Plitva geotermalna energija
V prispevku želim prikazati stanje izrabe plitve geotermalne energije v Sloveniji. Izraba plitve geotermalne energije preko GTČ (geotermalna toplotna črpalka) je zelo pomemben obnovljiv vir energije za ogrevanje in hlajenje stavb in pripravo sanitarne vode. Plitva geotermija je dejavnost, ki se ukvarja z izkoriščanjem Zemljine toplote že na njenem površju (npr. iz izvirov), na globini okoli 1,5 m pod površjem (z vodoravnimi toplotnimi izmenjevalci), na globini nekaj metrov (z energetskimi košarami), nekaj deset metrov (z energetskimi piloti ali drugimi termoaktivnimi gradbenimi konstrukcijami) ter na večjih globinah z vrtinami (vodnjaki ali geosondami). Meja med plitvo in globoko geotermijo v predpisih ni opredeljena, v dosedanji praksi v svetu se uveljavlja splošna razmejitev nekje na globini 300 ali 400 metrov. Običajno pa v Sloveniji vrtamo vrtine za izrabo plitve geotermije med 50 do 200 metrov globine. Na Sliki 1 je poenostavljen prikaz odločanja o načinu izrabe plitve geotermalne energije.
Pri odločitvi za izrabo plitve geotermalne energije za ogrevanje stavb je treba upoštevati več ključnih parametrov — tako tehničnih kot ekonomskih, okoljskih in regulativnih. V nadaljevanju navajam nekaj glavnih dejavnikov, ki vplivajo na izbiro in izvedbo izrabe plitve geotermalne energije:
1. Geološki in hidrogeološki dejavniki
· Toplotne lastnosti tal (toplotna prevodnost, specifična toplota) določajo, koliko toplote je mogoče učinkovito izkoristiti iz zemlje. Višja prevodnost pomeni boljšo učinkovitost izrabe.
· Podzemne vode in pretok vode lahko vplivata na izkoriščanje energije — odprti sistemi (voda/voda) potrebujejo vodonosnike, ki so dovolj izdatni.
· Globina vrtin ali površinska zemljišča: vertikalne geosonde zahtevajo primeren prostor ali dovolj globine, horizontalni zemeljski kolektorji pa potrebujejo večje površine okoli stavb.
2. Energetska potreba in karakteristike objekta
· Toplotna izguba stavbe (odvisna od izolacije, lege, velikosti stanovanjske površine ..). Bolj izolirana stavba potrebuje manj toplotne moči za ogrevanje; posledično manjši odvzem toplote iz geotermalnega vira.
· Hramba toplote in način distribucije – sistemi s talnim ogrevanjem ali nizkotemperaturni radiatorski sistemi bolj učinkovito izkoriščajo toploto iz geotermalnega vira. Uporaba konvencionalnih visokotemperaturnih radiatorjev lahko zmanjša izkoristek toplotnih črpalk.
· Glede na povpraševanje po toploti se določi potrebna moč toplotne črpalke in velikost zemeljskega toplotnega izmenjevalca.
3. Ekonomski parametri
· Začetna investicija je pomemben faktor — geotermalni sistemi z vrtinami imajo višje začetne stroške kot sistemi z zrak–voda ali horizontalnimi kolektorji.
· Čas amortizacije — običajno se investicija povrne v daljšem časovnem obdobju, odvisno od prihrankov pri stroških ogrevanja in cen električne energije.
· Subvencije in finančni mehanizmi (npr. prek Eko sklada ali drugih programov spodbujanja obnovljivih virov energije), ki lahko znatno zmanjšajo investicijske stroške.
4. Okoljski in energetski cilji
· Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov: geotermalna energija bistveno zmanjšuje izpuste CO₂ v primerjavi s fosilnimi gorivi.
· Usklajenost z EU in nacionalnimi energetskimi cilji za povečanje deleža obnovljivih virov in zmanjšanje porabe energije.
5. Regulativa in dovoljenja za izrabo plitve geotermalne energije
· Upoštevati je treba lokalne prostorske načrte, omejitve vodovarstvenih območij in pogoje za vrtanje geosond (dovoljenja za vrtine, pogoji vračanja vode pri odprtih sistemih itd.).
· Standardi in tehnične smernice za projektiranje, vgradnjo in priključitev geotermalnih sistemov (varnostni, okoljski in tehnični predpisi).
Geološki zavod Slovenije vsako leto izda bilten Mineralne surovine, ki prikazuje stanje pri zalogah in izrabi mineralnih surovin v preteklem letu. Bilten za leto 2025 bo izšel v drugi polovici leta 2026. V prispevku povzemam del vsebin iz Biltena mineralne surovine v letu 2024. S stanjem ob koncu decembra 2024 imamo v državi približno 17.198 delujočih enot GTČ manjših moči (v poprečju 11 do 12 kW) s skupno nazivno močjo 208,05 MWt , ki so v letu 2024 izkoristile 1031,78 TJ (286,61 GWh) geotermalne toplote. Od tega je ca 43,1 % enot vezanih na odprte sisteme voda-voda s 506,48 TJ pridobljene energije iz plitve podzemne vode, 31,2 % je vezanih na vodoravne kolektorje z zaprtim krogotokom s 283,39 TJ pridobljene energije, 25,8 % enot pa na navpične kolektorje (geosonde) z zaprtim krogotokom s 241,91 TJ pridobljene energije. Vse enote manjših moči z zaprto zanko so iz tal pridobile 525,30 TJ toplotne energije.
Izkoriščeno plitvo GE s tehnologijo GTČ po letih v Sloveniji kaže Slika 2. V njej izstopa močnejši porast v letu 2024, ki gre na račun postavitve določenega števila enot GTČ večje moči (vse voda-voda postavitve). Delež izkoriščene energije z enotami večjih moči (vsaj 20 kW) se v primerjavi s celotnim številom enot počasi veča, saj vgraditev enot GTČ postaja vse bolj zanimivo in uporabno za večje objekte ali skupine stavb na neki lokaciji. Ponekod se kaže tendenca s postavljanjem sistemov z večjim številom geosond za nekaj stavb, zgrajenih blizu skupaj. Posebej zanimivo bi bilo opredeliti delujoče sistemih z enotami GTČ večjih moči vseh tipov postavitev.
Slika 2: Izkoriščena plitva geotermalna energija z delujočimi enotami GTČ v Sloveniji od začetka vodenja statistike in po tipu postavitve; za leta 1995–2013 ni točnih podatkov o deležu tipov postavitev.
Trg z geotermalnimi toplotnimi črpalkami (GTČ) je še naprej stabilen. Trend porasta teh enot v zadnjih 15 letih je vsaj linearen, v zadnjih treh letih celo rahlo eksponenten. Število prodanih in s tem tudi nameščenih delujočih enot GTČ ter njihovo zmogljivost in druge potrebne podatke na Geološkem zavodu Slovenije vsakoletno pridobijo s poizvedbo pri vseh proizvajalcih in glavnih trgovcih toplotnih črpalk, tako domačih kakor tujih znamk, ki so prisotne na slovenskem trgu. Državnih statističnih podatkov ni na voljo zato omenjeni statistični podatki delujočih enot GTČ odstopajo za nekaj odstotkov navzdol. V luči rabe plitve geotermalne energije kot OVE je pozitivno, da trend uporabe GTČ narašča.
V Sloveniji je 8. januarja 2026 prenosno elektroenergetsko omrežje zabeležilo rekordno visoko porabo električne energije, ki je znašala skoraj 2.300 MW med 8. in 9. uro zjutraj. To je največji odjem elektrike v zgodovini sistema po podatkih ELES-a. Toplotne črpalke in drugi električni grelci so delovali na polni moči. Ker je pred tem snežna odeja prekrila dobršen del države, vključno s sončnimi elektrarnami, pa slednje kljub morebitnemu sončnemu obsevanju niso mogle proizvajati elektrike. Ob morebitnih večkratnih in daljših obdobjih visokega odjema elektrike bo izziv zagotoviti dovolj električne energije iz OVE.
Pripravil:
Prof. dr. Željko Vukelić,
Nazaj