MAŁOPOLSKA, POŁUDNIOWA POLSKA – MAŁOPOLSKA, POŁUDNIOWA POLSKA –

ENERGIA GEOTERMALNA JAKO ŹRÓDŁO ROZPROSZONE ENERGIA GEOTERMALNA JAKO ŹRÓDŁO ROZPROSZONE

„Forum nowej energetyki” - AGH, 14.11.2011

Beata KępińskaBeata Kępińska

Polskie Stowarzyszenie GeotermicznePolskie Stowarzyszenie Geotermiczne

  

Sposób wykorzystania Zainstalowana

moc (MWt)

Produkcja ciepła(TJ/r)

Ciepłownictwo (ogrzewanie pomieszczeń, c.w.u.) – pompy ciepła („płytka geotermia”)

35 236 214 782

Ciepłownictwo (ogrzewanie pomieszczeń, c.w.u.)(„głęboka geotermia”; odwierty 1 – 3 km)

5 394 62 984

Pływalnie, balneoterapia 6 689 109 032 Ogrzewanie szklarni 1 544 23 264Akwakultury 653 11 521

Zastosowania przemysłowe 533 11 746Odladzanie jezdni, chodników, pasów startowych 368 2 126

Suszenie produktów rolnych 127 1 662Inne 41 956Razem 50 583 438 071

• Zastosowania bezpośrednie - 78 krajów (Europa – 24 kraje, głównie ciepłownictwo, rekreacja, balneoterapia – „głęboka geotermia”, „płytka” geotermia (pompy ciepła)

• 2005 – 2009 r.: ~ 79% wzrostu zainstalowanej mocy i 60% produkcji ciepła (2000 – 2004 r.: wzrost po ~50% i ~50%)

• Generacja energii elektrycznej – 24 kraje (+3 binarne, 100 - 130ºC)

BEZPOŚREDNIE WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ – ŚWIAT, 2010 (Lund et al., 2010)

POLSKA – WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ,2010/11

• Temperatury wód: 20 - 87ºC

• Balneoterapia, rekreacja: - 7 uzdrowisk (Lądek - XIII w.) - 9 nowych ośrodków rekreacyjnych (otwarte w 2006 – 2008 r. i w 2011 r.)

• Ciepłownictwo (od początku l. 1990.): - 4 ciepłownie /2011 r.

• Pompy ciepła: > 17 000 instalacji (2011)

• Zainstalowana moc: ok. 280 MWt

(w tym ~180 MWt pompy ciepła)

• Produkcja ciepła: ~1 500 TJ/2008 (w tym ~ 1 000 TJ pompy ciepła)

• 2011 r.:

- „Terma Bania” Białka Tatrzańska, „Termy Maltańskie” Poznań

- w trakcie realizacji: projekty dot. rekreacji (>6),

ciepłownictwa, prace badawcze, B+R, opracowania regionalne/syntetyczne

 

Polska - geotermalne: ciepłownie pracujące (1), w realizacji (2), uzdrowiska (3), ośrodki rekreacyjne otwarte w 2006 – 2008 r. (4), niektóre ośrodki rekreacyjne w realizacji, 2010/11 (5)

WODY GEOTERMALNE W POLSCE

• Obszary występowania:

- Niż Polski (główny obszar) – piaskowcowe poziomy mezozoiczne, - Karpaty (głównie Podhale) – wapienie i dolomity triasu, węglany eocenu środkowego, Karpaty zewnętrzne (fliszowe), zapadlisko przedkarpackie – niektóre rejony i miejscowości, - Sudety (pojedyncze miejsca) – skały krystaliczne i metamorficzne (strefy szczelinowe) • Głębokości skał zbiornikowych i złóż: 1 - 4 km • Temperatury skał i wód: 20 - 90ºC. (lokalnie, głębiej stwierdzono wody o temperaturach do stu kilkudziesięciu stopni C),

• Mineralizacja: zróżnicowana - ~ 0,5 – 300 g/dm3

• Wydajności eksploatacyjne wód z otworów: kilka m3/h – 550 m3/h

Podane parametry - zasadnicze znaczenie dla podjęcia decyzji o eksploatacji, sposobie wykorzystania, ich opłacalności ekonomicznej i strony technologicznej)

• Perspektywy zastosowania energii geotermalnej w Polsce: głównie ciepłownictwo, rekreacja i balneoterapia (najlepiej „kaskadowo”)

• Istotne perspektywy rozwoju: pompy ciepła – odzysk ciepła z płytszych poziomów wodonośnych i partii górotworu o niskich temperaturach (< 20ºC)

OPRACOWANIA REGIONALNE DOT. ZASOBÓW WÓD I ENERGII GEOTERMALNEJ I MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA (2006 – 2011)

- Atlas zasobów wód geotermalnych Niżu Polskiego (Górecki [red. nauk.] i in., 2006),

- Atlas zbiorników geotermalnych Małopolski (Bujakowski i in., 2006),

- Górnego Śląska (Solik – Heliasz i in., 2009),

- Atlas zasobów wód i energii geotermalnej Karpat Zachodnich (Górecki [red. nauk.] i in., 2011)

- Znaczenie poznawcze i praktyczne - obliczenia zasobów energii geotermalnej, wskazanie obszarów perspektywicznych

- Atlasy dla wschodniej części Karpat, Zapadliska przedkarpackiego – w trakcie realizacji

- Wykonawcy: zespoły z AGH, PAN, PIG i in.

  

  MAŁOPOLSKA, POLSKA - PROJEKTY W REALIZACJI, 2011

• Podhale: projekt ciepłowniczy nadal w realizacji (podłączenia nowych odbiorców, projekt wiercenia nowego otworu) – priorytet, możliwe 1 – 2 nowe ośrodki rekreacyjne • Poręba Wlk – jesień 2011: prace dot. potwierdzenia zasobów i rekonstrukcji otworu z lat 1970. (woda: Q = 12 m3/h, T = 42ºC) dla balneoterapii i rekreacji),

• Krynica /Czarny Potok/ – adaptacja głębokiego otworu na wymiennik ciepła (otwór „suchy”)

• Wierzchosławice – jesień 2011 – projekt wiercenia głębokiego otworu (temperatury ~ 90 - 100ºC, ciepło + generacja prądu /instalacja binarna/(?) + rekreacja)

• Następne projekty: m.in. Gorlice, Sękowa, Jaworze

•Gostynin, Kleszczów, Lidzbark W., Poddębice, Toruń – otwory wykonane, projekty w toku (Piaseczno – wiercenie otworu od listopada b.r.)

• Opracowania dot. warunków geotermalnych, wykonalności projektów, sposobów wykorzystania (gmin, prywatni inwestorzy), projekty badawcze, B-R (problematyka chłonności, HDR – Hot Dry Rock, in.)

Karpaty (region Małopolski): obszary perspektywiczne dla wykorzystania wód geotermalnych i mineralnych

(w: Atlas zasobów wód i energii geotermalnej Karpat zachodnich /W. Górecki [red. nauk.] i in., 2011)

PERSPEKTYWY GEOTERMII W MAŁOPOLSCE / Polsce południowej

• Rekreacja/balneoterapia, ciepłownictwo

• Podhale – najlepsze warunki i perspektywy

(priorytet – ciepłownictwo +kaskadowe/wszechstronne wykorzystanie),

Karpaty zewnętrzne (Beskidy, zapadlisko przedkarpackie), niecka miechowska – niektóre lokalizacje, m.in. Jaworze, Myślenice, Bochnia, Brzesko, Tarnów (zwykle integracja: geotermia + źródła szczytowe, inne OZE), T = 30 - 60ºC, Q do 60 m3/h)

- pompy ciepła („płytka geotermia”) – bez ograniczeń

• Instalacje rozproszone

• Ciepłownictwo geotermalne: projekty będą opłacalne przede wszystkim w miejscowościach już posiadających sieci ciepłownicze, przy lokalizacji otworówjak najbliżej sieci i odbiorców, w miejscowościach o skupionej zabudowie i dostatecznej liczbie odbiorców,

• Istotne efekty ekologiczne

1. Otwory produkcyjne 2. Otwory chłonne 3. Otwory geotermalne nieużywane4. Pozostałe otwory wiertnicze 5. Miejscowości podłączone do geotermalnej sieci c.o. (2011) 6. Miejscowości podłączane7. Miejscowości planowane do podłączenia (koncepcja pierwotna)8. Centralna ciepłownia geotermalna9. Planowane zakłady geotermalne 10. Ciepłownia szczytowa geotermalno - gazowa 1. Źródło geotermalne w Jaszczurówce 2. Główny rurociąg przesyłowy 3. Planowane rurociągi przesyłowe (w początkowych latach projektu)

PROJEKT GEOTERMALNY NA PODHALU

Zakopane, zima 1997

Główny cel:

Ograniczenie zanieczyszczenia atmosfery wskutek spalania paliw kopalnych tradycyjnych (węgla) poprzez wprowadzenie czystej ekologicznie energii geotermalnej

  

Metoda eksploatacji wody geotermalnej i odzysku ciepła

Dublet geotermalny pracujący w 1992 –2001, DZG IGSMiE PAN

1992-2001 (Doświadczalny Zakład Geotermalny

PAN):

• 1 odwiert produkcyjny i 1 chłonny („dublet”)• Eksploatacja 30–60 m3/h wody o temp. 76–80°C • 2 płytowe wymienniki ciepła (Moc 4 MWt,produkcja ciepła max. 30 000 GJ/rok)

• Ciepło dla ok. 200 budynków i obiektów badawczych IGSMiE PAN

Od 2001 (PEC Geotermia Podhalańska SA):

• 2 odwierty produkcyjne i 2 odwierty chłonne • Stacja płytowych wymienników ciepła (moc ok. 40 MWt) + ok. 40 MWt mocy szczytowej

(gaz)• Eksploatacja 100 ~ 400 m3/h wody o temp. 80 -

87°C• Listopad 2001 – podłączenie Zakopanego do geotermalnej sieci c.o. • 2011: ok. 1600 odbiorców, 360 TJ/2010

500

500

0

0

[m]

[m]

1000

1000

1500

1500

200025003000

toheat receivers

Main Geothermal HeatExchanges Stationinjection wellproduction well

geothermal aquiferl

BAŃSKA IG-1 BIAŁY DUNAJEC PAN-1500

500

0

0

[m]

[m]

1000

1000

1500

1500

200025003000

toheat receivers

Main Geothermal HeatExchanges Stationinjection wellproduction well

geothermal aquiferl

BAŃSKA IG-1 BIAŁY DUNAJEC PAN-1500

500

0

0

[m]

[m]

1000

1000

1500

1500

200025003000

toheat receivers

Main Geothermal HeatExchanges Stationinjection wellproduction well

geothermal aquiferl

BAŃSKA IG-1 BIAŁY DUNAJEC PAN-1

Sprzedaż ciepła (GJ), 2005 – 2010 /70 -75% geotermia/

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

277 629

301 623 295 947324 254

351 617 376 195

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

GJ

2005 2006 2007 2008 2009 2010

lata

Ilość odbiorców ciepła, 1998 – 2008

Koszty ciepła z różnych źródeł energii –

odbiorcy indywidualni, 2010

Źródło: PEC Geotermia Podhalańska SA

EFEKTY EKOLOGICZNE – CIEPŁOWNICTWO GEOTERMALNE

• Redukcja emisji – Zakopane:  W porównaniu z sytuacją przed wprowadzaniem c.o. geotermalnego:

- średnie roczne stężenie SO2 - spadek o 60 - 70 %

• Redukcja emisji CO2 – Podhale:

~ 33,5 tys. ton/2010 r. (sprzedaż ~ 350 TJ geo-ciepła )

Średnioroczne stężenie SO2 (mg/m3), Zakopane

Redukcja emisji CO2, 1999-2010 (tys. T/r)

1998/1999 – uruchomienie ciepłowni gazowej

2001/2002 – 1-szy „geotermalny” sezon grzewczy w Zakopanem

2011 – projekt ciepłowniczy nadal w realizacji (powinien być na Podhalu priorytetem)

Źródło: PEC Geotermia Podhalańska SA

Ogrz. węglowe

Ciepł. gazowa Ogrzewanie geotermalne

ZALETY GEOTERMALNEGO SYSTEMU CIEPŁOWNICZEGO

• Wygoda w obsłudze – wymiennik ciepła jest praktycznie bezobsługowy, dzięki sterowaniu pogodowemu pobór ciepła jest dostosowany do zmian temperatur zewnętrznych,

• Brak specjalnych wymagań – przewaga nad innymi systemami grzewczymi: brak dodatkowych wymagań /wentylacji, komina/. Jedyny warunek - posiadanie wewnętrznej instalacji c.o. i c.w.u. Wymiennik ciepła zajmuje niewiele miejsca i nie emituje hałasu,

• Brak dodatkowych kosztów konserwacji – wymiennik ciepła nie wymaga specjalistycznego serwisu, systematycznej wymiany części itp.,

• Bezpieczeństwo – bezawaryjność geotermalnego systemu ciepłowniczego,

• Stabilne i konkurencyjne ceny – nie zależą od zmian cen paliw na świecie /lokalne źródło energii geotermalnej/. Cena geo-ciepła nieco niższa od gazu (2010, 2011),

• Ochrona środowiska – wdrożenie systemu geotermalnego na Podhalu pozwala na znaczne ograniczenie ilości emisji zanieczyszczeń, zwłaszcza w sezonie zimowym

Forum nowej energetyki - 14.11.2011

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

  

  

PODHALE: PROJEKTY W TRAKCIE REALIZACJI, PLANY

• Projekt ciepłowniczy nadal w realizacji (priorytet) - wiercenie nowego otworu produkcyjnego (2012), - podłączenia nowych odbiorców w Zakopanem i in. miejscowościach, in.,

• Dwa nowe ośrodki rekreacyjne – możliwe do realizacji

• Kluczowa sprawa: racjonalna gospodarka złożem wód geotermalnych - zatłaczanie przeważającej ilości wód do złoża /dotychczas tylko PEC GP SA/, - optymalna eksploatacja w ramach zasobów dyspozycyjnych dla niecki podhalańskiej - monitoring eksploatacji dla wszystkich otworów + kompleksowe zarządzanie złożem

  

Źródła ciepła:

Ciepłownia geotermalna Bańska-Szaflary:

• 2 otwory produkcyjne: max. 670 m3/h wody o temp. 82-87ºC

• 2 otwory chłonne: max. 600 m3/h Moc ~ 40 MWt

Bazowa ciepłownia geotermalna, Bańska

Sieci ciepłownicze:

- Główna magistrala przesyłowa ~13 km (Bańska – Zakopane)

- Sieć dystrybucyjna - 63,8 km, niskotemperaturowa (90/50°C) Gminy: Szaflary, Biały Dunajec, Poronin i Zakopane

  

Szczytowa ciepłownia geotermalno - gazowa Zakopane: • Moc - 40 MWt • Funkcje: - Szczytowe źródło ciepła - Rezerwowe źródło ciepła  kotły gazowe (2x10 MWt) ekonomizery (2x1 MWt) silniki gazowe kogeneracyjne (10 MW) System kotłów odseparowany od systemu wody sieciowej poprzez 3 wymienniki ciepła (3x17 MWt)   

Kocioł gazowy

Ciepłownia gazowo-geotermalna, Zakopane

SystemSchemat geotermalnej sieci ciepłowniczej na Podhalu

PEC Geotermia Podhalańska S.A.