PI_Wykorzystanie energii geotermalnej.pdf

(1100 KB) Pobierz
PracE GEOGraFIcZnE, zeszyt 141
Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ
Kraków 2015, 87 – 104
doi: 10.4467/20833113PG.15.011.4063
Wykorzystanie energii geotermalnej
W Polsce
Wojciech Jarczewski, Maciej Huculak, Magdalena Dej
the use of geothermal energy in Poland
Abstract:
Geothermal energy is one of the renewable sources of energy, which is extremely
important from the point of view of the idea of sustainable development. In modern Poland,
the use of geothermal energy is so far limited. There are several plants that use geothermal
energy for heating purposes, but the cost-effectiveness of this type of investment is low. For
several years, a rapid development of so-called thermal parks has been observed, which is
related with a newfound fashionability of the healthy lifestyle. Particularly advantageous
geological conditions in the region of Podhale, as well as the significant tourist popularity
of this area in general all year round, make this type of investment substantially profitable.
In other parts of the country, only a few relatively small thermal parks are operational and
development is not easy because of the high start-up cost and difficulty of providing adequate
financial resources.
Keywords:
geothermal energy, thermal basins, geological risk, thermal energy prices, susta-
inable development
Zarys treści:
Energia geotermalna jest jednym z odnawialnych źródeł energii ( OZE ), ważnych
z punktu widzenia idei rozwoju zrównoważonego oraz realizacji przyjętych przez Polskę
zobowiązań międzynarodowych w tym zakresie. W Polsce wykorzystanie energii geotermalnej
jest, jak dotychczas, ograniczone. Istnieje kilka zakładów wykorzystujących energię geoter-
malną do celów ciepłowniczych, ale opłacalność tego typu inwestycji jest niska. Od kilku
lat dynamicznie rozwijają się natomiast kompleksy basenów termalnych, co jest związane
między innymi z upowszechnianiem się mody na zdrowy styl życia. Szczególnie korzystne,
w kontekście geotermii, warunki geologiczne na Podhalu, a także duży napływ turystów
88
P
race
G
eoGraficzne
,
zeszyt
141
na ten obszar w zasadzie przez cały rok, powodują, że opłacalność tego typu inwestycji jest
wysoka. W pozostałych częściach kraju działają nieliczne i stosunkowo niewielkie ośrodki
termalne, a rozwój kolejnych nie jest łatwy ze względu na wysokie koszty i trudności z zapew-
nieniem odpowiednich montaży finansowych. W artykule skupiono się na ocenie warunków
i problemów funkcjonowania ciepłownictwa geotermalnego. Przedstawiono ponadto polskie
doświadczenia związane z powstawaniem kompleksów basenów geotermalnych. W sposób
syntetyczny zarysowano uwarunkowania wykorzystania energii geotermalnej wraz z zasygna-
lizowaniem ryzyka geologicznego towarzyszącego pozyskiwaniu tej energii.
Słowa kluczowe:
energia geotermalna, baseny termalne, ryzyko geologiczne, ceny energii
cieplnej, rozwój zrównoważony
Wprowadzenie
rozwój zrównoważony, jedna z najważniejszych idei końca XX wieku, u podstaw
której leży przekonanie o konieczności równoczesnej ochrony środowiska przyrod-
niczego, zachowania witalności ekonomicznej oraz zaspokojenia potrzeb przyszłych
pokoleń, jest ściśle związana z energetyką odnawialną. Jak zauważa Malko ( 2007 )
podstawowe atrybuty rozwoju zrównoważonego, takie jak: zasadność ekonomiczna,
przyjazność wobec środowiska i akceptowalność społeczna, są zbieżne z celami
strategicznymi energetyki, określonymi jako dostarczenie klientowi energii po
możliwie najniższej cenie przy spełnieniu warunków samofinansowania sektora,
minimalizacja uciążliwości stosowanych technologii dla środowiska oraz zapewnie-
nie bezpieczeństwa energetycznego. Przeniesienie idei rozwoju zrównoważonego
na grunt energetyki zaowocowało powstaniem terminu zrównoważonego rozwoju
energetycznego (
Sustainable Energy Development
– SED ), którego naczelną zasadą
jest efektywne wykorzystanie zasobów energetycznych ( Plutowicz 2009 ).
Z punktu widzenia polityki energetycznej Polski w najbliższych latach szcze-
gólnie istotne będą zobowiązania związane z pakietem klimatycznym, w którym
Unia Europejska zadeklarowała dwudziestoprocentowy udział energii odnawialnej
w ostatecznym zużyciu energii do 2020 roku. Dla osiągnięcia tego celu poszczególne
kraje członkowskie na mocy
Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/
WE w sprawie promowania energii ze źródeł odnawialnych
mają określone różne
docelowe poziomy udziału tej energii. W przypadku Polski jest to 15% końco-
wego zużycia energii brutto. Oznacza to ponad dwukrotny wzrost wykorzystania
OZE od 2010 roku, w którym, jak wynika z raportu najwyższej Izby Kontroli
(
Rozwój i wykorzystanie...
2011 ), udział ten wyniósł 6,98%, co jest wartością niższą
od celu strategicznego zakładanego na ten rok o 0,52%. niespełnienie założeń
dyrektywy do 2020 roku wiązać się będzie z koniecznością zakupu certyfikatów
od państw posiadających nadwyżkę produkcji tzw. zielonej energii ( Michałowski
2011 ). należy ponadto zauważyć, że rozwój OZE wpisany jest również w szereg
W
ykorzystanie enerGii Geotermalnej W
P
olsce
89
zobowiązań międzynarodowych podjętych przez państwo polskie, takich jak na
przykład Konwencja klimatyczna OnZ z 1992 roku, Protokół z Kioto ( 1996 )
czy pozostałe dyrektywy UE związane z pakietem klimatyczno-energetycznym
( Kępińska, Tomaszewska 2009 ).
Energia odnawialna w Polsce pozyskiwana jest obecnie głównie ze spalania bio-
masy ( 86,1% całkowitego pozyskania energii ze źródeł odnawialnych w 2009 roku
według danych GUS ), z wykorzystywania biopaliw ( 7,1% ) oraz dzięki elektrowniom
wodnym ( 3,4% ). Znaczenie energii geotermalnej jest, jak dotąd, marginalne, a jej
udział w 2009 roku wyniósł jedynie 0,2% (
Energia ze źródeł odnawialnych…
2011 ).
Krajowy plan działania w zakresie energii ze źródeł odnawialnych ( stan na 2010 rok )
określa udział energii geotermalnej ( bez pomp ciepła ) w strukturze końcowego
zużycia energii odnawialnej w sektorze ogrzewania i chłodnictwa w 2020 roku na 3%.
Prognozowany w okresie 2010–2020 wzrost ma odpowiadać kilkakrotnemu (7,7-krot-
nemu ) wzrostowi ilości produkowanej energii cieplnej. Pomimo więc niewielkiego
znaczenia w ramach samych OZE, zauważony został potencjał rozwoju głębokiej
energetyki geotermalnej.
W niniejszym artykule przeanalizowano możliwości oraz skalę dotychczasowego
wykorzystania energii geotermalnej w Polsce, zarówno w ciepłownictwie, jak i do
ogrzewania basenów termalnych.
Energią geotermalną nazywa się specyficzną formę energii odnawialnej, wystę-
pującej w postaci ciepła, które powstaje w głębi Ziemi przy rozpadzie pierwiastków
promieniotwórczych, a dodatkowo pewna część ciepła geotermalnego może mieć
charakter tzw. ciepła resztkowego i pochodzić z jądra Ziemi. To ciepło przemiesz-
cza się ze środka Ziemi ku powierzchni o znacznie niższej temperaturze w postaci
strumienia cieplnego. Innymi słowy energia geotermalna jest to ciepło uzyskiwane
z wnętrza Ziemi w postaci gorącej wody lub pary wodnej. ciepło zaliczane do
zasobów geotermalnych charakteryzuje temperatura o wartości co najmniej 20°c
( Lewandowski 2006 ).
Dotychczasowe doświadczenia pokazują, że zazwyczaj złoża energii geotermalnej
mają żywotność od 30 do 60 lat, co powoduje, że w literaturze światowej energia
geotermalna uważana jest za quasiodnawialną ( Kaczmarczyk 2009 ). również
w przypadku Polski trudno mówić o odnawialności zasobów geotermalnych ze
względu na coraz większy udział instalacji geotermalnych, które odprowadzają
zużytą wodę geotermalną do środowiska ( tab. 1 ). Odprowadzanie wykorzystanych
wód, jest planowane także w przypadku części inwestycji przygotowywanych do
realizacji na przykład w Poddębicach ( Karska, Hajto 2009 ) i wynika w głównej
mierze z faktu, że to właśnie możliwości zatłaczania schłodzonych wód do górotworu
są najważniejszym czynnikiem ograniczającym możliwości eksploatacyjne zakła-
dów geotermalnych w Polsce ( Biernat i in. 2010 ). Drugim istotnym czynnikiem są
związane z tą operacją koszty.
90
P
race
G
eoGraficzne
,
zeszyt
141
Tab.1. Dopuszczalne wartości zrzutów wykorzystanych wód geotermalnych w wybranych
instalacjach geotermalnych w Polsce w 2012 roku
Table 1. acceptable values for discharges of geothermal water used in selected geothermal
systems in Poland in 2012
Lokalizacja zrzutu
wód geotermalnych
Pyrzyce
Stargard
Szczeciński*
Stargard
Szczeciński **
Uniejów
PEC GP
Kurort
Q
max
roczny
tys. m
3
/rok
15,0
11,5
3,0
394,2
-
-
dobowy
m
3
/dobę
-
-
-
1080
4800
4800
godzinny
m
3
/h
-
172
172
45
200
200
sekundowy
l/s
-
2,0
-
12,5
-
-
Odbiornik
rz. Sicina
rz. Ina
rz. Ina
rz. Warta
potok bez nazwy
– dopływ Białego
Dunajca
Mineralizacja
(siarczyny + chlorki)
[g/l]
0,9
70,0
31,0
1,0
brak
Źródło:
opracowanie własne na podstawie pozwoleń wodnoprawnych zakładów geotermalnych.
* na etapie prac geologicznych
** z ograniczeniami czasowymi dla ciągów troci i niskich stanów wód
Source:
own elaboration based on licenses of geothermal units.
* phase of geological works
** with temporary limitations
W niniejszym artykule podjęto próbę omówienia problematyki wykorzystania
wód geotermalnych w kontekście zarówno geotermii, jak i basenów termalnych.
Stąd też sformułowano dwa główne cele artykułu:
1) Ocena warunków i problemów funkcjonowania ciepłownictwa geotermalnego
w Polsce.
2) Doświadczenia związane z powstawaniem kompleksów basenów geotermalnych
w Polsce.
realizację powyższych celów poprzedziło krótkie omówienie uwarunkowań
wykorzystania energii geotermalnej wraz z zasygnalizowaniem ryzyka geologicznego.
W procesie badawczym wykorzystano kilka źródeł informacji oraz metod i technik
badawczych:
– badania literaturowe ( w zakresie problematyki geotermalnej ), a także wyko-
rzystanie ocen ośrodków termalnych zbieranych i udostępnianych przez stronę
www.infobasen.pl ( 30.06.2015),
– analiza sprawozdań finansowych wybranych zakładów ciepłowniczych,
– analiza sprawozdań finansowych ośrodków termalnych.
W
ykorzystanie enerGii Geotermalnej W
P
olsce
91
W celu lepszego zrozumienia problematyki geotermii oraz specyfiki działalności
basenów termalnych przeprowadzono także pięć wywiadów ustrukturyzowanych
z przedstawicielami kierownictwa czterech ośrodków termalnych oraz przedstawi-
cielem PEc Geotermia Podhalańska.
Uwarunkowania wykorzystania energii geotermalnej
Głęboka energia geotermalna była w 2011 roku pozyskiwana w Polsce w następuja-
cych instalacjach ciepłowniczych: w Pyrzycach ( 15 MW ), Uniejowie ( około 4 MW ),
Bańskiej niżnej
1
( 70 MW ) i Mszczonowie ( 7,3 MW ). Każda z tych instalacji jest
inna, zarówno ze względu na charakterystykę wydobywanej wody ( temperaturę,
mineralizację, ciśnienie ), jak i typ instalacji, zastosowanych rozwiązań technicznych
oraz odbiorców ciepła.
Wody o temperaturach przekraczających 80
o
c mogą stanowić samodzielne źró-
dło ciepła. Poniżej tej temperatury muszą być dogrzewane w celu wykorzystania
w ciepłownictwie, w szczególności w okresie zimowym. Opłacalność wykorzystania
ciepła geotermalnego pozyskiwanego dla ogrzewania wody oraz powietrza w krytych
kąpieliskach kształtuje się wyraźnie korzystniej w stosunku do ciepła użytkowego
produkowanego w ciepłowniach geotermalnych. analiza kosztów pozyskania ciepła
geotermalnego dla ogrzewania wody i powietrza w planowanych, krytych kąpieli-
skach na terenie województwa małopolskiego w Bukowinie Tatrzańskiej, Poroninie
i radłowie, na którą powołuje się w swoim opracowaniu ney (2005), wykazała koszty
pozyskania tego ciepła na poziomie od 3,5 zł/1 GJ do 13 zł/1 GJ. Tak atrakcyjna,
w stosunku do konwencjonalnych źródeł energii, cena ciepła dla wymienionych
lokalizacji wynikała z możliwości reaktywacji zlikwidowanych otworów oraz możli-
wości zasilania wprost z układu geotermalnego.
Wykorzystanie energii geotermalnej na potrzeby ciepłownictwa powinno się
odbywać możliwie najbliżej źródeł jej pozyskiwania. Optymalne warunki do jego
wykorzystania mają małe miasta, w których już istnieje sieć cieplna, oraz wsie
i osiedla o zwartej zabudowie, gdzie nakłady na sieć ciepłowniczą nie będą zbyt duże.
Projektując instalację geotermalną, należy oceniać zarówno wydajność cieplną złoża
geotermalnego, jak i realne zapotrzebowanie na ciepło przez jego potencjalnych
odbiorców.
1
PEc Geotermia Podhalańska po rozbudowie jest według neya ( 2005 ) największą ciepłownią geoter-
malną w Europie poza Islandią.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin