Energia geotermiczna[1] (lub geotermalna) to energia wewnętrzna zawarta w skorupie ziemskiej. Energię geotermiczną można wykorzystywać albo bezpośrednio do ogrzewania albo do przetwarzania na energię mechaniczną, albo do produkcji energii elektrycznej. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu różnicy temperatur między skałami i wodami znajdującymi się pod powierzchnią Ziemi a wodami i powietrzem na jej powierzchni.

Mamy do czynienia z kilkoma typami naturalnych zbiorników geotermalnych. Obecnie do pozyskiwania energii elektrycznej wykorzystuje się jedynie układy konwekcji geotermalnej, które charakteryzują się przenikaniem wód meteorycznych (powierzchniowych) w głąb ziemi. Siłą podtrzymującą konwekcję jest grawitacja, wzmacniana przez różnice gęstości między zimną, przesiąkającą ku dołowi wodą meteoryczną a podgrzaną, podsiąkającą ku dołowi wodą termalną. W zależności od stanu fizycznego wód porowych rozróżnia się dwa typy konwekcji hydrotermalnej:

  1. konwekcja zdominowana przez ciecz -  przestrzenie porowe i szczeliny wypełnione są ciekłą wodą (z powodu podwyższonego ciśnienia wody jej temperatura może być wyższa od temperatury wrzenia przy ciśnieniu normalnym);
  2. konwekcja zdominowana przez parę – większe przestrzenie porowe oraz szczeliny wypełnione są parą wodną.

W zbiornikach zdominowanych przez ciecz występuje nie tylko woda, lecz także mieszanina wody i pary wodnej, podczas gdy w zbiornikach zdominowanych przez parę występuje jedynie para wodna.

W Polsce gorące  wody z głębokości około 2 km służą do ogrzewania domów w Nowym Targu i Zakopanem oraz w Mszczonowie (na Mazowszu).

W skali globalnej nie przewiduje się istotnej roli energii geotermalnej w produkcji energii elektrycznej, większą role energia geotermalna może odegrać jako źródło ciepła do ogrzewania różnego rodzaju pomieszczeń.

 

Tabela 13: Ilość wód geotermalnych w Polsce

Okręg lub basen należący do rejonów znajdowania się złóż

Zasoby geologiczne bilansowe wód geotermalnych (w km3)

Okręg lubelski, świętokrzyski, podlaski, grudziądzko-warszawski, szczecińsko-łódzki, pomorski, przybałtycki

6225

Baseny: mioceński, kredowy, jurajski, triasowy, przykarpacki

340

Baseny zewnętrzno karpackie

10

Źródło: J.Gutkowski, Energia odnawialna stan obecny w Polsce na tle „optymistycznych” prognoz jej możliwego wykorzystania,[w] Odnawialne źródła energii u progu XXI wieku. Materiały konferencyjne, Warszawa, 10-11 grudnia 2001, s. 64

 

Tabela 14:  Zasoby wód geotermalnych na tle zasobów węgla

Rodzaj zasobu energetycznego

Wartości zasobu

udokumentowane

wydobywalne

PJ

%

PJ

%

Węgiel kamienny

1494028

80,6

642610

79,2

Węgiel brunatny

102347

5,5

92055

11,3

Wody geotermalne

257045

13,9

77054

9,5

Razem

1853420

100,0

811719

100,0

Źródło: J.Gutkowski, Energia odnawialna stan obecny w Polsce na tle „optymistycznych” prognoz jej możliwego wykorzystania,[w] Odnawialne źródła energii u progu XXI wieku. Materiały konferencyjne, Warszawa, 10-11 grudnia 2001, s. 64

Tabela 15:  Produkcja ciepła ze źródeł geotermalnych w 2000 roku wg danych GUS

Nazwa złoża

Województwo

Zasoby geolo-

giczne bilan-sowe m3/h

Pobór roczny m3/rok

Produkcja roczna

GJ

Temperatura wody oC

w złożu

na wyjściu

na zatła-

czaniu

Bańska (IG-1)

Małopolskie

120

470000

-

82

64

40

Bańska (PGP-1)

-„-

550

620000

-

92

86

40

Chochołów

(PIG-1)

-„-

190

b.d.

-

90

Furmanowa(PIG-1)

-„-

90

b.d.

-

88

Poronin(PAN-1)

-„-

90

b.d.

-

86

Zakopane

-„-

130

44000

7874

88

82

40

Skierniewice

Łódzkie

87

200000

37600

56

42

-

Uniejów

Łódzkie

55

b.d.

-

58

Pyrzyce

Zachodnio-pomorskie

340

1200000

78690

64

61

45

Źródło: Rocznik statystyczny, Warszawa, GUS, 2001

 

Zasoby wód o temperaturze kilkudziesięciu stopni nie są związane z anomaliami geologicznymi i występują powszechniej niż zasoby wód o temperaturach przekraczających 100oC. Odbiór energii cieplnej następuje przez skierowanie gorącej wody geotermalnej, wypływającej z odwiertu (studni) do wymiennika ciepła, przekazującego ciepło odbiorcom, a ochłodzona woda geotermalna jest tłoczona przez drugi odwiert do tej samej warstwy, z której została pobrana.

Energia geotermiczna w Polsce

źródła termalneW Polsce możliwość wykorzystania energii wnętrza Ziemi istnieje na około 60% powierzchni kraju. Według opracowań Instytutu Badań Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa można przyjąć, że roczny potencjał (technicznie dostępny) energii wód głębinowych wynosi około 1500 PJ, podczas gdy zużycie energii pierwotnej w Polsce w roku 1998[2] wynosiło niecałe 4100 PJ. Porównanie tych liczb daje obraz zasobów energii geotermalnej w Polsce i rysuje wyraźnie perspektywy dla uzyskania wydajnego i czystego źródła energii.

Przy tym należy zaznaczyć, że w przeciwieństwie do innych źródeł energii odnawialnej takich jak: energia wiatru, energia słońca, energia wód płynących, podaż tej energii nie jest związana z jakąkolwiek sezonowością.

Koszty energii geotermalnej

Koszty energii geotermalnej są różne w zależności od warunków geologicznych i stosowanych rozwiązań technicznych. Nowe instalacje są zautomatyzowane, praktycznie nie ma kosztów zakupu energii finalnej, więc koszty eksploatacyjne są dużo niższe niż w ciepłowniach wykorzystujących paliwa kopalne. Koszt jednostkowy zależy głównie od kosztu amortyzacji nakładów inwestycyjnych. Jak wynika z analizy kosztu energii w polskich ciepłowniach geotermalnych duże znaczenie ma też stopień wykorzystania ciepła dostarczanego przez instalacje.



[1] Encyklopedia nauki i techniki. Prószyski i S-ka, Warszawa, 2002, T. 1, s. 372

[2] W. Nierzwicki, Energia, gospodarka, środowisko, Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk, 2002, s.136