Wykorzystanie  Hot  Dry  Rocks  (HDR)  jest  definiowane   jako  wykorzystanie  nieeksploatowanych  dotąd  zasobów energii geotermalnej (ciepła geotermalnego) zgromadzonych w tzw. suchych gorących skałach, niewymagających  występowania  zjawiska  naturalnej  konwekcji  hydrotermalnej. Dotychczas energia geotermalna w postaci  par  lub  wód  geotermalnych  eksploatowana  była  ze  zbiorników  akumulacyjnych  zbudowanych  głównie  ze skał o wysokiej porowatości oraz przepuszczalności, a więc parametrów sprzyjających gromadzeniu się dużych ilości wód czy par będących nośnikami ciepła. Suche gorące skały charakteryzuje niska porowatość i przepuszczalność,  przy  czym  stanowią  one  same  w  sobie  naturalne rezerwuary ciepła. (…)

Założenia Hot Dry Rocks
Podstawowym celem realizacji projektów Hot Dry Rocks  jest wykorzystanie niekonwencjonalnych metod eksploatacji, które z powodów nieopłacalności ekonomicznej  nie są stosowane przy wykonywaniu tego typu prac metodami konwencjonalnymi. Dla projektów HDR minimalne kryterium temperatury powinno wynosić co najmniej  100 o C (wg różnych źródeł od 85 o C do 150 o C), biorąc pod  uwagę obecne ograniczenia technologiczne przy przetwarzaniu  (konwersji)  energii  cieplnej  w  energię  elektryczną. Rzecz jasna, im wyższa temperatura, tym lepiej.  Produkcja  prądu  to  nieodzowne  założenie  projektów  HDR. Należy przy tym pamiętać, że w kolejnym etapie  (po wykorzystaniu do produkcji prądu) woda geotermalna wykorzystywana jest do produkcji ciepła. (…)
Co z HDR w Polsce?
Od 2009 roku realizowany był w Polsce projekt  „Ocena  potencjału,  bilansu  cieplnego   i  perspektywicznych  struktur  geologicznych  dla  potrzeb  zamkniętych  systemów  geotermicznych (Hot Dry Rocks) w Polsce”,  którego efekty wkrótce ujrzą światło dzienne. W skład konsorcjum wchodzą: Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Akademia Górniczo-Hutnicza   w Krakowie, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN oraz Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych Sp. z o.o.

Celem  projektu  była  ocena  możliwości  wykorzystania  struktur  geologicznych  do  budowy  zamkniętych  systemów  geotermicznych  –  Enhanced  Geothermal  System  (EGS)  na  obszarze  Polski  poprzez  zobrazowanie  kartograficzne  wybranych  struktur  perspektywicznych dla tego typu systemów.  Pośrednim  celem  realizacji  projektu  było  również wzbogacenie bazy danych parametrów  petrofizycznych  skał,  w  tym  termicz nych, oraz wykonanie badań geofizycznych  dla uszczegółowienia modeli przestrzennych  kompleksów skalnych, istotnych przy ocenie  możliwości ich wykorzystania w celu budowy zamkniętych systemów geotermicznych. (…)
Podsumowanie
Technologia HDR jest uważana za przyszłościową. Obecnie w Polsce wykorzystywana  jest  energia  hydrogeotermalna,  w  której  nośnikiem  energii  jest  woda  geotermalna,  eksploatowana otworami wiertniczymi, natomiast energia petrogeotermalna, czyli zasoby ciepła skał, w której nośnikiem energii  (ciepła) są media (zwykle woda) wprowadzane  otworami  wiertniczymi  do  nagrzanych  formacji skalnych (tzw. suche gorące skały),  nie jest wykorzystywana. Realizowany w latach 2009–2013 projekt badawczy jest pierwszym tego typu przedsięwzięciem zmierzającym do rozpoznania potencjału gorących  suchych  skał  (HDR)  dla  produkcji  energii  elektrycznej i cieplnej. W większości projektów HDR na świecie skałami zbiornikowymi  dla zamkniętych systemów geotermicznych  są granity, rzadko spotykane są rozwiązania  wykorzystania  energii  gorących  suchych  skał  osadowych,  jakkolwiek  takie  systemy  również funkcjonują oraz pojawiają się nowe  projekty tego typu. Co więcej prowadzone   w  USA  badania  (Tester,  2006)  pokazują,  że  część  zasobów  tego  typu  związana  jest  ze  skałami osadowymi (przykład amerykański:  piaskowce kredy), które ze względu na głębokość zalegania cechuje jednorodność składu tak jak w przypadku granitów, ale także  wewnętrzna porowatość i przepuszczalność.  Modelowania wykazały, że nawet niewielka  ilość  wewnętrznej  porowatości  i  przepuszczalności zwiększa efektywność wydobycia  ciepła, co powoduje, że skały osadowe mogą  w niektórych przypadkach okazać się nawet  lepszymi zbiornikami niż granity.

HDR w Polsce
Literatura: Tester J.W. et al., 2006: The Future of Geothermal Energy Impact of Enhanced Geothermal  Systems (EGS) on the United States in the 21st  Century, An assessment by an MIT-led interdisciplinary panel, Massachusetts Institute of  Technology 2006  

Anna Sowiżdżał
Michał Kaczmarczyk
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie,
WGGiOŚ,  Katedra Surowców Energetycznych
Czytaj całość w 2/2013

Wersja elektroniczna lub drukowana
GLOBEnergia 2013 2