KLÍMAVÁLTOZÁS A VÁROSBAN

Az éghajlatváltozást a városlakók egy kicsit másképpen élik meg, mint a kisebb települések, falvak, tanyák lakói. Hogy miért, arról Dr. Gál Tamást, az SZTE FFI tanszékvezető egyetemi docensét kérdeztük.

Hogy járul hozzá az éghajlatváltozás az extrém hideg időjárás, illetve az enyhe telek kialakulásához?

A megfigyelt hőmérsékletváltozás alapján a sarkvidék jóval gyorsabban melegszik, mint a szubtrópusok (mediterrán térség), így csökken a hőmérsékleti kontraszt. Szintén a meteorológiai megfigyelésekből ismerjük, hogy a nagy hőmérsékleti kontraszt a mérsékelt övben stabil nyugatias áramlást és kiegyenlített időjárást okoz. A csökkenő hőmérsékleti eltérés következménye egy olyan instabil áramlás, ami jellemzően É–D-i hideg és meleg beáramlások váltakozásával jár. Ez mindkét esetben változékony, az adott évszak várható időjárásától jelentősen hidegebb vagy melegebb időszakokat jelent.

Mit tapasztalunk ebből a mindennapjainkban?

Az éghajlatváltozás a téli időjárás szélsőségeihez is hozzájárul. Egyrészt, a felmelegedés enyhébb teleket eredményezhet, csökkentve a fűtési igényt. Másrészt, a légköri cirkuláció változásai miatt időnként extrém hideg légtömegek is betörhetnek, rövid, de intenzív hideg időszakokat okozva. Ez a kettősség megnehezíti a téli időjárás előrejelzését, továbbá a megfelelő alkalmazkodást. Külön probléma, hogy az instabil mérsékelt övi áramlási rendszerben gyakran találkozunk úgynevezett hullámzó front rendszerrel, amely időjárási helyzet nagy változásokkal jár (például hideg betörések), de nehezen jelezhető előre. Késő télen vagy kora tavasszal hasonló probléma egy-egy meleg betörés (vagy akár hőhullám), ami a növényzet tavaszi fejlődését elindítja, majd 1 héttel később, amikor visszaáll az időjárás az évszaknak megfelelő szintre, akkor jelentős fagykárok keletkezhetnek. Ennek egyik jele a mind gyakrabban fehér Húsvét.

Mit veszünk észre ezekből a változásokból egy városban?

A városok esetén a lényegi különbség a kora esti lassabb lehűlés, azaz a városi terület jóval lassabban hűl, mint a környező külterület. Ez éjjel 3–6 °C hőmérsékletkülönbséget eredményez, amit városi hőszigetnek nevezünk. Ezzel párhuzamosan magasabb lesz a hajnali minimum hőmérséklet is. Nappal nincs érdemi különbség a város és a vidék között, tavasszal és nyáron azonban a délelőtti órákban gyakran a város a hűvösebb. Összességében egy hazai közepes méretű városban ezek a hatások 1 °C növekedést eredményeznek az átlaghőmérsékletben, ami hasonló mértékű, mint az elmúlt 100 év melegedése.

A városi környezet miért speciális?

A városi hősziget miatt télen kisebb a fűtési igény, kevesebb a fagyos nap. Nyáron a hőhullámok hosszabban fejtenek ki káros hatást, hiszen kitolódnak az éjjeli órákra is. Fontos kiemelni, hogy mindezek a hatások hozzáadódnak az éghajlatváltozás hatásaihoz, így a városi területeken jóval nehezebb a lakosság alkalmazkodása.

Dr. Gál Tamás

Fotó: Kovács-Jerney Ádám

MI IS PONTOSAN A GEOTERMIKUS ENERGIA?

Napjainkban sokat hallani arról, hogy a technikai társadalom fenntartásában mind nagyobb szerepet kell, hogy kapjanak az úgynevezett „zöldenergiák”, azaz a megújuló, nem fosszilis energiahordozók, mert ezzel hozzájárulhatunk a széndioxid-kibocsátás csökkentéséhez. Hazánkban kiemelt szerepe van ezek közül a geotermikus energiának, ami a földhő hasznosítását jelenti – tudtuk meg Dr. Raucsik Bélától az SZTE Földrajz- és Földtudományi Intézet habilitált adjunktusától.

A megújuló energiaforrások között sajátos helyet foglal el a földhő, vagy más néven a geotermikus energia, mivel – a szél- vagy a napenergiával ellentétben – kitermelhetősége független az időjárási tényezőktől vagy a napszaktól és az évszaktól. Ez az energia ugyanis elsősorban a kőzetöv vagy más néven litoszféra (a Föld külső, viszonylag merev, rideg kőzetburka) anyagából származik.

Mégis miként lehetséges ez? A litoszféra gyakori ásványaiban találhatók olyan kémiai elemek (például a kálium és az urán), amelyeknek természetes radioaktív izotópjai vannak. Ezek spontán bomlása során energia szabadul fel, aminek egy jelentős része hőenergia. A kőzetöv tehát mindenféle emberi beavatkozás nélkül termel hőt.

Magyarország fekvése szerencsés a földhő hasznosíthatósága szempontjából, mert a környező területek átlagához képest nagyobb mennyiségű hő áramlik a felszín felé. Ennek hátterében az áll, hogy ‒ geofizikai mérések tanúsága szerint ‒ hazánk alatt a litoszféra vastagsága jóval kisebb, mint a környező területeké. A Kárpátok és az Alpok térségében a litoszféra vastagsága valamelyest több, mint 200 km, ugyanakkor a medence alatt mindössze 60–100 km. Ez a szerkezet azzal a következménnyel jár, hogy a litoszféra alatti földköpeny forró anyaga viszonylag közel van a felszínhez a Kárpát‒Pannon-térségben. A felszín alatti hőmérsékletnövekedés mérőszáma a geotermikus gradiens, ami megmutatja, hogy a felszíntől a mélység felé haladva, egységnyi távolságot (általában 100 m-t) megtéve hány fokkal nő a hőmérséklet. Ez hazánkban kb. 5‒7 °C 100 méterenként.

Dr. Raucsik Béla

Fotó: Kovács-Jerney Ádám

MAGYAROROSZÁG AZ ÉLEN, SZEGED A TOP 2-BEN

Dr. Bozsó Gábor, az SZTE FFI adjunktusa és intézetvezető helyettese a gyakorlatban, a mindennapok során is hasznosítja földtudományos ismereteit.

Dr. Bozsó Gábor

Fotó: Kovács-Jerney Ádám

Milyen lehetőség van a geotermikus célra felhasznált víz osztályozására?

A kitermelt víz hőmérséklete alapján 3 nagy tartományt lehet megkülönböztetni: 30 és 60 °C között kis, 60 és 150 °C között közepes, 150 °C felett nagy hőmérsékletű tartományról beszélünk. Az első jellemzően a kertészeti és balneológiai, a második a hőtermelésre, a harmadik pedig az elektromos áram termelésére használható tartomány.

A geotermikus energia elérhetősége szempontjából Magyarország milyen helyzetben van?

Magyarország geotermikus adottságai köztudottan optimálisak. Ugyan az aktív vulkanikus területekhez képest lényegesen kisebb a hőáramlás, de az úgynevezett konduktív típusú termálenergia elérhetősége kiemelkedő az ország területén. Ez annak köszönhető, hogy főleg a Dél-Alföldön a kéreg lényegesen vékonyabb, így a melegebb belső részek felől a felszínre lényegesen könnyebben jut el a geotermikus energia. Ennek köszönhető az Európában is egyedülálló mennyiségű gyógyfürdők száma, de az üvegházi kertészetek is ezért ennyire elterjedtek az országban. A termálenergia kiaknázására az utóbbi két évtizedben számos, főleg a városi közintézményeket ellátó fűtési rendszer épült (például a Dél-Alföldön: Szeged, Hódmezővásárhely, Makó, Kistelek, Mórahalom, Szentes, Csongrád).

Dr. Bozsó Gábor arcára van írva, hogy szereti hívatását, örömmel állítja a tudományos tapasztalatokat az ipari hasznosulás szolgálatába.

Fotó: Kovács-Jerney Ádám

Szegeden hol és milyen geotermikus energiát használnak? Hogyan?

Szeged még ebben a rendkívül kedvező helyzetből is a lehető legjobb adottságokkal bír, hiszen amellett, hogy a geotermikus energia könnyen elérhető, gyakorlatilag a forrás felett közvetlenül található egy közel 160 000 fős város, amiben egy 70-80 ezer főt ellátó városi távhőrendszer üzemel, valamint számos nagy közfogyasztóval rendelkezik (a legnagyobb éppen az SZTE). Mindemellett a szomszédos algyői szénhidrogén-előfordulás miatt a környék geológiailag jól megkutatott, így a termálrendszerek legnagyobb rizikóját jelentő kútkiképzési problémák már megoldottak, azaz a termálkutak létesítése jórészt kockázatmentes. A városban 2011 óta két, zömében egyetemi épületeket ellátó, úgynevezett kaszkádrendszer üzemel. Emellett 2018 óta folyamatos megvalósítással 9, a távhőrendszerre csatlakozó geotermikus rendszer épült. A Szent Gellért fórumot, illetve a városhoz tartozó üvegházakat is külön termálrendszerek látják el. Mondhatjuk, hogy a városban már olyan sűrűn vannak telepítve ezek a rendszerek, hogy több nem fér el, azaz maximálisan ki van használva ez az adottság.

A városi fűtésben milyen arányú ez a forrás és ezzel a magyar települések között hol áll a fűtés arányait tekintve?

A kilenc városi távhőhöz tartozó geotermikus hálózat az átadott hőmennyiségét tekintve az izlandi Reykjavík után a második legnagyobb távhőt ellátó rendszer. Tekintve, hogy az izlandi adottságok messze jobbak a magyarországinál, különösen büszkék lehetnek a szegediek erre a rendszerre.

A távhőrendszer évi ~28 millió m³ földgáz fogyasztásából a teljes üzembe helyezés után a termálrendszerek megközelítőleg 17 millió m3 földgázt fognak kiváltani, és ezzel a legnagyobb légszennyezőnek számító városi fűtési rendszer évi 55 ezer tonna CO₂ kibocsátását ~20 ezer tonnára fogják redukálni. Ez Szeged egyik, ha nem a legnagyobb hatású környezetvédelmi projektje is. Országos szinten a termál hőfogyasztást tekintve a szegedi a miskolci és győri rendszerekkel a legnagyobbak között van.

Kívülről és belülről az egyik szegedi geotermikus energiára épülő fűtőmű.

Fotó:Kovács-Jerney Ádám

Milyen potenciál van ebben az energiaforrásban?

Országosan még rengeteg kiaknázható geotermikus energia áll rendelkezésre, de a felhasználás feltételei ettől sokkal komplexebbek, azaz messze nem elég, hogy van a lábunk alatt elméletileg elérhető hőforrás. Szükséges, hogy a forrás közelében legyen egy elegendően nagy hőfogyasztó, hiszen a szállítási veszteségek miatt nem vihető tetszőlegesen messze a termálvíz. A nagyobb hőfogyasztók gépészeti kialakítása is sokszor gátja a hatékony felhasználásnak. Az adott terület geológiai megkutatottsága is rendkívül fontos, hiszen elegendő mennyiségű geofizikai, geológiai és geokémiai információ hiányában a kutak vízadó képessége nagyon nagy kockázatot rejt. A másik nagy potenciál a nagy hőmérsékletű és entalpiájú (egyszerűsítve energiatartalmú) rendszerekre telepített áramtermelő egységek kialakításában van. Ennek is számos fajtája ismert, több kísérleti területen folynak próbálkozások, de üzemelő geotermikus erőműve Magyarországnak még nincs.

Nyáron mi történik a geotermikus energiával?

A geotermikus energia jellegéből és hőmérsékletéből adódóan alapvetően fűtésre és hőellátásra vagy villamosenergia termelésére alkalmas. Minden esetben a fűtési időszakban (október és április között) ideális a kiaknázása. Az áramtermelő rendszerek ugyan képesek egész évben működni, de a nyári nagy külső hőmérséklet miatt lényegesen rosszabb hatásfokkal üzemelnek, mint télen. A fűtésre használt rendszereknél a nyári időszakban drasztikusan csökken a hőigény (csak minimális használati melegvíz, illetve fürdők medencefűtése történik). Magyarország geológiai adottságai miatt hazánkban általában le is állítják a kutakat a nyári időszakra. Ekkor zajlanak a karbantartási, tisztítási és felújítási munkálatok, továbbá magát a termálvizet adó közeget is célszerű regenerálódni, újratöltődni hagyni. Ilyen körülmények között akár 50–100 év közötti üzemelési idő is biztosítható.

Mik a tervek Magyarországon, Szegeden?

A magyarországi tervek legfőbb csapása most az úgynevezett geotermikus koncessziókon alapuló termálrendszer kutatási-kiépítési projektek kidolgozása. Ez egy külön beszélgetést megérne, elég annyit látni, hogy jelenleg forrás hiányában nagy előrelépés nem látszik, bár ígéretek vannak. Szegeden elméletileg még egy rendszer telepíthető, ennek előkészítése folyamatban van. Mind országosan, mind városi szinten inkább a jelenlegi rendszerek energetikai hatékonyságának javítása tudna sokat növelni a termálenergia részarányán. Ezek a feladatok városi szinten is bőven milliárdos nagyságrendűek, azaz nem tud egyik pillanatról a másikra megtörténni.

Fotó:Kovács-Jerney Ádám

A fúrószár 1800 méter mélyen keresi a termálvizet.

Fotó: Kovács-Jerney Ádám

További terv a termálvíz kísérőgázainak hasznosítása, a visszasajtolt termálvíz energiájának kinyerése ipari hőszivattyúkkal, de kísérletezünk egy speciális abszorpciós technológiával, ami a termál hulladékhőből hűtési energiát képes előállítani. Összességében még évtizedekre való munkát ad a geotermikus energia kihasználhatóságának növelése.