Co jakiś czas słyszę, lub czytam, że geotermy są rozwiązaniem trapiących nas problemów energetycznych. Że wystarczy zainwestować w wykorzystanie energii geotermalnej i będziemy mieli tani prąd oraz ogrzewanie.
W związku z tym postanowiłem dokładnie się przyjrzeć możliwościom jakie daje energia geotermalna.
Na początek kilka podstawowych faktów.
Przede wszystkim energia geotermalna to energia pochodząca z rozpadu zawartych w skałach naturalnych izotopów promieniotwórczych - Uranu 235, Uranu 238, Toru 232 i Potasu 40. Jest to około 80% energii cieplnej pochodzącej z wnętrza Ziemi. Dodatkowe 20% pochodzi z energii rezydualnej, która pojawiła się na Ziemi w wyniku procesu jej powstawania z gorącej materii międzygwiezdnej.
Jak widać korzystanie z energii tzw. geotermalnej jest w rzeczywistości korzystaniem z olbrzymiego reaktora jądrowego. Naturalnego reaktora, jednak promieniowanie jakie powstaje w wyniku rozpadów podanych wyżej izotopów jest identyczne, jak w reaktorach zbudowanych przez człowieka.
Istnieje różnica pomiędzy:
- dostępnymi zasobami energii geotermalnej(ilość energii zmagazynowana w skorupie ziemskiej do głębokości 3000 metrów) - w Polsce 7,75*1022 [J/rok]
- zasobami eksploatacyjnymi wód i energii geotermalnej (ilość wolnej wody geotermalnej możliwa do uzyskania w danych warunkach geologicznych i środowiskowych, za pomocą ujęć o optymalnych parametrach techniczno-ekonomicznych) 1,38*1017 - 2,30*1017 [J/rok]
- aby było ekonomiczne wykorzystanie energii geotermalnej do produkcji energii elektrycznej temperatura nośnika ciepła musi być wyższa niż 150°C. W Polsce występują wody geotermalne o temperaturach rzadko przekraczających 100°C
- w wodach mających ponad 100°C zakumulowanych jest 1,32*1021 [J/rok] (jest to energia zakumulowana, niekoniecznie eksploatacyjna), wody te zajmują powierzchnię 37 913,54 km2
- koszt wiercenia jednego otworu na potrzeby geotermalne w Polsce szacowany jest na od 4 do 10 mln złotych. W zależności od wielu czynników, ale przede wszystkim głębokości. Trzeba być świadomym, że czasami konieczne jest wykonanie kilku takich otworów w zależności od technologii wydobywania i zatłaczania (ilość otworów roboczych), ale przede wszystkim nie zawsze znajdzie się odpowiednie miejsce za pierwszym razem.
- wydobywanie wód geotermalnych często wymaga (lub jest to nawet niezbędne) pomp. Z tego wynika, że potrzebne jest źródło prądu zasilające pompy niezależne od energii geotermalnej.
- czasami przy pozyskiwaniu energii geotermalnej korzysta się ze szczelinowania hydraulicznego, tego samego, które jest demonizowane przy okazji gazu łupkowego
Dlaczego warto zainwestować w energię geotermalną:
- pomaga zdywersyfikować i zdecentralizować dostawy energii
- stabilna dostawy i ceny energii
- obniżenie ogólnych kosztów ciepłowniczych
- możliwość rozwoju wielu dodatkowych projektów - od leczniczych (balneologia) - po hodowlane (ryby, rośliny szklarniowe)
Ograniczenia wykorzystania energetyki geotermalnej:
- energia geotermalna może być wykorzystana jedynie w miejscu wydobycia, transport na znaczne odległości jest nieekonomiczny i mija się z celem. Budowanie ciepłowni geotermalnych jest sensowne jedynie w pobliżu miast i zakładów, które będą w stanie spożytkować energię od razu.
- badania i budowa inwestycji jest kapitałochłonna, inwestor musi dysponować więc znaczą wolną gotówką na początku, jak również pewnością, że sprzeda wydobytą energię
- przy spadku temperatury zewnętrznej poniżej -5°C sama energia geotermalna nie wystarczy i niezbędne będzie dogrzewanie przy pomocy konwencjonalnych metod. Więc niezbędna jest infrastruktura konwencjonalna obok geotermalnej. Dobrym przykładem jest instalacja geotermalna Pyrzyce, która do wyprodukowania 50 tys [GJ/rok] musiała zużyć 2,3 mln m2 gazu ziemnego. Przez co zakończyła rok na tzw. minusie
- ciepłownie geotermalne nie są konkurencyjne (czyt. są droższe) od elektrociepłowni (zasilanych konwencjonalnymi nośnikami energii - węgiel). Nieprawdą jest więc, że energia geotermalna jest tańsza od energii ze źródeł tzw. nieodnawialnych
- energetyka geotermalna wymaga stałych odbiorców określonych ilości ciepła, wszelkie wahania (zarówno na plus, jak i minus) wpływają niekorzystnie na ekonomiczny aspekt inwestycji. Szacuje się, że aby inwestycja była ekonomiczna musi pracować co najmniej 4000 godzin (niecałe pół roku) rocznie z pełną mocą. I energia pozyskana musi zostać w całości sprzedana.
Pompy cieplne wykorzystujące ciepło gruntu i płytkich wód podziemnych o temperaturach poniżej 25° również zalicza się do energetyki geotermalnej.
Właśnie pompy cieplne mogą stać się przyszłością wykorzystania energii geotermalnej w Polsce. Jednak nie staną się one jedynym źródłem ciepła, a jedynie pozwolą (czasami znacznie) obniżyć koszta ogrzewania.
Koszt instalacji dla jednego domu jest spory (dla 200 m2 jest to około 40 tys. złotych), jednak w przypadku inwestycji grupowej (kilka-kilkanaście domów, osiedle) koszt wymienników i utrzymania zostanie rozłożony, co znacznie obniży koszt jednostkowy. A koszty eksploatacyjne nie są już duże.
Wykorzystanie energii gruntu wymaga zainwestowania energii elektrycznej, jednak w zamian za 1 kWh energii elektrycznej otrzymujemy 4 kWh energii cieplnej.
Zasięg głębokościowy rocznych zmian temperatury w Polce wynosi od 8 do 12 metrów (czyli temperatury na powierzchni wypływają na temperaturę gruntu nawet do poziomu 12 metrów) i należy to uwzględnić przy projektowaniu pomp ciepła. Jednak poniżej 5 metrów w głąb nie notuje się już ujemnych temperatur w Polsce.
Oczywiście jest to jedynie zarys problemu. Tekst powstał przede wszystkim na podstawie:
1. Atlas zasobów geotermalnych formacji paleozoicznej na Niżu Polskim
2. Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz