PONAZORITVENI PRIMERI UPORABENIZKOTEMPERATURNE GEOTERMALNEENERGIJE ZA ENERGETSKO UČINKOVITESTAVBE NA JADRANSKEM OBMOČJU

IZ ZEMLJE LJUDEMFROM EARTH TO PEOPLE

projektni partner

Geološki zavod Slovenije

Dimičeva ulica 14

1000 Ljubljana Slovenija

www.geo-zs.si

IZHODIŠČE IN NAMEN PROJEKTA LEGENDProjekt LEGEND (ang. Low Enthalpy Geothermal Energy Demonstration cases for Energy Efficient building in Adriatic area ali v prevodu Ponazori-tveni primeri uporabe nizkotemperaturne geotermalne energije za ener-getsko 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 prome-ta 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 da-nes 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 po-močjo 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 pred-stavitveni investicijski primeri, zlasti če upoštevamo, da je 12 % evropske-ga stavbnega fonda v javni lasti. Zato bo v okviru projekta izvedeno 10 energetskih prenov stavb s plitvo geotermalno energijo in tri predinvesti-cijske študije uporabe te tehnologije v javnih stavbah. Pri tem bodo vklju-čeni 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 de-javnike 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.

Naselje 15. maj Koper

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

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 tempe-ratura običajno med 10 °C in 16 °C.

Zemljino toploto izkoriščamo večinoma posredno z uporabo toplotnih črpalk, s katerimi dvigne-mo 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 pose-bej v kombinaciji s sončnimi kolektorji.

Plitva geotermalna energija se izkazuje kot dobra tudi v kombinaciji z drugimi viri energi-je. 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 energet-skih sistemov, za enostanovanjske in večstanovanjske stavbe ter nestanovanjske stavbe (indus-trijske, 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 ener-getske 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.

LEGENDA:LEGENDA:

KOPERTprojekt = -7 °CDogrevanje< 200 dni

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

flišλ = 2,4 W/(m∙K)c = 2,20 MJ/(m3K)

10 do >150energetskih pilotovPH&C = 30 do >200 kW

Črpalni in ponikalni vodnjak v prodno-peščenem vodonosniku

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

prod s peskom, meljemλ = 2,1 W/(m∙K)c = 2,40 MJ/(m3K)

flišλ = 2,4 W/(m∙K)c = 2,20 MJ/(m3K)

DEKANITprojekt = -7 °CDogrevanje < 200 dni

T100 m = 16 °C

T250 m = 19,5 °C

T1000 m = 34 °C

Tzraka = 13,7 °C

T100 m = 15 °C

T250 m = 18 °C

T1000 m = 32 °C

Tzraka = 13,6 °C

q = 0,050 W/m2q = 0,065 W/m2

12 l/sPH&C>200 kW

0,5 l/sPH&C>8 kW

LEGENDA:LEGENDA:

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

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

DEKANITprojekt = -7 °CDogrevanje < 200 dni

ZALEDJE IZOLE IN KOPRA, DRAGONJATprojekt = -7 °CDogrevanje <200 dni

T100 m = 17 °C

T250 m = 21 °C

T1000 m = 40 °C

Tzraka = 12 °C

q = 0,069 W/m2

Globoka geosondaPH&C = 7-13 kW

Vodoravni sistemPH&C = 7 -15 kW

Polje geosondPH&C = 30 do >200kW

ODLOČANJE ZA NAČIN ZAJEMA GEOTERMALNE ENERGIJEPo prednostih od 1-5.

LEGENDA:

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]

VODA - VODA ZEMLJA - VODA

1 Hidrotermalni sistem TČPovršinska voda

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

X

2 Navpični odprt sistem:Vrtina za črpanje podzemne vode

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

X

3 Vodoravni zaprt sistem:Izkop na globini 1,2 - 2 m

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

4 Navpični zaprt sistem:Košare globine 5 – 8 m / piloti globine > 8 m

X Ali potrebujemo za temeljenje objekta večje izkope / pilote ?

5 Navpični zaprt sistem:Vrtina globine ponavadi > 50 m za geosondo

X Ali imamo prostor in dostop za vrtanje vrtine ?

LEGENDA:

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]

PODGRADTprojekt = -10 °CDogrevanje = 250-270 dni

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

T100 m = 10 °C

T250 m = 11,5 °C

T1000 m = 20 °C

Tzraka = 9 °C

q = 0,038 W/m2

Dve plitvi geosondiPH&C = 7 - 13 kW

FINANČNE SPODBUDE, DOVOLJENJA IN DAJATVE Finančne spodbude:

1) Eko sklad:

• zanakupinvgradnjotoplotnečrpalkezahtevanihstandardovinpripadajočeopreme

- nepovratna sredstva (zasebni sektor: enostanovanjske stavbe: 25 % in največ 2.500 € / večsta-novanjske 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: • nepovratnasredstvazakmetijskisektor - največ 50 – 70 % investicije (javni poziv 121 - 2013); - najmanj 3.500 € in največ 1.500.000 €;

3) Občine:

•Nekatereobčineponujajopodporneprogramezaobnovljivevireenergije,vključnoz geotermalnimi toplotnimi črpalkami. Programi so oblikovani na podoben način

kot programi na državni ravni.

4) Javni sklad Republike Slovenije za regionalni razvoj in razvoj po-deželja:

• razpisujeugodnaposojilaobčinam(obrestnamera1,022–2,222%za100% investicije in največ 15 let ter možnim odlogom odplačevanja).

5) Ministrstvo za infrastrukturo in prostor:

• nepovratnasredstvazastavbevlastilokalnihskupnosti:zasanacijosistemovinupora-bo 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 dovoljen-je 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.