Geotermalni izvori

Pod pojmom geotermalnih izvora se podrazumevaju izvori geotermalnog medija, vode iz podzemnih ležišta koja mogu biti bez dovoda vode (napajanja) s površine ili s prirodnim ili veštačkim dovodom vode s površine koja tada prolazi kroz podzemna ležišta. Područja koja imaju najveći broj geotermalnih izvora su istovremeno i ona koja su geološki još vrlo aktivna, to jest koja imaju aktivne vulkane ili u kojima često dolazi do potresa.

To su područja oko Tihog okeana (tzv. pacifički vatreni krug: zapadni delovi SAD i Kanade, Srednja Amerika, zapadne obale Južne Amerike, Novi Zeland, Indonezija, Filipini, Japan i istočni Sibir), srednjoatlanski greben (Island), planinski lanci kao što su Alpi i Himalaji, istočna Afrika, srednja Azija i neka ostrva u Tihom okeanu.

Geotermalni izvori se mogu podeliti na nekoliko osnovnih načina:

- prema stepenu istraženosti, odnosno potvrđenosti ležišta
- prema vrsti ležišta
- prema temperaturi medija (tople ili vrele vode ili pare).

Prema stepenu istraženosti ležišta, poznavanju hemijskog sastava i fizičkih svojstava medija (vode ili pare), parametrima potrebnim za njihovo utvrđivanje i mogućnostima za korišćenje geotermalni izvori se dele na:

1. utvrđene
   koje se mogu se isplativo koristiti do sada poznatim tehničkim sredstvima
   Koje se još ne mogu isplativo ili se uopšte ne mogu eksploatisati poznatim tehničkim sredstvima
2. potencijalne.

Geotermalni izvori se prema vrsti geotermalnih ležišta dele prema:

1. napajanju, odnosno načinu ulaska medija u ležište i izlasku iz njega:
   - s prirodnim ulaskom (napajalištem) i izlaskom: vrelom ili izvorom vode
   - s prirodnim ulaskom i veštačkim izlaskom vode, kroz bušotinu
   - s veštačkim ulaskom i izlaskom vode (bušotine).
2. termodinamičkim i hidrološkim svojstvima:
   - izvori tople ili vruće vode (gejzire)
   - izvori suve vodene pare
   - ležišta vode i gasova pod visokim pritiskom
   - vruće i suve stene (magma).

Izvori tople ili vruće vode (ponegde nazivani gejzirima) najčešći su i najprepoznatljiviji način dolaska zagrejane vode iz dubine na površinu Zemlje. Potiču od vruće vode ili pare koja se nalazi zarobljena u razlomljenom i šupljikavom (poroznom) stenju na manjim ili srednjim dubinama (od 100 do 4500 m). Pri tome je medij najvećim delom u tekućoj fazi, a tek manjim delom u obliku pare (kao mehurići). Kada je temperatura dovoljno visoka (> 170 °C), voda se pri izlasku na površinu pretvara u paru koja se može koristiti za pogon parne turbine, a kada su temperature niže redovno se koristi sekundarni prenosnik toplote (tzv. binarne geotermalne elektrane). Inače, izvori vruće vode za sada predstavljaju jedini geotermalni izvor koji se u svetu komercijalno koristi.

Izvori suve vodene pare na svetu su retki, ali se smatraju najjednostavnijima i najisplativijima za korišćenje jer se prirodna suva vodena para može koristiti za pogon parne turbine. Ležišta vode i gasova pod visokim pritiskom nalaze se na velikim dubinama (od 3000 do 6000 m). Voda je pri tome umerene temperature (između 90 i 200 °C) i sadrži otopljeni metan. Zahvaljujući vrlo visokim pritiscima bilo bi moguće koristiti mehaničku, toplotnu pa i hemijsku energiju, ali uz današnje tehnologije to se još ne smatra isplativim.

Vruće i suve stene, odnosno magma nalaze se u nepropusnim slojevima na velikim dubinama i imaju visoku temperaturu, između 700 i 1200 °C. Za njihovo korišćenje bila bi potrebna složena tehnologija (dovoljno duboke bušotine), što još nije isplativo ni tehnološki razrađeno, a za sada postoji tek nekoliko ispitnih postrojenja (npr. u Los Alamosu u SAD-u i u Velikoj Britaniji).

Prema temperaturi geotermalnog medija (vode ili pare, odnosno njihovih smesa), geotermalni izvori mogu biti:

- niskotemperaturni (s gornjom granicom temperature između 90 i 150 °C)
- srednjetemperaturni (u području temperatura od najmanje 90 do najviše 225 °C)
- visokotemperaturni (s donjom granicom temperature između 150 i 225 °C).

Industrijska eksploatacija vrelih izvora započinje 1818. godine kada je izgradeno postrojenje za ekstrakciju borne kiseline iz vrućih izvora u području Larderello u blizini Siene (Italija). Danas u tom području postoji 14 TE ukupne snage oko 400MW. Do 1975. godine instalisana snaga takvih TE iznosila je oko 1400MW (0.08% instalisane snage svih TE 1975. godine), sa godišnjom proizvodnjom električne energije od oko 8700GWh (0.1% svetske proizvodnje el.energije 1975. godine).

U Srbiji postoji mnogo vrućih izvora, ali je njihova temperatura izmedu 20 i 80C.
Rezerve energije su procenjene na oko 600Mtoe (što je približno ekvivalentno oko 550 miliona tona nafte). Dosadašnja istraživanja su pokazala da je najperspektivnije podrucje za eksploataciju od Beograda do reke Drine, sa južnim Sremom i Semberijom (BiH).
Procenjuje se da se ovaj rezervoar sa termalnim vodama prostire na 2000km2, a dosad su utvrdene sledeće maksimalne temperature:

Bogatic 80°C
Debrc 58°C
Lukovska banja 80°C
Indija 62°C
Kupinovo 54°C

Ova se voda, osim za grejanje, može i koristiti za piće. Rezerve termalne vode su na različitim dubinama: od 207m u Bogatiću, 600-700m u Sremu, pa do 2500m kod Bijeljine.