ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ: Ένας «κρυμμένος» ενεργειακός θησαυρός!

Από τη μαθήτρια της Α’ Γυμνασίου Λευκοθέα Κούργια και το μαθητή της Γ’ Γυμνασίου Νικόλαο Δρούβη,   στα πλαίσια της έρευνας της φετινής Π.Ο. για το θέμα: «Ενέργεια και φυσικοί πόροι. Η ενεργειακή κρίση και οι επιπτώσεις της».

Ως «μεγάλη αγνοούμενη» χαρακτήρισε τη γεωθερμία η Ελληνική Εταιρεία Περιβάλλοντος και Πολιτισμού. Είναι μια ήπια και ανεξάντλητη ενεργειακή πηγή, που, κρυμμένη στη γη, κάνει συχνά αισθητή την παρουσία της με θερμές πηγές και ατμούς και παραμένει η πιο άγνωστη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας στην Ελλάδα.

        Ουσιαστικά πρόκειται για τη θερμική ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γης και προκύπτει από τη θερμότητα των γεωλογικών σχηματισμών και των επιφανειακών ή υπόγειων νερών. Η θερμοκρασία του γεωθερμικού ρευστού ή ατμού, ποικίλει από περιοχή σε περιοχή, ενώ συνήθως κυμαίνεται από 25^ο C μέχρι 360^ο C. Όσο προχωράμε βαθύτερα από την επιφάνεια της γης προς τον πυρήνα, παρατηρούμε αύξηση της θερμοκρασίας,  η οποία ονομάζεται γεωθερμική βαθμίδα.

 

Κοντά στην επιφάνεια της γης η γεωθερμική βαθμίδα έχει μέση τιμή περίπου 30 °C/km. Σε μερικές περιοχές, είτε λόγω ηφαιστειότητας σε πρόσφατη γεωλογική περίοδο, είτε λόγω ανόδου ζεστού νερού από μεγάλα βάθη μέσω ρηγμάτων, η γεωθερμική βαθμίδα είναι σημαντικά μεγαλύτερη από τη μέση γήινη, με αποτέλεσμα σε μικρό σχετικά βάθος να απαντώνται υδροφόροι ορίζοντες που περιέχουν νερό ή ατμό υψηλής θερμοκρασίας. Οι περιοχές αυτές ονομάζονται γεωθερμικά πεδία και εκεί η εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας είναι εξαιρετικά συμφέρουσα. Στις περιπτώσεις που τα γεωθερμικά ρευστά έχουν  θερμοκρασία πάνω από 150^ο C, η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.  

 

Η κυριότερη θερμική χρήση της γεωθερμικής ενέργειας παγκοσμίως αφορά στη θέρμανση θερμοκηπίων. Χρησιμοποιείται ακόμα στις υδατοκαλλιέργειες, όπου εκτρέφονται υδρόβιοι οργανισμοί, αλλά και για τηλεθέρμανση, δηλαδή θέρμανση συνόλου κτιρίων, οικισμών, χωριών ή και πόλεων. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας, όπου επιτρέπεται η μεταφορά θερμότητας από και προς το έδαφος για παραγωγή δροσισμού, θέρμανσης και ζεστού νερού για οικιακές αλλά και ευρύτερης κλίμακας εφαρμογές.

Ιστορική αναδρομή

Βρετανία: Ρωμαϊκό λουτρό και ιερός τόπος προς τιμήν της Minerva

       Η γεωθερμική ενέργεια και τα θερμά νερά ήταν γνωστά στην αρχαία Ελλάδα. Οι θερμές πηγές θεωρούνταν στην αρχαιότητα ότι είχαν θεραπευτικές ιδιότητες και γι' αυτό τα Ασκληπιεία και άλλοι ιεροί χώροι  βρίσκονταν κοντά σ' αυτές. Ο ημίθεος Ηρακλής συνδέθηκε και με τα θερμά λουτρά και πολλές θερμές πηγές λέγονταν "Θέρμες του Ηρακλή". Σημαντικές είναι οι αναφορές του Ιπποκράτη για τις ευεργετικές επιδράσεις των θερμών νερών.

        Η χρήση της γεωθερμίας ήταν γνωστή και στους αρχαίους ανατολικούς λαούς, στην Κίνα

και την Ιαπωνία, με πληθώρα μαρτυριών στη μυθολογία και την ιστορία τους, καθώς και στους παλαιούς γηγενείς κατοίκους της Αμερικής πριν από χιλιάδες χρόνια. Το παλαιότερο γνωστό -αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο όρος- Spa που έχει βρεθεί είναι η πέτρινη πισίνα στο βουνό Lisan της Κίνας που χτίστηκε τον 3ο αιώνα π.Χ. Οι Ετρούσκοι και οι Ρωμαίοι χρησιμοποιούσαν τα θερμά νερά όχι μόνο για ιαματικούς σκοπούς, αλλά και για τη θέρμανση οικιών.

Η αξιοποίηση της γεωθερμίας στη σύγχρονη εποχή

        Στη σύγχρονη εποχή, η πρώτη βιομηχανική αξιοποίηση της γεωθερμίας πραγματοποιήθηκε στο Larderello της Ιταλίας, όπου από τις αρχές του 19ου αιώνα χρησιμοποιούνταν υπέρθερμος ατμός για την παραγωγή βορικού οξέος και για τη θέρμανση κτιρίων. Στην ίδια περιοχή, το 1904, έγινε η πρώτη επιτυχημένη προσπάθεια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με τη χρήση φυσικών ατμών, που έβγαιναν με πίεση. Σήμερα παράγονται εκεί 2,5 δισ. kWh/έτος.

Ρέικιαβικ: Μονάδα αξιοποίησης γεωθερμίας

Η πρώτη συστηματική αξιοποίηση των γεωθερμικών ρευστών για θέρμανση χώρων, θερμοκηπίων και κτιρίων ξεκίνησε τη δεκαετία του 1920 στην Ισλανδία. Σήμερα, το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού της Ισλανδίας και ολόκληρη η πρωτεύουσα Ρέικιαβικ θερμαίνονται με γεωθερμικά ρευστά, ενώ υπάρχει και πλήθος άλλων εφαρμογών (παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θέρμανση θερμοκηπίων και πισίνων, υδατοκαλλιέργειες, ξήρανση ορυκτών κ.ά.). Εδώ αξίζει να σημειωθεί, πως, λόγω της μη χρήσης πετρελαίου για θέρμανση, το Ρέικιαβικ θεωρείται πως έχει την καθαρότερη ατμόσφαιρα πρωτεύουσας του κόσμου.

Ρέικιαβικ, περιοχή Blue Lagoon

        Το παράδειγμα της Ισλανδίας μιμήθηκαν πολλές χώρες της Ευρώπης, της Αμερικής αλλά και της Ασίας. Σήμερα, o αριθμός των χωρών που έχουν εμπλακεί στη γεωθερμική ενέργεια, με εκμετάλλευση της θερμότητας, ξεπερνά τις 70. Στην ηλεκτροπαραγωγή, εκτός από την Ιταλία, έχουν εμπλακεί η Ν. Ζηλανδία, οι Η.Π.Α., η Ιαπωνία, το Μεξικό, οι Φιλιππίνες, η Ινδονησία και αρκετές χώρες της Κεντρικής Αμερικής και της Αφρικής (Κένυα), ενώ στην Ευρώπη η Γαλλία και Γερμανία, Ισπανία, Πορτογαλία, Ουγγαρία, Σλοβακία, Ελλάδα  και  Τουρκία.

Η μεγαλύτερη ομάδα των γεωθερμικών μονάδων ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο, βρίσκεται στην Καλιφόρνια βόρεια του San Francisco και ονομάζεται "The Geysers". Πρόκειται για ένα συγκρότημα 22 βιομηχανικών μονάδων παραγωγής ενέργειας που συγκεντρώνουν γεωθερμική ενέργεια από 350 σημεία. Οι Φιλιππίνες ακολουθούν τις ΗΠΑ ως ο δεύτερος μεγαλύτερος παραγωγός γεωθερμικής ενέργειας στον κόσμο, καλύπτοντας περίπου το 18% των αναγκών της σε ηλεκτρική ενέργεια. 

        Μελλοντικά, η εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας θα γίνεται από θερμά ξηρά πετρώματα, τα οποία βρίσκονται παντού σε βάθη από 3-5 km, μέσω τεχνητής κυκλοφορίας νερού θερμοκρασίας έως 150 °C.  

Η αξιοποίηση της γεωθερμίας στην Ελλάδα

Η Ελλάδα διαθέτει έναν πλούτο γεωθερμικών πηγών, που προσφέρουν αμέτρητες ευκαιρίες επένδυσης στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, σε εμπορικές εφαρμογές ή αγροτικές χρήσεις. Η γεωγραφική θέση της Ελλάδας ευνοεί τις γεωθερμικές πηγές, υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας. Οι πηγές υψηλής θερμοκρασίας είναι κατάλληλες για την παραγωγή ενέργειας, καθώς και για θέρμανση και ψύξη και εντοπίζονται σε βάθος 1-2 χιλιομέτρων στα νησιά της Μήλου, Σαντορίνης και Νισύρου. Επίσης, πηγές υψηλής θερμοκρασίας έχουν εντοπιστεί στα νησιά της Λέσβου, Χίου και Σαμοθράκης σε βάθος 2-3 χιλιομέτρων, καθώς και στα λεκανοπέδια της Κεντρικής-Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. 
        Οι πηγές χαμηλής θερμοκρασίας εντοπίζονται στις πεδιάδες της Μακεδονίας και της Θράκης και στη γειτονιά κάθε μιας από τις 56 θερμές πηγές της χώρας. Σε αυτές περιλαμβάνονται μεταξύ άλλων τα Λουτρά Σαμοθράκης, η Λέσβος, η Χίος, η Αλεξανδρούπολη, οι Σέρρες, οι Θερμοπύλες και η Χαλκιδική.

        Σήμερα στην Ελλάδα, η εκμετάλλευση της γεωθερμίας γίνεται αποκλειστικά για χρήση σε θερμικές εφαρμογές. Ακόμα, λόγω του πλούσιου σε γεωθερμική ενέργεια υπεδάφους της χώρας μας, κυρίως κατά μήκος του ηφαιστειακού τόξου του Νοτίου Αιγαίου (Μήλος, Νίσυρος, Σαντορίνη), μπορεί να έχει ευρεία εφαρμογή για τη θερμική αφαλάτωση του θαλασσινού νερού με στόχο την απόληψη πόσιμου, κυρίως στις άνυδρες νησιωτικές και παραθαλάσσιες περιοχές. Μία τέτοια εφαρμογή έχει χαμηλότερο κόστος από εκείνο που απαιτείται για τον εφοδιασμό των περιοχών αυτών με πόσιμο νερό, μέσω υδροφόρων πλοίων.

       

Ξάνθη

Επίσης, οι άμεσες χρήσεις της γεωθερμίας στην Ελλάδα επικεντρώνονται κυρίως στην θέρμανση των θερμοκηπίων, σε ιχθυοτροφεία, στην καλλιέργεια σπιρουλίνας, καθώς και σε αποξήρανση λαχανικών και φρούτων. Οι αντλίες θερμότητας από υπόγεια ύδατα έχουν αναπτυχθεί ιδιαίτερα το τελευταίο διάστημα, αλλά το ποσοστό που καταλαμβάνουν στην αγορά είναι ελάχιστο σε σχέση με άλλα κράτη της κεντρικής ή Βόρειας Ευρώπης. Προς το παρόν δεν παράγεται στην Ελλάδα ηλεκτρική ενέργεια, παρά την ύπαρξη πολλών γεωθερμικών πεδίων υψηλής ενθαλπίας στο ηφαιστειακά ενεργό τόξο του Αιγαίου πελάγους.

        Δυστυχώς, η αξιοποίηση του γεωθερμικού δυναμικού της χώρας μας είναι πολύ μικρή σε σχέση με τις δυματότητές της. Αρνητικό ρόλο έπαιξε το κακό ξεκίνημα που έγινε από τη ΔΕΗ στη Μήλο, όπου το 1989 έγινε έκρηξη στη μονάδα που είχε δημιουργηθεί εκεί, με αποτέλεσμα να κλείσει το εργοστάσιο. Αλλά η μικρή συμμετοχή της γεωθερμίας στη μεγάλη ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην Ελλάδα τα τελευταία χρόνια έχει να κάνει μάλλον με οικονομικά συμφέροντα, παρά με αντικειμενικές δυσκολίες.

Τα πλεονεκτήματα της γεωθερμίας

• Προσφέρει ενέργεια χαμηλού κόστους
•  Η απόδοσή της είναι ανεξάρτητη από τις καιρικές συνθήκες.
• Μικρή απαίτηση γης.
• Αποτελεί τοπική μορφή ενέργειας με συνέπεια την οικονομική ανάπτυξη της γεωθερμικής περιοχής.
• Συμβάλλει στη μείωση της ενεργειακής εξάρτησης μιας χώρας, με τον περιορισμό των εισαγωγών ορυκτών καυσίμων.   

Ως προς τη χρήση τους για θέρμανση και ψύξη σε κατοικίες:

 ·    Με τη χρήση της εξοικονομείται 75% της ενέργειας που απαιτείται για θέρμανση και 40% για δροσισμό-ψύξη ενός κτιρίου.

·         Με τη χρήση της μειώνονται οι δαπάνες μιας κατοικίας για θέρμανση και κλιματισμό από 25-75% .

·         Έχει χαμηλό κόστος συντήρησης εγκατάστασης και εξοπλισμού σε σχέση με άλλες μορφές ενέργειας. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας δεν παρουσιάζουν βλάβες μετά από παρατεταμένη χρήση, όπως ορισμένα συμβατικά συστήματα.

·         Παρέχουν υψηλής ποιότητας άνεση στους εσωτερικούς χώρους.

·         Απαιτείται μικρότερος χώρος για την εγκατάσταση του εξοπλισμού σε σχέση με το συμβατικό λεβητοστάσιο.

·         Μεγαλύτερη ασφάλεια σε σχέση με μία εγκατάσταση πετρελαίου ή φυσικού αερίου.

Τα μειονεκτήματα της  γεωθερμίας

·         Ο σχηματισμός επικαθίσεων (ή όπως συχνά λέγονται οι καθαλατώσεις ή αποθέσεις) σε κάθε σχεδόν επιφάνεια που έρχεται σε επαφή με το γεωθερμικό ρευστό.

·         Η διάβρωση των μεταλλικών επιφανειών.

·         Ορισμένες περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις : η χρήση γης, εκπομπές αερίων, η διάθεση υγρών αποβλήτων, θόρυβος, δημιουργία μικροσεισμικότητας και καθιζήσεις.

    Συγκρινόμενη με τις άλλες ΑΠΕ, η γεωθερμία δεν υστερεί σε περιβαλλοντικά οφέλη. Αυτό βέβαια έρχεται σε προφανή αντίθεση με την εντύπωση που κυριαρχεί ότι ορισμένες ΑΠΕ (π.χ. φωτοβολταϊκά, αιολική ενέργεια) δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον. Η εντύπωση αυτή μεταβάλλεται, όταν κανείς συνυπολογίσει τις επιπτώσεις οποιασδήποτε μορφής ενέργειας σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής μιας τεχνολογίας, αλλά και την επιβάρυνση στο περιβάλλον από την κατασκευή και τη λειτουργία των μονάδων. Ουσιαστικά, δεν υπάρχει τέλεια πηγή ενέργειας. Κάθε μία έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και τους δικούς της συμβιβασμούς. Όμως, είναι σίγουρο ότι με τη στήριξη της τεχνολογίας η αξιοποίηση της οποιασδήποτε μορφής ΑΠΕ μετά από εμπεριστατωμένες περιβαλλοντικές μελέτες αποτελεί επένδυση στην ποιότητα της ζωής μας και στη βιώσιμη ύπαρξή μας πάνω στον πλανήτη!

  
Διαδικτυακές πηγές: 

www.ypeka.gr

www.boudouri.gr

www.investingreece.gov.gr

www.kathimerini.gr

www.energia.gr

www.energomixaniki.gr

www.gaiadrill.gr

www.oryktosploutos.net

www.buildnet.gr

ienergiagiromas.weebly.com