Możliwości wykorzystania energii geotermalnej w Polsce – elektrociepłownia Rogoźno, obieg ORC

• Autorzy: Szymiczek Jakub , Szczotka Krzysztof , Zimny Jacek , Struś Mieczysław

Warianty tytułu

EN

Possibilities for use geothermal energy in Poland - modernisation of district heating system in town of Rogóźno

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiona w niniejszym artykule analiza warunków geotermalnych miasta Rogoźno pozwala na wybór najlepszego wariantu dla wykorzystania wód termalnych. Lokalizacja miasta w rejonie o wysokiej potencjalnej temperaturze i wydajności odwiertu pozwala na produkcję energii elektrycznej z zasobów geotermalnych. Przedstawiona symulacja obiegu ORC daje informację o możliwej wielkości produkcji, pozwala na ocenę symulowanej sprawności obiegu ORC dla różnych temperatur wód geotermalnych w zakresie 70 – 140°C. Przedstawiona koncepcja sposobów wykorzystania energii cieplnej wód geotermalnych pozwala na maksymalizację mocy wykonanego odwiertu geotermalnego. Dzięki wykorzystaniu odwiertu geotermalnego dla produkcji energii elektrycznej i cieplnej w różnych zakresach temperatur wykorzystanie potencjału inwestycji jest maksymalne.

EN

The article examines the geothermal conditions in Rogozno city, enabling the identification of the optimal approach for utilizing thermal waters. Due to its favorable location in a high-temperature region with ample well capacity, an ORC plant can be employed to generate electricity from geothermal resources. Through the simulation of the ORC cycle, insights are obtained regarding potential production volumes and the simulated efficiency across geothermal water temperatures ranging from 70 to 140°C. Moreover, the proposed strategies for harnessing geothermal energy maximize the output of drilled wells by utilizing them for both electricity and heat production at varying temperature ranges. This approach ensures the optimal utilization of the investment.

Słowa kluczowe

PL

elektrociepłownia geotermalna; obieg ORC; sprężarkowe pompy ciepła dużej mocy (SPCDM); dublet geotermalny

EN

geothermal CHP plant; organic Rankine cycle; high power compressor heat pumps; geothermal doublet

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 4
• Strony: 15--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szymiczek Jakub

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Szczotka Krzysztof

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Zimny Jacek

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Struś Mieczysław

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Ślimak C., „PEC Geotermia Podhalańska SA - stan obecny, perspektywy rozwoju. Ekologicznie i ekonomicznie «na plusie»”, Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój, t. 1, nr 1, s. 25—33, 2013.
• [2] Kępińska B. „Geothermal Energy Use — Country Update for Poland, 2016-2018”, W EUROPEAN GEOTHERA/[AL CONGRESS 2019; Proceddings, The Hague: European Geothermal Energy Council, 2019.
• [3] Paulillo A., A. Striolo, i P. Lettieri, „The environmental impacts and the carbon intensity of geothermal energy: A case study on the Hellisheiói plan ”, Environ Int, t. l33, s. 105226, grudz. 2019, doi: 10.1016/J.ENVINT.2019.105226.
• [4] Di Pippo R., Geothermal Power Plants „— Principles, Applications, case Studies and Environmental Impact (4th Edition), 4. wyd. Elsevier, 2016.
• [5] Wolfgramm M. i in. , „Unterhaching geothermal well doublet: structural and hydrodynamic reservoir characteristic; Bavaria (Germany)”, Proceedings European Geothermal Congress 2007. 2007.
• [6] Linnemann M., K. P. Priebe, G. Herres, C. Wolff, i J. Vrabec, „Design and test of a multi-coil helical evaporator for a high temperature organic Rankine cycle plant driven by biogas waste heat”, Energy Convers Manag, t. 195, s. 1402—1414, wrz. 2019, doi: 10.1016/J.ENCONMAN.2019.05.053.
• [7] Małolepszy Z., Uniwersytet Śląski (Katowice) Wydział Nauk o Ziemi (Sosnowiec), i Polska Asocjacja Geotermalna., „Geotermia na przykładzie tarnowskich term W Tarnowie Podgórnym”, Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach, t. nr 10, 2018.
• [8] Zimny J., M. Struś, W. Kowalski, J. Szymiczek, M. Michalak, i K. Szczotka, „Możliwości wykorzystania energii geotermalnej w Wielkopolsce — modernizacja systemu ciepłowniczego Nowego Tomyśla”, Rynek Energii, 1(152), s. 26—37, 2021.
• [9] Karnkowski P. H. „Geology, origin, and evolution of the Gorzów Block (NW Poland)”, Przegląd Geologiczny, t. 58, nr 8, s. 680—688, 2010.
• [10] Zimny J. i Krawczyk J., „Ocena zasobów energetycznych wód geotermalnych wraz z możliwością ich energetycznego wykorzystania w Gminie Rogoźno — Powiat obornicki, Województwo Wielkopolskie [niepublikowane, zastrzeżone]”, Kraków, 2023.
• [11] Górecki W. i in., Atlas of geothermal resources of mesozoic formations in the Polish Lowlands. Akademia Górniczo—Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie. Wydział Geologii, Geofizyki i' Ochrony Środowiska. Zakład Surowców Energetycznych, 2006.
• [12] Sokołowski J., Geosynoptyczny atlas Polski. Kraków, Warszawa: Polska Akademia Nauk, 1992.
• [13] Kasza P. „Rozwój metod stymulacji złóż węglowodorów”, Wiertnictwo, Nafta, Gaz, t. 28, nr 4, s. 779-790, 2007.
• [14] Knez D. i T. Śliwa, „Technologiczne aspekty szczelinowania złóż gazu łupkowego”, Wiertnictwo Nafta, Gaz, t. 28, nr 4, s. 705—709, 2011.
• [15] Zimny J., P. Michalak, i K. Szczotka, „Polish heat pump market between 2000 and 2013: European background, current state and development prospects”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, t. 48.2015. doi: 10l6/j.rser.2015.04.005.
• [16] Zimny J., M. Struś, J. Szymiczek, K. Szczotka, i P. Michalak, „Analiza techniczna i ekonomiczna wykorzystania ciepła geotermalnego w MZEC Oława ”, Rynek Energii , t. 5, s. 31—39, 2022.
• [17] Zimny J., M. Struś, J. Szymiczek, M. Gmiterek, K. Szczotka, i P. Michalak, „Propozycja wykorzystania energii geotermalnej na Dolnym Śląsku — modernizacja systemu ciepłowniczego miasta Oława”, Rynek Energii, 4(155), s. 39—51, 2021.
• [18] Madejski P., Piotr. Zymełka, i Akademia Górniczo—Hutnicza im. Stanisława Staszica (Kraków). Wydawnictwa., „Wprowadzenie do komputerowych obliczeń i symulacji pracy systemów energetycznych w programie STEAG Ebsilon©Professional”, 2020, Dostęp: 30 listopad 2022. [Online]. Dostępne na: https://www.ksiegarniatechniczna.com.pl/wprowadzenie-dokomputerowych-obliczen-symulacji-pracy- systemow-energetycznych-w—programie-steag-ebsilon—professional.html
• [19] Ziółkowski P. i in. , „Thermodynamic Analysis of Negative CO2 Emission Power Plant Using Aspen Plus, Aspen Hysys, and Ebsilon Software”, Energies 2021, Vol. 14, Page 6304, t. 14, nr 19, s. 6304, paź. 2021, doi: 10.3390/EN14196304.
• [20] Feng H., M. Wang, N. Wang, Y. Xu, S. He, i M. Gao, „Influence of environmental parameters on the cold-end and thermal system of coal—fired power plant based on Ebsilon simulation”, Thermal Science and Engineering Progress, t. 32, s. 101340, lip. 2022, doi: 10.1016/J.TSEP.2022.101340.
• [21] SWierzewski M. i J. Kalina, „MODELLING OF COlVIMERCIAL BIOMASS—FIRED ORC SYSTEM USING EBSILON PROFESSIONAL ® SOFTWARE”, 5 th International Seminar on ORC Power Systems.
• [22] Szymiczek J., K. Szczotka, M. Banaś, iP. Jura, „Efficiency of a Compressor Heat Pump System in Different Cycle Designs: A Simulation Study for Low-Enthalpy Geothermal Resources”, Energies 2022, Vol. 15, Page 5546, t. 15, nr 15, s. 5546, lip. 2022, doi: 10.3390/EN15155546.
• [23] Kosmadakis G. i in. , „Experimental testing of a low-temperature organic Rankine cycle (ORC) engine coupled with concentrating PV/thermal collectors: Laboratory and field tests”, 2016, doi: 10.1016/j.energy.2016.10.047'1'.
• [24] Bitzer Kfihlmaschinenbau GmbH, ,,Refrigerant Report 21”, https://www. bitzer.a'e/shared_media/html/a- 5 4 O/ResourceS/pdf/3 85 03 5 I 4 7.pdf. 2021.
• [25] „EUR-Lex - 52022PC0150 - EN — EUR—Lex”. https://eur-lex.europa.eu/legal—content/EN/TXT/ ?uri=CELEX%3A52022PC0150 (dostep 2 czerwiec 2023).
• [26] Rusowicz A., A. Grzebielec, iP. Łapka, „Influence of the temperature difference between the heat source and the evaporation temperature in ORC systems working with natural refrigerants”, Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych, ”ff—Nr 1, nr l, s. 46—57, mar. 2022, doi: 10.37105/IBOA.130.