Pompy ciepła | Oświetlenie LED, żarówki LED | Kolektory słoneczne | Certyfikat energetyczny | Podłogówka

Gejzer skojarzonych możliwości... Rozmowa z dr inż. Wiesławem Bujakowskim, kierownikiem Laboratorium Geotermalnego Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk w Krakowie

Tu jest miejsce na reklamę. Zobacz cennik

Rozmowa z dr inż. Wiesławem Bujakowskim, kierownikiem Laboratorium Geotermalnego Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk w Krakowie

- Panie doktorze, ponieważ kieruje Pan jednostką zajmującą się energią geotermalną, to niegrzecznie z mojej strony byłoby zapytać: czym jest geotermia. Mam jednak wrażenie, że dla znakomitej większości ludzi jest ona coraz bardziej popularnym "słowem-kluczem", tłumaczonym co najwyżej jako "ciepło z wnętrza Ziemi".

- Taka prosta "definicja" jest jak najbardziej poprawna. Głównie dzięki swojej powszechnej zrozumiałości. Proszę zauważyć, że nie zawiera ona genezy tejże energii, nie ma w niej mowy o rozpadzie pierwiastków promieniotwórczych, etc. A poza tym energia geotermalna to nic innego, jak ciepło znajdujące się praktycznie od powierzchni do jądra Ziemi.

- Co zrobić, żeby je wykorzystać?

- Ponownie ujmując rzecz najprościej: ciepło Ziemi powinno posiadać jakiś nośnik, np. wodę, występującą jako ciecz lub para wodna. Ta z kolei może być przedmiotem zagospodarowania przy zastosowaniu różnych technologii.

Na świecie są dwa zasadnicze sposoby wykorzystania energii geotermalnej: pośredni i bezpośredni. W pierwszym przypadku wytwarza się z niej energię elektryczną. Proces ów odbywa się zgodnie z powszechnie znanymi prawami fizyki: para lub ciecz o wysokiej temperaturze napędza turbinę generatora prądotwórczego. Ten sposób realizowany jest na obrzeżach płyt skorupy ziemskiej w miejscach aktywnych stref tektonicznych, np. w Japonii, Nowej Zelandii czy Islandii, gdzie temperatury rzędu 120-140 stopni Celsjusza występują już na niewielkich głębokościach rzędu kilkudziesięciu metrów. Tzw. wykorzystanie bezpośrednie, polega na dostarczeniu wody o temperaturze od około 20 do 100 stopni Celsjusza wprost do odbiorcy, bez uprzedniego przetworzenia. Realizowane jest ono na obszarach stabilnych geologicznie, jak Europa czy Azja. Na tych terenach pole temperaturowe Ziemi charakteryzuje tzw. gradient geotermiczny, który mówi nam o przyroście temperatury wraz ze wzrostem głębokości . W Polsce jest to od 1 do ponad 3 stopnie Celsjusza na każde 100 metrów w głąb Ziemi.

- Jaka jest kondycja polskiej geotermii?

- Zacznę od tego, że prekursorem pozyskiwania energii z wnętrza Ziemi był nasz Instytut [IGSMiE PAN przyp. red.]. W latach 1989-1993 w miejscowości Bańska Niżna na Podhalu został zaprojektowany i uruchomiony pierwszy w Polsce Doświadczalny Zakład Geotermalny PAN , na bazie którego powstał następnie projekt komercyjny. W 1993 r. uruchomiono instalację ciepłowniczą, która jest obecnie eksploatowana i rozbudowywana przez powołaną w tym celu spółkę PEC Geotermia Podhalańska SA. Natomiast badania naukowe kontynuowane są przez powołane w 1994 r., w naszym Instytucie Laboratorium Geotermalne. Uruchomienie Doświadczalnego Zakładu Geotermalnego było możliwe wyłącznie dzięki finansowaniu ze środków Komitetu Badań Naukowych. Równie znane instalacje geotermalne działają od 1996 r. w Pyrzycach koło Szczecina i od 1999 r. w Mszczonowie nieopodal Warszawy. W każdej z tych lokalizacji występują różne temperatury, różne wypływy, inna jest mineralizacja wód. Innymi słowy: jakość złóż geotermalnych zależna jest od ich położenia. Powoduje to, że każda technologia jest w pewnym sensie niepowtarzalna. Zastosowana w jednym miejscu, może nie być optymalną w drugim.

Dodatkowym "utrudnieniem" jest też sam odbiorca, ponieważ to jego potrzeby decydują o opłacalności całej inwestycji. To właśnie do niego musi zostać dostosowane tzw. ujęcie horyzontu wodonośnego. I tak np. jeżeli woda będzie wykorzystywana w kąpieliskach, to wystarczy wykonać odwiert do złoża o temperaturze 20-30 stopni Celsjusza, do zasilania ogródka warzywnego 30-40 stopni, do ogrzewania mieszkań potrzeba już temperatury przynajmniej 80 stopni Celsjusza. Szalenie ważne jest więc, by nie przewymiarować takiej inwestycji. Aby to było możliwe, musimy nie tylko dokładnie znać lokalne warunki geotermiczne, ale także miejscowego odbiorcę i jego oczekiwania.

- Czy "energetyka z wnętrza Ziemi" ma u nas szansę na rozwój?

- Ma, i to bardzo dużą. Tym bardziej, iż coraz częściej przychodzą do nas potencjalni inwestorzy, zainteresowani "rozkręceniem" geotermii na terenie swej działalności i zwracają się do nas o wykonanie odpowiednich ekspertyz.

- Domyślam się, że przychodząc do Państwa dobrze byłoby mieć już wstępne rozeznanie, jakie będzie zapotrzebowanie na tę energię i jakie powinna ona mieć parametry?

- Tak, ale to nie wszystko. Zawsze trzeba bowiem pamiętać, że geotermia jest opłacalna w układzie integrującym kilka źródeł energii. Gdybyśmy chcieli ciepłem z wnętrza Ziemi zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne danej społeczności w 100 proc., to instalacja taka na pewno będzie nierentowna.

- Czy można procentowo określić optymalny udział geotermii w takim zintegrowanym układzie?

- To wszystko zależy od wielkości i rodzaju odbiorcy energii ale także od istniejącej infrastruktury ciepłowniczej. Z naszych ocen wynika, że najlepszym rozwiązaniem jest pozyskiwanie 30-60 proc. energii z instalacji geotermalnej, pozostałe 40-70 proc. z innych nośników, np. z gazu lub oleju opałowego lub ze źródła odnawialnego.

- To, o czym Pan mówi, jest tym ciekawsze, że geotermia była i jest postrzegana jako konkurencja, a nawet zagrożenie dla innych źródeł energii.

- Właśnie! Doskonały przykład takiego sposobu myślenia mieliśmy podczas naszych pierwszych prac w Zakładzie Geotermalnym w Bańskiej Niżnej na Podhalu. Do pierwszych badań przystąpiliśmy w czasie, kiedy do Zakopanego prowadzono gazociąg. Obserwowano nas wówczas z dużą niechęcią, bowiem kraj wydawał olbrzymie pieniądze na wysokociśnieniowy rurociąg, a my "wyskoczyliśmy" z jakąś tam geotermią. Tymczasem doszło do paradoksalnej wręcz sytuacji. Po doprowadzeniu gazu do Zakopanego i Nowego Targu okazało się, że zainteresowanie nim jest niewielkie - głównie z powodu wysokiej ceny. Nie jest dla nikogo tajemnicą, że największym odbiorcą gazu w tym rejonie jest obecnie? Geotermia Podhalańska SA, a więc spółka eksploatująca odwierty geotermalne.

- I równocześnie ów wcześniejszy rywal podhalańskiego gazownictwa. Jak to możliwe?

- Sprawa jest bardzo prosta, a jednocześnie stanowi ucieleśnienie przedstawionej wcześniej idei układu zintegrowania kilku źródeł energii. Na Podhalu gaz ziemny wspomaga geotermię jako tzw. szczytowe źródło ciepła w okresach najniższych temperatur zewnętrznych oraz wykorzystywany jest w agregatach kogeneracyjnych wytwarzających ciepło i energię elektryczną. Rozwiązania te podnoszą efektywność ekonomiczną całego projektu Geotermii Podhalańskiej.

- Jaki jest potencjał energii geotermalnej w okolicach Bańskiej?

- Olbrzymi. Podhale jest unikatowe w skali całego kraju, ponieważ wody geotermalnej, która ma temperaturę blisko 90 stopni, nie trzeba tam pompować z wnętrza Ziemi. Wypływa ona sama pod ciśnieniem artezyjskim z wydajnością przekraczającą 500 metrów sześciennych na godzinę z jednego odwiertu. Na głowicy, zamontowanej na odwiercie wynosi ono 27 atmosfer. Dla zobrazowania: gdyby odkręcić zawór, to z Ziemi trysnąłby gejzer o wysokości do 270 metrów. Cała pracująca tam instalacja ciepłownicza będzie miała docelowo moc 125 MW, co z powodzeniem wystarczy do ogrzania Zakopanego, Nowego Targu, Białego Dunajca i Szaflar. Szacuje się, że energia wód geotermalnych zaspokoi zapotrzebowanie na energię cieplną w 80 proc.

- Z naszej rozmowy wnioskuję, że geotermia ma sporą szansę na sukces.

- Owszem. Tym bardziej, że spośród odnawialnych źródeł energii jest ona najbardziej stabilna i powszechna.

- Wiatr wieje lub nie, słońce świeci raz lepiej, raz gorzej ...

...biomasa z kolei jest świetnym paliwem, ale nie wszędzie mamy jej pod dostatkiem, a jej transport na większe odległości czyni inwestycję nieopłacalną. Energię geotermalną można pozyskiwać niemal wszędzie, a powodzenie uzależnione jest od zapotrzebowania przyszłych odbiorców.

- Wybaczy Pan, ale momentami mam wrażenie, że rozmawiam z biznesmenem, a nie z naukowcem ...

- Ja po prostu chciałbym patrzeć na całe zagadnienie bardzo realnie. Podstawowym kryterium każdego przedsięwzięcia, także na polu energetyki odnawialnej, jest jego opłacalność. Geotermia w różnych miejscach ma różną efektywność ekonomiczną. Właśnie z tego powodu instalacja, która sprawdziła się w jednym miejscu, nie musi sprawdzić się w innym. Zawsze muszą towarzyszyć temu solidne ekspertyzy.

- Zgodzi się Pan ze mną, że zysk to jedno, przepisy unijne to drugie. Po wejściu do Unii Europejskiej będziemy zobowiązani do ...

- Odpowiem tak: Polska "stoi" na węglu i nie ma co fantazjować, że któregoś dnia po prostu zamkniemy kopalnie, bo takie będzie nasze "widzimisię". Byłoby wspaniale, gdyby udział energii alternatywnej w bilansie energetycznym kraju kształtował się na poziomie 20 proc. W tej porcji geotermia powinna mieć znaczące miejsce.

- Czy w związku z tym nie przydałaby się szersza promocja energii geotermalnej?

- Oczywiście! I aż wstyd się przyznać, ale do tej pory nie zwracaliśmy na nią należytej uwagi. Nie oznacza to, że geotermia jest u nas mało znana. Wręcz przeciwnie. Świadomość, nazwijmy ją "geotermalna", jest u nas całkiem spora. Zwłaszcza na poziomie samorządów lokalnych.

- Czyli wszędzie tam, gdzie pojawiają się podmioty zainteresowane przyrządzeniem na geotermii własnej pieczeni ...

- Powiem żartobliwie: na geotermii jajek się nie ugotuje, bowiem do pracy kuchenki potrzebny jest inny nośnik energii. Natomiast dzięki niej można nie tylko zrobić świetny interes, ale w połączeniu z innymi źródłami, jak np. gaz ziemny czy energia elektryczna, dać ludziom tanie i ekologiczne ogrzewanie oraz ciepłą wodę użytkową, a nawet wytworzyć prąd, na którym przyrządzą sobie każdą potrawę.

- A jak, Pana zdaniem, powinna podejść do geotermii energetyka zawodowa?

- Myślę, że firmy sektora elektroenergetycznego powinny zainteresować się geotermią traktując ją jako źródło współpracujące. Przykładowo: przedsiębiorstwo dysponujące nadwyżką energii elektrycznej mogłoby wykorzystywać ją do napędzania urządzeń instalacji geotermalnej, służących do pozyskiwania energii z wnętrza Ziemi. Zwłaszcza, że zgodnie ze światowymi tendencjami przyszłość energetyki leży w źródłach rozproszonych, a nie w gigantycznych źródłach energii o wielkich mocach i wielkich liniach przesyłowych. Zaangażowanie dużych przedsiębiorstw w geotermię rozwiązałoby podstawowy jej problem, jakim jest brak środków na inwestycje. Mamy bowiem doskonałe technologie, dzięki którym ciepło z wnętrza Ziemi może zamienić się w strumień finansów. Nie mamy pieniędzy, by pozwolić mu wypłynąć.

- Dziękuję za rozmowę.

Dariusz Wojtala
zdj. autor

Energia geotermalna. Energia cieplna, zgromadzona we wnętrzu Ziemi (w skałach i wodach podziemnych). Ciepło to jest częściowo pierwotne powstało podczas formowania się naszej planety, a częściowo pochodzi z rozpadu pierwiastków promieniotwórczych, takich jak uran, tor czy potas. Temperatura jądra Ziemi, znajdującego się na głębokości poniżej 5100 km, wynosi ponad 6000 stopni Celsjusza.

Laboratorium Geotermalne IGSMiE PAN. W latach 1989-1993 Instytut Gospodarki Surowców Mineralnych i Energii Polskiej Akademii Nauk wybudował i uruchomił Doświadczalny Zakład Geotermalny Bańska-Biały Dunajec. W jego skład weszły: otwór wydobywczy Bańska IG-1, otwór chłonny Dunajec PAN-1, stacja wymienników ciepła, rurociąg przesyłowy łączący wymienione otwory, doświadczalna szklarnia, suszarnia drewna, zbiornik technologiczny w pobliżu głowicy otworu Bańska IG-1 oraz zbiornik z podgrzewaną wodą służący do hodowli ryb. Oficjalne otwarcie Zakładu nastąpiło w 1993 r., wraz z podłączeniem do geotermalnej sieci grzewczej kilku budynków z Bańskiej Niżnej. W grudniu 1994 r. w miejsce DZG powołano Laboratorium Geotermalne, które realizuje badania związane z eksploatacją i zagospodarowaniem energii geotermalnej w Polsce. Ostatnio Laboratorium zajmuje się m.in. sporządzaniem opracowań z zakresu zintegrowania energii geotermalnej z gazem poprzez zastosowanie agregatów kogeneracyjnych.

Geotermia Podhalańska SA. Powstała pod koniec 1993 r. w celu prowadzenia inwestycji obejmującej budowę i eksploatację lokalnej sieci ciepłowniczej w dolinie rzeki Biały Dunajec (między Nowym Targiem a Zakopanem), opartej na odwiertach PAN z Bańskiej Niżnej oraz dystrybucję ciepła do odbiorców. Podstawowym źródłem energii cieplnej jest woda ze złoża geotermalnego (skały węglanowe eocenu i triasu), o temperaturze 80-90 stopni Celsjusza (samowypływ o wydajności 120 m sześć. na godzinę i mineralizacji 2,6 g/l.). Z geotermalnym systemem ciepłowniczym współpracują instalacje na gaz ziemny (w tym trzy kogeneracyjne agregaty gazowe - każdy o mocy 1,5 MW - produkujące energię cieplną i elektryczną) oraz olej opałowy. Cały system nie jest jeszcze opomiarowany, ponieważ projekt znajduje się w realizacji do tej pory wykonano około 90 proc. 85-megawatowej instalacji dla Białego Dunajca, Poronina i Zakopanego. Kolejne 40 MW (w planie) wystarczy do ogrzania Nowego Targu i Szaflar. Głównymi udziałowcami spółki są: Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Hydrotrest S.A., gminy Zakopane, Bukowina Tatrzańska, Poronin, Kościelisko, Szaflary i Biały Dunajec oraz Polskie Koleje Linowe.

Gejzer skojarzonych możliwości