geotermalna voda, energetska mineralna sirovina, voda dobivena iz ležišnih stijena visokih temperatura. Spada u obnovljive izvore energije. Osnovni je medij prijenosa geotermalne energije iz unutrašnjosti Zemlje, prisutnost koje je uvjetovana temperaturnom raspodjelom uzrokovanom procesima konvekcije i kondukcije. Porast temperature s dubinom (geotermalni gradijent) nije jednak u Zemljinoj kori, plaštu ili jezgri, a pokazatelj je koji upućuje na potencijalno geotermalno ležište. U Europi srednja vrijednost geotermalnoga gradijenta iznosi 3 °C svakih 100 m dubine, dok je u panonskome dijelu Hrvatske blago povišen te iznosi 4 °C.
Geotermalna voda pojavljuje se u tri skupine geoloških struktura. Najznačajniji su izvori u vulkanskim područjima gdje se nalaze granice tektonskih ploča i ležišta geotermalnih voda temperatura većih od 200 °C, zatim na područjima intenzivnih razlamanja i nabiranja tektonskih ploča, građenih od nepropusnih stijena s ležištima temperatura viših od 100 °C, te u sedimentacijskim bazenima različitih veličina koji sadrže geotermalnu vodu pod tlakom većim od hidrostatskoga, a temperature ležišta ovise o dubinama na kojima se nalaze. Zbog visoke temperature i tlaka u ležištima, geotermalna voda često sadrži otopljene plinove i minerale stijene. Njezino podrijetlo djelomično je uvjetovano polaganim prirodnim raspadom radioaktivnih elemenata, ponajprije uranija, torija i izotopa kalija (40K) koji se nalaze u Zemljinoj unutrašnjosti.
Iskorištava se u termotehničkim sustavima za grijanje, proizvodnju električne energije te u balneološke (ljekovite) svrhe. Najčešće se eksploatira u zatvorenom sustavu, odn. crpi se proizvodnom → bušotinom na površinu, gdje se njezina energija iskorištava izravno ili putem izmjenjivača topline, nakon čega se kroz utisnu bušotinu vraća natrag u ležište radi njegova očuvanja. Pri proizvodnji električne energije, geotermalne elektrane mogu u turbinu izravno dovoditi suhu paru iz ležišta visokih temperatura, primjenjivati princip dodatnog isparavanja kombinacije vode i pare iz ležišta nižih temperatura, te se koristiti binarnom tehnologijom za vodu iz ležišta srednje i niske temperature (organski Rankineov proces), odn. prenositi energiju geotermalne vode putem izmjenjivača topline na binarni (radni) fluid s niskom točkom ključanja koji prelazi u paru i ekspandira u turbini.
Uporaba geotermalnih voda u svijetu
Ljudi su se još od prapovijesnog razdoblja koristili geotermalnom vodom na vulkanski aktivnim područjima gdje su postojali prirodni izvori i gejziri, npr. na lokacijama Yellowstone, The Geysers i Hot Springs u Sjevernoj Americi (prije 10 000 godina). Paleoindijanci, odn. prvi ljudi koji su naselili američki kontinent, koristili su se geotermalnom vodom za kuhanje, čišćenje, kupelj.
Prva industrijska uporaba geotermalne vode zabilježena je u Italiji potkraj XVIII. st. na području prirodnih izvora Lardarello nedaleko od Pise. Ondje se iz vodene pare izdvajala borna kiselina za medicinsku i industrijsku uporabu, a 1904. puštena je u rad prva geotermalna elektrana koja je proizvodila električnu energiju iz geotermalne pregrijane pare. To je potaknulo i razvoj prve komercijalne geotermalne elektrane snage 250 kW na području The Geysers u Kaliforniji 1922. Energija geotermalne vode kao centraliziranoga toplinskog sustava prvi je put izravno iskorištena u Boiseu u SAD-u za grijanje obiteljskih kuća i javnih zgrada. Najpoznatiji primjer takve uporabe toplinske energije geotermalnih voda jest Reykjavik na Islandu, gdje se već tijekom 1930-ih gotovo 99% grada zagrijavalo geotermalnom vodom iz obližnjih izvora.
Geotermalna energija prepoznata je kao obnovljiv i ekološki prihvatljiv izvor energije. U 2018. u svijetu je bilo uvedeno gotovo 14 GWe elekrične snage geotermalnih elektrana te dodatnih 26 GWt toplinske snage centraliziranih sustava, a u ukupnoj uporabi toplinske energije geotermalnih izvora, uključivši i balneološke svrhe, iskorišteno je oko 620 EJ.
Ležišta i uporaba geotermalnih voda u Hrvatskoj
Geotermalne vode su kao kupelji na području RH služile od II. st. Ostatci rimskoga naselja Aquae Iasae u Varaždinskim Toplicama svjedoče o postojanju terma temeljenih na prirodnim vrelima geotermalne vode temperature gotovo 60 °C. Na području današnjega Daruvara Rimljani su osnovali naselje Aquae Balissae gdje su se u balneološke svrhe koristili geotermalnom vodom temperature 45 °C. Korištenje geotermalnim vodama prije industrijskoga razvoja bilo je ograničeno prisutnošću prirodnih vrela geotermalnih i termalnih voda u sjeverozapadnome dijelu RH. Prvo otkriće geotermalne vode bušenjem zabilježeno je 1911. nedaleko od Svetoga Martina na Muri, koja je sporadično služila za kupanje te od 1932. kao konzumna mineralna voda. Godine 2003. nedaleko od te bušotine izbušena je nova većega kapaciteta, što je omogućilo izgradnju Terma Sveti Martin.
Razvojem tehnologije i naftne industrije nakon II. svj. rata, a pogotovo osnivanjem poduzeća Naftaplin 1952 (→ INA) započeli su opsežni istražni bušački radovi u području Panonskoga bazena u svrhu otkrivanja ležišta ugljikovodika, gdje je izrađeno više od 4000 dubokih bušotina. Otkrivena su mnogobrojna naftna i plinska polja, ali i duboka ležišta geotermalnih voda kao samostalna ležišta i podinski vodonosnici ležišta ugljikovodika. Utvrđene rezerve geotermalnih voda u Hrvatskoj rasprostranjene su na području Panonske Hrvatske (Dravska potolina, Posavina, Slavonija), središnje i sjeverozapadne Hrvatske (Kordun, Banovina, Međimurje) te Dinarida, sa znatnijim odstupanjima u vrijednostima geotermičkoga gradijenta i toplinskoga toka.
Komercijalna uporaba geotermalnih voda u energetske svrhe počela se razvijati 1980-ih, najvećim dijelom na području Zagreba, Bizovca i Topuskog. Razradba geotermalnoga polja Zagreb, otkrivenoga 1964., počela je 1980. izradbom bušotine Mladost-1 s temperaturom vode od 80 °C. Do 1990. polje je razrađeno s dodatnih 16 bušotina koje su bile namijenjene za grijanje nove Sveučilišne bolnice u Blatu, te grijanje Sportskoga centra Mladost. Od 2018. toplinska se energija rabi i za grijanje zagrebačkoga Kineziološkog fakulteta. Geotermalno polje Bizovac kraj Osijeka otkriveno je naftno-istražnim radovima, a geotermalna voda temperature 80 °C iskorištena je početkom 1990-ih u balneološke svrhe (Bizovačke toplice) i za grijanje hotelskoga kompleksa. Na taj način u Hrvatskoj su na izvorima tople vode izgrađene i Istarske toplice, Krapinske toplice, Stubičke toplice, Sutinske toplice, Varaždinske toplice, Terme Tuhelj, Top Terme u Topuskom i dr.
Na području ležišta Velika Ciglena kraj Bjelovara 2019. poduzeće Geoen iz Zagreba dovršilo je projekt prve hrvatske geotermalne elektrane Velika Ciglena, najveće u kontinentalnoj Europi s binarnom tehnologijom, odnosno organskim Rankineovim ciklusom (ORC). Postrojenje iskorištava geotermalni potencijal bjelovarske poddepresije (170 °C) otkriven 1980. te razvija snagu od 16,5 MW.
Tijekom faze istraživanja ugljikovodika (→ nafta; → prirodni plin) utvrđeni su mnogi geotermalni potencijali, poput geotermalnih polja Legrad, Kutnjak-Lunjkovec, Virovitica, Slatina, Ferdinandovac, Karlovac, Babina Greda, Križevci, Ernestinovo i dr. Znatan geotermalni energetski potencijal vodonosnika imaju naftna polja Beničanci s temperaturom ležišta 123 °C, te plinska polja Molve i Kalinovac s temperaturom ležišta od 180 °C.
A. Getliher: Geotermalna voda obnovljiv, ekološki prihvatljiv i višenamijenski energetski potencijal. Naftaplin, 6(2009) 1, str. 43−53.
M. Kovačić: Energija geotermalnih voda Hrvatske. Hrvatska vodoprivreda, 22(2014) 206, str. 29−32.
