Geo Legend

PONAZORITVENI PRIMERI UPORABE NIZKOTEMPERATURNE GEOTERMALNE ENERGIJE ZA ENERGETSKO UČINKOVITE STAVBE NA JADRANSKEM OBMOČJU

IZ ZEMLJE LJUDEM FROM EARTH TO PEOPLE projektni partner Geološki zavod Slovenije Dimičeva ulica 14 1000 Ljubljana Slovenija www.geo-zs.si

IZHODIŠČE IN NAMEN PROJEKTA LEGEND Projekt LEGEND (ang. Low Enthalpy Geothermal Energy Demonstration cases for Energy Efficient building in Adriatic area ali v prevodu Ponazoritveni primeri uporabe nizkotemperaturne geotermalne energije za energetsko učinkovite stavbe na Jadranskem območju) je evropski projekt, ki ga sofinancira Jadranski čezmejni program IPA. Vodilni partner projekta je Provinca Ferrara (Italija), ki ima več kot 30-letne izkušnje na področju investicij v geotermalno energijo, izkoriščanja geotermalne energije ter osveščanja državljanov o tej vrsti energije.

V Evropi se v javnih in zasebnih stavbah porabi 40 % energije (in 36 % izpustov toplogrednih plinov). Od teh 40 % se dve tretjini porabita za ogrevanje in hlajenje. To pomeni, da predstavljajo stavbe, poleg prometa in industrije, enega izmed ključnih sektorjev v strategiji varčevanja z energijo in zmanjšanja izpustov toplogrednih plinov za doseganje ciljev trajnostne rabe virov (EU 20-20-20).

Tehnološki napredek odpira danes neprimerno večje možnosti uporabe energije kot v preteklosti. Še posebej pa to velja za ogrevanje in hlajenje v gospodinjstvih, saj lahko tudi tam izbiramo različne vrste energije, načine njene uporabe in tudi večje količine. Geotermalna energija lahko zato danes bistveno več prispeva k zmanjšanju porabe energije v stanovanjskih stavbah, malih in srednje velikih podjetjih in v industriji.

Nizkotemperaturna plitva geotermalna energija se danes lahko s pomočjo toplotnih črpalk izkorišča povsod in ne več samo iz globokih vodonosnikov s termalno vodo.

Namen projekta LEGEND je pospešitev vključevanja nizkotemperaturne plitve geotermalne energije v zasnove energetske učinkovitosti stavb na Jadranskem območju. Javne zgradbe so prav gotovo lahko najboljši predstavitveni investicijski primeri, zlasti če upoštevamo, da je 12 % evropskega stavbnega fonda v javni lasti. Zato bo v okviru projekta izvedeno 10 energetskih prenov stavb s plitvo geotermalno energijo in tri predinvesticijske študije uporabe te tehnologije v javnih stavbah. Pri tem bodo vključeni tudi primeri spremljanja stroškov in dobrobiti ter razvoja podpornih shem. Projekt LEGEND, ki kapitalizira rezultate projektov GEO.POWER, VIGOR in SEAR, bo ocenil ključne tehnološke, okoljske in gospodarske dejavnike za prenos in praktično uporabo najbolj prenosljivih primerov v 7 državah in 11 regijah območja Jadranskega čezmejnega programa IPA in s tem prispeval k širitvi uporabe tehnologij geotermalnih toplotnih črpalk tudi na tem območju.

WWW.LEGEND-GEOTHERMALENERGY.EU Vsebina izraža stališča avtorjev. Organ upravljanja ni odgovoren za kakršnokoli uporabo informacij, ki jih vsebuje publikacija.

GeoZS 2013. Prestor J., Rajver D., Celarc B., Pestotnik S., Meglič P., Benčina D. Grafično oblikovanje in tisk: VisArt studio, Kvants - VisArt d.o.o., Ljubljana

Naselje 15. maj Koper

PLITVA GEOTERMALNA ENERGIJA Geotermalna energija je neizčrpen obnovljiv vir energije povsod pod našimi nogami. Z današnjo tehnologijo je dosegljiv tudi gospodinjstvom in sicer plitvo pod površjem. Ta del geotermalne energije poenostavljeno imenujemo plitva geotermalna energija.

Plitvo geotermalno energijo lahko zajamemo na zelo različne načine, ki se prilagajajo naravnim danostim (geološkim in podnebnim razmeram) ter različnim projektnim zamislim. Zajetja plitve geotermalne energije običajno ne segajo več kot 300 m globoko. V tej globini se temperatura tal (kar velja tudi za Obalno kraško regijo) lahko dvigne že na okoli 20 do 24 °C. Večina zajetij plitve geotermalne energije pa sega od 1 m do 100 m globine pod površjem tal, kjer je temperatura običajno med 10 °C in 16 °C. Zemljino toploto izkoriščamo večinoma posredno z uporabo toplotnih črpalk, s katerimi dvignemo temperaturo na 30 do 50 °C, odvisno od načina ogrevanja. Na ta način lahko skozi celotno ogrevalno sezono pridobimo štiri do petkrat več energije kot jo vložimo.

Velika in zelo pomembna prednost zajetij geotermalne energije je, da jih lahko uporabljamo tudi za hlajenje objektov ter skladiščenje viškov toplote v tleh in kasnejšo uporabo te toplote v ogrevalni sezoni. Na tak način lahko učinkovitost teh naprav še bistveno izboljšamo. Ko gre za objekte, kjer je temperatura ogrevanja manjša (na primer 18 °C v nekaterih objektih kot so postaje, industrijski objekti, ipd.), je s skladiščenjem viškov toplote možno tudi neposredno izkoriščanje geotermalne energije brez uporabe toplotnih črpalk. Znan je primer Stockholmskega letališča Arlanda, kjer na tak način iz plitvega vodonosnika pod letališčem pridobijo skoraj stokrat več energije od vložene. Za obalno območje je značilno, da so viški toplote lahko veliki, še posebej v kombinaciji s sončnimi kolektorji.

Plitva geotermalna energija se izkazuje kot dobra tudi v kombinaciji z drugimi viri energije. Njena prednost je najvišja stopnja udobnosti bivanja, tiho in skrito delovanje, neodvisnost od transporta in drugih dejavnikov, ne potrbuje skladišč ali rezervoarjev, ni možnosti požara in eksplozije, ne vpliva na čistočo zraka in prašne delce, na voljo je 24 ur na dan skozi celo leto, zelo uporabna je za nove gradnje in tudi obstoječe stare stavbe, za zamenjavo obstoječih energetskih sistemov, za enostanovanjske in večstanovanjske stavbe ter nestanovanjske stavbe (industrijske, kmetijske, trgovske, turistične), naprave imajo dolgo življenjsko dobo (>30 let) in nizke obratovalne ter vzdrževalne stroške.

Geotermalna energija je eden od pomembnih obnovljivih virov energije. Za doseganje energetske neodvisnosti je važno, da postane njen delež pomemben in se približa 7 % deležu med obnovljivimi viri energije za ogrevanje in hlajenje, kar je tudi cilj Akcijskega načrta za obnovljive vire energije Republike Slovenije (AN OVE). Za sledenje temu cilju do leta 2020 je pomembno predvsem, da pri projektiranju prepoznamo, kje so dobre danosti za učinkovito rabo te energije in jih tam tudi izkoristimo.

Črpalni in ponikalni vodnjak v prodno-peščenem vodonosniku

10 do >150 energetskih pilotov PH&C = 30 do >200 kW

12 l/s PH&C>200 kW

glina z meljem λ = 1,9 W/(m∙K) c = 2,30 MJ/(m3K)

0,5 l/s PH&C>8 kW

glina λ = 1,6 W/(m∙K) c = 2,40 MJ/(m3K)

fliš λ = 2,4 W/(m∙K) c = 2,20 MJ/(m3K)

prod s peskom, meljem λ = 2,1 W/(m∙K) c = 2,40 MJ/(m3K) fliš λ = 2,4 W/(m∙K) c = 2,20 MJ/(m3K)

KOPER

DEKANI

Tprojekt = -7 °C Dogrevanje< 200 dni

Tprojekt = -7 °C Dogrevanje < 200 dni

Tzraka = 13,7 °C

Tzraka = 13,6 °C

T100 m = 16 °C

T100 m = 15 °C

T250 m = 19,5 °C

T250 m = 18 °C

T1000 m = 34 °C

T1000 m = 32 °C

q = 0,065 W/m2

q = 0,050 W/m2

Globoka geosonda PH&C = 7-13 kW

prod (grušč) λ = 2,3 W/(m∙K) c = 2,40 MJ/(m3K) fliš, pretrt fliš λ = 2,4 W/(m∙K) c = 2,20 MJ/(m3K)

Vodoravni sistem PH&C = 7 -15 kW

Polje geosond PH&C = 30 do >200kW

ZALEDJE IZOLE IN KOPRA, DRAGONJA Tprojekt = -7 °C Dogrevanje <200 dni

Tzraka = 12 °C T100 m = 17 °C T250 m = 21 °C

T1000 m = 40 °C

q = 0,069 W/m2

LEGENDA: LEGENDA:

ODLOČANJE ZA NAČIN ZAJEMA GEOTERMALNE ENERGIJE Po prednostih od 1-5.

VODA - VODA

ZEMLJA - VODA X

3 Vodoravni zaprt sistem:

Ali je v bližini potok / ribnik / jezero / morje ?

Ali je pod objektom vodonosnik / ali so v bližini vodnjaki, ki omogočajo črpanje želene količine vode s primerno kakovostjo ?

X

4 Navpični zaprt sistem:

X

5 Navpični zaprt sistem:

X

1 Hidrotermalni sistem TČ 2

Površinska voda Navpični odprt sistem: Vrtina za črpanje podzemne vode

Izkop na globini 1,2 - 2 m

Košare globine 5 – 8 m / piloti globine > 8 m Vrtina globine ponavadi > 50 m za geosondo

Tzraka : Srednja letna temperatura zraka, [°C] Tprojekt : Projektna zunanja temperatura za načrtovanje toplotne izolacije, [°C] Dogrevanje : Trajanje ogrevalne sezone, [dni] T100 m : Temperatura v globini 100 m, [°C] T250 m : Temperatura v globini 250 m, [°C] T1000 m : Temperatura v globini 1000 m, [°C]

X

Ali imamo ob objektu dovolj veliko površino (travnik, vrt, …) in zemljino ugodno za izkop ?

Ali potrebujemo za temeljenje objekta večje izkope / pilote ?

Ali imamo prostor in dostop za vrtanje vrtine ?

Dve plitvi geosondi PH&C = 7 - 13 kW

apnenec λ = 2,7 W/(m∙K) c = 2,30 MJ/(m3K)

PODGRAD Tprojekt = -10 °C Dogrevanje = 250-270 dni

Tzraka = 9 °C T100 m = 10 °C T250 m = 11,5 °C

T1000 m = 20 °C

λ : Toplotna prevodnost, [W/(m∙K)] q : Gostota toplotnega toka, [mW/m2] c : Volumska toplotna kapaciteta, [MJ/(m3K)] PH : Ogrevalna moč, [kW] PC : Hladilna moč, [kW]

q = 0,038 W/m2

FINANČNE SPODBUDE, DOVOLJENJA IN DAJATVE Finančne spodbude: 1) Eko sklad: • za nakup in vgradnjo toplotne črpalke zahtevanih standardov in pripadajoče opreme - nepovratna sredstva (zasebni sektor: enostanovanjske stavbe: 25 % in največ 2.500 € / večstanovanjske stavbe: 25 % (javna poziva: 18SUB-OB13, 19SUB-OB13)) - ugodna posojila (zasebni + javni sektor + industrija + majhna in srednje velika podjetja: obrestna mera 1,722 % za največ 90 % investicije in največ 10 – 15 let (javna poziva: 50PO13, 49PO13)).

2) Ministrstvo za kmetijstvo in okolje: • nepovratna sredstva za kmetijski sektor - največ 50 – 70 % investicije (javni poziv 121 - 2013); - najmanj 3.500 € in največ 1.500.000 €; 3) Občine: • Nekatere občine ponujajo podporne programe za obnovljive vire energije, vključno z geotermalnimi toplotnimi črpalkami. Programi so oblikovani na podoben način kot programi na državni ravni.

4) Javni sklad Republike Slovenije za regionalni razvoj in razvoj podeželja: • razpisuje ugodna posojila občinam (obrestna mera 1,022 – 2,222 % za 100 % investicije in največ 15 let ter možnim odlogom odplačevanja).

5) Ministrstvo za infrastrukturo in prostor: • nepovratna sredstva za stavbe v lasti lokalnih skupnosti: za sanacijo sistemov in uporabo ali vgradnjo sodobnih tehnologij za ogrevanje, prezračevanje in hlajenje stavb ter okolju prijaznih decentraliziranih energetskih sistemov s poudarkom na kogeneraciji in rabi obnovljivih virov energije kot tudi za samodejno spremljanje porabe (t.i. energetski monitoring), ki omogoča spremljanje kazalnikov projekta (do 100 % investicije brez DDV).

Dovoljenja: Če pridobivamo toploto s črpanjem podzemne vode s temperaturo do 20 °C, je zato potrebno pridobiti vodno dovoljenje. V primeru, da se izvedejo vrtine globlje od 30 m, ali se poseg izvede na vodovarstvenem območju, je treba pred pridobitvijo vodnega dovoljenja pridobiti dovoljenje za raziskavo podzemnih voda (http://www.arso.gov.si/vode/vodna dovoljenja/) .

V pripravi je sprememba, ki predvideva ukinitev vodnega dovoljenja za nekatere rabe vode (med temi tudi za odvzem toplote) in uvaja obvezno evidenco rabe vode.

Dajatve: Dajatve za izkoriščanje plitve geotermalne energije so predvidene le za primer, če izkoriščamo zemljino toploto s črpanjem podzemne vode in če odvzem ni večji od 10 MWh/leto (=0,036 TJ/leto). Za leto 2012 je bila za vodno povračilo za pridobivanje toplote določena cena 0,847 €/ MWh energije. (Sklep o določitvi cene za osnove vodnih povračil za rabo vode, naplavin in vodnih zemljišč za leto 2012, Uradni list RS, št. 104/2011, z dne 21. 12. 2011). Vodno povračilo je zakonsko določena denarna dajatev za storitve javnih uslužbencev ali za uporabo ugodnosti, s katerimi upravlja vlada.