Na opłacalność wykorzystania zasobów wód geotermalnych ma wpływ szereg czynników wśród których najistotniejszymi są czynniki zależne od warunków hydrogeotermalnych występujących na danym obszarze. Do takich czynników należy  przede wszystkim zaliczyć wydajność i temperaturę wód, a także stopień mineralizacji wód oraz głębokość zalegania warstwy wodonośnej.

W głęboko pogrążonych strefach centralnych basenu czynnikiem korzystnym jest wysoka temperatura złożowa wód. Występują tutaj wody na ogół wysoko zmineralizowane, a skały wodonośne, reprezentowane przez głębsze facje basenu, poddane zmianom diagenetycznym posiadają gorsze własności zbiornikowe, co ogranicza wydajności i możliwości zatłaczania wody w warstwę chłonną.

Celem eksploatacji geotermalnej jest uzyskanie wód o największej temperaturze złożowej i eksploatacyjnej, maksymalnej wydajności w warunkach artezyjskich i o najniższej mineralizacji (Górecki, 2006).

 

zobacz także:

Geotermia szansą rozwoju turystyki – Uniejów

Elektrociepłownia geotermalna w Unterhaching (Niemcy)

Oprócz istnienia odpowiednich warunków hydrogeotermalnych na obszarze przyszłej inwestycji geotermalnej istotne jest także przeanalizowanie innych aspektów mających wpływ na efekt końcowy całego przedsięwzięcia. Należy tutaj wymienić czynniki zależne od sposobu obciążenia instalacji ciepła geotermalnego np. czas wykorzystania pełnej mocy cieplnej ujęcia, a także czynniki zależne od makrootoczenia – wpływające na pozycję konkurencyjną geotermalnego nośnika energii oraz na dostępność i koszt kapitału przeznaczonego na inwestycje.

 

Cały artykuł – GLOBEnergia 3/2010

 


Skały zbiornikowe

Podstawowym warunkiem dla akumulacji wód podziemnych jest istnienie skał zbiornikowych o korzystnych parametrach. Wody wypełniające przestrzenie skalne powinny się charakteryzować odpowiednimi parametrami (temperatura, wydajność, mineralizacja) wskazującymi na możliwość ich wykorzystania do różnych celów (ciepłowniczych, balneologicznych, rekreacyjnych, konsumpcyjnych itp.).

Rozpatrując możliwości akumulacji energii geotermalnej w utworach formacji mezozoicznej Polski północno-zachodniej, przeanalizowano budowę geologiczną obszaru pod kątem występowania potencjalnych skał zbiornikowych. Przeanalizowano dane z ponad 400 otworów zlokalizowanych na obszarze badań. Prawie we wszystkich analizowanych otworach, największy udział osadów piaszczystych przypadał na utwory dolnojurajskie obejmujące swoim zasięgiem cały analizowany obszar.
Warstwami wodonośnymi w utworach jury dolnej rejonu badań są kompleksy piaskowców.
 

Temperatura

Jednym z najważniejszych czynników wpływających na opłacalność wykorzystania wód geotermalnych jest temperatura eksploatacyjna wody, wynikająca z temperatury złożowej pomniejszonej o wartość spadku temperatury w czasie wydobywania wody na powierzchnie (Górecki, 2006).

Temperatury wód podziemnych zakumulowanych w skałach formacji dolnojurajskiej są zmienne w zakresie od około 20 do prawie 90°C. Najwyższe temperatury w stropie utworów dolnej jury charakteryzują osiową część niecki. Temperatury powyżej 50°C stwierdzono wzdłuż wschodniego obrzeżenia niecki szczecińskiej, w strefie silnego oddziaływania tektoniki solnej. Najniższe temperatury (poniżej 30°C) zarejestrowano…
 

Wydajność

Istotnym parametrem wpływającym na opłacalność budowy zakładu geotermalnego jest wydajność. Na analizowanym obszarze zmienia się ona w granicach od 80 do ponad 300 m3/h. Maksymalne wydajności związane są z centralną strefą analizowanego terenu. Obszary o największych wydajnościach to obszary o najwyższej wartości współczynnika filtracji. Minimalne wydajności rejestrowane są w części północnej i południowo zachodniej terenu.


Mineralizacja
(…)


Możliwość zagospodarowanie zasobów geotermlanych Polski pólnocno-zachodniej

Rozpatrując możliwości zagospodarowania zasobów geotermalnych Polski północno-zachodniej przeanalizowano diagram Lindala (Lindal, 1973), który wskazuje kierunki zagospodarowania wód geotermalnych przyjmując za kryterium ich temperaturę (fig.5). Największe wymagania temperaturowe stawiane są wodom (parom) geotermalnym stosowanym do produkcji prądu elektrycznego.

Diagram Lindala

Rys. Możliwości zagospodarowania zasobów geotermalnych wg kryterium temperaturowego (wg Lindal, 1993).

Maksymalne temperatury w stropie zbiornika dolnojurajskiego na obszarze badań kształtują się na poziomie 85°C (okolice Chociwla), co przy uwzględnieniu miąższości warstwy w tym miejscu nie przekraczającej 500 m i gradiencie geotermalnym na poziomie 3°C/100 m, daje maksymalną temperaturę w najkorzystniejszym układzie około 100°C. Jednak tylko 1% wód dolnojurajskich cechuje się tak wysoką temperaturą.


Ciepłownictwo

Wykorzystanie energii geotermalnej w celach ciepłowniczych jest zdeterminowane głównie przez takie parametry jak temperatura i wydajność. Ich weryfikacja została przeprowadzona przy obliczaniu wielkości dolnojurajskich zasobów dyspozycyjnych. Z tego względu zasięgi i wielkości tych zasobów wyznaczają obszary perspektywiczne dla lokalizacji ujęć dolnojurajskich wód podziemnych. Jakkolwiek zasoby dyspozycyjne energii geotermalnej zostały stwierdzone prawie na całym analizowanym obszarze to strefy najbardziej perspektywiczne skupione są w części centralnej, gdzie w okolicach Stargardu Szczecińskiego, Dobrzan i Chociwla jednostkowe zasoby dyspozycyjne przyjmują wartości ponad 35 MJ/m2.

Balneologia i rekracja(…)

Inne zastosowanie

Występujące powszechnie na analizowanym obszarze, wody typu chlorkowego o znacznej mineralizacji zawierają jod i brom, które są bardzo cenione w balneologii. Wody o znacznej zawartości tych składników (jak również potasu i magnezu) mogą być wykorzystane również do innych celów, mianowicie do produkcji związków i pierwiastków chemicznych.
Temperatury wód dolnojurajskich są odpowiednie do ogrzewania ciepłem geotermalnym upraw w szklarniach. Kolejny element kaskadowego wykorzystania energii geotermalnej mogą stanowić hodowle rybne. Takie zastosowania oprócz korzyści ekonomicznych, związanych ze sprzedażą produktów ze szklarni czy egzotycznych ryb z hodowli wodnych, będą unikatowe w skali rejonu i mogą zostać wykorzystane do jego promocji. Suszenie żywności, ze względu na stosunkowo wysokie temperatury wykorzystywane do tego celu, nie jest zalecane na analizowanym obszarze. (…)

Praca naukowa została sfinansowana ze środków na naukę w latach 2007-2009 jako projekt badawczy promotorski umowa Nr 9004/B/T02/2007/33 z dnia 29.10.2007 r. o wykonanie projektu badawczego promotorskiego Nr N N525 2347 33.

Literatura:

  • Górecki W. i in., 2006 – Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
  • Kochański J.W., 2002 – Balneologia i hydroterapia, Wydawnictwo AWF we Wrocławiu, Wrocław
  • Lindal B., 1973 – Industrial and other applications of geothermal energy, except power production and district heating.[in]: Geothermal energy, Earth Sciences (ed. by H.C.H. Amstead). Vol. 12, UNESCO.
  • Paczyński B., Płochniewski Z., 1996 – Wody mineralne i lecznicze Polski. PIG, Warszawa, 108.
  • Płochniewski Z., 1990 – Perspektywy zwiększenia eksploatacji wód termalnych do celów balneologicznych i rekreacyjnych. Materiały Konferencji w Ślesinie. Kraków, Wyd. AGH
  • Rajchel L., 2006 – Zastosowanie wód geotermalnych w balneoterapii i rekreacji, W: Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim pod redakcją W.Góreckiego

Anna Sowiżdżał
AGH Katedra Surowców Energetycznych

 

Cały artykuł – GLOBEnergia 3/2010