T-JAM

A T-JAM projekt végső célkiűzése egy közös, harmonizált felszín alatti vízgazdálkodási stratégia kidolgozása volt a Mura-Zala medence területére, amely elősegíti a szlovén-magyar államhatárral osztott (egyelőre hivatalosan nem kijelölt) felszín alatti termálvíztesttel, illetve geotermikus energiavagyonnal történő fenntartható gazdálkodást.

A projekt a határokkal osztott természeti erőforrások fenntartható használatának problémaköréhez kívánt hozzájárulni. A geotermikus energia fő hordozóközege a termálvíz, amely a földtani szerkezetek által meghatározott regionális áramlási pályák mentén mozog a mélyben, államhatároktól függetlenül. Egy adott országban a termálvíz (fokozott) kitermelésének esetleges negatív hatásai (depressziók, a hozam és hőmérséklet csökkenése) a szomszédos országban (is) jelentkezhetnek politikai-gazdasági feszültségekhez vezetve. Ezért csak egy harmonizált, a határokon átnyúló közös gazdálkodási stratégia vezethet a hidrogeotermikus erőforrások fenntartható használatához.

Az északkelet-Szlovénia és délnyugat-Magyarország határmenti régiója hidrogeotermikus rendszerének megértéséhez először különféle koncepcionális modellek megalkotására volt szükség, amelyek harmonizált adatokra épülnek. A projekt szlovéniai és magyarországi részterületeire összegyűjtöttük és harmonizáltuk a modellalkotás szempontjából fontos földtani, vízföldtani, geotermikus, geokémiai és hasznosítási adatokat (792 magyar és 404 szlovén fúrás), amelyeket szakértői adatbázisba rendeztünk. Ezen adatok túlnyomó része a kút tulajdonosa, vagy üzemeltetője kezelésében van, így azok nem nyilvánosak, és csak a projekt partnerek használták fel az értékelések során. A reprezentatív, és a termálvíz-hasznosítók, illetve a szélesebb közvélemény érdeklődésére is számot tartó fúrások adatait egy nyilvános adatbázisba rendeztük (158 magyar és 99 szlovén fúrás egyes adatai), amely egy felhasználó-barát web-es alkalmazáson keresztül a projekt honlapján is elérhető (www.t-jam.eu). Az adatbázis építésekkel kapcsolatos eredményeket a „Közös háromnyelvű geotermikus adatbázis” c. jelentés összegzi.

A „Földtani- szerkezetföldtani koncepcionális modell” jelentés részletesen ismerteti a terület földtani felépítését, főbb szerkezeti egységeit és tektonikáját, valamint a medencekitöltő üledékeket. A földtani felépítést legjobban 9 regionális földtani szelvény mutatja: 3 NyDNy-KÉK-i, Szlovéniából Magyarország irányába a határon áthaladó, illetve 6 erre közel merőleges ÉNy-DK-i irányú szelvény. A szelvények egységes jelkulcsot tartalmaznak tükrözve a földtani formációk közös értelmezését. Ezen túlmenően a földtani modell keretében kerültek megszerkesztésre a vízföldtani modell számára szükséges hidrosztratigráfiai egységek határfelületei a projekt teljes területére, mint a pre-tercier medencealjzat, a felső-miocén turbiditek (Szolnoki / alsó Lendava formációk) talp- és tetőtérképe, felső-miocén, pliocén delta-front homokok (Újfalui / alsó-Mura formációk) talp- és tetőtérképe. A felszíni földtani képződmények harmonizált, egységes jelkulcsú térképe is elkészült a projekt teljes területére.

A „Vízföldtani koncepcionális modell” jelentés összegzi a terület vízföldtani ismeretességére vonatkozó információkat és elméleti alapot nyújt a numerikus modellezés számára. Áttekintette a felszín alatti vízáramlási rendszerek főbb típusait (gravitációs, és sűrűség különbségek-vezérelte hideg- és melegvíz áramlások, túlnyomásos zónák, zárt konvekciós cellák, amelyek a regionális nagymélységű-, közepes- és sekély vízáramlási rendszereket alkotják. Kijelölésre kerültek a modell (hidraulikai) határai és ismertettük a főbb hidrosztratigráfiai egységeket, valamint azok hidrogeológiai paramétereit (porozitás, áteresztő képesség, vízvezető képesség). Megállapítottuk, hogy a legmélyebben fekvő tercier korú vízadók valószínűleg stagnáló, fosszilis rétegvizet tartalmaznak, ezek a „miocén és alsó-pannon” vízadók Magyarországon és a Špilje és Haloze formációk víztartói Szlovéniában. Ezek kiterjedése kicsi, a környezetüktől elzártak, ezért a határon átnyúló vízáramlásokban nem játszanak lényeges szerepet. A fölöttük található Szolnok / Lendava formációk vízadói részben részei lehetnek az aktív regionális felszín alatti vízáramlási rendszernek, de valószínűleg többnyire még ezek is elszigeteltek. A mély regionális felszín alatti vízáramlási rendszer az Újfalui és Mura formációk vízadóiban alakult ki, amely egyben a T-JAM projekt terület legintenzívebben hasznosított geotermikus rezervoárja. Az ennek fedőjében található Ptuj-Grad, Zagyvai és Somlói-Tihanyi formációk vízadói a közepes mélységű felszín alatti vízáramlási rendszer tagjai, mélyebb részükben termálvizet, sekélyebb részükben ivó- és ipari célokat ellátó vizet tárolnak. Ennek a rendszernek az utánpótlódási / beszivárgási területe Szlovéniában a Goričko-hegységben található, és a vízáramlás iránya Magyarország felé tart. A legfelső (sekély) negyedidőszaki vízadók a teljes területen megtalálhatóak.

A „Vízgeokémiai koncepcionális modell” jelentés a T-JAM projekt területének fő vízgeokémiai folyamatait tekinti át és a felszín alatti vizek és gázok eredetét tárgyalja. Az archív, valamint a projekt keretében megmintázott, zömében termálkutak (12 szlovén és 12 magyar kút) vízgeokémai adatainak értelmezése igazolta a közös, felszín alatti geotermikus rezervoár meglétét Szlovénia és Magyarország között. A Ptuj-Grad, Zagyvai és Somlói-Tihanyi formációk alacsony oldottanyag tartalommal és magas kation aránnyal jellemezhetőek és gyakran tartalmaznak oldott széndioxidot, míg a Zagyvai és Somlói-Tihanyi formációkban tárolt vizekre az oldott nitrogén gáz jelenléte a jellemző. A Mura és Újfalui formációk vizei magasabb oldottanyag tartalommal, de alacsonyabb kation aránnyal jellemezhetőek, mint a felettük elhelyezkedő közepes mélységű köztes vízáramlási rendszer. Helyenként széndioxidban, vagy metánban dúsak, de leginkább oldott levegő található bennük. A Lendava és Szolnoki formációk vízgeokémiai jellege hasonló, annak ellenére, hogy feltehetőleg már nem aktív tagjai a regionális felszín alatti vízáramlási rendszernek. Mivel az itt tárolt víz döntően stagnáló, és környezetétől elzárt, magas oldottanyag tartalommal rendelkezik, csakúgy mint a középső- és alsó-miocén képződményekben található víz. A vizsgált magyar és szlovén mezozoos vízadók vízgeokémiai szempontból nem összevethetőek a kevés adat miatt. Szlovén oldalon ezek főleg híg brine-ok, míg a magyar oldalon különböző ionokban dúsult ásványvizek.

A „Geotermikus koncepcionális modell” jelentésben kerültek összegzésre a geotermikus modellek szempontjából fontos adatok. Mindkét országban összegyűjtöttük a fúrásokból és kutakból a hőmérséklet, a hőmérséklet gradiens, a különböző kőzetek hővezető-képesség adatait és a számított hőáram sűrűség értékeket. A kőzetek hővezető képessége a két területrészen egybevethető: szlovéniai fúrásokban 0,92 – 4,6 W/(m•K) értékű, magyarországi részen 1,3 - 4,4 W/(m•K) tartományba esik. A hőmérsékleti gradiens értékek a szlovén oldalon 27 (mezozoós) – 75 °C/km-nek (miocén) adódtak, a magyarországihoz hasonlóan nagy változatosságot mutatva a fiatalabb üledékekben. Ennek ellenére a különböző mélységekben a gradiensek hasonló értéket mutatnak mindkét oldalon: magyar részen nagyjából 42 - 50 °C/km, a szlovén oldalon 38 - 50 °C/km. A felállított geotermikus koncepcionális modell bemutatja a földtani felépítés által meghatározott és néhány helyen a vízáramlások által módosított jelenlegi hőmérsékleti teret, amelyet 4 hőmérséklet eloszlási (a feszín alatt 500, 1000, 2000 és 4000 m) térképen mutattuk be. A térképek kevés jellegzetes, lokális hatásokhoz köthető anomáliát mutatnak kisebb mélységekben (500 – 2000 m), ilyenek a szlovén részen a vetőkkel szabdalt metamorf aljzat konvektív zónája és a magyarországi részen a termálvizek feláramlása. Közepes mélységekben (2 – 4 km) az anomáliák oka a pre-tercier aljazat mély vetői mentén a termális konvekció és a termálkarszt rendszer indukált (forced) konvekciója.

A „Numerikus áramlási modell” jelentés a koncepcionális modellek eredményeire alapozva számszerűsíti a vízföldtani folyamatokat. A numerikus modellezés a Visual MODFLOW program segítségével készült. A modellezett terület nagysága 143 × 122 km, a rácsháló mérete 500×500 m. A modellezett hidrosztratigráfiai egységek a következők voltak: (1) Negyedidőszaki és pliocén kavicsos alluviumban, illetve folyóvízi teraszokban található nyílt tükrű, ivóvíz ellátást biztosító réteg- és talajvizek, (2) Pliocén és pannon deltasíkság és folyóvízi környezetben lerakódott képződményekben tárolt langyos vizek (Mura formáció felső része Zagyvai formáció), és (3) termálvizek pliocén és pannon delta-front fáciesű vízadói (Mura formáció alsó része és Újfalui formáció). A modell kalibrálásához a megfigyelt potenciálokat, az állandó felszíni vízfolyásokat, a vízkorokat és a Hévízi-tó keveredési zónájának vízmérleg adatait használtuk fel. A numerikus modellezés során megszerkesztettük a talajvíz-domborzatot, hidraulikus potenciálokat és depressziókat különböző modell rétegekre. Különböző modell változatok, szcenárió-elemzések készültek a csak hidegvíz, csak termálvíz, és ezek együttes termelésére csak az egyik, illetve mindkét országban. Ezek azt mutatták, hogy a hidegvizes vízadókban az ivóvíz célú vízkivétel csak helyi depressziókat okoz Radenci, Szombathey és Zalaegerszeg környékén, és ezeknek nem mutatható ki határon átnyúló hatása. Ezzel szemben jelentős depressziót okoz ÉK-Szlovéniában a két ország együttes hideg- és termálvíz termelése, amelynek mértéke a határszelvényben eléri a 6-8 m-t. Amennyiben csak a két ország termálvíz termelése került modellezésre, a depresszió értéke 5-7 m. A felszín alatti termálvíztest észak és nyugat felől pótlódik után (ÉK-Szlovénia), és a felszín alatti víz fő áramlási iránya nyugatról kelet felé történik. A modell azt is kimutatta, hogy a szlovén oldalon történő termálvíz termelésnek sokkal nagyobb szerepe van a határon jelentkező depresszió területi kiterjedésében és mélységében, mint a magyarországi vízkivételeknek. Mindezek mellett a jelenlegi vízkivételek eddig nem eredményezték a regionális vízáramlási pályák módosulását. A modellezési eredmények alapján kijelölésre került a határon átnyúló Mura-Zala felszín alatti termálvíztest is.

A projekt céljai között szerepelt a jelenlegi geotermikus energia hasznosítások áttekintése is, beleértve a földhős hőszivattyúk alkalmazását is. A „Földhős hőszivattyú kézikönyv” általános áttekintést ad a hőszivattyúk működési elvéről és a sekély geotermikus rendszerekről, összehasonlítva a zárt rendszerű földhő-szondákat a nyílt, talajvizes rendszerekkel, tárgyalva azok előnyeit és hátrányait. A jelentés tartalmazza a földhős hőszivattyúkra vonatkozó Európai Uniós, szlovén és magyar jogszabályi áttekintést, valamint a pénzügyi ösztönzők és korlátok összefoglalását mindkét országra vonatkozóan.

A „Geotermikus energiahasznosítás áttekintése észak-kelet Szlovéniában és dél-nyugat Magyarországon” c. jelentés a közvetlen geotermikus energiahasznosítás helyzetét összegzi a projekt területén 2010. első félévére vonatkozóan. Az összefoglalás nemzetközi standardokon nyugvó, a projekt területén működő valamennyi felhasználó által kitöltött kérdőívek összegzésén és kiértékelésén alapul. A szlovén oldalon 11 helyszínen 13 felhasználó hasznosítja a geotermikus energiát egyedi fűtésre, távfűtésre, légkondicionálásra, üvegházak fűtésére, valamint fürdési és úszási célra (beleértve a balneológiát is). Magyarországon 20 helyszínen 29 felhasználó zömében fürdési és úszási célra használja a termálvizet, távfűtés csak egyetlen helyszínen létezik. ÉK-Szlovéniában az összes közvetlen célú geotermikus energiafelhasználás éves mennyisége 382 TJ (leszámítva a földhős hőszivattyúkat), Magyarországon ez az érték 648 TJ/év. A 13 szlovén felhasználó által beépített teljes kapacitás 38.8 MWt, míg a 29 magyar felhasználóé 70.6 MWt. A földhős hőszivattyúk hasznosításának mértékét az információ hiány következtében mindkét országban nehéz megbecsülni. Szlovéniában a Prekmurje és Podravje régiókban 600 egység létezését feltételezik (zárt és nyílt talajvizes rendszer együttesen) 8 MWt összkapacitással, amelyek kb. 40 TJ/év energiát vonnak ki a sekély, felszínközeli rétegekből. A projekt magyarországi részterületén a becsült érték 18 TJ éves hőkivétel. Szlovéniában és Magyarországon a maximális felhasználásánál egyaránt 40-50% az átlagos áramlási sebesség, mutatva, hogy a rendszerek nem működnek hatékonyan. A kapacitás faktor mindkét országban kb. 0,3.

„Az európai uniós és a nemzeti jogszabályok áttekintése” részletes képet ad a geotermikus energiafelhasználás jogi kereteiről, tartalmazva a bányászattal-, környezetvédelemmel- és vízgazdálkodással kapcsolatos jogszabályokat mindkét országban, illetve az Európai Unióban. A jelentés kiterjed a vonatkozó nemzetközi- és kétoldalú megállapodások ismertetésére is.

A T-JAM projekt keretében a partnerek által kialakított közös tudásplatform lehetővé tette, hogy a szakmai-tudományos eredményeket átültetéssék a mindennapi gyakorlatba és az EU Víz Keretirányelvvel összhangban közös és harmonizált vízgazdálkodási stratégiára vonatkozó ajánlásokat készítsenek. A „Határon átnyúló vízkészlet-gazdálkodás, ajánlások” c. jelentés foglalja össze ezeket a javaslatokat a döntéshozók, különösen az Állandó Szlovén-Magyar Vízgazdálkodási Bizottság számára, elsősorban a Mura-Zala határon átnyúló felszín alatti termálvíztest kijelölésére, amely a numerikus modellezés eredményei alapján került lehatárolásra, valamint e víztest környezeti és energetikai célkitűzéseinek elérését elősegítő mutatókra. A Mura-Zala határon átnyúló felszín alatti termálvíztest területe meghaladja 4,000 km2-t, így az a Duna vízgyűjtő-szintű vízgyűjtő gazdálkodásban is számottevő. A megújuló energiák hasznosításának növelését célzó irányelv (2009/28/EK) nemzeti célszámai, valamint a határmenti régió társadalmi-gazdasági fejlődése (különösen a mezőgazdaság és a turizmus) előrevetíti az elkövetkező évek fokozódó termálvíz igényét. Ezt mindenképp célszerű támogatni részben a jelenlegi vízkivétel növelésével (ennek mértéke a modellezés eredményei alapján a jelenlegi 3,5-szeresére növelhető tartós környezeti károsodás nélkül), de elsősorban a legjobb elérhető technológiák támogatásával, mint a visszasajtolás és a hőfelhasználás hatékonyságának növelése. A javasolt információ-csere és közös monitoring rendszer kialakítása a közös vízgazdálkodás első, és egyben legfontosabb lépései.