Na Górnym Śląsku warto inwestować w geotermię

W GIG zakończył sie projekt badawczy „Wody geotermalne regionu górnośląskiego – pozyskanie energii w celu utylitarnym”, realizowany na zlecenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2005-2007.

Kierownikiem pracy była dr Eleonora Solik-Heliasz. Celem projektu było określenie możliwości eksploatacji ciepłych wód podziemnych i ich wykorzystania w taki sposób, aby budowa przyszłych instalacji obarczona była jak najmniejszym ryzykiem. Projekt ten powstał w odpowiedzi na liczne pytania inwestorów, dotyczące wskazania miejsc w regionie nadających sie do eksploatacji wód geotermalnych. W zamierzeniu była budowa podobnych centrów rekreacyjnych, jakie istnieją na Słowacji i na Węgrzech, często i chętnie odwiedzanych przez turystów polskich.

Region górnośląski, w tym Górnośląskie Zagłębie Węglowe – GZW, był już wcześniej przedmiotem wielu badan, efektem których wyznaczono zasoby energii geotermalnej dla całych serii skalnych. Problem w tym, że wyniki obliczeń nie były zbyt szczegółowe i nie dawały podstaw do wytypowania konkretnych miejsc pod przyszłe ujęcia wody geotermalnej.

W ramach projektu wykonano 94 różnego typu mapy, które pozwoliły na wskazanie miejsc kwalifikujących sie pod inwestycje geotermalne. Znaczące miejsce zajęły wśród nich mapy zawodnienia głęboko położonych serii skalnych i mapy temperatur górotworu, które opracowano dla poziomów hipsometrycznych od 500 m poniżej poziomu morza do 3000 m poniżej poziomu morza, co 250 m.

Opracowane mapy temperatur zostały wykonane w oparciu o nowatorska metodę obliczeniowa, bazującą na temperaturach mierzonych w otworach badawczych, a poniżej głębokości badanej – na podstawie gęstości ziemskiego strumienia ciepła. Znaczącym dorobkiem są wykonane cyfrowe mapy zasobów energii geotermalnej. Same mapy wielkości zasobów energii są jednak niewystarczające do wskazania miejsc nadających sie do eksploatacji wód; musza być one zestawione z mapami parametrów hydrogeologicznych „odpowiedzialnych” za zawodnienie.

Ich zestawienie pozwoliło typować rejony optymalne pod inwestycje geotermalne. Należą do nich: utwory warstw dębowieckich, w rejonie od Bzia poprzez Zebrzydowice po Kaczyce, utwory karbonu w rejonie w Rybnika oraz dewonu w rejonie od Jaworza po Bielsko-Biała i Kety.

Jednym z wniosków płynących z pracy jest stwierdzenie, że w regionie górnośląskim nie ma tak doskonałych warunków do rozwoju geotermii, jakie istnieją na Węgrzech, czy Słowacji. Można u nas jednak budować centa rekreacyjne nieco mniejsze, na potrzeby lokalne, wymagające mniejszych ilości wody. Przeciętnie stwierdzane wydajności poziomów w tych rejonach wynosiły bowiem do 10 m3/h, sporadycznie więcej. Aby nieco zmniejszyć ryzyko budowy nowych instalacji geotermalnych, wykonano model cyfrowy przebiegu eksploatacji wód podziemnych dwoma otworami istniejącymi w rejonie miejscowości Jaworze koło Bielska-Białej. Stwierdzono w nim, że eksploatacja taka jest możliwa, jednak obligatoryjne jest przeprowadzenie zabiegów polepszających parametry górotworu, głównie jego szczelinowanie lub kwasowanie. Wyniki projektu wskazały jednak, że największa i jak dotychczas niewykorzystana szansą jest pozyskanie energii geotermalnej z wód wypompowywanych z kopalń węgla kamiennego. Obecnie istnieją tego typu uwarunkowania, że zarówno kopalnie czynne, jak i zlikwidowane musza wypompowywać wody dopływające do wyrobisk górniczych, aby nie zatopić własnych wyrobisk lub wyrobisk sąsiednich kopalń. A ponieważ większość kopalń zlokalizowanych w północnej części zagłębia węglowego jest ze sobą połączona hydraulicznie, dlatego pompowanie będzie musiało być prowadzone, aż do zakończenia eksploatacji w danym regionie.

W ostatnich latach do kopalń dopływało sumarycznie ponad 660 tys. m sześć. wody na dobę. Ich temperatura po wypompowaniu na powierzchnie nie była zbyt wysoka, wynosiła bowiem od 13 st. C do 22 st. C, jednak duża ilość tych wód, oraz fakt, iż koszty ich pompowania ponosi budżet państwa, sprawia, że są one bardzo interesującym źródłem energii cieplnej.

Określono, że łączne zasoby energii geotermalnej w wodach kopalnianych (przy ich schłodzeniu do temperatury 80C) wynoszą 270 MJ na sekundę, z czego na kopalnie czynne przypada 188 MJ, a na kopalnie zlikwidowane 82 MJ. Obecne uwarunkowania techniczno-górnicze sprawiają, że najkorzystniej jest pozyskać energie z wód kopalń zlikwidowanych. Największymi zasobami dysponują kopalnie: Pstrowski, Pompownia Chorzów, Jan Kanty, Dębieńsko, Niwka-Modrzejów, Saturn, Katowice – wszystkie powyżej 4 MJ, co odpowiada mocy strumienia ciepła o wielkości około 4 MW.

Ewentualne wykorzystanie energii z wód kopalnianych musi jednak uwzględniać takie, na ogół utrudniające, czynniki, jak: nierytmiczność pompowania (które prowadzone jest na ogół nocą, ze względu na niższa taryfę za prąd elektryczny), konieczność wykorzystania pozyskanej energii niemal „na miejscu”; jak bowiem wykazały przeprowadzone analizy ekonomiczne, przesyłanie energii na odległość większa, niż 0,5 km znacznie zmniejsza opłacalność całej inwestycji.

Kolejna szansa są wody wypełniające zatopione wyrobiska górnicze. Obecnie w 16 zlikwidowanych kopalniach na Śląsku doprowadzono do częściowego zatopienia najniżej położonych wyrobisk górniczych. Utworzyły sie w nich potężne zbiorniki wód podziemnych, o podwyższonej temperaturze. Ich pojemności określono na sumarycznie 101 mln m sześć., co przy istniejącej w nich temperaturze daje ponad 3,3•106 GJ energii geotermalnej. Do kopalń o największych zasobach energii, powyżej 200 tys. GJ, zaliczono byłe kopalnie: Siersza, Niwka-Modrzejów, Katowice, Czeczott, Porąbka-Klimontów i Morcinek.

Cenne jest w tym względzie, że kopalnie te zlokalizowane są w rejonie dużych aglomeracji miejskich Katowic, Dąbrowy Górniczej, Sosnowca i innych, które na ogół maja duąe zapotrzebowanie na energie cieplna do celów komunalnych. I z tym zapotrzebowaniem znakomicie korelują sie możliwości wykorzystania energii; otóż jak stwierdzono „ciepło” pochodzące ze zrobów górniczych może być wykorzystane poprzez system wymienników i pomp ciepła do celów grzewczych, to jest ogrzewania dużych obiektów komunalnych, warsztatów, hal np. sportowych itp., jak również do ogrzewania nawierzchni dróg na szczególnie „wypadkowych” odcinkach. W dobie intensywnie prowadzonej modernizacji dróg – ta ostatnia możliwość wydaje sie również warta rozważenia.

źródło: www.gig.katowice.pl