Ι. Χαλδέζος – Διπλ. Μηχανικός Ορυκτών Πόρων, Εξωτερικός Συνεργάτης Τμήματος Γεωθερμικής Ενέργειας ΚΑΠΕ

Κ. Καρύτσας – Δρ. Γεωλόγος – Γεωθερμικός, Αν/της Διευθυντής Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και Προϊστάμενος Τμήματος Γεωθερμικής Ενέργειας ΚΑΠΕ

Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας τεχνολογία αιχμής ΑΠΕ

Η εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας, δηλαδή της θερμότητας των επιφανειακών γεωλογικών σχηματισμών και των υδάτων (επιφανειακών και υπογείων) που δεν χαρακτηρίζονται ως γεωθερμικό δυναμικό, είναι κατάλληλη για τη θέρμανση, την ψύξη και την παροχή ζεστού νερού χρήσης στα κτίρια (οικίες, ξενοδοχειακές μονάδες, γραφεία, εκθεσιακά κέντρα κλπ.), καθώς και σε άλλους χώρους (κολυμβητήρια, θερμοκήπια κλπ.). Σημειώνεται ότι για την εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας χρησιμοποιούνται οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας (ΓΑΘ).

Η δομή ενός τυπικού συστήματος ΓΑΘ αποτελείται από τρία μέρη: α) τον υπόγειο εναλλάκτη θερμότητας (γεωεναλλάκτη) ή τις γεωτρήσεις νερού (μία παραγωγική και μία επανεισαγωγής), β) την υδρόψυκτη αντλία θερμότητας και γ) το σύστημα θέρμανσης/ψύξης εντός του κτιρίου.

Η λειτουργία ενός τυπικού συστήματος ΓΑΘ εδράζεται στο ότι αυτό, κατά την περίοδο της θέρμανσης, δύναται να προσλαμβάνει θερμότητα από το υπέδαφος μέσω υπόγειου εναλλάκτη θερμότητας ή μέσω άντλησης νερού από γεώτρηση (πηγάδι κλπ.) και, παράλληλα, να προσδίδει το απαιτούμενο ποσό θερμότητας στο εσωτερικό σύστημα θέρμανσης του κτιρίου μέσω της λειτουργίας της υδρόψυκτης αντλίας θερμότητας. Κατά την περίοδο της ψύξης αντιστρέφεται η προαναφερθείσα λειτουργία του συστήματος ΓΑΘ.

Αξίζει να τονισθεί ότι οι ΓΑΘ αξιοποιούν την πρακτικά σταθερή θερμοκρασία του υπεδάφους με αποτέλεσμα να εξοικονομούν ηλεκτρική και πρωτογενή ενέργεια, να συμβάλλουν στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (CO2 κλπ.) και, συνεπώς, στην προστασία του περιβάλλοντος. Συγκεκριμένα ένα τυπικό σύστημα ΓΑΘ με θερμική ισχύ 20 KWth και ψυκτική ισχύ 16 KWc συγκρινόμενο με ένα αντίστοιχο σύστημα συμβατικής μεθόδου θέρμανσης (μέσω κατανάλωσης φυσικού αερίου ή πετρελαίου θέρμανσης), ψύξης (μέσω κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος από Α/C ή VRV ) και παροχής ζεστού νερού χρήσης (μέσω κατανάλωσης φυσικού αερίου ή πετρελαίου θέρμανσης ή θερμοσίφωνου) επιτυγχάνει ετησίως: α) εξοικονόμηση ισοδύναμης πρωτογενούς ενέργειας της τάξεως του 35-45%, β) εξοικονόμηση ισοδύναμης ηλεκτρικής ενέργειας άνω του 55%,
γ) εξοικονόμηση χρημάτων λόγω της λειτουργίας του της τάξεως του 60-80% και δ) μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα άνω των 5 ΤCO2.
    

Αναφέρεται ότι οι ΓΑΘ είναι διαδεδομένες στην Ευρώπη και ιδιαίτερα σε χώρες όπως: Σουηδία, Αυστρία,  Ελβετία, Γερμανία, Ολλανδία, Δανία και Γαλλία. Σε αυτές τις χώρες έχει αναπτυχθεί και καθιερωθεί η αντίστοιχη τεχνολογία για τα συστήματα των ΓΑΘ, με κύρια απόρροια να λειτουργούν αξιόπιστα επί σειρά δεκαετιών. Επιπροσθέτως οι εφαρμογές των ΓΑΘ στην Ευρωπαϊκή Ένωση ανήλθαν σε 12.611MW(th) (2012), που αντιστοιχεί στο 50% περίπου της παγκόσμιας εγκατεστημένης ισχύος συστημάτων ΓΑΘ, ενώ ο ρυθμός ανάπτυξης της αντίστοιχης αγοράς σήμερα ανέρχεται περίπου σε 20% ετησίως.

Τονίζεται ότι οι προοπτικές για την ανάπτυξη των εφαρμογών των ΓΑΘ στην Ευρωπαϊκή Ένωση και κατ’ επέκταση στην Ελλάδα είναι σημαντικές. Σύμφωνα με το «European Geothermal Energy Council (EGEC)» και με ορίζοντα το έτος 2020 είναι εφικτός ως στόχος για την Ελλάδα, σχετικά με την προς εγκατάσταση ισχύ για τα συστήματα ΓΑΘ, τα 330 MW(th) ˙ ενώ για το σύνολο των χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης ο αντίστοιχος στόχος είναι τα 25.000 MW(th).

Σήμερα στη χώρα μας υφίστανται εγκατεστημένες εφαρμογές για θερμικές χρήσεις της τάξεως των 185 MW(th) και συγκεκριμένα: 84 MW(th) σε γεωθερμικές αντλίες θερμότητας (ΓΑΘ), 48 MW(th) σε θερμοκήπια και άλλες αγροτικές χρήσεις, 40 MW(th) σε ιαματικά λουτρά, 10 MW(th) σε υδατοκαλλιέργειες, 1MW(th) σε θέρμανση χώρων (από την εκμετάλλευση του γεωθερμικού δυναμικού), 0,5 MW(th) σε βιομηχανικές εφαρμογές και
1,5 MW(th) σε άλλες χρήσεις.

Το κόστος εγκατάστασης των ΓΑΘ στην Ελλάδα ανέρχεται σε 500-1200 €/kW(th) για μονάδες που χρησιμοποιούν νερό από γεώτρηση (ανοικτού κυκλώματος εφαρμογές) και σε
1000-1800 €/kW(th) για μονάδες που χρησιμοποιούν υπόγειους εναλλάκτες θερμότητας (κλειστού κυκλώματος εφαρμογές). Το αντίστοιχο κόστος ανά μονάδα παρεχόμενης θερμικής ενέργειας ανέρχεται σε 0,015-0,028 €/kWh χωρίς αποσβέσεις και σε 0,038-0,052 €/kWh λαμβάνοντας υπόψη την απόσβεση του αρχικού κεφαλαίου και το κόστος χρήματος.

Στην αγορά των ΓΑΘ της χώρας μας παρουσιάζεται ιδιαίτερη ανάπτυξη από το έτος 2004, με ρυθμό ανάπτυξης περίπου 20% ετησίως, αφενός επειδή αυτές μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιοδήποτε κτίριο και περιοχή, αφετέρου διότι έχει θεσπιστεί προσφάτως το αντίστοιχο νομοθετικό πλαίσιο για την εγκατάστασή τους.

Ιστορική εξέλιξη του ελληνικού νομοθετικού πλαισίου  

Το πρώτο ελληνικό νομοθετικό διάταγμα που αναφέρεται στη γεωθερμία, το οποίο είναι γνωστό ως Μεταλλευτικός Κώδικας και όπου ειδικότερα στο άρθρο 2 παρ. 1.ιβ αυτού γίνεται αναφορά στη γεωθερμική ενέργεια, είναι το υπ’ αριθ. 210/73 (ΦΕΚ 277/Α’/05.10.73). Έκτοτε ακολούθησαν νόμοι, υπουργικές αποφάσεις, διατάξεις κλπ., με σκοπό τη δημιουργία των προϋποθέσεων για την ορθολογική αξιοποίηση του γεωθερμικού δυναμικού στην Ελλάδα.

Σήμερα ο βασικός και ισχύων νόμος για την έρευνα, την εκμετάλλευση και τη διαχείριση του γεωθερμικού δυναμικού στην Ελλάδα είναι ο νόμος 3175/2003. Ο συγκεκριμένος νόμος αναφέρεται κυρίως στην περίπτωση της ηλεκτροπαραγωγής και της τηλεθέρμανσης από την εκμετάλλευση της γεωθερμίας (γεωθερμικού δυναμικού). Επισημαίνεται ότι, βάσει του προαναφερθέντος νόμου, η δυνατότητα για την αξιοποίηση του γεωθερμικού δυναμικού στην Ελλάδα αποσκοπεί άμεσα στην εξυπηρέτηση του γενικού συμφέροντος και προωθεί τη Βιώσιμη Ανάπτυξη, διότι η γεωθερμία είναι τεχνολογία ΑΠΕ. Το άρθρο 11 του νόμου 3175/2003 αποτελεί την απαρχή για την έκδοση των αδειών εγκατάστασης και λειτουργίας των συστημάτων ΓΑΘ. Επιπροσθέτως στο άρθρο 11 γίνεται αναφορά για πρώτη φορά στα ελληνικά δεδομένα στη δυνατότητα χορήγησης αδειών σε συστήματα ΓΑΘ, δηλαδή σε ενεργειακά συστήματα τα οποία παρέχουν σε χώρους (οικίες, ξενοδοχεία κλπ.) θέρμανση ή/και ψύξη ή/και ζεστό νερό χρήσης μέσω της εκμετάλλευσης της περιεχόμενης θερμότητας των γεωλογικών σχηματισμών και των επιφανειακών/υπόγειων υδάτων που δεν χαρακτηρίζονται ως γεωθερμικό δυναμικό.

Αξίζει να τονισθεί ότι στο άρθρο 2 παρ. 1 του νόμου 3175/2003 ως γεωθερμικό δυναμικό ορίζεται: «το σύνολο των γηγενών φυσικών ατμών, των θερμών νερών, επιφανειακών ή υπογείων, και της θερμότητας των γεωλογικών σχηματισμών, που υπερβαίνουν τους εικοσιπέντε βαθμούς Κελσίου (25 oC)». Από τη διάκριση αυτή της κείμενης νομοθεσίας και σε συνδυασμό με την Δ9Β,Δ/Φ166/οικ13068/ΓΔΦΠ2488 υπουργική απόφαση συνεπάγεται ότι οι γεωλογικοί σχηματισμοί και τα επιφανειακά/υπόγεια νερά που κατέχουν θερμοκρασία ίση ή χαμηλότερη των εικοσιπέντε βαθμών Κελσίου (25 oC) χαρακτηρίζονται ως αβαθής γεωθερμία.

Επισκόπηση της ισχύουσας υπουργικής απόφασης

Η υπουργική απόφαση Δ9Β,Δ/Φ166/οικ13068/ΓΔΦΠ2488 αποτελείται από εννέα άρθρα και δημοσιεύτηκε στο τεύχος Β και αρ. φύλλου 1249 της Εφημερίδος της Κυβερνήσεως την 24η Ιουνίου 2009.

Κατά το άρθρο 1 της ισχύουσας υπουργικής απόφασης (Δ9Β,Δ/Φ166/οικ13068/ΓΔΦΠ2488) καθορίζονται οι όροι, οι προϋποθέσεις, τα απαιτούμενα δικαιολογητικά (έντυπα), καθώς και η διαδικασία εκδόσεως αδείας συστήματος ΓΑΘ υπέρ του κυρίου ενός ακινήτου (οικίας, ξενοδοχείου κλπ.). Επισημάνεται ότι η εν λόγω άδεια αποτελεί ενιαία άδεια τόσο για την εκτέλεση του έργου (εγκατάσταση συστήματος) όσο για τη μετέπειτα λειτουργία του συστήματος.

Αναφέρεται ότι στο άρθρο 2 της προαναφερθείσας υπουργικής απόφασης αποδίδονται οι ορισμοί των εννοιών: σύστημα, σύστημα κλειστού κυκλώματος, σύστημα ανοικτού κυκλώματος, παραγωγική γεώτρηση και γεώτρηση επανεισαγωγής (έγχυσης).

Όσον αφορά το άρθρο 3 αυτής, η καθ’ ύλην αρμόδια υπηρεσία για την έκδοση της άδειας εγκατάστασης και λειτουργίας του συστήματος ΓΑΘ όπως προκύπτει από το συνδυασμό του άρθρου 11 του νόμου 3175/2003, του άρθρου 3 της υπουργικής απόφασης Δ9Β,Δ/Φ166/οικ13068/ΓΔΦΠ2488 και του άρθρου 186, εδάφ. Γ, παρ. 14 του νόμου 3852/2010 είναι η Περιφέρεια όπου υπάγεται το κατά περίπτωση ακίνητο.

Το άρθρο 4 της συγκεκριμένης απόφασης μπορεί να χαρακτηρισθεί ως το κύριο εργαλείο στα χέρια του μελετητή, καθόσον με γνώμονα αυτό πραγματοποιείται η σύννομη χωροθέτηση των γεωτρήσεων και των ορυγμάτων (εντός των ορίων της ιδιοκτησίας) του προς εγκατάσταση και λειτουργία συστήματος ΓΑΘ. Επίσης στο άρθρο 4 καθορίζονται οι ελάχιστες αποστάσεις των γεωτρήσεων ενός συστήματος ΓΑΘ από τα όρια της ίδιας ιδιοκτησίας, διαφορετικής ιδιοκτησίας υφιστάμενου γειτονικού κτίσματος, απαλλοτριωμένης ζώνης σιδηροδρομικής γραμμής, κεντρικού αγωγού μεταφοράς φυσικού αερίου, κεντρικού υπόγειου αγωγού (ύδρευσης, αποχέτευσης κλπ.) και γραμμής διανομής ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής/μέσης τάσεως.

Τα δικαιολογητικά έγγραφα τα οποία είναι απαραίτητα για την έκδοση της αδείας ενός συστήματος ΓΑΘ καταγράφονται στο άρθρο 5 της εν λόγω απόφασης, ενώ στο άρθρο 6 αυτής αναλύεται η διαδικασία η οποία ακολουθείται με σκοπό στην έκδοση της απόφασης χορηγήσεως της αδείας από την Περιφέρεια.

Σύμφωνα με το άρθρο 7 αυτής δίνεται η δυνατότητα για την τροποποίηση της αδείας του συστήματος ΓΑΘ στις ακόλουθες περιπτώσεις: εάν διαπιστωθούν ανυπέρβλητα τεχνικά εμπόδια κατά την εγκατάσταση του συστήματος ή εάν μεταβληθούν τα απορριπτόμενα φορτία προς το υπέδαφος ή εάν γίνει μεταβολή στην κυριότητα του ακινήτου (αλλαγή ιδιοκτήτη ή επικαρπωτή) στο οποίο έχει εγκατασταθεί το σύστημα.  

Κατ’ επέκταση το άρθρο 8 αυτής αναφέρεται στην περίπτωση του επιτόπιου ελέγχου από την αρμόδια υπηρεσία (Περιφέρεια) σε εγκατεστημένο σύστημα ΓΑΘ στο οποίο είτε έχει εκδοθεί η σχετική άδεια είτε όχι και στην κύρωση πιθανού προστίμου είτε στην ανάκληση της υφιστάμενης αδείας αυτού. Επιπλέον τονίζεται ότι η κύρωση του αντίστοιχου προστίμου ή/και η ανάκληση της υφιστάμενης άδειας επιβάλλεται από τον αρμόδιο Περιφερειάρχη, όταν δεν τηρούνται οι όροι της αδείας ή δεν έχει ακολουθηθεί η διαδικασία τροποποίησης αδείας (όπου απαιτείται) κατά το άρθρο 7 ή δεν εφαρμόζεται η εγκεκριμένη μελέτη.

Με το ακροτελεύτιο άρθρο 9 η Δ9Β,Δ/Φ166/οικ13068/ΓΔΦΠ2488 τίθεται σε ισχύ και ταυτόχρονα παύει η ισχύς της προγενέστερης Δ9Β,Δ/Φ166/οικ18508/5552/207/19.10.2004 σχετικής υπουργικής απόφασης.

Σημειώνεται πως η ανάγκη για τη βελτίωση του νομοθετικού πλαισίου στην Ελλάδα με σκοπό την εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας καθίσταται επιτακτική, πρωτίστως εν μέσω της οικονομικής κρίσης που διανύει η χώρα μας, λόγω του ότι τα συστήματα ΓΑΘ εγγυώνται σήμερα οικονομικότερη παροχή θέρμανσης, ψύξης και ζεστού νερού χρήσης σ’ όλους τους τύπους των κτιρίων σε σχέση με όλα τ’ άλλα διαθέσιμα συμβατικά ή μη συστήματα.

Βιβλιογραφία

Νομοθετικό Διάταγμα υπ’ αριθ. 210, “Περί Μεταλλευτικού κώδικος”, ΦΕΚ 277 Α’/05.10.1978.

Νόμος υπ’ αριθ. 3175, “Αξιοποίηση του γεωθερμικού δυναμικού, τηλεθέρμανση και άλλες διατάξεις”, ΦΕΚ 207 Α’/29.08.2003.

Υπουργική Απόφαση Δ9Β,Δ/Φ166/οικ13068/ΓΔΦΠ2488, “Άδειες εγκατάστασης για ίδια χρήση ενεργειακών συστημάτων θέρμανσης − ψύξης χώρων μέσω εκμετάλλευσης της θερμότητας των γεωλογικών σχηματισμών και των νερών, επιφανειακών και υπόγειων, που δεν χαρακτηρίζονται γεωθερμικό δυναμικό”, ΦΕΚ 1249 B’/24.06.2009.

Νόμος υπ’ αριθ. 3852, “Νέα Αρχιτεκτονική της Αυτοδιοίκησης και της Αποκεντρωμένης Διοίκησης − Πρόγραμμα Καλλικράτης”, ΦΕΚ 87 Α’/07.06.2010.

EGEC European Geothermal Energy Council, “NREAPs: evaluation of the geothermal contribution”, Brussels, October 14, 2010.

Καρύτσας Κ., Χωροπανίτης Ι., Πολύζου Ο. και Μπένου Α., “Τεχνολογική Εξέλιξη των Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας”, Αφιέρωμα στις ΑΠΕ, Δελτίο Πανελλήνιου Συνδέσμου Διπλωματούχων Μηχανολόγων Ηλεκτρολόγων, τεύχος 435, σελ. 42-49, Δεκέμβριος, 2010.

Eurobserv’ er: SYSTÈMES SOLAIRES le journal des énergies renouvelables, “Ground Source Heat Pump Barometer”, No 205, pp. 82-101, September, 2011.

Χαλδέζος Ι. και Καρύτσας Κ., “Γεωθερμία – η τεχνολογία ΑΠΕ  του μέλλοντος”, Αφιέρωμα στις ΑΠΕ, Δελτίο Πανελλήνιου Συνδέσμου Διπλωματούχων Μηχανολόγων Ηλεκτρολόγων, τεύχος 449, σελ. 18-20, Απρίλιος, 2012.