Geotermia - niewyczerpane źródło ciepła

Jednym z podstawowym problemów współczesnego świata jest znalezienie i wdrożenie do użytku nowych technologii, pozwalających na czerpanie energii z tzw. odnawialnych źródeł (OZE).

Ma to pozwolić człowiekowi na uniezależnienie się, do pewnego stopnia, od kończących się zapasów węgla, ropy naftowej i gazu zimnego. Wykorzystanie OZE jest także jednym z obowiązków, jakie na wszystkie kraje członkowskie nałożyła Unia Europejska.

Do najważniejszych odnawialnych źródeł energii należą wiatr, woda, biogaz i biomasa, a także tzw. energia geotermalna, wykorzystująca ciepło wnętrza Ziemi zawarte w wodach podziemnych. "Ma ona niesamowite korzyści dla środowiska - mówi dr Eleonora Solik - Heliasz z Zakładu Geologii i Geofizyki Głównego Instytutu Górnictwa (GIG) w Katowicach. - Jest tzw. czystą energią, a więc jej pozyskanie nie powoduje emisji dwutlenku węgla ani innych gazów do atmosfery". "Polska ma potencjał, jeśli chodzi o pozyskanie ciepłych wód (zwanych termalnymi bądź geotermalnymi). Jednak tylko w pewnych regionach, np. w okolicach niecek: warszawskiej, łódzkiej, szczecińskiej i nowotarskiej (w rejonie Zakopanego)" - wyjaśnia ekspertka z GIG.

I dodaje: "Jeśli chodzi o geotermię, to zasadniczą sprawą jest nie tylko sama temperatura wód, ale także ich ilość. Pierwszym problemem jest znalezienie rejonów odpowiednio zasobnych, a dopiero potem ustalenie, czy woda w nich ma w miarę wysoką temperaturę (od 40 stopni C wzwyż). Bo jeśli wód podziemnych jest za mało, cała technologia staje się nieopłacalna".

Jak tłumaczy geolog, aby woda termalna mogła ogrzać nasze domy, należy ją najpierw pozyskać. W tym celu wierci się dwa odpowiednio głębokie otwory - określane mianem dubletu - z których pierwszy wyprowadza ciepłą wodę na powierzchnię, a drugi odprowadza ją z powrotem w głąb ziemi, do tego samego poziomu, z którego została zaczerpnięta.

Pozyskana woda przekazywana jest na zespół odbiorników i wymienników ciepła, na których potrzebna człowiekowi energia zostaje odebrana. Jeżeli woda ma odpowiednio wysoką temperaturę, zostaje bezpośrednio wtłoczona do instalacji grzewczej i wykorzystana do ogrzewania pomieszczeń. Jeśli zaś jej ciepłota jest niewystarczająca, najpierw kieruje się ją na pompy ciepła, które podgrzewają ją do żądanej temperatury.

Woda taka, jak tłumaczy Solik-Heliasz, może być następnie skierowana do zamontowanych w starszych blokach tradycyjnych kaloryferów wysokotemperaturowych (działających przy 90 st.C) lub, co zdarza się częściej, do nowoczesnych systemów niskotemperaturowych, używających cieczy o temperaturze około 60 stopni.

Już teraz w Polsce działa kilka dużych instalacji geotermalnych. Największe z nich istnieją w Pyrzycach, Zakopanem, Mszczonowie i Uniejowie. Ich łącza moc wynosi 75 MW energii. W trakcie realizacji, w samej tylko okolicy niecki nowotarskiej, znajduje się także siedem nowych projektów, w tym bardzo duża instalacja w Jaworzu (woj. śląskie).

Jak podkreśla dr Solik-Heliasz, korzyści z tego typu rozwiązań są bardzo duże. "Na przykład, kilka otworów geotermalnych w rejonie Zakopanego jest w stanie zapewnić ciepło na potrzeby prawie całego miasta" - podkreśla specjalistka z GIG.

Jak dodaje, z przeprowadzonych przez jej zespół badań (projekt pt. "Wody geotermalne regionu górnośląskiegoá- pozyskanie energii w celu utylitarnym" realizowany w latach 2005-2007 na zlecenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego) wynika, że najbardziej optymalnymi rejonami inwestycji geotermalnych na Śląsku są okolice Jastrzębia Zdroju oraz rejon Rybnika i Czechowic. Przewidywana wydajność pozyskiwania wody sięga tu ok. 10 m sześciennych na godzinę, z możliwością zwiększenia przez zabiegi tzw. szczelinowania lub kwasowania otworów.

Według specjalistów, w przypadku Polski wykorzystanie energii geotermalnej jest uzasadnione podwójnie. Opłaca się nie tylko ze względu na niewątpliwe korzyści dla środowiska, ale również ze względu na górniczy charakter dużej części naszych terytoriów. W ciągu ostatnich dziesięcioleci, w związku z działalnością rozlicznych kopalń, w kraju powstały bowiem dziesiątki tysięcy odwiertów, które teraz można by wykorzystać na potrzeby geotermii. Przyczyniło by się to także do znacznej redukcji kosztów pozyskania tego typu energii.

Największy potencjał w tej kwestii ma Śląsk. "Znajdują się tu liczne kopalnie - i te czynne, i już niedziałające - które nieustannie muszą pompować wodę - tłumaczy geolożka z GIG. - Koszty tego ponosi budżet państwa. Po ich wydobyciu można by odebrać ciepło, chociażby na potrzeby samej kopalni. Nie mówiąc już o tym, że spokojnie można by z tego ogrzać sąsiednie osiedla. Wszystkie kopalnie mają w tym względzie możliwości. Większe lub mniejsze, ale zawsze mają".

Wraz ze swoim zespołem, dr Solik-Heliasz opracowała nawet odpowiednie projekty technologiczne dla kilku śląskich kopalń. Jeden z nich zakłada odbieranie ciepła z wód kopalnianych na potrzeby budowanej, nowej siedziby Muzeum Śląskiego w Katowicach. Pomysł naukowców został nawet wyróżniony w konkursie "Panteon Polskiej Ekologii" podczas Międzynarodowych Targów Ekologicznych POLEKO. Naukowcy mają nadzieję, że już wkrótce zostanie ona wdrożona. "Układ jest idealny - mamy starą, nieczynną kopalnię, która w dalszym ciągu musi pompować wodę, aby nie dopuścić do zatopienia sąsiednich kopalni. Koszt tego pompowania pokrywa państwo. Mamy wodę o podwyższonej temperaturze. A tuż obok, w odległości 100 m, budowany jest nowoczesny, duży budynek Muzeum. Są to więc bardzo korzystne relacje" - uważa Solik-Heliasz.

"Geotermia jest generalnie bardzo droga - mówi dr Solik-Heliasz. - To technologia dla bogatych". Dlatego najbardziej rozpowszechniona jest np. w Szwajcarii, Francji, Niemczech czy Wielkiej Brytanii.

Jednak w zasadzie wszelkie koszty, związane z jej stosowaniem, ograniczają się do środków, które trzeba wyłożyć na początku. "Później korzysta się z niej już prawie beznakładowo, wystarczy +odcinać kupony+. U nas jednak problem jest spory, bo nie jesteśmy krajem zamożnym i o środki na start jest ciężko" - zauważa Solik- Heliasz. Jej zdaniem, Polska powinna jednak zainwestować.

"Na przykład na Słowacji mocno rozpowszechniona jest polityka wspomagania budowy ośrodków geotermalnych. Tamtejsze władze wiedzą, że geotermia jest droga, ale w dłuższej perspektywie bardzo opłacalna. Efektem jest ogromna ilość ośrodków balneologicznych (wykorzystujących lecznicze właściwości wód podziemnych w terapii różnych schorzeń - przyp. PAP), do których każdego roku przyjeżdżają tysiące turystów, przede wszystkim z Polski!" - mówi ekspertka. - Oni potrafią na tym zarobić. My także powinniśmy nauczyć się to robić".

Jak dodaje, na geotermię powinno patrzeć się w szerszej perspektywie. Poniesione dziś wydatki w przyszłości przyniosłyby krajowi znaczne korzyści. Miałyby pozytywny wpływ na przychody dla budżetu lokalnego, kształtowanie lokalnej polityki podatkowej i atrakcyjność turystyczną. Zwiększyłyby także możliwości rozwoju i promocji regionów oraz lokalnej przedsiębiorczości, poprzez poprawę ich proekologicznego i innowacyjnego wizerunku.

PAP - Nauka w Polsce, Katarzyna Czechowicz