Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Koszt wykonania otworu geotermalnego na terenie Polski

Noga Bogdan

Instal

|

2024

|

nr 1

15--19

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy kosztów wykonania otworu geotermalnego na terenie Polski. Analizę przeprowadzono na podstawie cen ofertowych złożonych w postępowaniach przetargowych zmierzających do wyłonienia wykonawców poszczególnych otworów geotermalnych. W celu wykonania otworu geotermalnego ogłaszane były dwa przetargi. Jeden z nich dotyczył obsługi geologicznej a drugi dotyczył wiercenia otworu. Koszt wykonania otworu geotermalnego zależy głównie od jego głębokości i zmienia się średnio od 6 649,83 do 20 406,00 zł netto za 1 metr jego głębokości. Na uwagę zasługuje fakt, że koszt wykonania otworu do głębokości 1500 m wynosi średnio 8 255,76 zł/m. Następnie koszt ten maleje w miarę wzrostu głębokości, aby przy głębokości 2500 m osiągnąć 6 649,83 zł/m. Następnie wzrost głębokości wiercenia otworu powoduje wzrost kosztów jego wykonania, aby przy głębokości 7000 m osiągnąć wartość 20 406,00 zł/m.

EN

This paper presents results of an analysis of costs of drilling a geothermal well in Poland. The analysis was made on the basis of bid prices submitted in tenders aimed at selecting contractors for individual geothermal wells. Two tenders were announced for drilling a geothermal well. One was for geological services and the other for drilling the well. The cost of drilling a geothermal well depends mainly on its depth and varies on average from PLN 6,649.83 to PLN 20,406.00 net per metre of depth. It is noteworthy that the cost of drilling a well to a depth of 1,500 metres is on average PLN 8,255.76 per metre. Then the cost decreases as the depth increases to reach PLN 6,649.83 per metre at a depth of 2,500 m. Subsequently, as the depth of drilling increases, the cost of drilling a well increases to reach a value of PLN 20,406.00/m at a depth of 7,000 m.

2

Wyposażenie wgłębne głębokiego otworowego wymiennika ciepła do pozyskiwania ciepła Ziemi

Wolan Marian, Śliwa Tomasz, Dziadzio Piotr

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 1 (287)

4-13

PL

W artykule przedstawiono możliwości adaptacji istniejących negatywnych, zlikwidowanych lub wyeksploatowanych otworów do pozyskiwania ciepła z górotworu. Mając na uwadze liczbę odwierconych otworów w Polsce, ich położenie geograficzne, nierzadko w obszarze zurbanizowanym gmin, miasteczek, czy miast lub w niewielkiej odległości od nich, powstała idea zagospodarowania takich odwiertów i wykorzystania ciepła górotworu. W pracy przedstawiono, że licząc tylko od lat 80-tych XX wieku, w Polsce wykonano ponad 4 500 otworów o głębokości większej niż 500 m, w tym ponad 3 500 otworów o głębokości powyżej 1 000 m. Możliwość likwidacji części udostępniającej złoże otworu poprzez wykonanie kombinacji korków cementowych i mechanicznych, potwierdzone odpowiednimi próbami szczelności, stwarza warunki umożliwiające pozyskanie ciepła górotworu. Autorzy zaznaczają, że do każdego otworu należy podejść indywidualnie, analizując warunki otworowo-złożowe, położenie geograficzne, oraz możliwość wykorzystania pozyskanego ciepła. Większość tych otworów wykonana była jako otwory poszukiwawcze lub eksploatacyjne za węglowodorami. Wśród ww. otworów, oprócz wspomnianych, wykonanych za węglowodorami, również są m.in. otwory badawcze, geologiczne, geotermalne. Otwory wykonywane były na terenie całej Polski, jednak najwięcej znajduje się na południu i zachodzie kraju. Generalnie w otworach na zachodzie Polski stwierdzano wyższy stopień geotermalny i te odwierty powinny być poddane badaniom w pierwszej kolejności. W artykule przedstawiono różne warianty końcowego wyposażenia odwiertów geotermalnych jak i głębokich otworowych wymienników ciepła. Dla otworów geotermalnych przedstawiono m in. warianty z rurami kompozytowymi z włóknami szklanymi jak i stalowymi, jako kolumny eksploatacyjne z możliwością ich wymiany po kilkunastu latach. Dla wymienników ciepła przedstawiono wariant końcowego wyposażenia z wykorzystaniem rur próżniowych VIT (vacuum insulated tubing), które mają na celu zminimalizowanie wymiany ciepła pomiędzy płynem zatłaczanym, o niskiej temperaturze, a płynem odbieranym o podwyższonej temperaturze. Opisano wariant z zapuszczonymi dwoma kolumnami rur, pomiędzy którymi jako izolacja znajduje się azot o obniżonym ciśnieniu, dzięki zastosowaniu pompy próżniowej. Opisana została technologia zastosowania powyższych metod. Przedstawiono zagrożenia, jakie mogą wystąpić podczas końcowego wyposażania otworu oraz zalety i wady poszczególnych metod. Autorzy skupili się głównie na otworowych wymiennikach ciepła, w których nie wykorzystuje się płynu złożowego, lecz tworzy się zamknięty układ cyrkulacyjny. W układzie takim płyn roboczy (nośnik ciepła) tłoczony jest z powierzchni terenu w głąb otworu przestrzenią pierścieniową, gdzie ciecz się ogrzewa. Następnie ogrzany płyn transportowany jest na powierzchnię wnętrzem kolumny wewnętrznej (izolującej termicznie). Ciepło zawarte w płynie może być odebrane bezpośrednio lub za pośrednictwem pompy ciepła i wykorzystane do ogrzania różnego typu odbiorców. Pozyskiwanie ciepła z górotworu jest dość drogie biorąc pod uwagę koszt wiercenia otworu. Dlatego odwierty już wykonane, przed decyzją o ich likwidacji powinny zostać rozpatrzone pod względem możliwości wykorzystania do produkcji wód geotermalnych lub w formie otworowych wymienników ciepła.

EN

The article presents the possibilities of adapting the existing negative, liquidated or exploited boreholes for obtaining heat from the rock mass. Considering the number of boreholes drilled in Poland, their geographical location, often in the urbanized area of communes, towns or cities or in a short distance from them, the idea of developing such boreholes and using the rock mass heat was born. The paper shows that, counting only from the 1980s, over 4,500 boreholes with a depth of more than 500 m have been drilled in Poland, including over 3,500 boreholes with a depth of over 1,000 m. Combination of cement and mechanical plugs, confirmed by appropriate tightness tests, creates conditions enabling the extraction of heat from the rock mass. The authors point out that each borehole should be approached individually, analyzing the borehole and reservoir conditions, geographical location, and the possibility of using the obtained heat. Most of these wells were drilled as exploration or production wells for hydrocarbons. Among the above holes, apart from the ones already mentioned, made behind hydrocarbons, are also e.g. research, geological and geothermal wells. Holes were made all over Poland, but most of them are located in the south and west of the country. Generally, in the wells in the west of Poland, a higher geothermal gradient was found and these wells should be tested first. The article presents various variants of the final equipment of geothermal boreholes and deep borehole heat exchangers. For geothermal wells, e.g. variants with composite pipes with glass and steel fibers, as operational columns with the possibility of replacing them after several years. For heat exchangers, a variant of the final equipment with the use of VIT (Vacuum Insulated Tubing) vacuum tubes was presented, which are designed to minimize heat exchange between the injected fluid at low temperature and the received fluid at elevated temperature. A variant with two columns of pipes, between which nitrogen with reduced pressure is placed as insulation, thanks to the use of a vacuum pump, is described. The technology of applying the above methods has been described. Threats that may occur during the final equipment of the borehole are presented. The advantages and disadvantages of each method are presented. The authors focused mainly on borehole heat exchangers, in which formation fluid is not used, but a closed circulation system is created. In such a system, the working fluid (heat carrier) is pumped from the ground surface into the hole through the annular space, where the fluid is heated. Then the carrier is transported to the surface inside the inner (thermally insulating) column. There, the heat contained in the fluid can be collected directly or via a heat pump and used to heat various types of recipients. Obtaining heat from the rock mass is quite expensive considering the cost of drilling the hole. Therefore, boreholes that have already been drilled should be considered in terms of the possibility of using them for the production of geothermal waters or in the form of borehole heat exchangers before the decision to liquidate them.

3

Szczególne zagadnienia hydrogeologiczne w ocenie parametrów hydraulicznych w realizacji otworów-studni geotermalnych w Polsce. Artykuł dyskusyjny „Woda źródłem zdrowia – SPA i źródłem energii”.Cz. III

Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 11 (297)

4-9

PL

W artykule autor omawia szeroko zagadnienia związane z wykonaniem otworu hydrogeologicznego ze szczególnym uwzględnieniem określenia parametrów hydraulicznych i parametrów - wskaźników sprawności hydraulicznej głębokiego otworu geotermalnego. Jedną z najważniejszych operacji w wykonaniu studni geotermalnej jest kwestia właściwego zaprojektowania i zapuszczenia kolumny filtracyjnej w tym skuteczne wykonanie zabiegu żwirowania, jeżeli taka operacja ma miejsce oraz całego procesu wywołania i uzdatniana odwiertu-studni, procesu zwanego popularnie DEVELOPMENT. W artykule przedstawiono ogólne zagadnienia dotyczące kwestii geologiczno-złożowych i hydrogeologicznych, w tym głównie opisano 2 typy PZW (Podziemny Zbiornik Wodny) zwanych w nomenklaturze angielskiej AQUIFER ze szczególnym omówieniem TYPU II, a więc PZW z napiętym zwierciadłem lustra wody najczęściej spotykanym w realizacji projektu geotermalnego. Artykuł nawiązuje w części pierwszej do historii rozwoju geotermii w Polsce wskazując jednocześnie na kwestie ekonomiczne efektywności eksploatacji instalacji geotermalnych, w tym problemów jakie pojawiają się po pewnym okresie eksploatacji związanych z wysoką temperaturą wody oraz jej wysoką mineralizacją, co jest najczęściej przyczyną kolmatacji tak filtra jak i złoża. Zagadnienie to wiąże się ściśle z oceną ryzyka realizacji projektów geotermalnych z uwagi na ich bardzo wysokie koszty wykonania, w tym często otworów negatywnych lub nie gwarantujących sukcesu termalnego. Całość artykułu jest opracowana na bazie powszechnie znanej literaturze przedmiotu oraz na bazie własnych doświadczeń autora w realizacji projektów hydrogeologicznych w kraju i za granicą. Całość artykułu jest zobrazowana kilkoma ilustracjami ze wskazaniem na najważniejsze kwestie złożowo-hydrogeologiczne oraz kwestie techniczne związane z eksploatacją dubletu odwiertów, czyli odwiertu-studni eksploatacyjnej oraz odwiertu-studni chłonnej.

EN

In the article the author discusses broadly the issues related to the drilling of a hydrogeological well with particular emphasis on the implementation of hydraulic parameters and hydraulic efficiency of deep geothermal well. One of the most important operations in the execution of a geothermal well is the procedure of proper design and setting of the screen column and effective execution of the gravel placement if such operation is designed. These operations are preceded by many tests and measurements made during the drilling of the well and also after the completion of the drilling called as DEVELOPMENT of the well. In the article author presents general issues concerning geological and deposit and hydrogeological problems, mainly presenting 2 types of PZW called AQUIFER with particularly description of TYPE II called CONFINED AQUIFER. This type of aquifer is mostly met in exploration of geothermal water in Poland and not only. The article in part one shortly presents the history of development of geothermal industry in Poland pointing out the economic issues and economic efficiency of geothermal project mainly for municipal use and some other problems connected with deteriorating and contamination process of well performance connected with high temperature of geothermal water and its high minerals contents. These problems should be cover by risk analysis of the geothermal projects having in mind very high costs of drilling wells, very often negative or not successful and the cost of surface instalations. The whole article is summarized with a list of general recommendations which should apply in the design and execution process of a geothermal well and at the same time indicates the development of appropriate instructions or guidelines in this respect. The whole article is prepared on the basis of commonly known literature on the subject and on the author’s own experience in the implementation of hydrogeological projects in Poland and abroad. The whole article is illustrated by several illustrations indicating the most important deposit-hydrogeological issues and technical issues related to exploration of doublet wells means exploration well vs injection well.

4

Geothermal Potential of the Lublin Trough is Low-temperature and North-concentrated. What May Be Environmental Impact of Their Use?

Ciapała Bartłomiej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2023

|

Tom 25

86--104

EN

The geothermal potential is challenging to assess, as on the one hand it requires subsurface parametric description; on another – the variable surface influences the potential and geological conditions. In the article, the author presents a novel method for assessing geothermal potential and its environmental impact. The procedure is implemented to evaluate the geothermal potential of the Lublin trough. Geological modelling and GIS analyses are used to determine prospective areas where geothermal water accessibility and sufficient head demand occur in the direct vicinity. Maximal geothermal heat production is estimated, and upon that – possible avoided emissions of air pollutants. The study results indicate that this region's geothermal resources are of low temperature (<50°C), so the only opportunity for exploitation is the direct use of geothermal water in objects or the operation of ultra-low-temperature district heating systems. The main geothermal energy production potential of the Lublin trough is in its northern part, close to the Warszawa trough and nearby main fracture zones. In total, up to 300 GWh of geothermal heat per year might be produced and consumed in the study area if residential and commercial objects could take advantage of ultra-low-temperature district heating system. It would lead to locally significant limitation of air pollutant emissions and decreased fossil fuel consumption.

5

Analysis of the potential heating of selected student residences at the AGH University of Krakow using the Earth’s heat

Sapińska-Śliwa Aneta, Kunasz Remigiusz, Śliwa Tomasz

Journal of Geotechnology and Energy

|

2023

|

Vol. 40, no. 4

5--14

EN

The aim of this study was to adapt the operating parameters of a geothermal heat pump system to the required average power needed to meet the energy for central heating and domestic hot water of selected student residences. Calculations of the average power required by the dormitories in the AGH University Student Campus were carried out, as well as modelling of the deep borehole heat exchanger for the heating load. The designed heating system for the student residences in the AGH University Student Campus using a deep borehole heat exchanger - is sufficient to cover the base heat demand for five four-storey dormitories. During the writing of the paper, the main problem was the low availability of articles on deep borehole heat exchangers. This is due to the continuous development and testing of new engineering ideas. Deep borehole heat exchangers can be use as new boreholes or wells prepared for liquidation. Also use of closed boreholes sometimes is possible, depending on project of liquidation. The future districy heating will use low-temperature heat carrier for heating and cooling. Use borehole fields as rockmass use for heat and/or cool ,storage will be common.

6

Przegląd konstrukcji dubletów geotermalnych wykonanych na terenie Polski

Noga Bogdan

Instal

|

2023

|

nr 12

4--8

PL

W artykule przedstawiono rodzaje konstrukcji dubletów geotermalnych wykonanych na terenie Polski. Analizie poddano dublet geotermalny składający się z dwóch otworów pionowych, otworu pionowego i otworu kierunkowego o trajektorii typu „J” oraz otworu pionowego i otworu kierunkowego o trajektorii typu „S”. Określono odsunięcie wlotu wody termalnej otworu kierunkowego od wylotu z otworu pionowego. Odległość ta jest uzależniona głównie od głębokości otworów w dublecie geotermalnym - im głębokość otworów jest większa tym odległość pomiędzy spodami obu otworów jest większa. Na terenie Polski obecnie wykonanych jest 12 dubletów geotermalnych (otwór wydobywczy i otwór chłonny) lub ich wielokrotności, w skład których wchodzą 34 otwory geotermalne, w tym: 25 otworów pionowych, 6 otworów kierunkowych o trajektorii typu „S”, oraz 3 otwory kierunkowe o trajektorii typu „J”.

EN

This paper presents the types of geothermal doublet construction performed in Poland. An analysis was made of a geothermal doublet consisting of two vertical wells, a vertical well and a directional well with a „J” type trajectory and a vertical well and a directional well with an „S” type trajectory. The offset of the thermal water inlet of the directional well from the outlet of the vertical well was determined. This distance depends mainly on the depth of the wells in the geothermal doublet - the deeper the wells, the greater the distance between the bottoms of the two wells. In Poland, there are currently 12 geothermal doublets (extractor well and absorption well) or multiples thereof comprising 34 geothermal wells, including: 25 vertical wells, 6 directional wells with an ‚S’ type trajectory, and 3 directional wells with a ‚J’ type trajectory.

7

Aspekty techniczne, geologiczne i formalno-prawne pozyskiwania wód termalnych

Noga Bogdan

Instal

|

2023

|

nr 2

20--26

PL

W artykule przedstawiono aspekty techniczne eksploatacji wody termalnej poprzez omówienie konstrukcji otworu geotermalnego. Scharakteryzowano jedno- i dwuotworowy system eksploatacji wody termalnej. Opracowano schematy możliwości pozyskiwania ciepła geotermalnego w zależności od temperatury wydobywanej wody termalnej, temperatury jej schłodzenia oraz ilości wody termalnej przepływającej przez wymiennik ciepła. Przeanalizowano również aspekty geologiczne warunkujące lokalizację planowanych do budowy ciepłowni geotermalnych. Przedstawiono również wykaz niezbędnych dokumentów jakie należy pozyskać aby możliwa była eksploatacja wody termalnej. Na zakończenie przedstawiono możliwości dofinansowania planowanych do realizacji przedsięwzięć geotermalnych ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

EN

The article presents technical aspects of thermal water exploitation by discussing geothermal borehole construction. A one-hole and two-hole system of thermal water exploitation was characterized. Schemes were developed for the possibility of obtaining geothermal heat depending on the temperature of the extracted thermal water, its cooling temperature and the amount of thermal water flowing through the heat exchanger. Geological aspects conditioning the location of geothermal heat plants planned for construction were also analyzed. A list of necessary documents to be obtained for the exploitation of thermal water was also presented. Finally, the possibilities of financing the geothermal projects planned from the National Fund for Environmental Protection and Water Management were presented.

8

Analiza wpływu wiercenia otworów geotermalnych na wody podziemne na przykładzie rejonu Łodzi

Noga Bogdan

Instal

|

2023

|

nr 9

38--44

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości występowania wód podziemnych (głównie wód termalnych) do głębokości 2800 m zlokalizowanych w rejonie Łodzi. Podczas wiercenia otworu geotermalnego następuje przewiercenie kilku poziomów wodonośnych, a w rejonie Łodzi w najwyższych poziomach wodonośnych znajdują się wody przeznaczone do celów spożycia przez ludzi dla miasta Łodzi. Praca powstała w wyniku pojawiających się teorii, że eksploatacja wód termalnych znajdujących się na głębokości około 2800 m może mieć wpływ na zanieczyszczenie wód do picia znajdujących się na głębokości około 800 m. Aby rozwiać wszelkie wątpliwości w tym zakresie przeanalizowano proces wiercenia otworu geotermalnego. Brak możliwości mieszania się wód z poszczególnych poziomów wodonośnych, zarówno na etapie wykonywania otworu i podczas jego późniejszej eksploatacji, zapewnia odpowiednio zaprojektowana i wykonana konstrukcja otworu geotermalnego.

EN

The article presents an analysis of the possibility of groundwater (mainly thermal water) up to a depth of 2,800 meters located in the Lodz area. During the drilling of a geothermal well, several aquifers are drilled and in the Lodz region, the highest aquifers contain water for drinking purposes for the city of Lodz. The work was created as a result of emerging theories that the exploitation of thermal waters located at a depth of about 2,800 meters could affect the contamination of drinking water located at a depth of about 800. To dispel any doubts in this regard, the process of drilling a geothermal well was analyzed. The absence of the possibility of mixing of water from the various aquifers, both at the stage of drilling the well and during its subsequent operation, is ensured by a properly designed and constructed geothermal well.

9

Analiza możliwości zagospodarowania do celów energetycznych wody termalnej możliwej do pozyskania na terenie miasta Łodzi

Noga Bogdan

Instal

|

2023

|

nr 11

14--22

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości pozyskiwania wody termalnej na terenie miasta Łodzi. Oszacowano możliwą do pozyskania jej temperaturę i wydajność w zależności od głębokości zalegania warstwy wodonośnej. Następnie przeanalizowano możliwości jej wykorzystania do celów produkcji energii elektrycznej i ciepła. Analizie poddano również możliwości zasilania ciepłem geotermalnym miejskiej sieci ciepłowniczej zarówno w wariancie elektrociepłowni jak i ciepłowni. Na zakończenie przeanalizowano możliwość zasilania ciepłem geotermalnym obiektu rekreacyjnego posiadającego baseny funkcjonujące przez cały rok.

EN

The article presents an analysis of the possibilities of obtaining thermal water in the city of Łódź. The temperature and yield of thermal water, depending on the depth of the aquifer, were estimated. Efficiency depending on the depth of the aquifer. Then the article presents an analysis of the possibilities of using thermal water in the production of electricity and heat. energy production and heat production. The possibilities of feeding geothermal heat into the municipal heat network were also analysed. geothermal heat was also analysed for the municipal district heating network in both the CHP plant and heat plant variants. CHP plant and district heating plant. Finally, the possibility of supplying geothermal heat to a recreational facility geothermal heat to a recreational facility with year-round swimming pools. all year round.

10

Analysis of multiple-area renewable integrated hydro-thermal system considering artificial rabbit optimized PI (FOPD) cascade controller and redox flow battery

Saha Arindita, Chiranjeevi Tirumalasetty, Devarapalli Ramesh, Babu Naladi Ram, Dash Puja, Garcìa Màrquez Fausto Pedro

Archives of Control Sciences

|

2023

|

Vol. 33, No. 4

861--884

EN

The current task explores automatic generation control knowledge under old-style circumstances for a triple-arena scheme. Sources in area-1 are thermal-solar thermal (ST); thermal-geothermal power plant (GPP) in area-2 and thermal-hydro in area-3. An original endeavour has been set out to execute a new performance index named hybrid peak area integral squared error (HPA-ISE) and two-stage controller with amalgamation of proportional-integral and fractional order proportional-derivative, hence named as PI(FOPD). The performance of PI(FOPD) has been compared with varied controllers like proportional-integral (PI), proportional-integral-derivative (PID). Various investigation express excellency of PI(FOPD) controller over other controller from outlook regarding lessened level of peak anomalies and time duration for settling. Thus, PI(FOPD) controller’s excellent performance is stated when comparison is undergone for a three-area basic thermal system. The above said controller’s gains and related parameters are developed by the aid of Artificial Rabbit Optimization (ARO). Also, studies with HPA-ISE enhances system dynamics over ISE. Moreover, a study on various area capacity ratios (ACR) suggests that high ACR shows better dynamics. The basic thermal system is united with renewable sources ST in area-1 also GPP in area-2. Also, hydro unit is installed in area-3. The performance of this new combination of system is compared with the basic thermal system using PI(FOPD) controller. It is detected that dynamic presentation of new system is improved. Action in existence of redox flow battery is also examined which provides with noteworthy outcome. PI(FOPD) parameters values at nominal condition are appropriate for higher value of disturbance without need for optimization.

11

Systemy geotermalne CO2-EGS - projekt EnerGizerS

Sowiżdżał Anna, Chmielowska Anna

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 9 (284)

10-13

PL

Systemy geotermalne CO2 - EGS to niekonwencjonalne systemy geotermalne (ang. Enhanced Geothermal Systems; EGS) wykorzystujące dwutlenek węgla (CO2) jako medium robocze. Systemy te łączą aspekty pozyskiwania czystej i ekologicznej energii wnętrza Ziemi oraz sekwestracji dwutlenku węgla (ang. Carbon Capture and Storage; CCS) pochodzącego ze spalania paliw kopalnych. Ze względu na doskonale właściwości termodynamiczne CO2 i potrzebę zmniejszenia jego emisji do atmosfery, system EGS wykorzystujący CO2, (zamiast wody) jako płyn roboczy stał się przedmiotem zainteresowań naukowców na całym świecie, również w Polsce. W ramach projektu EnerGizerS: Niekonwencjonalne systemy geotermalne CO2 -EGS jako systemy energetyczne neutralne dla klimatu, polsko-norweski zespół naukowców prowadzi badania nad efektywnością funkcjonowania systemów CO2-EGS w krajach partnerskich. Pierwszy etap prac umożliwił opracowanie metodyki i wskazanie parametrów istotnych pod względem doboru lokalizacji potencjalnego systemu CO2-EGS w warunkach morskich (Norwegia) i lądowych (Polska), W efekcie, jako obszar najbardziej perspektywiczny dla tego systemu w Polsce wskazano blok Gorzowa oraz rejon niecki mogileńsko-łódzkiej (Krośniewice-Kutno), natomiast w Norwegii wytypowano formację Åre na Morzu Norweskim. Dla wytypowanych formacji zbiornikowych dokonano charakterystyki właściwości petrofizycznych, termicznych i mechanicznych. Obecnie trwają prace nad eksperymentalnym określeniem właściwości dwutlenku węgla jako płynu roboczego oraz zaawansowanym modelowaniem ośrodka skalnego i systemów energetycznych. Ocena techniczno-ekonomiczna i środowiskowa instalacji CO2-EGS w zaproponowanych lokalizacjach będzie końcowym etapem projektu.

EN

CO2 - EGS geothermal systems are unconvententional geothermal systems (Enhanced Geothermal Systems; EGS) using carbon dioxide (CO2) as the operating fluid. These systems combine aspects of extracting dean and environmentally friendly energy from the Earth's interior along with sequestering carbon dioxide (Carbon Capture and Storage; CCS) originating from the combustion of fossil fuels. Due to the excellent thermodynamic properties of CO2 and the need to reduce its emissions to the atmosphere, EGS using CO2, (instead of water) as a working fluid has become a subject of interest for researchers around the world, including Poland. Within the EnerGizerS project: CO2-Enhanced Geothermal Systems for Climate Neutral Energy Supply, the Polish-Norwegian team of scientists is conducting research on the efficiency of CO2-EGS systems in partner countries. The first stage of the work has made it possible to develop a methodology and identify parameters important for selecting the location of a potential CO2-EGS system offshore (Norway) and inland (Poland). As a result, the Gorzów Błock and the region of the Mogilno-Łódź Trough (Krośniewice-Kutno region) were indicated as the most prospective areas for such a system in Poland, while in Norway the Åre formation in the Norwegian Sea was selected the most favourable. Then, petrophysical, thermal and mechanical properties have been characterized for the selected reservoir formations. Currently, the work to experimentally determine the properties of carbon dioxide as a working fluid and to perform advanced models of the rock medium and energy systems is ongoing. The technical-economic and environmental evaluation of the CO2-EGS installation in the proposed locations will be the final stage of the project.

12

Obecne wykorzystanie i kierunki rozwoju energetyki geotermii na świecie

Hajto Marek

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 4-5 (280)

12-17

PL

Od wielu lat odnotowuje się stałą tendencję wzrostu wykorzystania energii geotermalnej na świecie, dotyczy to zarówno wzrastającej ilości państw, które raportują wykorzystanie tego źródła do celów bezpośrednich, lub do wytwarzania energii elektrycznej, jak i sumarycznej zainstalowanej mocy i zużycia energii pochodzącej z wnętrza Ziemi. Ilość państw, które raportowały wykorzystanie zasobów geotermalnych w sposób bezpośredni (z uwzględnieniem gruntowych pomp ciepła) zwiększyła się do 88 (34 w Europie), a jednocześnie do 29 (11 w Europie) wzrosła ilość państw, które raportowały wytwarzanie energii elektrycznej z geotermii. Przyrost zainstalowanej mocy geotermalnej do wykorzystania bezpośredniego (w tym ciepłownictwo) w ostatnich 5 latach wyniósł ponad 50%, wykorzystanie sięgnęło wartości nieco ponad 1EJ/rok, przy czym największy procentowy udział w powyższym wzroście mają gruntowe pompy ciepła (GPC), które odpowiadają za prawie 60% wytworzonej energii. Wzrasta zainteresowanie wytwarzaniem energii elektrycznej z wykorzystaniem układów binarnych. W ostatnich latach w Europie uruchomiono trzy nowe instalacje tego typu w: Chorwacji, Węgrzech oraz w Belgii. Liderem wśród krajów gdzie odnotowano największy przyrost zainstalowanej mocy geotermalnej jest Turcja, gdzie jedynie w 2020 r. oddano do użytku 8 nowych elektrowni geotermalnych, w których zainstalowano moc ok. 165 MWe, nie wspominając o szerokim zakresie ciepłowniczego wykorzystania wód geotermalnych w szklarnictwie i innych dziedzinach. W ostatnich, w szczególności w Europie, odnotowano znaczący wzrost zainteresowania odzyskiem pierwiastków krytycznych z wód geotermalnych, w tym głównie Litu. Zidentyfikowany wstępnie potencjał wskazuje na możliwości pokrycia w perspektywie roku 2030 aż do ok. 25% zapotrzebowania krajów EU na Lit z solanek geotermalnych. Energia geotermalna w wielu krajach stanowi jedno z najbardziej perspektywicznych odnawialnych źródeł energii, w czym istotną rolę odgrywają przede wszystkim względy ekologiczne i ekonomiczne.

EN

For many years, a constant tendency to increase the use of geothermal energy in the world has been recorded. This applies both to the increasing number of countries that report the use of this source for direct purposes or for the production of electricity, as well as the total installed power and energy consumption from the Earth’s interior. The number of countries reporting direct use of geothermal resources (including ground source heat pumps) has increased to 88 (34 in Europe), while the number of countries reporting geothermal electricity production to 29 (11 in Europe). The increase in the installed geothermal capacity for direct use in the last 5 years amounted to over 50%, thermal energy used slightly exceeds ca. 1 EJ/year, wherein ground source heat pumps (GSHP), responsible for almost 60% of the energy produced. A growing interest in generating electricity using binary systems, in particular in Europe has been noticed. In recent years three new binary installations in: Croatia, Hungary and Belgium have been launched. The leader among the countries with the highest increase in installed geothermal capacity is Turkey, where solely in 2020 - 8 new geothermal power plants were commissioned, with installed capacity of approx. 165 MWe, apart from a wide range of geothermal water use in greenhouse sector and other purposes. In recent years, especially in Europe, a significant increase in interest in the recovery of critical elements (CRMs) from geothermal waters, mainly lithium has been noticed. The initially identified potential indicates the possibility of covering up to approx. 25% of the EU countries’ demand for Lithium from geothermal brines by 2030. In many countries, geothermal energy is one of the most promising renewable energy sources, in which an important role is played primarily by environmental and economic considerations.

13

Badania parametrów termicznych skał na potrzeby geotermii

Przelaskowska Anna

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 3 (279)

4-6

PL

Artykuł stanowi przegląd prac wykonywanych w celu określenia parametrów termicznych skał i basenów sedymentacyjnych w Instytucie Nafty i Gazu - Państwowym Instytucie Badawczym w Krakowie. Opisano badania laboratoryjne takich parametrów jak przewodność cieplna i ciepło radiogeniczne. Zaprezentowano również metody szacowania przewodności cieplnej na podstawie innych danych laboratoryjnych i w oparciu o dane geofizyczne. Na koniec przedstawiono prace dotyczące analizy danych temperaturowych, zarówno ciągłych profilowań termicznych jak i pomiarów punktowych.

EN

The article is an overview of investigations of the rock’s thermal parameters at the Oil and Gas Institute - National Research Institute in Krakow. Laboratory studies of parameters such as thermal conductivity and radiogenic heat are described. Next, the methods of the thermal conductivity estimation based on other laboratory and geophysical data are introduced. Finally the analysis of temperature data, both continuous thermal measurements and single temperature recordings is presented.

14

A pilot survey for mapping the fault structure around the Geuredong volcano by using high-resolution global gravity

Yanis Muhammad, Marwan, Idroes Rinaldi, Zaini Nasrullah, Paembonan Andri Yadi, Ananda Riski, Ghani Azman Abdul

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 5

2057--2075

EN

Global gravity has been used successfully for studying the tectonic mechanism around the world, and the global data can be accessed freely with different resolutions. Global Gravity Model Plus (GGM+) has the highest resolution of 200 m/px. The high-resolution data apply to regional studies and utilize more local areas, such as studying fault structures in volcanic areas, the main access point for seeping fluids to the surface. We used GGM +data to assess the geological structure and faults of the Geuredong volcano located in the central of Aceh, Indonesia. The volcanic mountain is estimated to have an energy of 55 Mwe. We validated the GGM+data with TOPEX/Poseidon data with the lower resolution of 1.83 km/px and showed the same response. The GGM+data with higher resolution describe the regional fault system in Geuredong volcano. Moreover, the global gravity data were also validated by ground survey data measured over 20 km2 with a distance between 250 and 300 m, the validation results between GGM+and ground gravity survey show the same response between the two gravity data with an RMS error of 15.07%. The residual anomaly from GGM+can map several local and regional faults in the Geuredong volcano area. The horizontal transformation specifies fractures and strike-slip faults, the critical mechanisms for the formation of surface manifestations. The 3D modeling with Occam’s algorithm and Singular Value Decomposition (SVD) shows the fault is at a 1–2 km depth indicated by a low density of 2.4 g/cm3 . The cross section results from the inversion model also show the same response as the Geuredong geothermal conceptual model. Based on data processing, the GGM+data can study the fault structure in volcanic areas, especially in high terrain conditions such as tropical countries with inaccessible mobility and developing countries that are financially limited to gravity ground surveys.

15

Ruchy powierzchni terenu w rejonie pól geotermalnych obserwowane z zastosowaniem Satelitarnej Interferometrii Radarowej

Łukosz Magdalena A., Witkowski Wojciech, Lisowska Anna, Malinowska Agnieszka A.

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 4-6

36--45

EN

Land surface displacement in the area of geothermal fields observed by Satellite Radar Interferometry

16

Analytical Assessment of Power of Composite Flash Geothermal Systems

Barbacki Antoni

Geomatics and Environmental Engineering

|

2019

|

Vol. 13, no. 3

15--28

PL

Artykuł stanowi kontynuację analiz dotyczących doboru optymalnych parametrów pracy systemów geotermalnych w przypadku występowania w złożu mediów dwufazowych. Geotermalna mieszanina woda-para w jedno- lub dwustopniowym procesie rozprężania przechodzi w stan pary suchej napędzającej turbozespół. Porównano efektywności energetyczne systemu z jednostopniowym rozprężaniem płynu i systemów rozprężania dwustopniowego w wariancie „double-flash” i „combination single & second” oraz systemu „single & ORC”. Wyniki uzyskanej analizy wskazują, że wśród analizowanych układów najwyższą moc wykazuje system „single & ORC”, w którym system z jednostopniowym rozprężaniem płynu współpracuje z systemem binarnym.

EN

Analytical formulas make it possible to observe thermodynamic processes without using advanced numerical procedures, as the relationships between the physical parameters become clearly visible. While less accurate, these formulas enable students at the academic research level to quickly and easily model the phenomena using simple calculation programs. For a single-flash system, the linear approximation makes it possible to obtain the expression for the optimum flash temperature and maximal specific power in the assumed temperature interval of geothermal fluid (100–250°C). These formulas were presented in the author’s previous works. Now, this procedure was used in example analyses for double-flash, combination single & second, and combination single & ORC systems. It was shown that, in the assumed temperature interval of geothermal fluid, the percentage of the additional power of composite-flash geothermal systems is almost a linear function of geothermal fluid temperature as related to a single-flash plant and that the single-flash & ORC cycle gives the highest additional specific power.

17

Zmiany ceny zakupu energii cieplnej pochodzącej z polskich ciepłowni geotermalnych w latach 2007–2018 w świetle obowiązujących taryf rozliczeniowych

Pająk L., Bujakowski W.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2018

|

R. 57, nr 1

29--35

PL

Praca stanowi kontynuację prowadzonych systematycznie od roku 2007 analiz (Pająk i Bujakowski 2007, 2011, 2013 i 2016), w których autorzy określają i porównują cenę energii dla odbiorcy końcowego z ceną energii obowiązującej w systemach ciepłowniczych bazujących na konwencjonalnych nośnikach energii. Cena energii obowiązująca odbiorcę końcowego określana jest w oparciu o obowiązujące taryfy rozliczeniowe. Wyznaczanym i porównywanym parametrem jest jednostkowa cena całkowita netto w zł/GJ. Zawiera ona składnik stały i zmienny taryfy rozliczeniowej i obejmuje wytworzenie oraz przesył i dystrybucję energii. Kolejne wersje pracy publikowane są systematycznie w ramach materiałów konferencyjnych Ogólnopolskiego Kongresu Geotermalnego. Aktualne ceny energii cieplnej pochodzącej z polskich ciepłowni wykorzystujących energię geotermalną zawierają się w przedziale od 48 do 83 zł/GJ netto. Ceny energii pochodzącej z nośników konwencjonalnych zawierają się w przedziale od 44 do 92 zł/GJ. Pozwala to stwierdzić, że w zależności od złożowych warunków geotermalnych, energia pochodząca z ciepłowni geotermalnych może być cenowo konkurencyjna w stosunku do wszystkich analizowanych nośników konwencjonalnych, tj. węgla kamiennego, gazu ziemnego i oleju opałowego. Cena energii z geotermii wykazuje stabilizację od roku 2013. Widoczny jest zdecydowany wpływ warunków złożowych na cenę energii pochodzącej z geotermii.

EN

The paper presents the continuation of analyses carried out systematically from 2007 (Pająk and Bujakowski 2007, 2011, 2013 and 2016), where the Authors determine and compare the energy price with the energy price in heating systems based on conventional energy carriers. The energy price applicable to the final recipient is determined based on the applicable settlement tariffs. The unitary net total price in PLN/GJ (1 USD = ~3,71 PLN, 1 € = ~4,31 PLN) is determined and compared. It contains a fixed and variable component of the settlement tariff and includes the generation and transmission and distribution of energy. Subsequent versions of the work are published systematically as part of the conference materials of the Polish Geothermal Congress. The current heat energy prices from Polish heating plants using geothermal energy range from 48 to 83 PLN/GJ net. Energy prices from conventional carriers range from 44 to 92 PLN/GJ. This allows to state that depending on the geothermal reservoir conditions, the energy origin from geothermal can be competitively analyzed to all conventional carriers: hard coal, natural gas and heating oil. The price of energy origin on geothermal heating has been stabilizing since 2013. There is a visible impact of reservoir conditions on the price of energy origin on geothermal heating.

18

Zaawansowane technologie przetwarzania danych wypracowane przez przemysł naftowy w służbie geotermii

Gieras J.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2018

|

R. 57, nr 2

167--173

PL

Dzięki dynamicznemu rozwojowi przemysł naftowy przez ostatnich kilka dekad wypracował bardzo złożone technologie rozpoznawania warstw skorupy ziemskiej. Centra badawczo-rozwojowe inwestują w rozwój zaawansowanych platform programistyczno-algorytmicznych służących rozpoznawaniu geologicznemu na podstawie danych sejsmicznych. Jedną z takich platform jest Omega, rozwijana przez firmę Schlumberger. Ta bardzo rozbudowana platforma, pod względem informatycznym i geofizycznym, jest stosowana głównie przez duże firmy w celu uzyskania wiarygodnej informacji geologicznej. Umożliwia także tworzenie rozbudowanych drzew algorytmicznych, mogących zawierać zarówno proste, jak i bardzo skomplikowane technologie i procesy. Doświadczony geofizyk-programista poprzez dedykowane programowanie i przetwarzanie danych sejsmicznych obrazuje struktury, mapy spękań skał oraz tworzy zbiory do dalszych analiz i interpretacji geologiczno-petrograficznych. Artykuł przedstawia zarys rozwoju i działania wspomnianej technologii oraz przykładowe wyniki.

EN

Due to the dynamic development, the oil industry has created very complex technologies for the earth’s crust exploration. The exploration based on seismic data analysis has been specifically excelled in R&D centers. Programming-processing platforms allow geophysicists to build algorithmic trees and process the data using advanced algorithms. One of such platforms is Omega, Schlumberger product. This complex processing environment is mainly used by large companies that want to obtain reliable geological information. An experienced geophysicist-programmer provides images of the earth’s structure, using dedicated algorithms and processing software, in order to obtain the best possible results for further analysis and interpretations. The article presents an outline of the aforementioned technology development and its results.

19

Międzykontynentalna edukacja oraz współpraca w dziedzinie rozpoznawania zasobów energii geotermalnej i możliwości ich wykorzystania w świetle współczesnych masowych migracji ludności

Kurowska E.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2018

|

R. 57, nr 2

5--18

PL

The article presents examples of European-African cooperation in the field of geothermal energy, for which the foundation are: education, joint research and the transfer of professional skills. The article presents arguments for the fact that undertaking cooperation between European and African specialists in the field of geothermal energy, but also in various other areas of socio-economic life, may positively influence the economic development of poorer countries and, consequently, translate into improving the quality of their residents’ life. At present Europe is struggling with the huge problem of illegal migration from the South and East, including African countries. The process has been observed for months and even years; European politicians still cannot find a good solution. Since migration from Africa is most often economic, the medicine must be to support African countries in their efforts to improve the standard of living in these countries, for example by supporting them in seeking and gaining access to energy. UNU-GTP (United Nations University Geothermal Training Programme) in Iceland is a perfect example of the positive operation of a well-organized system of intercontinental education, transfer of knowledge and practical skills in the field of geothermal energy. Kenya is one of the beneficiaries of the training system in Iceland, and positive effects are visible on the national scale. Another example of cooperation with Africa is the academic bilateral cooperation between Polish and African universities supported by the Polish National Commission for UNESCO (e.g. cooperation between the University of Silesia (Poland) and Nigerian universities: Ahmadu Bello University (Zaria) and Bayero (Kano)). The effects to date are much less spectacular than in the case of Kenya, but positive and have been pointed and shortly described in this article.

20

Grafit i diatomit jako dodatki do zaczynów uszczelniających otwory w geotermii

Sapińska-Śliwa A., Śliwa T., Wiśniowski R.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 8

1723--1725

PL

Przeanalizowano wpływ przewodnictwa cieplnego uszczelnienia na efektywność energetyczną otworów (straty ciepła). Podano przykłady obrazujące zastosowanie dobranych zaczynów uszczelniających oraz ich wpływ na funkcjonowanie ujęcia ciepła Ziemi. Przedstawiono wpływ tanich środków (grafit, diatomit), które umożliwiają regulację przewodności cieplnej stwardniałego zaczynu. Grafit zwiększa przewodność cieplną, a diatomit minimalnie ją zmniejsza. Ze względu na duże ilości zaczynu do uszczelniania otworów, które tworzą podziemne magazyny ciepła, środki regulujące parametry zaczynów nie mogą być drogie.

EN

Plate graphite and diatomite were added to cement grouts used for sealing the boreholes. The addn. of graphite resulted in an increase in the thermal cond. of the grout while the addn. of diatomite resulted in its decrease.