Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Optymalizacja warunków pracy dubletu geotermalnego w rejonie Kalisza przy zastosowaniu modelowania numerycznego

Wachowicz-Pyzik A., Sowiżdżał A., Pająk L.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2018

|

R. 57, nr 2

121--133

PL

W ramach niniejszego artykułu, przy wykorzystaniu symulatora TOUGH2, podjęto próbę optymalizacji warunków pracy dubletu geotermalnego dla potencjalnej instalacji geotermalnej zlokalizowanej w rejonie Kalisza. Założono, że rozwiązaniem optymalnym będzie najmniejsza odległość między otworami gwarantująca bezpieczną, długoterminową jego pracę. Miarą bezpieczeństwa pracy systemu był brak obserwacji zjawiska tzw. przebicia frontu chłodnego, które polega na spadku temperatury w otworze produkcyjnym spowodowanym dopływem chłodniejszej wody, zatłaczanej otworem chłonnym. Poziom zbiornikowy w analizowanym rejonie budują piaszczyste utwory dolnej kredy i dolnej jury charakteryzujące się bardzo dobrymi parametrami geotermalnymi. Modelowanie przeprowadzono przy założeniu wykorzystania istniejącego odwiertu Zakrzyn IG-1 jako otwór produkcyjny dla potencjalnej instalacji dubletu geotermalnego ujmującego wody podziemne jury dolnej. Analizie poddano różne odległości, od 500 do 3000 m, pomiędzy otworem produkcyjnym i chłonnym. W celu określenia minimalnego dystansu pomiędzy otworami dla każdej odległości testowano te same przedziały wydajności w zakresie od 50 do 150 m3/h. W każdym analizowanym przypadku weryfikacji podlegały wyniki wartości ciśnienia i temperatury w strefie głowicy otworu produkcyjnego i zatłaczającego. Na podstawie otrzymanych wyników możliwy był dobór optymalnej odległości, dla której przyjęty zakres wydajności zapewnił brak wpływu otworu chłonnego na temperaturę medium złożowego w założonym horyzoncie czasowym.

EN

The optimization of working conditions for a potential geothermal doublet located in the area of Kalisz was made using the TOUGH2 simulator. It was assumed that the smallest distance between boreholes in a geothermal doublet would be an optimal solution and guarantees the safe and long-term operation of the doublet. The measure of the system’s safety was lack of phenomenon so-called breakthrough of the cold front observed in simulation results, which consists of a temperature drop in the production borehole caused by the inflow of cooler water, injected by the injection borehole. The level of the reservoir in the analyzed area is built of the lower Cretaceous and lower Jurassic deposits, which are characterized by very good geothermal parameters. The simulations were carried out assuming the use of the existing Zakrzyn IG-1 borehole, as a production well for the potential geothermal doublet, which capture the underground waters of the lower Jurassic aquifer. Different distances from 500 to 3000 m between the production and injection boreholes, were analyzed. In order to determine the minimum distance between boreholes for each distance, the same ranges of the yield from 50 to 150 m3/h, were tested. In each analyzed case, the results of the pressure and temperature values on the head of the production and injection boreholes, were verified. Based on the obtained results, it was possible to select the optimal distance for which the assumed efficiency range ensured that the injection borehole did not influence the temperature of the aquifer in the assumed time horizon.

3

Wody termalne w rejonie Jędrzejowa : zasoby energetyczne i możliwości wykorzystania

Wielgus K., Barbacki A., Pająk L.

Przegląd Geologiczny

|

2018

|

Vol. 66, nr 2

118--126

EN

The present study examined the possibility of using geothermal energy in the area of Jędrzejów. Determination of the potential of thermal resources in this area was possible due to deep boreholes drilled in previous years. The analysis concerned the assessment of the geological setting, depth of aquifers, water temperature and mineralization, discharge rates of wells, reservoir parameters, and the value of geothermal resources. Promising zones for acquiring geothermal energy are the central (Cenomanian and Upper Jurassic aquifers) and north-eastern parts (Trias- sic aquifer) of the area. Taking into account discharge rates of wells and water temperature, the geothermal resources of the region are promising mainly in the context of their use in recreation and/or balneotherapy. There is a certain possibility of developing the resources for heating purposes, but generally this option would require using of heat pump systems. Based on the calculated value of the energetic potential of the aquifers, the Cenomanian aquifer has been selected as the most interesting. For this aquifer, a simple scheme of geothermal pool installation was proposed.

4

Porównanie cen zakupu ciepła pochodzącego z geotermii i konwencjonalnych nośników energii w latach 2007-2018

Pająk L., Bujakowski W.

Instal

|

2018

|

nr 12

7--10

PL

W artykule dokonano oceny jednostkowych kosztów zakupu ciepła dla odbiorcy końcowego. Wykorzystano aktualne na wrzesień 2018, zatwierdzone przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki taryfy rozliczeniowe dla wszystkich ciepłowni wykorzystujących energię geotermalną. Cena jednostkowa ciepła uwzględnia wszystkie koszty ujęte w taryfie, tj. koszty: wytwarzania, przesyłu i dystrybucji. Ceny ciepła dla instalacji geotermalnych porównano z cenami ciepła pochodzącego z konwencjonalnych nośników energii (węgiel kamienny, sieciowy gaz ziemny i olej opałowy - dla wybranych przedsiębiorstw). Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzić można, że cena ciepła pochodzącego z instalacji geotermalnych i obowiązująca odbiorcę końcowego zawiera się w przedziale cen charakteryzujących konwencjonalne nośniki energii. Jest ona uzależniona od warunków geotermalnych. Tam gdzie temperatura płynów geotermalnych pozwala na wykorzystanie ciepła bez zastosowania ciepła, jego cena zawiera się w przedziale typowym dla ciepła pochodzącego ze spalania węgla kamiennego. Tam gdzie konieczne jest stosowanie pomp ciepła, cena ciepła zawiera się w przedziale typowym dla ciepła pochodzącego ze spalania gazu ziemnego i oleju opałowego. Zmiany cen ciepła w analizowanym przedziale czasu (lata 2007-2018) nie są znaczące w przypadku: geotermii, węgla i sieciowego gazu ziemnego. Znaczącym zmianom w czasie podlega cena ciepła pochodzącego ze spalania oleju opałowego. W nadchodzącym czasie spodziewać się można wzrostu cen ciepła pochodzącego z instalacji na węgiel kamienny. Wiązać się to będzie z wprowadzeniem opłat za emisję CO2.

EN

The paper assessed the unitary purchase price of heat for space heating and hot tap water preparation valid for the end user. The billing tariffs for all Polish geothermal heating plants approved by the President of the Energy Regulatory Office (URE) were used. The analyses are based on billing tariffs up to date on the September 2018. The unitary energy price includes all costs covered by tariffs, i.e. costs of: generation, transmission and distribution of heat. Geothermal heat prices were compared with conventional energy carriers (hard coal, natural gas and fuel oil - for selected heat suppliers). Based on the analyses it might be notice that the price of geothermal heat covers the range of prices typical for the conventional energy carriers. The price strictly depends on geothermal conditions (represented by temperature). In cases where the temperature of geothermal fluids allows the use of energy without heat pumps, the price of energy is in the range typical for energy received from hard coal. Where it is necessary to use heat pumps, the price of energy is in the range typical for the natural gas and the heating oil. Changes in energy prices in the analysed period of time (years 2007-2018) are not significant in the case of: geothermal, coal and natural gas. The price of energy from heating oil is subject to significant changes over time. In the upcoming time, an increase in energy prices originated from hard coal might be expected. This will involve because of fees for CO2 emission.

5

Analiza warunków hydrogeologicznych wspomagana modelem matematycznym jako podstawowy etap realizacji projektów inwestycyjnych w geotermii

Tomaszewska B., Dendys M., Pająk L.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2018

|

nr 471, Hydrogeologia, z. 15

179--183

PL

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.

6

Wielowariantowa analiza geotermalnego systemu ciepłowniczego w Konstantynowie Łódzkim

Pająk L., Barbacki A. P., Dendys M., Jankowski S.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 2

85--104

PL

W artykule przedstawiono informacje geologiczne i hydrogeologiczne o poziomach wód geotermalnych w rejonie miasta Konstantynów Łódzki, w aspekcie wykorzystania ich dla celów ciepłowniczych. Jako najbardziej przydatny do tych celów wytypowano zbiornik jury dolnej. Opracowany wielowariantowy model źródła energii zawierał następujące elementy: bezpośredni wymiennik ciepła geotermalnego, pompy ciepła absorpcyjne albo sprężarkowe (alternatywnie) oraz przyłącze do istniejącej sieci ciepłowniczej. Najlepszym wariantem energetycznym był wariant zakładający włączenie do systemu części odbiorców systemu ciepłowniczego miasta Łodzi. W aspekcie ekonomicznym najlepszy okazał się wariant zakładający wykorzystanie energii geotermalnej przy wspomaganiu pomp ciepła przez Konstantynów Łódzki i przejęcie części odbiorców zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej poza sezonem grzewczym. Wszystkie analizowane warianty wykorzystania energii geotermalnej dla Konstantynowa Łódzkiego zakładające wykorzystanie energii geotermalnej uzyskały pozytywny efekt ekologiczny w postaci redukcji emisji zanieczyszczeń.

EN

The article presents geological and hydrogeological information on geothermal waters in the area of the city of Konstantynów Łódzki, in terms of their use for heating purposes. The Lower Jurassic aquifer was selected for this purpose. The developed multi-variant power source model included the following: a direct geothermal heat exchanger, an absorption or compressor heat pump (alternatively) and a connection to an existing district heating network. The best was the option of incorporating into the system some of the recipients of the heating system of the city of Lodz into the system. In the economic aspect, the best option was the use of geothermal energy supported by heat pumps – by Konstantynów Łódzki and the takeover of part of the customers supplied from the district heating network outside the heating season. All the analyzed variants of geothermal energy used for Konstantynów Łódzki assuming the use of geothermal energy have gained a positive ecological effect in the form of the reduction of pollutant emissions.

7

Koncepcja zagospodarowania energii geoter malnej na terenie Sochaczewa

Pająk L., Barbacki A. P., Bielec M.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 2

53--68

PL

W artykule przedstawiono informacje geologiczne i hydrogeologiczne o poziomach wód geotermalnych w rejonie miasta Sochaczew w aspekcie wykorzystania ich dla celów ciepłowniczych (sieć ciepłownicza + park wodny). Jako najbardziej przydatny do tych celów wytypowano zbiornik kredy dolnej. Opracowany model źródła energii zawierał następujące elementy: bezpośredni wymiennik ciepła geotermalnego, pompy ciepła absorpcyjne albo sprężarkowe (alternatywnie) oraz kotły wspomagania szczytowego na wysokometanowy sieciowy gaz ziemny. Stwierdzono, że poniesione nakłady inwestycyjne na uruchomienie źródła energii i niska temperatura wody geotermalnej nie powodują redukcji ceny zakupu energii przez odbiorcę finalnego, w porównaniu do sieciowego gazu ziemnego. Wszystkie warianty zakładające wykorzystanie energii geotermalnej charakteryzują się pozytywnym efektem lokalnego ograniczenia emisji.

EN

The article presents geological and hydrogeological information on geothermal waters in the area of Sochaczew, in terms of their use for heating purposes (heating network + water park). The Lower Cretaceous aquifer was the most suitable for this purpose. The developed model of the energy source contained the following elements: direct geothermal heat exchanger, absorption or compressor heat pumps (alternatively) and peak boilers for high methane natural gas. It was found that the incurred capital expenditures for the activation of the source of energy and the low temperature of the geothermal water did not result in a reduction in the final price compared to net natural gas. All variants of geothermal energy use are characterized by positive local emissions reductions.

8

Geothermal utilization potential in Poland – the town of Poddębice. Part 2 : selected energetic aspects of current and future geothermal district heating in Poddębice

Kępińska B., Pająk L., Bujakowski W., Kasztelewicz A., Hajto M., Sowiżdżał A., Papiernik B., Petursson B., Tulinius H., Thorgilsson G., Einarsson O. P., Karska A., Peraj A.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 1

23--38

EN

The paper presents main energetic aspects of current geothermal district heating system in Poddębice, Poland, and its planned development in an optimal way from an energy and economic points of views (reservoir and production aspects are presented in Part 1). These topics, as part of pre-feasibility study, were elaborated in the framework of the EEA Project “Geothermal utilization potential in Poland – the town of Poddębice”. That town has both prospective resources and ambitious plans of further geothermal uses’ deployment for space heating and for wide range of other applications. They will contribute to low-emission heating, improvement the leaving conditions and modern local economy. Poddębice create a good study case for other localities in Poland which have geothermal resources. The paper gives in insight into the analyses, outcomes and recommendations that resulted from common works on Icelandic and Polish partners involved in the Project. Reservoir and production aspects are presented in Part 1 of this paper. The material presented in Part 2 is the result of the original work of the authors and includes only one citation of the literature. Most literary references were cited in part 1 accordingly.

PL

Artykuł przedstawia zagadnienia energetyczne dotyczące pracującego obecnie geotermalnego systemu ciepłowniczego w Poddębicach, jak i jego planowanego rozwoju z uwzględnieniem optymalnych sposobów funkcjonowania pod względem energetycznym i ekonomicznym (aspekty złożowe i eksploatacyjne są natomiast podane w części 1 artykułu). Tematy zostały opracowane jako część wstępnego studium możliwości w ramach Projektu EOG „Potencjał dla rozwoju wykorzystania energii geotermalnej w Polsce – miasto Poddębice”. Wymienione miasto posiada zarówno perspektywiczne zasoby, jak i znaczące plany rozwoju wykorzystania energii geotermalnej w ciepłownictwie i w szerokim zakresie innych zastosowań. Przyczynia się one do niskoemisyjnego ciepłownictwa, poprawy warunków życia oraz do nowoczesnej lokalnej działalności gospodarczej. Poddębice są dobrym przykładem dla innych miejscowości w Polsce, które posiadają zasoby geotermalne. Artykuł przedstawia wybrane analizy, ich wyniki oraz rekomendacje, które są rezultatem wspólnych prac zaangażowanych w Projekt partnerów z Islandii i Polski.

9

Geothermal utilization potential in Poland – the town of Poddębice. Part 1: selected reservoir and exploitation aspects of current and further geothermal district heating and other uses’ development in Poddębice

Kępińska B., Pająk L., Bujakowski W., Kasztelewicz A., Hajto M., Sowiżdżał A., Papiernik B., Petursson B., Tulinius H., Thorgilsson G., Einarsson O. P., Karska A., Peraj A.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 1

3--21

EN

The paper presents main reservoir parameters, and selected aspects of stable geothermal water production for the needs of current and future district heating and other uses in Poddębice, Poland. These topics, as a part of pre-feasibility study, were elaborated in the framework of the EEA Project “Geothermal utilization potential in Poland – the town of Poddębice”. That town has both prospective resources and ambitious plans of further geothermal uses’ deployment for space heating and for wide range of other applications. They will contribute to low-emission heating, improvement the leaving conditions and modern local economy. Poddębice create a good study case for other localities in Poland that have geothermal resources. The paper gives in insight into the analyses, outcomes and recommendations that resulted from common works on Icelandic and Polish partners involved in the Project. Energetic aspects are presented in Part 2. of this paper, which is a continuation of the material presented here.

PL

Artykuł przedstawia główne parametry złożowe i wybrane zagadnienia związane ze stabilnym wydobywaniem wody geotermalnej dla potrzeb systemu ciepłowniczego w Poddębicach – obecnie pracującego i rozbudowanego (jak jest planowane). Prezentowany materiał został opracowany jako część wstępnego studium możliwości w ramach Projektu EOG „Potencjał dla rozwoju wykorzystania energii geotermalnej w Polsce – Poddębice”. Wymienione miasto posiada zarówno perspektywiczne zasoby, jak i znaczące plany rozwoju wykorzystania energii geotermalnej w ciepłownictwie i w szerokim zakresie innych zastosowań. Wykorzystanie zasobów geotermalnych przyczynia się do rozwoju niskoemisyjnego ciepłownictwa, poprawy warunków życia oraz do rozwoju nowoczesnej lokalnej działalności gospodarczej. Poddębice są dobrym przykładem dla innych miejscowości w Polsce, które posiadają zasoby geotermalne. Artykuł przedstawia wybrane analizy, wyniki oraz rekomendacje, które są efektem wspólnych prac zaangażowanych w projekt partnerów z Islandii i Polski. Aspekty energetyczne przedstawiono w części 2. artykułu, która jest kontynuacją prezentowanego tutaj materiału.

10

Analiza i propozycja zastosowania pomp ciepła w geotermalnym systemie c.o. w Poddębicach

Pająk L., Skrzypczak R., Kępińska B.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 2

33--52

PL

Artykuł informuje o zasobach geotermalnych dostępnych w rejonie Poddębic w odniesieniu do dolno-kredowego poziomu wodonośnego. Scharakteryzowano infrastrukturę i moc systemu ciepłowniczego wykorzystującego tamże ciepło jego wód. Scharakteryzowano także potencjalnych nowych odbiorców ciepła z tego systemu. Przedstawiono model źródła energii dla obecnych i przyszłych odbiorców ciepła oraz przeanalizowano różne warianty jego pracy, w tym szczytowe zastosowanie pomp ciepła. Dla kolejnych wariantów oceniono efekty: energetyczny, ekonomiczny i ekologiczny. W odniesieniu do pracy systemu z uwzględnieniem nowych odbiorców ciepła wskazano na zasadność skorzystania wówczas z pomp ciepła, lecz jako efektywniejsze rozwiązanie zarekomendowano politykę obniżania wymaganej temperatury zasilania instalacji grzewczej u odbiorców i obniżania temperatury powrotu wody.

EN

The article informs about the geothermal resources available in the Poddębice region in relation to the Lower Cretaceous aquifer. It characterizes the infrastructure and power of the heating system utilizing the heat of its water. This is also characterized by potential new heat recipients from this system. A model of the source of energy for current and future heat consumers was presented, and various variants of its operation were analyzed, including the peak use of heat pumps. For further variants, the following effects were evaluated: energetic, economic and ecological. With respect to the operation of the system with regard to new heat consumers it was pointed out that the use of heat pumps was a good idea, but as a more effective solution, the policy of reducing the required flow temperature of the heating system the part of the customer and lowering the return temperature was recommended.

11

Analiza energetyczno-ekonomiczna wykorzystania wody i energii geotermalnej w Lądku-Zdroju

Pająk L., Bujakowski W., Tomaszewska B., Hołojuch G.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 2

147--162

PL

Lądek-Zdrój to historyczne i uzdrowiskowe miasto. Zanieczyszczenie atmosfery związane z niską emisją pochodzącą z istniejących źródeł energii wymaga działań zapobiegawczych. Jednym ze sposobów poprawy tego stanu jest wykorzystanie istniejących tu zasobów energii odnawialnej skumulowanej w wodach termalnych. W artykule przedstawiono wariantową analizę możliwości wykorzystania tego odnawialnego źródła energii w istniejących instalacjach grzewczych miasta. Analiza umożliwiła ocenę energetyczną, ekonomiczną i ekologiczną poszczególnych rozwiązań.

EN

Lądek-Zdrój is a historic and spa town. Atmospheric pollution associated with low emissions from the existing energy sources requires preventive action. One way to improve this is to use renewable energy resources accumulated in thermal waters. The paper presents a variant analysis of the potential use of this renewable energy source in existing urban heating systems. The analysis allowed for energy, economic and ecological assessments of the individual solutions.

12

Assessment of Possibilities of Electricity Production in Flash Geothermal System in Poland

Barbacki A., Pająk L.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2017

|

Vol. 11, no. 3

17--29

PL

Przedstawiono metodykę oceny dostępnej mocy jednostkowej (odniesionej do strumienia płynu geotermalnego) siłowni geotermalnej wykorzystującej obieg z separacją pary (ang. flash system). Analizy prowadzono, uwzględniając temperaturę kondensacji pary wychodzącej z turbiny przy różnej temperaturze złożowej. Zaproponowano metodykę optymalizacji ciśnienia separacji pary przy założeniu, że ekspansja pary w turbinie zachodzi izentropowo. Uwzględniając te założenia, opracowano analityczną zależność umożliwiającą ocenę optymalnej temperatury (której odpowiada optymalne ciśnienie), dla której powinien być prowadzony proces separacji pary i cieczy. Optymalizację prowadzono z zamiarem osiągnięcia maksymalnej mocy elektrycznej dostępnej dla określonego strumienia płynu geotermalnego. Prezentowane w artykule rozważania zostały zainicjowane badaniami dotyczącymi możliwości wykorzystania systemów ciepła gorących suchych skał HDR (ang. Hot Dry Rock) i geotermalnych systemów wspomaganych EGS (ang. Enhanced Geothermal System) do produkcji energii elektrycznej w polskich warunkach geotermalnych. W centralnej Polsce w utworach triasu dolnego przewiduje się możliwość eksploatacji płynów geotermalnych o temperaturze ponad 130°C. Jednak z uwagi na niewielką osiąganą moc elektryczną, w połączeniu z wysokimi przewidywanymi nakładami inwestycyjnymi (wspominane zasoby energii geotermalnej zalegają na głębokościach większych niż 4000 m), wykorzystanie tych systemów raczej nie będzie opłacalne. Zasoby te mogą zostać jednak efektywnie zagospodarowane do wytwarzania energii elektrycznej w siłowniach binarnych.

EN

An analytical method is described that expresses the specific power of a flash geothermal power plant with flash temperature regarded as a variable. The analysis was carried out for a condensation temperature for fluid exiting a theoretical turbine and for a given geothermal reservoir temperature. The method is a linear approximation of the established method for optimizing separator pressure. This linear approximation makes it possible to obtain an analytical expression for the optimum fl ash temperature (fixing the separation pressure) at which the maximal specific power is obtained. A discussion arose in Poland during extensive research related to the application of binary systems, HDR (Hot Dry Rock), and EGS (Enhanced Geothermal System) technologies for the production of electricity. This concerned the hypothetical possibility of using geothermal flash systems for this purpose. Therefore, the above procedure was applied to Polish geothermal conditions to assess the theoretical possibilities of operating such systems at the reservoir temperatures anticipated in Poland. In the lower Triassic formations in central Poland, there are geothermal resources with temperatures hovering above 130°C. However, low net power values were estimated following the application of the procedure; when combined with the large investment costs involved (the high-temperature resources lie at a depth more than 4000 m), this is not condusive for the efficient application of such systems. On the other hand, the possible application of binary systems to electricity production in that area is realistic and justified.

13

Some factors determining the geothermal energy uses’ development in the Central and Eastern European countries in coming years

Pająk L., Kępińska B., Kasztelewicz A., Bujakowski W., Tomaszewska B., Hołojuch G.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

337--357

EN

The paper presents the results of research on socio-economic aspects of the current state and prospects of wider geothermal resource development in the group of countries in Central and Eastern Europe (including Poland).The research was done by the team from the Mineral and Energy Economy Research Institute, PAS, Division of Renewable Energy Sources (in cooperation with partners from six countries)within the framework of the Project “Geothermal communities – demonstrating the cascaded use of geothermal energy for district heating with small scale RES integration and retrofitting measures”, GEOCOM). The project was part of the 7th Framework Programme and conducted in 2010–2015. The studies, with application of some foresight approach, allowed researchers to obtain the orientation of the types and groups of factors likely to influence the development of geothermal energy uses in theupcoming 10–20 years, as well as the actions that should betaken to create favorable development conditions for this energy sector.

PL

Artykuł przedstawia wybrane wyniki badań dotyczących aspektów socjologiczno-ekonomicznych obecnego stanu i perspektyw szerszego rozwoju wykorzystania zasobów geotermalnych w krajach Europy Środkowo-Wschodniej (także m.in. w Polsce). Badania wykonał zespół z Pracowni Odnawialnych Źródeł Energii IGSMiE PAN (przy współudziale partnerów z sześciu krajów) w ramach projektu unijnego pt. „Społeczności geotermalne – demonstracja kaskadowego wykorzystania energii geotermalnej w ciepłownictwie w integracji na małą skalę z innymi OZE wraz z modernizacją i opomiarowaniem” (GEOCOM). Projekt należał do 7 Programu ramowego UE, był realizowany w latach 2010–2015. Badania, w których posłużono się elementami podejścia typu foresight, pozwoliły na uzyskanie orientacji co do rodzaju i grup czynników, które prawdopodobnie będą miały wpływ na rozwój wykorzystania geotermii w perspektywie nadchodzących 10–20 lat, a także działań i środków, jakie powinny być podjęte dla kreowania sprzyjających warunków dla tego sektora energii.

14

Analiza zmian cen energii cieplnej pochodzącej z instalacji geotermalnych i wybranych źródeł konwencjonalnych na podstawie taryf rozliczeniowych w latach 2007–2016

Bujakowski W., Pająk L.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2016

|

R. 55, nr 1

37--51

PL

W pracy zaprezentowano przegląd działających w Polsce instalacji wykorzystujących energię geotermalną. Dotychczasowe dane publikowane w literaturze uzupełniono o nowe instalacje. Całkowitą moc cieplną zainstalowaną w geotermii w skali kraju oszacowano na 390 MW, a produkcję roczną energii na 3,37 PJ (z czego większość, zarówno mocy zainstalowanej jak i produkowanej energii, przypada na pompy ciepła). W dalszej części artykułu, na podstawie obowiązujących taryf rozliczeniowych, oszacowano cenę całkowitą energii cieplnej pochodzącej z instalacji geotermalnych przy uwzględnieniu wszystkich kosztów stałych i zmiennych związanych z wytwarzaniem i dystrybucją energii. Ceny te porównano z cenami energii pochodzącej z nośników konwencjonalnych. Zakres zmienności ceny całkowitej energii dla odbiorcy końcowego, a pochodzącej z konwencjonalnych nośników energii, oszacowano na poziom od 42 do 93 zł/GJ. Tak samo określona cena dla energii pochodzącej ze źródeł geotermalnych wynosiła od 47 do 87 zł/GJ. Energia geotermalna – wbrew powszechnym osądom – nie jest droższa od konwencjonalnych nośników energii. Artykuł stanowi kontynuację cyklicznie prowadzonych przez autorów od roku 2007 analiz porównujących cenę energii z geotermii i konwencjonalnych nośników. W omawianym przedziale czasu relacja cen energii geotermalnej do cen energii ze źródeł konwencjonalnych nie ulega znaczącym zmianom.

EN

The paper presents an overview of systems based on geothermal energy operating in Poland. The existing data published in the literature has been supplemented with new data. The total thermal power installed in the geothermal energy in the country is estimated at 390 MW and an annual production of energy 3.37 PJ (installed capacity and energy produced are generally connected to heat pump systems). The second part of the paper, based on the applicable tariffs settlement, estimates the total price of thermal energy for final user derived from geothermal installations taking all fixed and variable costs associated with the production and distribution of energy into account. These prices were compared with prices of energy from conventional energy carriers. The range of the total energy prices derived from conventional energy was estimated as from 42 to 93 PLN/GJ (1 PLN = 0.26 USD or 0.23 EUR). The range of price for energy based on geothermal equals from 47 to 87 PLN/GJ. It might be said that geothermal energy it is not more expensive than energy based on conventional energy sources. The article is a continuation of the cycle conducted by the authors from 2007. Analysis is comparing the price of energy from geothermal and conventional energy carriers. During this time period the ratio of the price of geothermal energy versus conventional energy sources are not significantly affected.

15

Recommendations for the regulatory framework facilitating the geothermal district heating development in Europe

Kępińska B., Tomaszewska B., Kasztelewicz A., Pająk L.

Polityka Energetyczna

|

2016

|

T. 19, z. 2

109--118

EN

The article presents the recommendations of regulatory framework, the introduction of which would significantly facilitate the wider geothermal energy uses in district heating systems in European countries (including Poland). This is all the more urgent that the geothermal resources suitable for such applications on a much larger scale than now have many countries in our continent. Removing legal barriers and simplification of procedures to a large extent should encourage operators, investors, policy makers and other stakeholders interested in this field of ecological energy. The recommendations have been developed within the framework of the EU project „Promote geothermal district heating in Europe” GeoDH) conducted in 2012–2014 (http://www.geodh.eu). The project concerned fourteen countries and gathered the teams from ten countries, including Poland (Division of Renewable Energy Sources MEERI PAS). The proposed legal solutions were consulted and endorsed by many representatives of local authorities and other stakeholders from several countries.

PL

Artykuł przedstawia rekomendacje ramowych przepisów prawnych, których wprowadzenie w znacznym stopniu ułatwiłoby szerszy rozwój wykorzystania energii geotermalnej w sieciach c.o. w krajach europejskich (także w Polsce). Jest to pilna kwestia tym bardziej, że zasoby geotermalne nadające się do takiego zagospodarowania na znacznie większą niż dotychczas skalę posiada wiele państw naszego kontynentu. Usuwanie barier prawnych i uproszczenie procedur w znacznym stopniu powinno sprzyjać operatorom, inwestorom, decydentom i innym zainteresowanym tą dziedziną ekologicznej energetyki. Rekomendacje zostały opracowane w ramach Projektu unijnego „Promowanie geotermalnego ciepłownictwa sieciowego w Europie” (GeoDH) zrealizowanego w latach 2012–2014 (http://www.geodh.eu). Projekt dotyczył czternastu krajów, uczestniczyły w nich zespoły z dziesięciu państw, w tym z Polski (z Pracowni Odnawialnych Źródeł Energii IGSMiE PAN). Proponowane rozwiązania prawne były przedmiotem konsultacji i uzyskały poparcie wielu przedstawicieli władz lokalnych i innych podmiotów z kilkunastu krajów.

16

Wykorzystanie modelowania numerycznego do określenia wpływu konfiguracji otworów na parametry eksploatacyjne dla dubletu geotermalnego w rejonie Choszczna

Wachowicz–Pyzik A., Sowiżdżał A., Pająk L.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 4

553--564

PL

Modelowanie numeryczne umożliwia ograniczenie ryzyka związanego z wyborem lokalizacji otworów wiertniczych, a także optymalizację eksploatacji ujęcia, zapewniając mu długoletnią pracę przy jego optymalnych parametrach. Odpowiedni dobór oprogramowania, a także adekwatna metodyka wykorzystywana przy tworzeniu modeli numerycznych, w zależności od dostępnych danych, w znaczny sposób wpływa na jakość uzyskanych wyników. W niniejszym artykule rozważono wpływ odległości otworów wiertniczych wchodzących w skład dubletu geotermalnego oraz dobór optymalnego wydatku eksploatacyjnego przy użyciu kodu TOUGH2, wykorzystującego do obliczeń metodę różnic skończonych. Za obszar modelowy przyjęto rejon położony w strefie między niecką szczecińską a monokliną przedsudecką, w której zlokalizowany jest istniejący otwór wiertniczy Choszczno IG-1. Praca podzielona została na dwa etapy. W pierwszym etapie rozpatrywane były zmiany odległości otworu produkcyjnego i zatłaczającego oraz ich wpływ na prace dubletu. W drugim etapie analizie poddano wpływ wydatku ujęcia. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano optymalną lokalizację otworu zatłaczającego oraz chłonnego oraz wielkość wydatku.

EN

The numerical modeling enables us to reduce the risk related to the selection of best localization of wells. Moreover, at the stage of production, modeling is a suitable tool for optimization of well operational parameters, which guarantees the long life of doublets. The thorough selection of software together with relevant methodology applied to generation of numerical models significantly improve the quality of obtained results. In the following paper, we analyzed the influence of distance between the production and the injection wells on variability in time of operational parameters. The influence of yield was also examined with the TOUGH2 code, which applies the finite-difference method. The study area is located between the Szczecin Trough and the Fore-sudetic Monocline, where the Choszczno IG-1 well has been completed.

17

Porównanie efektów energetycznych, ekonomicznych i ekologicznych wykorzystania pompy ciepła typu woda/woda i solanka/woda do ogrzewania domu jednorodzinnego

Pająk L., Tomaszewska B.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2016

|

T. 47, nr 4

152--157

PL

Najbardziej rozpowszechnionymi pompami ciepła, wykorzystywanymi do celów grzewczych w gospodarce komunalnej, są pompy sprężarkowe. Napędzane są one najczęściej sieciową energią elektryczną. Źródłem niskotemperaturowego ciepła są ogólnie dostępne źródła: powietrze atmosferyczne, grunt lub wody gruntowe oraz ścieki. W artykule przeanalizowano energetyczne i ekologiczne skutki wynikające z alternatywnego wykorzystania: 1) wód gruntowych bądź 2) przypowierzchniowych warstw gruntu jako dolnego źródła instalacji pompy ciepła. Odniesiono się również do efektów ekonomicznych. Ocena skutków energetycznych i ekologicznych prowadzona jest w warunkach, w których napędowa energia elektryczna wytwarzana jest z konwencjonalnych, kopalnych paliw nieodnawialnych, tj. węgla kamiennego. Założono, ze odbiorcą ciepła będzie dom jednorodzinny o powierzchni 150 m2, zlokalizowany w południowej części Polski. Ustalono, że w rozpatrywanych uwarunkowaniach wykorzystanie wód gruntowych jako źródła niskotemperaturowego ciepła może przynieść lepsze efekty. Całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną zasilającą pompę ciepła oraz pompy obiegowe źródła dolnego jest o ok. 12% niższe w przypadku wykorzystania wód gruntowych (wa-riant 1) niż w przypadku poziomego gruntowego wymiennika ciepła (wariant 2). To mniejsze zapotrzebowanie na energię przekłada się na niższy jednostkowy koszt netto wytwarzania ciepła, który szacowany jest odpowiednio na 37 zł/GJ (wariant 1) i 42 zł/GJ (wariant 2). Celem niniejszych analiz było zwrócenie uwagi na pozytywne aspekty wykorzystania wód grun-towych jako dolnego źródła ciepła w instalacji pomp ciepła. Ogólnie w instalacjach pomp ciepła daje się zauważyć tendencja odchodzenia od wykorzystania wód i promowanie wykorzystania ciepła akumulowanego w gruncie. Rozwiązanie takie jest prostsze pod względem technicznym i prawnym. Niestety, jak wynika z obliczeń, jest ono mniej korzystne pod względem energetycznym, ekologicznym i ekonomicznym.

EN

The heat pumps most commonly used for municipal heating applications are compressor heat pumps. They are mostly driven by electricity from the grid. Low-temperature energy sources are freely available in the environment: these include atmospheric air, ground or groundwater and wastewater. This study analyses in quantitative terms the energy and environ-mental impacts arising from the use of: 1) groundwater or 2) near-surface soil layers as the lower heat source for the heat pump installation. The assessment of energy and environmental impacts has been conducted with the assumption that the electricity driving the pump is produced from conventional, non-renewable fossil fuel, i.e. coal. It has been assumed that the energy is consumed in a detached house with an area of 150 m2 situated in the south of Poland. It has been determined that under the conditions assumed, the use of groundwater as a source of low-temperature energy may result in better performance. The total demand for electricity to drive the heat pump and to pump water as the lower heat source is ca. 12% lower than the energy required for driving the pump when a horizontal ground heat exchanger is used. This lower energy demand translates into the unit heat production cost, which is estimated at approx. 37 PLN/GJ in variant ] and 42 PLN/GJ in variant 2 (~4.2 PLN = 1 €). The purpose of the calculations conducted was to draw attention to the positive aspects of using groundwater as the lower heat source for heat pump installations. Generally, the trend with heat pump installations appears to be to move away from the use of water and towards promoting the use of the heat accumulated in the ground. This solution is less problematic from the technical and legal points of view. Unfortunately, as shown by calculation results, it is not more effective in energy, environmental and economic terms.

18

A structural-thermal model of the Karkonosze Pluton (Sudetes Mountains, SW Poland) for Hot Dry Rock (HDR) geothermal use

Bujakowski W., Barbacki A., Miecznik M., Pająk L., Skrzypczak R.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 4

917--935

EN

The main objective of this study was to develop a spatial temperature distribution of the Karkonosze Pluton to indicate optimum locations for HDR systems at drillable depth. HDR geothermal technology makes it possible to extract heat from the Earth in areas where no hydro-geothermal resources are present. To produce electricity in a binary cycle, system temperatures of > 100°C are usually required. In this paper, the authors have analysed the potential opportunities for applying HDR technology in the area of the Karkonosze Pluton, which is regarded as an optimum location for the application of the HDR concept (due to the potential for stimulation offered by the mechanical properties of the granites, radiogenic heat production, modern tectonic activity, and the thickness of the pluton). The model used in the analysis, which takes into account a hypothetical assessment of the manner and paths of fluid migration within the pluton, provides an insight into the spatial distribution of subsurface temperatures. It thus allows the location of relatively shallow high-temperature zones, which are optimal for the efficient application of HDR technology, to be identified. With respect to this technology, the Szklarska Poręba area and the NE part of the pluton seem to be better targets than the Cieplice central area, where the model indicated much lower temperatures (e.g. at a depth of 5,000 m, estimated temperatures in the vicinity of Szklarska Poręba were about 185°C and in the vicinity of Cieplice they were about 140°C).

PL

Celem badań było opracowanie przestrzennego rozkładu temperatur plutonu Karkonoszy dla wskazania optymalnej lokalizacji dla systemu HDR na głębokościach osiągalnych wierceniami. Geotermalna technologia HDR umożliwia wykorzystanie ciepła wnętrza Ziemi na obszarach pozbawionych płynów termalnych głównie a aspekcie produkcji energii elektrycznej w systemach binarnych. Dla efektywnej pracy takich systemów wymagana jest temperatura górotworu powyżej 100°C. W artykule autorzy analizowali potencjalną możliwość zastosowania technologii HDR na obszarze plutonu Karkonoszy, który potraktowano jako optymalny dla zastosowania systemu HDR – głównie wskutek mechanicznej podatności granitów na procesy sztucznego szczelinowania, wysoką produkcję ciepła radiogenicznego, współczesną aktywność tektoniczną oraz znaczną miąższość plutonu. Prezentowany, hipotetyczny model strukturalno-termiczny uwzględniający sposób i drogi migrujących płynów pokazuje przestrzenny rozkład wgłębnych temperatur w obrębie plutonu. Umożliwia to lokalizację stref wysokich temperatur położonych względnie płytko, a zatem optymalnych dla efektywnego zastosowania technologii HDR. W tym kontekście, strefa plutonu w rejonie Szklarskiej Poręby oraz jego część NE przedstawiają się korzystniej niż strefa centralna w rejonie Cieplic, gdzie przeprowadzone modelowanie wskazuje temperatury znacznie niższe (np. w strefie Szklarskiej Poręby na głębokości 5000 m temperatury około 185°C natomiast w strefie Cieplic około 140°C).

19

Cena całkowita energii cieplnej z geotermii i siła nabywcza średniego wynagrodzenia w przeliczeniu na możliwości zakupu nośników energii dla wybranych krajów UE

Pająk L., Bujakowski W.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2015

|

R. 54, nr 1

123--130

PL

W artykule dokonano porównania kosztów pozyskiwania energii w celach grzewczych dla sektora komunalnego ujmując instalacje wykorzystujące energię geotermalną i konwencjonalną. Porównania dokonano na podstawie obowiązujących taryf rozliczeniowych. Koszty pokrycia potrzeb energetycznych zostały skorelowane ze średnimi rocznymi dochodami dla wybranych krajów UE. Uzyskane wyniki pozwalają porównać siłę nabywczą średniego wynagrodzenia rocznego w kontekście zaspokojenia potrzeb energetycznych w sektorze komunalnym. Wyniki potwierdzają zależność siły nabywczej wynagrodzenia od jego wysokości, ale ilościowa proporcja pomiędzy różnicami w poziomie wynagrodzenia a siłą nabywczą nie jest zachowana. Przykładowo we Włoszech przeciętne roczne wynagrodzenie jest około trzy razy wyższe niż w Polsce ale, ze względu na różnice w cenach nośników energii, realna siła nabywcza średniego wynagrodzenia jest dwukrotnie wyższa. Dodatkowo w pierwszej części artykułu porównano koszty nabycia energii cieplnej pochodzącej z polskich instalacji geotermalnych oraz instalacji wykorzystujących konwencjonalne nośniki energii. Z danych tych wynika, że energia pochodząca z instalacji geotermalnych jest w cenie porównywalnej do energii pochodz¹cej z węgla kamiennego i gazu ziemnego.

EN

The work applies to compare the costs of obtaining energy for municipal purposes in relation to geothermal and conventional energy based on the commercial price of energy carriers. Cost of energy needs covering were compiled and correlated with the average income of households. The results obtained were compared with those compiled by the same methodology for selected European countries. Thus obtained results allow compare the purchasing power of money in the context of the energy needs in the municipal sector. The comparison of the cost of acquisition of geothermal and conventional energy under Polish conditions were estimated also.

20

Przegląd oprogramowania do numerycznego modelowania procesów środowiskowych w systemach geotermalnych

Zdechlik R., Tomaszewska B., Dendys M., Pająk L.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/2

1150--154

EN

Numerical modelling is widely spread tool used to estimating of the thermal water resources in geothermal systems. Researchers use this tool for the water thermal formation recognition and for simulations of environmental processes occurring in geothermal systems during the operating, given the available technical conditions. A choice of appropriate modelling method is determined by specification of research problems. For solving particular problems there was used software dedicated to hydrogeological modelling, with their separate codes/modules. There are comprehensive applications for modelling only geothermal issues, but there is also possibility adapting software and applications from another geological branches. TOUGH simulator (based on the finite difference method – FDM) is dedicated specially to geothermal issues. PHREEQC and related applications are apply for study of chemical composition of the thermal water. For simulating water circulation in geothermal systems and mass/heat transport issues there are used software applications like MODFLOW and SEAWAT (FDM), and FEFLOW or Aqua3D (based on finite element method – FEM). Development of numerical modelling in geothermic is nowadays related with using new algorithms, improving of data editing and processing, cooperation with GIS and creation possibilities for using conceptual modelling.