabban senki nem használt ilyet. Az alapító elnöknek egyszerűen nem tetszett a geotermikus forma, idegen hangzásúnak vélte, szemben a termál szó magyar toldalékolásával létrejött termális szóval, ami viszont azóta is kizárólag a geo előtaggal, geotermális-ként maradt fönn, termális szavunk magában állóan továbbra sincs. (A termikus jelző viszont széles körben használt: ~ kölcsönhatás, ~ egyensúly, ~ előfeszítés, stb.)
A geotermikus energia, azaz a földhő eredete
A földhő valóban a Föld, mint bolygó saját hője, hőtartalma, aminek elsődleges forrása a szilárd földkéreg alatt végbemenő radioaktív bomlás. A folyamatos hőképződés hatására alakul ki az ún. földi hőáram. (1. ábra)
A Föld által a világűrbe bocsátott energia hőteljesítményben kifejezve mintegy 40 millió MW.
Jogszabályi meghatározás
A hatályos magyar bányatörvény (XLVIII/1993.) 49.§ 11. pontja szerint a „geotermikus energia a földkéreg belső hőenergiája”. A meghatározás tökéletes – lenne, ha a nem létező belső hőenergia helyett a nagyon is létező belső energia szerepelne benne. A földhő összekapcsolása a termodinamikából ismert belső energiával ugyanis mindent a „helyére rak”. Ez alapján válik nyilvánvalóvá, hogy geotermikus energia a Föld minden pontján létezik, és így nyer igazán értelmet a mély- és a sekély geotermia fogalma.
Természetesen a földhő meghatározását szükségtelen lenne Föld teljes térfogatának kevesebb, mint 1%-át magában foglaló földkéregre korlátozni, bár ennek gyakorlati jelentősége nincs. A jellemzően 30-40 km vastag kéreg – a földfelszíni átlaghőmérséklethez viszonyított – energiatartalma ugyanis önmagában félmilliószorosan haladja meg az ismert kőolaj- és földgázkészletekben tárolt energiát, azaz az emberiség számára így is kimeríthetetlen energiaforrás.
Ugyanakkor a legmélyebb geotermikus próbálkozás sem érte el még a 10 km-es mélységet sem, azaz a jelenlegi műszaki felkészültségünkkel és – tegyük hozzá – anyagi teherviselő képességünkkel amúgy sem tudnánk még a kéreg alsóbb rétegeihez sem eljutni.
A meghatározás immár pontosan:
A geotermikus energia a földkéreg belső energiája.
Az Európai Unió a 2009/28/EK Irányelvben rögzítette a geotermikus energia definícióját, mely szerint az
A szilárd talaj felszíne alatt hő formájában található energia.
(Szerencsére nem vettük át!)
Mélygeotermia, sekély geotermia
Nagyjából a 2000-es évekig a geotermikus energiahasznosítás alatt egységesen a ma már mélygeotermikusnak nevezett alkalmazásokat értettük. A mélygeotermikus elnevezés pedig azért vált szükségessé, hogy meg lehessen különböztetni a sekély geotermikustól, ami szintén akkortájt kezdett meghonosodni a szakmában. Ez eddig triviális.
De mi a tartalma az egyiknek és a másiknak, amitől ezt a különbséget érdemes, vagy szükségszerű megtenni?
A geotermikus hőforrás hőmérsékletszintje, ill. az abból fakadó technológiai igény az, ami a megkülönböztetést indokolja. A mély és sekély megnevezés a hőmérséklettel csak áttételesen van összefüggésben, de ez a korreláció szerencsére elég erős ahhoz, hogy a képileg egyszerűbben értelmezhető mély és sekély jelzőket használjuk.
Sekély geotermia
A sekély geotermia lényege, hogy a hőt olyan hőmérsékletszinten vesszük ki a földből, ami egyébként energiaigényünk kielégítésére, többnyire épületeink fűtésére alkalmatlan, mert ahhoz túlságosan alacsony.
Létezik viszont a fordított céllal működtetett hűtőgép – amit emiatt „fűtőgép”-nek kellene hívnunk, de valamiért azt mondjuk rá, hogy hőszivattyú – amely berendezés ugyan nem kevés villamosenergia árán, de a használhatatlan hőmérsékletű földhőből használhatót varázsol.
Kijelenthető, hogy sekély geotermikus alkalmazásoknak szinte kivétel nélküli kötelező eleme a hőszivattyú. Nagy előnye viszont az, hogy lényegében bárhol kiépíthető, és beruházási költsége családi házas szinten is kifizethető.
Újabban a földtani közeget nemcsak hőnyerésre, hanem belső terek nyári időszakban történő hűtése során fölöslegessé váló hő elnyeletésére is használják. Az ilyen rendszerek a földet, mint energiatárolót hasznosítják. Eközben lényegesen javul az energetikai hatékonyság, és a berendezés éves kihasználtsága is nő.
Mély geotermia
A mélygeotermikus energiahasznosítás a fentiekből következően minden olyan alkalmazás, amikor a földhő hőmérsékletéből adódóan közvetlenül képes kielégíteni egy hőfogyasztó igényét. Hőfogyasztónak számít ebben az összefüggésben a geotermikus erőmű is.
