Polska jest jednym z najbogatszych krajów Europy pod względem wielkości obszaru wód geotermalnych. Aż 80% terytorium naszego kraju leży w zasięgu takich złóż. Wydaje się jednak, iż mimo ogromnego potencjału geotermalny skarb wciąż jest niewykorzystywany, a być może także niedoceniany… Energia geotermalna zaliczana jest do odnawialnych źródeł energii (OZE). Jest ona wewnętrznym ciepłem naszej planety, nagromadzonym w skałach oraz w wodach wypełniających ich pory i szczeliny. Gorąca woda wydobywana jest na powierzchnię z warstwy wodonośnej poprzez specjalistyczne odwierty eksploatacyjne. Następnie, przez płytowe wymienniki ciepła zainstalowane w ciepłowni, ogrzewa ona wodę sieciową. Po odebraniu energii cieplnej woda termalna wtłaczana jest ponownie w głąb Ziemi.
Według geologów, Polska jest najbogatszym w geotermalne źródła obszarem Starego Kontynentu. Od Szczecina, przez Pojezierze Ińskie, aż do Bydgoszczy, Poznania i Łodzi rozciągają się wielkie połacie najgorętszych podziemnych wód. Niedaleko Stargardu, znanego m.in. z wykorzystania geotermii, leży małe miasto Chociwel, które również ma chrapkę na wykorzystanie ciepła ukrytego w podziemnych wodach.
Wytwarzanie energii elektrycznej związane było pierwotnie z wykorzystywaniem paliw kopalnych lub energii potencjalnej wód. Po drugiej wojnie światowej pojawiło się kolejne znaczące źródło, czyli energetyka atomowa. Z czasem, co związane było głównie z rozwojem technologii oraz wzrostem świadomości ekologicznej, dołączyły do tego odnawialne źródła energii, a więc energia wiatrowa, słoneczna, pływów morskich oraz geotermalna.
Przeprowadzono analizę energetyczną dotyczącą absorpcyjnej pompy ciepła wykorzystującej lokalne zasoby wody termalnej o temperaturze ok. 60°C na potrzeby konwencjonalnego miejskiego systemu ciepłowniczego (130°C/90°C). Wykazano, że w zależności od współczynnika efektywności pompy ciepła wynoszącego 1,4-1,8, pobrany zasób energii geotermalnej stanowi ułamek wynoszący odpowiednio ok. 0,33-0,67 nakładu pierwotnej energii napędowej niezbędnej do pracy pompy ciepła.
EN
There was conducted an energetic analysis of an absorption heat pump that uses local thermal water's resources of temperature about 60°C for the needs of a conventional district heating system (130°C/90°C). It was demonstrated that depending on the heat pump’s effectiveness factor (1,4-1,8), retrieved stock of geothermal energy makes up a fraction of about 0,33-0,67 of expenditions of the primary driving energy necesssary for the pump to work.
Wody geotermalne (wody termalne) stanowią kopaliny objęte własnością górniczą, a ich wydobycie jest możliwe po uzyskaniu koncesji i ustanowieniu użytkowania górniczego. W Polsce wody te są wykorzystywane przede wszystkim w ciepłownictwie, balneoterapii i rekreacji. W ostatnich latach są prowadzone także badania, których celem jest zintensyfikowanie kompleksowego ich wykorzystania, również jako nowych produktów geotermalnych, m.in. zmineralizowanych koncentratów. Przedsięwzięcia inwestycyjne, mające na celu wykorzystanie wód geotermalnych, z uwagi na specyfikę występowania zasobów na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi muszą zapewniać możliwość bezpiecznego i stabilnego ich wydobycia w długim horyzoncie czasowym. Sposób przyszłego wykorzystania wód geotermalnych, oprócz warunków technicznych czy ekonomicznych, w dużej mierze determinują warunki przyrodnicze, m.in. temperatura wód, ich właściwości fizykochemiczne, warunki złożowe, stabilność parametrów lub odnawialność zasobów. Rozpoznanie tych elementów stanowi zestaw podstawowych informacji, które coraz częściej są integrowane w postaci modeli matematycznych. Modele te służą do analiz i symulacji pracy systemu geotermalnego jeszcze przed podjęciem działań projektowych oraz są weryfikowane na etapie eksploatacji zasobów. W pracy przedstawiono przykłady wykonanych w ostatnich latach projektów związanych z wykorzystaniem i zagospodarowaniem wód geotermalnych, dla których kluczowe były wyniki prowadzonych badań modelowych z zakresu geotermii i hydrogeologii.
EN
Geothermal groundwaters are deposits that must be categorised as a mining property. Their exploitation is possible with a mining concession and permission of use. Geothermal groundwaters in Poland are used in heating, balneotherapy and recreation purposes. Over the last years, investigations have been carried out to intensify the use of geothermal groundwaters. They can be used as new geothermal products, for example as a mineralised concentrate. Investment projects related to geothermal groundwaters should be prepared with care about safe and sustained exploitation in long-term perspective. Using of geothermal groundwaters is determined by technical and economical conditions. However, successful exploitation depends also on natural conditions e.g. water temperature, physical features, chemical composition and durability of parameters, and renewability of resources. Recognition of these elements give a basic information that nowadays can be integrated as mathematical models. The models are created to analyse and simulate the conditions of geothermal systems. It often happens before starting project operating activities. The paper presents examples of projects carried out over the recent years. They have been associated with the using and management of geothermal groundwaters and the key role has been played by mathematical modelling in the field of geothermy and hydrogeology.
Celem pracy było przeprowadzenie analizy wpływu procesów kolmatacyjnych na sprawność działania instalacji geotermalnej w miejscowości Pyrzyce (województwo zachodniopomorskie). Jest to ciepłownia pracująca w dublecie geotermalnym (otwór wydobywczy i otwór chłonny). Analizie poddano mechanizmy powstawania kolmatacji otworów chłonnych oraz ich wpływ na ciśnienie zatłaczania i wydajności zatłaczania. Przedstawiono działania podejmowane na przestrzeni lat mające na celu przeciwdziałanie kolmatacji.
EN
The aim of the study was to analyze the effect of clogging processes on the performance of the geothermal installation in Pyrzyce (West Pomeranian Voivodship). This is a heating plant works in geothermal double (excavation wellbore and an absorptive wellbore). Analyze mechanisms of clogging absorptive wellbore and their effect on the injection pressure and injection performance. Show the actions taken over the years to counteract clogging proces.
Przedstawiono istotne dylematy związane z pozyskiwaniem energii geotermalnej na tle obowiązującego stanu prawnego, dokonując jego omówienia w podziale na projektowanie i realizację inwestycji, eksploatację zasobów geotermalnych oraz zakończenie funkcjonowania instalacji geotermalnych. Jednocześnie uwzględniono specyfikę i odrębności związane z celami, dla których energia geotermalna jest przetwarzana oraz sposobami, w jakie ową energię udaje się pozyskać. W konkluzji skupiono się na dostrzeżonych wątpliwościach, wraz ze wskazaniem potrzeb, co do zmian legislacyjnych.
EN
In the text there are shown essential problems connected with resource of the geothermal energy, associated with factual and legal circumstances, by its coverage in division for project and realization of investment, exploitation of geothermal resources and the end of working its installations. Simultaneously in the text it's been taken into consideration the specify and separations irrelevant with purposes for which the geothermal energy is processed and ways of an acquisition of that energy. In the summarize it's been focused on noticed doubts, in the legislation changes. In Poland, geothermal energy is derived from many years, although, the relatively smali. Now, after joining the European Union, there are indications of substantial use it not only for heat but also electricity. In addition to technical and economic factors affecting the development of geothermal energy plays a significant role in a need for a elear legal solutions at every stage of this kind of projects, from design and implementation through the development of resources and ending with the eventual completion of the operation. Made findings show that both the objectives for which the energy is processed, and how it affects obtain the appropriate application of the rules. It was also found regulatory gaps in both the presence and the need to revise the current regulations.
W artykule zaprezentowano uwarunkowania techniczne i ekonomiczne, jakim muszą sprostać sprężarkowe pompy ciepła w polskich instalacjach grzewczych wykorzystujących wody geotermalne. W rozważaniach uwzględniono wymagane parametry pracy instalacji geotermalnych oraz strukturę zużycia nośników energii wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej napędzającej pompy ciepła. Mając na uwadze istniejące ograniczenia, określono warunki energetycznej i ekonomicznej opłacalności stosowania sprężarkowych pomp ciepła. Stwierdzono, że najmniej wymagającym kryterium opłacalności stosowania sprężarkowych pomp ciepła w polskich warunkach jest kryterium opłacalności energetycznej – aby było ono spełnione, przyjmując węgiel kamienny za paliwo odniesienia, konieczne jest uzyskanie średniorocznej wartości COP (współczynnik wydajności grzejnej pomp ciepła) powyżej 2,2, co jest w pełni osiągalne. Zdecydowanie ostrzejsze jest kryterium opłacalności ekonomicznej. Ustalono, że w odniesieniu do najpowszechniej stosowanych paliw konwencjonalnych średnioroczne wartości COP muszą zawierać się w przedziale: 5,0–7,7 dla węgla kamiennego; 3,3–5,6 dla sieciowego wysokometanowego gazu ziemnego; 1,7–2,0 dla lekkiego oleju opałowego i 1,0–1,4 dla sieciowej energii elektrycznej. Na tej podstawie stwierdzono, że osiągnięcie ekonomicznej opłacalności stosowania sprężarkowych pomp ciepła w odniesieniu do węgla kamiennego jest praktycznie nieosiągalne
EN
The paper presents the technical and economic conditions that compressor heat pumps have to cope with in the Polish heating systems utilizing geothermal water. Required operating parameters of geothermal installations and the structure of energy consumption used for production of electricity driven heat pumps were taken into consideration. Given the existing restrictions, the terms of energy and economic viability of compressor heat pumps were determined. It was found that the least demanding criterion of effectiveness for compressor heat pumps utilization in Poland is the criterion of primary energy saving effectiveness (taking coal as the reference fuel it is necessary to obtain the annual average COP value above 2.2 – which is fully achievable). A definitely more stringent criterion is the economic viability. It was found that, for the most commonly used conventional fuels, the average COP value must be 5.0–7.7 for coal, 3.3–5.6 for network natural gas with a high methane content, 1.7–2.0 for light heating oil and 1.0–1.4 for network electricity. On this basis, the economic viability of compressor heat pumps for coal is practically unattainable.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Profesor Henryk Arctowski – jako organizator i szef Katedry Geofizyki i Meteorologii Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie ( przekształconej wkrótce po jej powstaniu w Instytut Geofizyki i Meteorologii UJK) – w całym okresie międzywojennym kładł duży nacisk na wdrożenie i rozwój nowych metod geofizycznych w Polsce, w celu ich wykorzystania w poszukiwaniu złóż użytecznych surowców mineralnych. Profesor jako pierwszy zwrócił uwagę na znaczenie metody grawimetrycznej w poszukiwaniu złóż soli potasowych na Niżu Polskim. Doprowadził do uruchomienia dwóch obserwatoriów ziemskiego pola magnetycznego w Daszawie k/Stryja i w Janowie k/ Lwowa, co m. in. umożliwiło szersze prace terenowe polegające na pomiarach składowych geomagnetycznych, których wyniki mogły być odpowiednio redukowane na określony moment czasu. Duże zasługi miał również w wdrożeniu badań geotermicznych w szybach naftowych na Podkarpaciu oraz badaniach geochemicznych składu ropy naftowej wydobywanej na tym obszarze. Pomimo tego, że głównym kierunkiem zainteresowań naukowych profesora Henryka Arctowskiego była meteorologia i klimatologia, zadbał on o równomierny rozwój badań geofizycznych w stworzonym na Uniwersytecie Lwowskim ośrodku, nie zaniedbując fizyki litosfery i kształcenia kadr dla tej dziedziny badań. Świadczy o tym spis publikacji z fizyki litosfery oraz prac dotyczących analizy chemicznej ropy naftowej ze złóż podkarpackich autorstwa Henryka Arcowskiego i jego współpracowników oraz absolwentów studiów geofizycznych na UJK we Lwowie z lat 1921- 1939, zamieszczony na końcu artykułu, który zawiera łącznie 36 pozycji.
EN
Professor Henry Arctowski as the organizer and Director of Institute of Geophysics and Meteorology at the Jan Kazimierz University in Lvov (between 1921 and 1939 years) put the great attention into well balanced development of modern geophysical research methods of physics of lithosphere such as: gravimetric prospection, geomagnetism, geothermic measurements in oil pits etc. In spite of his main scientific interest: meteorology and climatology he and the members of staff of directed Institute have published 36 papers connected to physics of lithosphere and geophysical prospecting in the mentioned above period. The list of them is printed in the end of this paper.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przewodnictwo cieplne jest najważniejszym parametrem w problematyce czerpania ciepła z gruntów, czyli tzw. płytkiej geotermii. Brak jest jednak szerokich badań w tym zakresie. W pracy przedstawiono opis pomiarów przewodnictwa cieplnego w kwarcowych piaskach z Osiecznicy. Omówiono metodykę badań i aparaturę pomiarową. Otrzymane wyniki porównano z wynikami cytowanymi w literaturze i przeprowadzono dyskusję.
EN
Thermal conductivity is the most important parameter in calculation of earth heat absorbing. There is an absence of wide investigations in this range. This paper presents description of thermal conductivity measurements in quartz sands from Osiecznica. Methodology and measurement equipment were precisely discussed. Obtained results were compared with results from literature.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.