Olaszország Izland mellett az egyik vulkanikusan leginkább aktív európai ország. Legfejlettebb geotermikus régiói (kiterjedt száraz gőz forrásokkal) kialudt vulkáni területen találhatók (Észak-Olaszország). Ipari források szerint jelenleg a világ hatodik legnagyobb geotermikus elektromosság termelője.
Rövid áttekintés után a pontos adatok, majd a főbb régiók bemutatása következik:
1. Az olasz földhő hasznosítás rövid áttekintése
Geotermikus források hasznosítása a római időktől
A geotermikus források felfedezése egészen a római időkig nyúlik vissza. Legelőször a termálvizet, kénes forrásokat alkalmazták, elsősorban gyógyászati, háztartási és pihenési célokra.
A 19. században a technika fejlődésével lehetővé vált a felszín alatt rejlő termikus erőforrások felfedezése és feltárása. Toscanában, Montecerboli környékén mindig is megfigyeltek vulkáni eredetű gőzkitöréseket, amelyeket a zárórétegek (ez esetben metamorf kőzetek, úgymint pala és agyag) között csapdába esett víz túlnyomása préselt ki. (Ennek köszönheti a Valle del Diavolo, „Az Ördög Völgye” nevet). Ezt a természetes geotermikus energiát elsőként 1827-től, François de Larderel francia mérnök módszerével használták (vulkáni hamuból a nagy nyomású gőz segítségével) bór- és ammónium-vegyületek kinyerésére. Az újfajta ipari tevékenységhez bányásztelepülést alapítottak, amely a tudós szakember tiszteletére a Larderello nevet kapta. A hőenergia felhasználása ekkoriban még másodlagos volt. (A záróréteg szerepét az 1980-as évek elején fedezték fel, amikor a Vezúv környékén kevés és kis nyomású geotermikus folyadékot találtak a sok vulkáni hamu alatt, amely teljesen permeábilis, elvezeti a folyékony anyagokat)
Geotermikus gőzből elektromos energia
1904-ben kezdték el a világviszonylatban is első úttörő kísérleteket a geotermikus gőz elektromos energiává alakítására. Ez év július 4-én, Piero Ginori Conti herceg felügyelete alatt sor került az első generátor tesztjére, amely még csak pár villanykörte ellátására volt elegendő. 1911-ben épült fel a világ első – és igen sokáig egyedülálló – geotermikus villamos erőműve, 1913-ban már elérte a 250 kW teljesítményt.
A világ második geotermikus erőműve
A larderellói erőmű jelenleg a világ második legnagyobb geotermikus erőműkomplexuma, a Föld ilyen típusú elektromos energiájának 10%-át nyújtja, évi 4800 GWh-t termel, kb. 1 millió olasz háztartást szolgálva ki ezzel. A kőzet szerkezete egyedülálló módon támogatja meg az energiatermelést; a forró gránitsziklák szokatlanul közel helyezkednek el a felszínhez képest, 202 °C-ra hevítik fel a gőzt.
Az 1950-es években újabb geotermikus mezőkre telepítettek erőműveket (voltaképp a Valle del Diavolo délebbi területein), Travale/Radicondoli és Monte Amiata területeken (előbbi túlnyomásos, Larderellóhoz hasonlóan szintén szuperforró gőz mező, utóbbi inkább folyékony hőforrás). Ezeken a területeken a mai napig végeznek feltárásokat, miközben újabb kapcsolódó területeket is felfedeznek (2015 – Murci mező Piancastagnio mellett).
34 geotermikus telep Toscana-ban
Ma az ország teljes megújuló energiatermelő apparátusát a római székhelyű, 2008-ban alapított Enel Green Power felügyeli, e cég szerte a Mediterráneumban, valamint Észak-és Dél-Amerikában telepített erőműveket. Európában kizárólag Toscanában üzemeltetnek geotermikus telepeket, jelen állás szerint 34-et. Ezek telepített kapacitása 2015-ben elérte a 916 MW-ot, amely a regionális fogyasztás 26 %-át adja, az év folyamán 5816 GWh energiát termeltek így. 2016 májusában avatták fel az első hibrid erőművet Pisa mellett, Cornia 2 néven; itt biomassza segítségével fűtik fel a felszínre törő 150-160 °C fokos gőzt 370-380 °C fokra, ezzel az 5 MW-os alapteljesítmény 13 MW-ra emelkedik. A cég emellett geotermikus erőműveket kizárólag az Egyesült Államokban hozott létre, ezen kívül itt építették meg a világ első szolár-geotermikus hibrid erőművét is a nevadai Fallonban (Stillwater, felavatva: 2016 március).
2. Pontos adatok az olasz geotermiáról
Villamosenergia termelés
Olaszországban a geotermikus energiát főleg villamosenergia-termelésre használják. 2012-ben Olaszország villamosenergia-igénye elérte 342,4 milliárd kWh-t, amelyből 87,4%-ot hazai termelésből, 12,6% -ot importból fedezett. A 299 TWh-s villamosenergiatermelésen belül 72,7% a fosszilis tüzelőanyagok, 14,7% a vízenergia és 12,6% a geotermikus, biomassza, szél és napenergia részaránya. Összességében a geotermikus alapú villamosenergia-termelés 1,9%-a a teljes termelésnek, és Toszkána energiaellátásának 33%-át fedezi. 2013 folyamán a beépített kapacitás 875,5 MW volt, miközben a bruttó villamosenergia-termelés elérte az 5659 GWh-t. A teljes futó kapacitás 767,4 MW. A 2012-ben meghozott törvény szerint, amely 2103 januárban lépett érvénybe, az 1 MW-os teljesítményt meghaladó erőművek ezentúl nem kapják meg a „zöld tanúsítványt” (Green Certificates), helyette van egy „ösztönző díjszabás”. 2013-ban a villamos energia átlagos piaci ára 6,3 Eurocent/kWh volt. Az új, zöld tanúsítvánnyal rendelkező geotermikus erőművek által termelt villamosenergia nettó értéke 14,3 Eurocent/kWh, míg az ösztönző díjszabás 9,9 Eurocent/kWh (20 MW beépített kapacitás alatt), vagy 8,5 Eurocent/kWh (20 MW beépített kapacitás felett). 2013-ban a beépített kapacitás 875,5 MW (767 MW hatásos kapacitással), és a bruttó villamosenergia-termelés elérte az 5,7 milliárd kWh-t. 2014-ben megvalósítottak egy új beruházást, így 914,5 MW-ra növelve a kapacitást.
Fúrás
A 2010-2014 időszakban 25 új kutat fúrtak, összesen 64,9 km mélységgel. Ezek közül 18 „make-up” kút, a geotermikus kutak hozamának természetes fogyásának ellensúlyozására.
Közvetlen felhasználás
Olaszországban a geotermikus energia közvetlen alkalmazási területei a távfűtés, geotermikus hőszivattyúk, termálfürdők, mezőgazdasági felhasználás, haltenyészés, és ipari alkalmazások. 2010-ben a geotermikus energia beépített kapacitása 1000 MWt felett volt, 8700 TJ/éves energiatermeléssel. Ebből a termálfürdők részaránya 40%, a helyiségfűtésé 30%, haltenyésztésé 22%. A geotermikus hőszivattyús alkalmazások teljesítménye 250 MWt, ennek megfelelő 1500 TJ/év-es energiafelhasználással. 2014 végén- a 2010-es és 2012-es statisztikák alapján- az összes beépített kapacitás várhatóan meghaladja az 1350 MWt teljesítményt, 11 000 TJ/év energiatermeléssel. Ezen belül az épületfűtés részaránya 42%, a termálfürdők részesedése 33%, haltenyésztés 17%, a maradék 10%-ot a mezőgazdasági hasznosítás és az ipari alkalmazások teszik ki. A hőszivattyús alkalmazások az utóbbi években tovább terjedtek, várhatóan 2014 végére elérik a 3300 TJ/éves energiatermelést.
3. A geotermikus energia kiaknázásának főbb régióiról
Larderello
Lardello-Travale területen a sikeres mélyfúrások, a forrásokkal való gazdálkodás visszasajtolás alkalmazásával, és a kémiai stimulációk lehetővé tették a gőztermelés növelését az intenzív és régóta folyó kitermelés ellenére. A 2009-2013- as időszakban 5 további egységet telepítettek, összesen 100 MW kapacitással, amelyből 40 MW a hálózatra táplált kapacitást növelte, 60 MW az elavult és leszerelt egységeket helyettesítette. A felkutatott terület kb. 250 km2 kiterjedésű, ahol 200 kút termel túlhevített gőzt 2 bar és 18 bar közötti nyomáson, 150°C és 270°C közötti hőmérséklettel. A nemkondenzálódó gáztartalom 1-15% között van. 2013 decemberében a beépített kapacitás 594,5 MW volt, 23 üzemelő erőművel. A mély rétegek feltárása közben áteresztő rétegeket találtak 3000-4000 m mélységben, 7 MPa-os nyomáson 350°C-os hőmérséklettel. Érdekes beruházás folyik a Cornia-2 üzemelő geotermikus erőműnél, ahol biomassza tüzeléssel egészítik ki az energiatermelést. A geotermikus erőmű jelenleg csökkentett kapacitással üzemel, viszont a gőz paraméterek és a hőkörfolyamat lehetővé teszi biomassza tüzelés alkalmazását. A projekt magába foglal egy gőz túlhevítő kazánt, amit mezőgazdasági hulladékkal vagy fahulladékkal fűtenek. Ez a világon az első geotermikus biomassza tüzelésű erőmű, amellyel kb. 5 MWe teljesítménynövelés érhető el. Az összes geotermikus erőművet a Larderello-ban található távirányító központból irányítják, ahol 12 ember dolgozik folyamatosan, állandó felügyeletet biztosítva. Így az összes erőmű működési paramétereit ellenőrizhetik, és le tudják állítani, vagy újra tudják indítani a központból. Ezzel a megoldással javították az erőművek üzemét, és csökkentették az üzemeltetés költségeit.
Monte Amiata
Az 1970-es években felfedeztek 2500-4000 m mélységben repedezett réteget, folyadék tartalommal, 200 bar nyomáson és 300-350 °C hőmérséklettel. A kitermelt közeg kétfázisú keverék, amit a kútfejnél választanak szét 20 bar-on. A nem kondenzálódó gáztartalom 6-8 tömeg%. 2012-2013 között Piancastagnaio területen elkezdték felújítani mindhárom egységet az elavult technológia miatt. Monte Amiata területén, miután sok évig minden tevékenységet leállítottak a lakossági tiltakozások miatt, 2012-ben az Enel Green Power vállalat engedélyt kapott, hogy folytassa a fúrási és építési munkálatokat. 2012-2013 között 3 további erőmű egységet telepítettek összesen 60 MW kapacitással a régi egységek kiváltására, és néhány új kút fúrása is sikeres volt. 2013-ban megépítették az első segédközeges erőművet a Bagnore 3 erőmű továbbfejlesztéseként, ezzel 1 MW-tal nőtt az erőmű teljesítménye. Az új egység ORC körfolyamattal működik, a másodlagos munkaközeg normál pentán. Két új 20 MW-os egység (Bagnore 4) építés alatt áll, amelyeket 2014 végére átadnak. A gőzárammal két egységet fognak táplálni (260 t/h), amit két új, 4000 m mély kút fog biztosítani, a jelenlegi, sérülés miatt nem üzemelő 2 kút mellett. 2013-ban a teljes beépített kapacitás 81 MW volt, 5 egység termelésével. Egy építés alatt álló erőmű 40 MW teljesítménnyel 2014 decemberre készül el. 2015-ben a Cornia-2 erőműhöz hozzáadnak egy biomassza kazánt, amivel túlhevíthetik a geotermikus gőzt. Ezzel a fejlesztéssel a teljesítményét 12 MW-ról 17,3 MW-ra növelik. 2009 és 2013 között 31 kutat fúrtak az egész geotermikus területen, összesen 100 000 m hosszban, 26 AMIS erőművet telepítettek, és üzemeltetnek jelenleg is. 2011 óta az Enel Green Power új kutatásokat indított termelési területein, melynek eredményeképpen 4 új kutatási mezőt határoztak meg mintegy 1000 km2 -es mérettel a Larderellotól nyugatra fekvő Montebamboli és Montegemoli, a délre eső Boccheggiano területén, illetve Piancastagnaio-tól délnyugatra.
Travale/Radicondoli
A terület kb. 50 km2 kiterjedésű, 29 kút termel túlhevített gőzt 8-20 bar-os nyomáson 190-250°C hőmérsékleten. A nem-kondenzálódó gáztartalom 4-8 tömeg%. A beépített kapacitás 200 MW 8 üzemelő erőművel. A terület geológiai adottságai hasonlóak Larderelloéhoz. A mély kutatási program pozitív eredményei alapján a fúrások az utóbbi 5 évben folytatódtak 10 új termelő kúttal, amelyek lehetővé tették gőz termelését, és csökkentették a mező természetes kimerülését. 2010-ben 2 új 20 MW-os erőművet telepítettek.
Mit érdemes tudni az Enel Green Power-ről?
A 2008-ban alapított Enel Green Power (EGP) megújuló energiaforrás alapú villamosenergia-termelést fejleszt és üzemeltet globális szinten Európában, Amerikában és Afrikában. Az EGP Jelenleg 8943 MW beépített kapacitással rendelkezik, amit 16 ország 750 erőműve termel, éves 25 TWh termeléssel biomasszából, szél-, nap-, víz-, geotermikus energiából, ami fedezi kb. 8 millió család energiaigényét, és 16 millió tonna CO2 kibocsátást vált ki évente.
AMIS technológia
Az Enel a geotermikus közegek higany és hidrogénszulfid tartalmának csökkentésére kifejlesztett és szabadalmaztatott egy technológiát, amit „AMIS”-nak neveznek. A folyamat első szakasza a katalitikus oxidáció, amely során a H2S átalakul SO2-vé. Ezután az előállított SO2-t elnyeli a hűtőkör vize. A geotermikus folyadékban előforduló higany 95%-át is eltávolítják adszorpcióval, nyugvóágyas nedvszívókkal. 2010 májusban az Országos Tanács határozatot hozott, miszerint a kibocsátási engedélyek megújításához az összes geotermikus erőművet fel kell szerelni a legújabb technológiákkal, beleértve az AMIS rendszert és a magas hatásfokú páramentesítőt. 2014 májusában 26 AMIS rendszer üzemelt, és 8 állt építés alatt annak érdekében, hogy minden erőművet ellássanak ezzel a technológiával.
