Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Koncepcja skojarzenia procesu podziemnego zgazowania węgla z eksploatacją energii geotermalnej oraz odpadowej

Solik-Heliasz E.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 11

51--55

PL

W przedstawionej koncepcji wskazano na możliwość wykorzystania części cennych obiektów, które pozostaną po procesie podziemnego zgazowania węgla kamiennego. Dotyczy to głównie komór (pustek skalnych) po zgazowaniu oraz otworów wiertniczych. Podziemne zgazowanie węgla stwarza możliwość skojarzenia procesu z pozyskaniem energii geotermalnej związanej z wodami, które wypełnią komory po zgazowaniu, jak również z wykorzystaniem energii geotermalnej poziomów zalegających w stropie komór lub też z eksploatacją energii odpadowej. Warunkiem skojarzenia procesów jest odpowiednio wczesne uwzględnienie wykorzystania energii cieplnej (zarówno geotermalnej, jak i odpadowej) - najlepiej na etapie rozpoznania górotworu oraz planowania procesu zgazowania.

EN

The concept presented in his paper indicates the possibility of using parts of precious objects remaining after the process of underground coal gasification. It relates mainly to the post-gasification caverns as well as bore-holes. The underground gasification process can be associated with the acquisition of geothermal energy connected with waters which may fill the post-gasification caverns. Alternatively, the geothermal energy from the roofs in caverns on deeper levels may be used, or exploitation of waste energy performed. Association of these processes is possible providing the heat energy, both geothermal and waste, is considered to be used at the proper time – best during rock mass identification and gasification process planning.

2

Konflikt między możliwością pozyskania wód i energii geotermalnej oraz innymi przedsięwzięciami utylitarnymi w poziomach wodonośnych

Solik-Heliasz E.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2011

|

R. 50, nr 1-2

287-293

PL

Serie skalne o korzystnych parametrach hydrogeologicznych mogą być obiektem różnorakiej działalności utylitarnej. Wiele z możliwych działań gospodarczych może się jednak wzajemnie wykluczać. Do takich należą m.in. eksploatacja wód geotermalnych i podziemne składowanie dwutlenku węgla. W obszarach składowisk CO2 nie będzie można pozyskiwać energii geotermalnej. Również wich otoczeniu eksploatacja wód termalnych będzie mogła być prowadzona w bezpiecznej odległości. Jednak w obszarze GZW wybrane, potencjalnie wykluczające się działalności, mogą być prowadzone równolegle; dotyczy to eksploatacji górniczej oraz pozyskania energii geotermalnej. Istnieją korzystne warunki do wykorzystania energii geotermalnej po wypompowaniu wód kopalnianych na powierzchnię terenu.

EN

Rock series with advantageous hydrogeological parameters can be the object of varied utilitarian activity. However, many of possible economic actions can mutually exclude each other. To such actions belong among others the exploitation of geothermal waters and underground carbon dioxide storage. In storage site areas it will not be possible to gain geothermal energy. Also in their surroundings it will be possible to conduct the exploitation of thermal waters at a safe distance. In the area of the Upper Silesian Coal Basin some activities which potentially exclude each other, as mining exploitation and geothermal energy gaining, can be conducted in parallel. There exist advantageous conditions of use of geothermal energy after pumping out mine waters to the ground surface.

3

Safety and effectiveness of carbon dioxide storage in water-bearing horizons of the Upper Silesian Coal Basin region

Solik-Heliasz E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2011

|

T. 27, z. 3

141-149

EN

The results of investigations in the field of CO2 storage in water-bearing horizons in the area of the Upper Silesian Coal Basin were presented. It has been stated that the CO2 injection process will appear in the area of the storage site and beyond its boundaries. The determination of protective zones for underground CO2 storage and other structural elements, e.g. big tectonic zones, was proposed. These zones will constitute a safety buffer between the underground storage site and utilitarian undertakings conducted in its neighbourhood. In the work the proposal of CO2 injection intensification through controlled fracturing of formations of the future storage site was presented. This action should increase the CO2 injection effectiveness, especially in rock series characterised by average values of reservoir parameters.

PL

Przedstawiono wyniki badań w zakresie składowania CO2 w poziomach wodonośnych na obszarze GZW. Stwierdzono, że proces iniekcji CO2 zaznaczy się w obszarze składowiska oraz poza jego granicami. Zaproponowano wyznaczanie stref ochronnych dla podziemnego składowania CO2 i innych elementów strukturalnych, np. dużych stref tektonicznych. Strefy te będą stanowiły bufor bezpieczeństwa między podziemnym składowiskiem i przedsięwzięciami utylitarnymi prowadzonymi w jego sąsiedztwie. W pracy przedstawiono propozycję intensyfikacji zatłaczania CO2 poprzez kontrolowane szczelinowanie utworów przyszłego składowiska. Zabieg powinien zwiększyć efektywność zatłaczania CO2 zwłaszcza w seriach skalnych cechujących się przeciętnymi wartościami parametrów zbiornikowych.

4

Pozyskanie energii z wód kopalnianych - na przykładzie zlikwidowanej kopalni "Katowice"

Solik-Heliasz E., Skrzypczak M.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 1-2

43-46

PL

Przedstawiono wyniki badań w zakresie możliwości budowy siłowni geotermalnej produkującej energię z wód odprowadzanych ze zlikwidowanej kopalni "Katowice". Analizowano możliwość odbioru energii cieplnej oraz produkcji prądu elektrycznego w wysokosprawnej kogeneracji. W zaproponowanym układzie technologicznym uzyskano około 3000 kW energii cieplnej oraz około 600 kW energii elektrycznej. Znaczący jest również efekt ekologiczny w postaci radykalnego obniżenia emisji gazów do atmosfery. Zaproponowany układ jest nowoczesnym rozwiązaniem, który nadaje się do pozyskania energii na cele lokalne.

EN

Results of research on possibilities of building of a geothermal plant producing energy from mine waters of the closed coal mine "Katowice" are presented. Possibilities of heat obtainment from mine waters and electric power production in highly efficient cogeneration have been analysed. 3000 kW of heat power and 600 kW of electric power have been obtained from the proposed system. An ecological effect - reduction of pollutants emission into atmosphere - is also significant. The proposed system is a modern solution which can be used for energy supply for logical purposes.

5

Possibilities of underground CO2 storage in the Upper Silesian region

Solik-Heliasz E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 3

53-65

EN

The results of investigations hitherto performed indicate that in the Upper Silesian region exists the possibility of carbon dioxide storage in geological structures. However, taking into account the considerable urbanisation degree, for storage are suitable water-bearing horizons and hard coal seams located on the outskirts of the agglomeration, whereas because of safety reasons areas intensively industrialised are not suitable (towns, large industrial objects). The best conditions for CO2 injection were ascertained in the horizon of Dębowiec layers in the Skoczów-Zebrzydowice area. The determined storage site has a sufficient capacity for the needs of a local CO2 emitter. The storage possibility concerns also mine workings of selected abandoned hard coal mines. The results of initial investigations have pointed out that the creation in the workings of low-pressure reservoirs (with pressure up to 0.6 MPa) or high-pressure reservoirs in selected, isolated workings (for pressure exceeding 1 MPa) can be considered. However, their storage capacity will be lower than in the water-bearing layers. Potential storage possibilities are connected also with hard coal seams - particularly seams occurring at great depth, in areas considerably tectonically affected and flooded, beyond the range of operating mines. However, it should be taken into consideration that possible CO2 injection will cause that coal resources in the CO2 storage area never could be extracted using mining methods or be subject to gasification and that other type of economic activity could be conducted only at a considerable distance, beyond the range of their mutual influence.

PL

Wyniki dotychczasowych badań wskazują, że w regionie górnośląskim istnieje możliwość składowania dwutlenku węgla w strukturach geologicznych. Jednak ze względu na znaczny stopień zurbanizowania do składowania nadają się poziomy wodonośne i pokłady węgla kamiennego zlokalizowane na obrzeżu aglomeracji, natomiast nie kwalifikują się ze względów bezpieczeństwa obszary silnie zindustrializowane (miast, dużych obiektów przemysłowych i innych). Najlepsze warunki do zatłaczana CO2 stwierdzono w poziomie warstw dębowieckich w rejonie Skoczów-Zebrzydowice. Wyznaczone składowisko ma pojemność wystarczającą na potrzeby lokalnego emitenta CO2. Możliwość składowania dotyczy również wyrobisk górniczych wybranych zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego. Wyniki wstępnych badań wykazały, że można rozważać utworzenie w nich zbiorników niskociśnieniowych (o ciśnieniu do 0,6 MPa) lub w wybranych, izolowanych wyrobiskach, zbiorników wysokociśnieniowych (na ciśnienie powyżej 1 MPa). Ich pojemność składowania będzie jednak mniejsza, niż w warstwach wodonośnych. Potencjalnie możliwości składowania są związane również z pokładami węgla kamiennego - zwłaszcza zalegającymi na dużej głębokości, w obszarach znacznie zaangażowanych tektonicznie i zawodnionych, poza zasięgiem czynnego górnictwa. Należy jednak mieć na uwadze, że ewentualne zatłaczanie CO2 spowoduje, iż zasoby węgla w rejonie składowiska CO2 nigdy nie będą mogły być eksploatowane metodami górniczymi lub poddane zgazowaniu, oraz że będzie można prowadzić innego typu działalność gospodarczą tylko w znacznej odległości, poza zasięgiem ich wzajemnego oddziaływania.

6

Geothermal energy resources in waters from subsurface hard coal, zinc and lead ore mines in the Upper Silesian Coal Basin

Solik-Heliasz E.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 4

961-972

EN

The waters flowing into 54 subsurface hard coal, lead and zinc ore mines in the Upper Silesian Coal Basin contain considerable quantities of thermal energy. The assessed stream of thermal energy amounts to 270 MJ per second. Such a quantity is interesting from the viewpoint of economy, therefore an analysis of factors conditioning the possibility of its gaining was carried out. Among the main factors were counted: magnitude and variability of inflows and temperature of waters as well as parameters characterizing the course of pumping of waters from mine workings to the surface. The factors result from natural geological determinants (water saturation of the rock mass) and technical conditionings (course of exploitation and dewatering or flooding of mine workings). The projects of geothermal installations must take into consideration the variability of factors mentioned above and contain appropriate protections. The thermal energy gained from mine waters can be locally utilized for space heating and/or the generation of electric current in hybridized systems, as e.g. binary plant technology.

PL

W regionie górnośląskim z kopalń czynnych i zlikwidowanych wypompowywana jest znaczna ilość wód o temperaturze od kilkunastu do ponad 20°C (Rys. 1 i 2). Zasoby energii związane z tymi wodami są znaczne. Mimo tego nie są one wykorzystywane, a relatywnie ciepłe wody odprowadzane są do cieków powierzchniowych. Niewykorzystanie energii geotermalnej wydaje się oczywistą stratą z punktu widzenia ekologicznego i ekonomicznego. Mając to na uwadze przeprowadzono badania, których celem było określenie ilości/zasobów energii związanej z wodami kopalnianymi oraz możliwości jej zagospodarowania. Zasoby energii nie są stałe; są skutkiem zróżnicowanej wielkości dopływów i temperatury wód kopalnianych. Czynniki te podlegają znacznym fluktuacjom w zależności od uwarunkowań geologicznych i górniczych. Również możliwości pozyskania wód zależą od szeregu czynników naturalnych i technicznych. Dane dotyczące wielkości i zmienności dopływów wód są istotne z punktu widzenia odbioru energii oraz budowy instalacji geotermalnych. Niemniej istotne są informacje dotyczące utrzymania odwodnienia wyrobisk w skali długoterminowej (w latach). Od połowy lat 90-tych zarysowuje się korzystna tendencja likwidacji lokalnych pompowni w kopalniach podziemnych, i tworzenia w ich miejsce dużych, zbiorczych pompowni, ujmujących dopływy z kilku kopalń. Tworzenie dużych pompowni jest gwarancją dostawy dużej ilości wód przez długi okres czasu. Sprzyja to pozyskaniu energii geotermalnej i budowie instalacji o dużej mocy. Ważnym czynnikiem jest również temperatura wód. Wody pochodzące z dopływu naturalnego mają temperaturę zgodną z temperaturą otaczającego górotworu. Jednak w kopalniach podziemnych temperatura wód znacznie odbiega od pierwotnej temperatury górotworu (Solik-Heliasz, red., 2009). Jest ona niższa, a powodem ochłodzenia jest: wentylacja wyrobisk górniczych, ich odwadnianie, mieszanie się wód pochodzących z różnych poziomów wydobywczych kopalń (chłodniejszych z cieplejszymi). Zasoby energii zawarte w wodach kopalnianych oszacowano na 270,2 MJ na sekundę - Tab. 1. Z tej ilości dla: - wód dopływających do kopalń węgla kamiennego wynoszą one ponad 265 MJ, - wód dopływających do kopalń rud cynku i ołowiu, 4,6 MJ. Z łącznych zasobów energii geotermalnej, około 184 MJ (68,1%) związane jest z wodami odprowadzanymi z czynnych kopalń węgla i około 81,6 MJ (30,2 %) z wodami zlikwidowanych kopalń węgla (Rys. 4). Możliwości pozyskania energii z wód kopalnianych zależą od szeregu czynników naturalnych, technicznych oraz ekonomicznych. Wykonane prace aplikacyjne wykazały (Solik-Heliasz, 2009; Solik-Heliasz, Skrzypczak, 2009), że do najważniejszych czynników należą: odległość od źródła energii do odbiorcy oraz przebieg pompowania wód kopalnianych Przykładowy przebieg pompowania przedstawiono na Rys. 7. Zróżnicowanie natężenia pompowania należy uwzględnić w pracach projektowych nad instalacją geotermalną. Energia geotermalna może być wykorzystana do ogrzewania obiektów oraz do odladzania nawierzchni dróg i mostów (Ostaficzuk i Heliasz, 2000). Jednak ze względu na możliwe przerwy w pompowaniu, do układów instalacji geotermalnych należy wprowadzić zabezpieczenia (Solik-Heliasz i Skrzypczak, 2009), na przykład w postaci zbiorników retencyjnych pozwalającym pozyskać energię w okresie przerw w odwadnianiu wyrobisk, lub dodatkowego szczytowego zasilania w energię pochodzącą ze źródeł konwencjonalnych (kotła gazowego, olejowego lub węglowego). Dotychczasowe prace aplikacyjne wykazały, że przy obecnej specyfice pompowania wód oraz obowiązujących cenach na konwencjonalne nośniki energii, do pozyskania energii z wód kopalnianych nadają się głównie sprężarkowe pompy ciepła oraz agregaty kogeneracyjne, produkujące prąd elektryczny do napędu pomp i/lub na potrzeby odbiorcy. Zasoby energii cieplnej zawarte w dopływach wód do kopalń są znaczne i kwalifikują się do wykorzystania gospodarczego. Pozyskaniu energii geotermalnej sprzyja Polityka Energetyczna Polski i Unii Europejskiej. W warunkach GZW jest to tym prostsze, że kopalnie będą musiały być odwadniane jeszcze przez minimum kilkadziesiąt lat - do zakończenia działalności górniczej. Przy tym koszt wyprowadzenia wód kopalnianych na powierzchnię będzie ponosił skarb Państwa. W tych niezwykle sprzyjających warunkach, celowe będzie pozyskanie energii z lokalnych instalacji geotermalnych, które mogą być budowane przy poszczególnych kopalniach. Instalacje te będą bezkolizyjne i nie będą ingerowały w gospodarkę wodno-ściekową kopalń. Zaleca się bowiem odbiór energii w najprostszym układzie technologicznym, czyli po wypompowaniu wód na powierzchnię i przed ich zrzutem do cieków powierzchniowych.

7

Projekt pozyskania energii z wód zlikwidowanej kopalni węgla kamiennego

Solik-Heliasz E.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2009

|

R. 48, nr 2

13-20

PL

Z kopalń węgla kamiennego w Górnośląskim Zaglębiu Węglowym odprowadzane jest łącznie około 416 m3 wód na minutę. Zawarty w nich potencjał cieplny (moc cieplna) został określony na 220 MW (Solik-Heliasz 2007, 2009). Potencjał ten ocenia się jako znaczny, stąd stał się on przyczynkiem do podjęcia działań zmierzających do wykorzystania energii do celów utylitarnych. Opracowano nowatorski projekt technologiczny pozyskania energii z instalacji geotermalnej bazującej na wodach wypompowywanych ze zlikwidowanej kopalni "Katowice". Instalacja dostarczy 3035 kW energii cieplnej oraz 600 kW energii elektrycznej. Wykonany rachunek ekonomiczny wykazał, że nakłady inwestycyjne pozyskania jednostki energii w nowym układzie technologicznym są wprawdzie większe niż w tradycyjnym, bazującym na węglu czy gazie ziemnym, jednak koszty eksploatacyjne będą niższe. Bardzo dobry jest również osiągnięty efekt ekologiczny. Zaproponowane rozwiązanie może być aplikowane w kolejnych kopalniach węgla, po dostosowaniu do lokalnych warunków górniczo-ruchowych.

EN

From hard coal mines in the Upper Silesian Basin (Polish: Górnośląskie Zagłębie Węglowe, GZW), in total about 416 m3 of waters per minute is drained. The total heat energy potential included in them has been estimated at more than 220 MW (Solik-Heliasz 2007, 2009). This potential is assessed as considerable, thus is has become the reason for taking actions aimed at using energy fof utilitarian purposes. An innovative technological project of acquiring energy in geothermal system based on waters pumped out from liquidated "Katowice" Coal Mine was set up. The system installation will provide 3035 kW of thermal energy and 600 kW of electric energy. The economic calculation performed has shown that investment expenditure of acquiring a unit of energy in new in the new technological system is admittedly higher than in traditional one, based on coal or natural gas; nevertheless, the operation costs will be lower. Equally beneficial is also the ecological effect brought about. The proposed solution can be adopted in other caol mines, having been adapted to local mining-induced conditions.

8

The technological design of geothermal plant for producing energy from mine waters

Solik-Heliasz E., Skrzypczak M.

Archives of Mining Sciences

|

2009

|

Vol. 54, no 3

563-572

EN

The results of the analysis on extracting heat from mine waters have been presented. The abandonem underground Katowice coal mine has been used as an example. The result is a technological design for 3,000 kW thermal plant producing 600 kW of electric power. The proposed configuration has been adapter to specific conditions of mine waters pumping system: mainly to changes of water flow, possible break in pumping and the system of carrying mine waters to the environment. Our research show that extracting heat from low-temperature sources like mine waters can be economically and ecologically efficient, if appropriate technology is used and local geological and mining conditions are taken into consideration.

PL

W obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) z 53 kopalń węgla kamiennego odprowadzane jest około 600000 m3 wód na dobę o temperaturze od 13 C do 23 C. Określony dla nich potencjał cieplny (moc cieplna) wynosi łącznie około 220 MW (Solik-Heliasz, 2007b). Potencjał ten zmienia się w poszczególnych kopalniach od 0,3 do ponad 10 MW - w wielu z nich jest więc duży i warty wykorzystania. W Europie istnieją już kopalniane instalacje geotermalne opierające się na pompach i wymiennikach ciepła, jak choćby w Anglii, Holandii, na Słowacji, jednak w Polsce brak było dotąd tego typu rozwiązań. Wcześniejsze, polskie prace wskazywały na możliwe ograniczenia w pozyskaniu energii z wód kopalń w GZW (Kubski 2002, Solik-Heliasz i Małolepszy, 2002, Solik-Heliasz i Skrzypczak, 2005). Ograniczenia te nie zostały wcześniej szczegółowo zweryfikowane w toku prac aplikacyjnych. Dopiero projekt technologiczny siłowni geotermalnej pozwolił zmierzyć się z konkretnymi problemami oraz zaproponować odpowiednie rozwiązania. Celem projektu było opracowanie ekonomicznie efektywnego układu do pozyskania energii cieplnej z wód kopalnianych i do produkcji prądu elektrycznego oraz uzyskanie znaczącego efektu ekologicznego w postaci obniżenia emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Przedmiotem zainteresowana były wody zlikwidowanej kopalni Katowice wypompowywane w ilości średnio 5,4-6,2 m3/min, a odbiorcą energii, projektowany obiekt muzeum śląskiego w Katowicach. Wody kopalniane na wylocie z szybu wykazują temperaturę 19,3 C - 19,8 C. Ich mineralizacja wynosi około 4 g/l, a zawartość zawiesiny, 10-30 mg/l. Po wypompowaniu na powierzchnię są odprowadzane kanałem zrzutowym do rzeki Rawy. Określony dla wód kopalni Katowice całkowity potencjał energii cieplnej wynosi, w zależności od natężenia pompowania, 3,7-6,9 MW. Możliwości odbioru energii wynikają w odniesieniu do tej kopalni ze zbiegu kilku korzystnych czynników: a) znacznej ilości wód i ich zadawalającej temperatury (powyżej 19 C), b) małej odległości od szybu do przyszłego odbiorcy energii (150 m) c) potrzeby pompowania wód, celem zapewnienia bezpieczeństwa prowadzenia eksploatacji innym kopalniom, wreszcie c) ponoszenia przez Państwo jednej ze znaczących pozycji kosztów instalacji geotermalnej, jaką jest koszt pompowania wód na powierzchnię terenu. W fazie badawczej przeanalizowano różne warianty ogrzewania projektowanego obiektu. Przeanalizowano wykorzystanie: sprężarkowych pomp ciepła, absorpcyjnych pomp ciepła, sprężarkowych pomp współpracujących z agregatem kogeneracyjnym wytwarzającym energię elektryczną do napędu pomp ciepła, jak również klasycznego węzła ciepłowniczego bazującego na węglu kamiennym lub kotłowni gazowej. Z punktu widzenia potrzeb i efektów najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem okazało się wykorzystanie sprężarkowych pomp ciepła wraz z agregatami kogeneracyjnymi. Mając na uwadze potrzeby cieplne przyszłego obiektu, w skład instalacji geotermalnej weszły 3 pompy ciepła i 1 rezerwowa oraz 2 agregaty kogeneracyjne zasilane gazem ziemnym (Rys. 1). Całkowita moc cieplna instalacji wyniesie wówczas 3035 kW, co w całości pokryje potrzeby grzewcze budowanego obiektu. W układzie tym uzyska się wodę o parametrach 60 C/45 C. Ponadto w agregatach kogeneracyjnych wytworzona zostanie energia elektryczna w ilości 600 kW, która będzie wykorzystana do napędu pomp ciepła, a jej nadwyżka zostanie przeznaczona na cele własne projektowanego obiektu i w dalszej kolejności może być odsprzedana operatorowi systemu dystrybucyjnego. Rezerwowym źródłem ciepła na okres przestojów w pompowaniu będzie kotłownia gazowo-olejowa. Instalacja siłowni geotermalnej została zaprojektowana elastycznie, co wynika z potrzeb energetycznych oraz z charakteru dostawy wód kopalnianych. Największe wyzwanie stanowiły okresy przerw w pompowaniu, związane z: 1) pompowaniem wód głównie nocą oraz z przestojami w ciągu dnia, wynikające z obowiązujących taryf za energię elektryczną 2) potencjalnymi awariami pomp, ich naprawami lub przerwami w dostawie energii elektrycznej zasilającej pompy, bądź z czynnikami natury górniczej. W toku prac zaproponowano system pozyskania energii cieplnej nie ingerujący w obecny system odprowadzana wód do środowiska. Ciepło odbierane jest po wypompowaniu wód na powierzchnię terenu, ze zbiornika retencyjnego posadowionego na kanale zrzutowym wód kopalnianych. Zaprojektowany "by-pass" na kanale umożliwi kierowanie wód w zależności od potrzeb do urządzeń siłowni lub ich ominięcie (Rys. 2). W przypadku kopalni Katowice, ze względu na stosunkowo długie, kilkunastogodzinne przerwy, przewidziano budowę zbiornika akumulacyjnego zlokalizowanego w podziemiach budynku technologicznego, o pojemności 900 m3 (Rys. 2). Zaproponowana kopalniana instalacja siłowni geotermalnej jest w pełni zautomatyzowanym, nowoczesnym układem technologicznym. Wyniki analizy ekonomicznej wykazały, że nakłady inwestycyjne na nową instalację będą większe, niż w układzie tradycyjnym opartym na węglu kamiennym, jednak koszty eksploatacyjne będą wyraźnie mniejsze. Prosty czas zwrotu, SPBT instalacji siłowni w wariancie komercyjnym wyniesie 15,5 lat, przy dofinansowaniu w wysokości 50%, 7,7 lat, a w przypadku dofinansowania 85%, 2,3 lata. Progowa wartość dofinansowania dla zapewnienia opłacalności projektu (NPV > 0) wynosi 28,3%. Dofinansowanie jest realne, zważywszy na wiele możliwości proponowanych przez fundusze unijne i polskie. Bardzo korzystny jest również uzyskany efekt ekologiczny. Urządzenia siłowni geotermalnej są praktycznie bezemisyjne. Wielkość emisji gazów w instalacji siłowni wyniesie zaledwie 76,8 Mg CO2/rok. Dla porównania, dla wytworzenia porównywalnej ilości energii cieplnej i elektrycznej pochodzącej z konwencjonalnego źródła (węgla kamiennego), emisja zanieczyszczeń wyniosłaby 3686,7 Mg CO2/rok. Jak wykazały wyniki badań, siłownia geotermalna bazująca na niskotemperaturowych wodach kopalnianych oraz wysokosprawnej kogeneracji może być interesującą propozycją pozyskania dodatkowej ilości energii, którą można przeznaczyć na cele grzewcze i klimatyzacyjne. W GZW istnieje wiele kopalń o znacznym potencjale cieplnym zawartym w wodach kopalnianych (Solik-Heliasz, red., 2009), i o podobnych warunkach górniczo-środowiskowych, jak w prezentowanym przypadku. Potencjał ten powinien być w większym stopniu wykorzystywany, co pozwoliłoby uzyskać wymierne korzyści ekonomiczne i ekologiczne.

9

Czynniki geologiczne określające możliwość podziemnego składowania CO[2]

Solik-Heliasz E.

Przegląd Górniczy

|

2008

|

T. 64, nr 11-12

56-60

PL

Przedstawiono wyniki badań nad możliwościami podziemnego składowania CO[2] w Polsce i na świecie, w tym uwarunkowania naturalne, czynniki ryzyka oraz zakres niezbędnych do wykonania prac badawczych. W Polsce istnieją możliwości do zatłaczania CO[2] do poziomów wodonośnych, do struktury po złożach węglowodorów i do nie eksploatowanych pokładów węgla - z jednoczesnym odzyskiem metanu. Jednak niezbędne jest zintensyfikowanie prac badawczych oraz badań in situ celem zrealizowania 1-2 instalacji w skali DEMO. Dopiero zdobycie praktycznych doświadczeń pozwoli na podziemne składowanie CO[2] na skalę przemysłową.

EN

Results of research on CO[2] underground storage possibilities in Poland and in the world, including natural conditions, risk factors as well as the range of unavoidable research works to be done, are presented. In Poland exist possibilities for forcing CO[2] into water-bearing levels, into structures from hydrocarbons accumulations and into not mines coal seams with simultaneous methane recover. Identification of research works are as well as insitu research is necessary in order to realize 1 or 2 installations in DEMO scale. Only practical experience will allow underground CO[2] storage on an industrial scale.

10

Możliwości wykorzystania energii geotermalnej z wód czynnych i zlikwidowanych kopalń w obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW)

Solik-Heliasz E.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2007

|

R. 46, nr 2

79-83

PL

Z kopalń węgla kamiennego na Śląsku wypompowuje się obecnie około 600 tys. m[3] wód na dobę, o temperaturze 13°-22°C. Określono zasoby energii geotermalnej zawarte w wodach pochodzących z 55 kopalń, które wynoszą około 270 MJ na sekundę. Możliwości pozyskania energii dotyczą również wód wypełniających zatopione zroby i górotwór w 20 zlikwidowanych kopalniach. Istniejące w nich zasoby energii oszacowano na około 8•10[6] GJ. Zasoby energii geotermalnej są więc duże i mogą być wykorzystane do celów grzewczych w tym ogrzewania budynków, nawierzchni dróg oraz mostów i in.).

EN

About 600 000 cubic meters of water are daily pumped out from the hard coal mines in the Upper Silesia Region. The temperature of that water range from 13 to 22°C. The thermal energy resources in the waters of the 55 coal mines were estimated (270 MJ per second). Under consideration, additionally, have been taken the thermal energy from the waters of the area of the 20 abandoned mines. The total resources of the geothermal energy estimated on 8•10[6] GJ. It means, that the thermal energy resources in mine waters are large and may be utilized for building heating, snow-melting and de-icing systems.

11

Wykorzystanie ciepła wód podziemnych. Ogrzewanie nawierzchni dróg i mostów

Solik-Heliasz E.

Magazyn Autostrady

|

2007

|

Nr 6

32--34

PL

Wody podziemne zawierają znaczne ilości ciepła. Ciepło to może być pozyskiwane do ogrzewania nawierzchni dróg, mostów, muraw boisk sportowych i innych powierzchni użytku publicznego. W okresie zimowym może to prowadzić do usuwania (topnienia) warstwy śniegu czy lodu i tym samym przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa poruszania się na nich ludzi i samochodów.

12

Projekt monitoringu "górniczego" wód podziemnych w obszarze likwidowanych kopalń węgla kamiennego, w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym

Solik-Heliasz E.

Przegląd Górniczy

|

2005

|

T. 61, nr 6

27-31

PL

Likwidacja i zatapianie kopalń w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym stwarzają zagrożenie dla istniejących zbiorników wód użytkowych w kartonie i triasie. Stało się to powodem opracowania projektu regionalnego monitoringu .górniczego" zwierciadła i jakości wód podziemnych. Przedmiotem monitoringu są wody karbońskiego piętra wodonośnego i częściowo triasowego, w obszarze 29 zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego. Do monitorowania wytypowano 29 punktów badawczych i 4 rezerwowe, w szybach, otworach piezometrycznych i niektórych wyrobiskach dołowych. Określono zakres monitoringu i częstość badań.

EN

Liquidation and flooding of mines in GZW create a hazard to the existing aceu-mulations of utilitarian waters in the Carboniferous and Triassic Systems. It caused elaboration of the project of the regional "mining" monitonng of the water level and quality of underground waters. Waters of the Carboniferous water-bearing stage and partially the Triassic, in the area of 29 liquidated mines of hard coal are the subject of the monitoring. 29 testing points and 4 stand-by ones have been appointed for monitoring in shafts, piezometric holes and some underground workings. The monitoring rangę and periodicity of testing has been determined.

13

Czynniki warunkujące odbiór ciepła z wód zlikwidowanych kopalń na Śląsku

Solik-Heliasz E., Skrzypczak M.

Przegląd Górniczy

|

2005

|

T. 61, nr 11

64-67

PL

Wykorzystanie energii cieplnej z wód wypompowywanych z kopalń węgla kamiennego jest uzależnione od wielu czynników naturalnych i ruchowych. W pracy przedstawiono analizę tych czynników oraz szczegółowo rozpatrzono warunki pozyskania ciepła z wód kopalni Katowice na potrzeby grzewcze obiektów kompleksu rekreacyjno-sportowego "SPODEK" w Katowicach.

EN

Making use of the thermal energy pumped out from hard coal mines depends on many natural and operating factors. The analysis of these factors is presented as well as conditions of heat drawing from the waters of Katowice Colliery for heating objects of recreation and sport complex "Spodek" are considered in details.

14

Banki danych Głównego Instytutu Górnictwa o zasobach węgla, metanu oraz zjawiskach towarzyszących działalności górniczej.

Solik-Heliasz E., Kaziuk H., Chećko J., Stec K.

Przegląd Górniczy

|

2003

|

T. 59, nr 2

34-41

PL

W Zakładzie Geologii i Geofizyki Głównego Instytutu Górnictwa prowadzone są cztery banki danych: 1. o dopływach do kopalń i mineralizacji wód, 2. zasobach węgla, 3. zasobach metanu i 4. wstrząsach górniczych występujących w GZW. W artykule przedstawiono informację o strukturach tych banków oraz o charakterze i typie danych, jakie one zawierają. Istniejące bazy pozwalają na opracowywanie szerokich analiz i prognoz, ułatwiających zarządzanie działalnością górniczą.

EN

Department of Geology and Geophysics of the Main Mining Institute keep four data banks: 1. About water inflows and mineralization, 2. Coal reserves, 3. Methane resources and 4. Rock bumps occuring in GZW (Uppersilesian Coal Basin). Information about the structure of these banks as well as about the character and type of data they include is presented in the paper. Existing bases allow to work out broad analyses and forecasts making management of mining activity easier.

15

Ocena możliwości odzysku ciepła z wód pompowanych z kopalń węgla kamiennego

Solik-Heliasz E.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2002

|

nr 2

17-24

PL

Z kopalń węgla kamiennego zlokalizowanych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym wypompowuje się dziennie na powierzchnię ponad 600 tys. m3/d wody o temperaturze 13-25°C. Zasoby energii geotermalnej zawarte w tych wodach są duże, jednak dotąd nie były wykorzystywane. Możliwości odzysku energii zależą od lokalnych warunków geologicznych, górniczych i technologicznych. Moc strumienia ciepła związanego z wodami odprowadzanymi z 43 kopalń wynosi 183 MW. Po zakończeniu) procesu restrukturyzacji kopalń moc ta wzrośnie do 230 MW. Moc cieplna możliwa do odzysku z wód kopalnianych jest wystarczająca do pokrycia części potrzeb kopalń lub obiektów przykopalnianych w wybranej dziedzinie (ciepłej wody użytkowej lub ogrzewania obiektów). Opracowano analizę kosztów wytwarzania ciepła przy zastosowaniu pompy ciepła, dla czasu pracy instalacji 6000 godzin/rok i 4000 godzin/rok oraz długości przesyłu energii do odbiorcy w przedziałach odległościowych 50, 200, 500 i 1000 m. Stwierdzono, że w części kopalń istnieją ekonomicznie uzasadnione warunki do modernizacji konwencjonalnego ogrzewania węglowego systemem z wykorzystaniem pomp ciepła. Opracowano także wstępny projekt techniczny instalacji geotermalnej dla kopalni "Rozbark" i Zakładu Górniczego "Bytom II" oraz projekt koncepcyjny dla kopalni "Halemba". Instalacje będą miały moce grzewcze po 500 kW i będą służyły do całorocznego przygotowania ciepłej wody użytkowej w łaźniach górniczych. Temperatura wody wylotowej wyniesie 55°C. Instalacje pozwolą na całkowite wyeliminowanie pracy konwencjonalnej kotłowni węglowej poza sezonem grzewczym. Analizy ekonomiczne wykazały, że okres spłaty wyniesie od 2,2 do 6,5 roku, a koszt pozyskania 1 GJ energii będzie niższy, niż z kotłowni węglowej. Instalacje pozwolą na ograniczenie emisji pyłu do atmosfery o 2,2 t/rok, CO2 o 357 t/rok i CO o 3,4 t/rok.

EN

Daily more than 600 thous. m3/d of water of temperature 13-25°C are pumped to the surface from hard coal mines localised in the Upper Silesian Coal Basin. The geothermal energy resources contained in these waters are considerable, however, hitherto they have not been used. The possibilities of energy recovery depend on local geological, mining and technological conditions. The power of the heat stream connected with waters discharged from 43 rnines amounts to 183 MW. After termination of the mine restructuring process this power will increase to 230 MW. The thermal power possible to recover from mine waters is sufficient to cover a part of the needs of mines or mine objects in the selected domain (hot usable water or heating of objects). The cost analysis regarding heat generation with the use of heat pump for the time of work of the installation equal to 6000 hours/year and 4000 hours/year as well as length of energy transmission to the receiver in distance intervals 50, 200, 500 and 1000 m was elaborated. It has been ascertained that in the part of mines exist economically reasonable conditions to modernise conventional coal heating, by means of a system with heat pump use. Therefore has been also developed a preliminary technical project of a geothermal installation for the mine "Rozbark" and mine "Bytom II" as well as a conceptional project for the mine "Halemba". The installations will have heating powers equal to 500 kW each and will serve the yearly preparation of usable hot water in mine bathes. The temperature of output water will amount to 55°C. The installations will allow to eliminate entirely the work of conventional coal-fired boiler houses apart from the heating season. Economie analyses have indicated that the repayment period will be equal to 2.2 - 6.5 years, and the cost of gaining of 1 GJ of energy will be lower that in case of a coal-fired boiler house. The installation will reduce dust emissions to the atmosphere by 2.2 t/year, CO2 by 357 t/year and CO by 3.4 t/year.

16

Możliwości wykorzystania energii geotermalnej z wód kopalnianych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym

Solik-Heliasz E., Małolepszy Z.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2001

|

R. 40, nr 5

81-88

PL

Kopalnie węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym wypompowują na powierzchnię około 600 tys. m3/d wód dołowych o temperaturze powyżej 13°C. Zasoby energii cieplnej zawartej w tych wodach są duże, jednak dotąd nie były wykorzystywane. Dla właściwego szacowania ich wielkości należy uwzględniać wielkość wychłodzenia górotworu na skutek działalności górniczej i czynniki wpływające na schłodzenie wód dołowych. W artykule określono zasoby energii geotermalne] w wodach wypompowywanych z 15 wybranych kopalń węgla kamiennego i rud, głównie zlikwidowanych, przy uwzględnieniu istniejących i planowanych systemów odprowadzających wody na powierzchnię. Łączne zasoby potencjalne określono na 83 MWt. W zakładach górniczych istnieją zasoby energii geotermalnej, które pozwalają na ich gospodarcze wykorzystanie.

EN

About 600 000 cubic meters of water are daily pumped out from coal mines in USCB. The temperature of that water is always higher tha 13°C. Thermal energy resources in mine waters are large, however not utilised. For proper estimation of these resources one have to consider aspects of mining activity which causes cooling of rock surrounding the mine workings as well as mine waters. The paper presents evaluation of geothermal energy resources in waters pumped out from 15 selected coal and ore mines. Most of these mines are abandoned. The dewatering systems have been taken under consideration in the evaluation. Total resources of geothermai energy in selected mines amount to 83 MWt and they may be economically utilised.

17

Zasoby energii geotermalnej w wodach odprowadzanych z kopalń

Solik-Heliasz E.

Przegląd Górniczy

|

2001

|

T. 57, nr 6

19-23

PL

Kopalnie węgla kamiennego wypompowują na powierzchnię około 600 tys. m3/d wód dołowych o podwyższonej temperaturze, wynoszącej 13-7-250 °C. Zasoby energii związane z nimi są ogromne, jednak dotąd nie były one wykorzystywane gospodarczo. Określono zasoby energii geotermalnej w 15 kopalniach węgla kamiennego i rud, głównie zlikwidowanych. W obliczeniach uwzględniono ciepło wód dołowych stwierdzone w istniejących systemach odwodnieniowych oraz planowane zmiany wynikające z przekierunkowania wód między zakładami, dokonywane w ramach restrukturyzacji górnictwa. Zasoby wydobywalne energii w niektórych kopalniach pozwalają na ich gospodarcze wykorzystanie.

EN

Hard coal mines pump out to the surface about 600 thousand m3/day of mine waters with increased temperature amounting to 13 -r 25 °C. Energy resources connected with them are huge but so far hey have not been economicaly used. Geothermic energy resources have been estimated at 15 collieries and ore mines - mainly liquidsted ones. Heat of mine waters found out in the existing drainage systems as well as planned changes resulting from redirection of waters between plants, carried out within mining restructuring, have been taken into consideration in the calculation in the calculation. Recoverable energy resources at some mine allow their economic use.

18

Ładunki soli, które odprowadzone będą do rzek z kopalń po ich restrukturyzacji

Solik-Heliasz E.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 246

499-505

PL

Kopalnie węgla kamiennego odprowadzają do rzek duże ilości wód powierzchniowych pochodzących z odwodnienia wyrobisk górniczych. W wodach tych występują znaczne ilości chlorków i siarczanów, które wpływają niekorzystnie na środowisko rzek i obniżają jakość wód przeznaczonych do celów pitnych. Przedstawiono prognozy obciążenia Wisły i Odry ładunkami tych janów do 2010 roku. Uwzględniono w nich zmiany wynikające z planowanej restrukturyzacji kopalń, to jest częściowej ich likwidacji, ograniczenia wydobycia węgla oraz wdrożenia inwestycji mających na celu ograniczenie zrzutów słonych wód do rzek.

EN

The coal mines are discharging to the rivers a large amount of saline waters inflowing to mine excavations. These waters are of high chlorides and sulfates content what is disadvantagerous for natural environment and the quality of water intended for drinking purpose. The forecast of the jons loads in Wisła and Odra rivers has been presented up to year 2010. there has been regarded the changes subsequent to mine reorganization, partly liquidation, reduction of coal output and improving of the new investments to reduce the salty water inflows to the rivers.