Kopalnie węglowe jako źródło zielonej energii – to nie żart!

Okazuje się, że opuszczone kopalnie węgla mogą stać się ponownie źródłem energii. Jednak tym razem będzie to…zielona energia. Według szacunków na terenie całej Wielkiej Brytanii w opuszczonych szybach kopalnianych znajduje się ok. 2 mld m3 wody. Brytyjscy geolodzy twierdzą, że stanowi to jedno z największych wykorzystanych źródeł czystej energii

Zdjęcie autora: Katarzyna Dubiel
Zdjęcie autora: Katarzyna Dubiel

Katarzyna Dubiel

Redaktorka portalu GLOBEnergia

Podziel się

Wielka Brytania dostrzegła potencjał wykorzystania opuszczonych kopalni węglowych dość niedawno. Od marca 2023 roku w mieście Gateshead w północno-wschodniej Anglii do ogrzewania wykorzystuje się wodę, która wypełnia kopalniane tunele. Jest to pierwsza wielkoskalowa instalacja tego typu w Wielkiej Brytanii.  

Potencjał z wnętrza Ziemi

Im głębiej znajduje się dany szyb kopalniany, tym woda ogrzeje się do wyższych temperatur. Tak więc temperatury medium najczęściej wahają się od 10 do 20°C, ale mogą sięgać nawet do 45°C na głębokości 1 km. Wszystko zależy także od wartości gradientu geotermicznego w danym miejscu, czyli parametru opisującego zmiany temperatury Ziemi wraz z głębokością. Jego wartość jest zależna przede wszystkim od budowy geologicznej.

Wracając jednak do samego pomysłu wykorzystania ciepła ziemi do ogrzania wody w szybach kopalnianych - instalacja w Gateshead pracuje według pewnego schematu. Wody kopalniane są wypompowywane za pomocą już istniejących otworów, co generuje duże oszczędności już na poziomie inwestycyjnym. Płyn jest następnie wykorzystywany jako dolne źródło ciepła dla pomp ciepła - urządzenia podnoszą tym samym temperaturę medium po stronie górnego źródła. Ogrzana w ten sposób woda trafia za pomocą sieci ciepłowniczej do odbiorców. Z kolei woda z kopalni jest kierowana z powrotem pod ziemię. Tak więc instalacja działa niemal identycznie do zwykłej ciepłowni geotermalnej. Jedyną różnicą jest rodzaj dolnego źródła ciepła. 

Projekt z Gareshead rozpoczął się w marcu 2023 roku i jest obecnie jednym z największych przedsięwzięć tego typu w Europie. Dzięki wsparciu rządowemu zainstalowano 5 km nowych rur ciepłowniczych oraz system pomp ciepła, który jest w stanie ogrzać 350 bloków mieszkaniowych, uczelni, galerii sztuki, jednej fabryki oraz kilku biurowców. 

Stara technologia odkrywana na nowo

Rząd Wielkiej Brytanii wykazuje coraz większe zainteresowanie rozwojem energetyki geotermalnej w opuszczonych kopalniach węgla. 

“Odzyskiwanie ciepła z wód w opuszczonych kopalniach to ekscytujące, bezpieczne i przede wszystkim niskoemisyjne źródło energii. Może być wykorzystywane z korzyścią dla ludzi mieszkających bądź pracujących na byłych terenach należących do zagłębia węglowego w Wielkiej Brytanii” - powiedział Gereth Farr, dyrektor ds. ciepłownictwa i innowacji w rządowym The Coal Authority. 

Jednak Zjednoczone Królestwo jedynie podąża śladami innych europejskich krajów. Pierwszą na świecie elektrownię wykorzystującą wody kopalniane otwarto w holenderskim mieście Heerlen w 2008 roku. Obecnie zasila ona ok. 500 domów i obiektów użyteczności publicznej. Doprowadziło to do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla z miejskiego ogrzewania o prawie ⅔. Pierwsze kroki w celu wykorzystania energii geotermalnej z nieczynnych kopalni podjęto w kanadyjskiej prowincji Nowa Szkocja jeszcze pod koniec lat 80. XX w.

Śląskie kopalnie jako perspektywiczne miejsca dla instalacji pomp ciepła

Warto również zaznaczyć, że również Polska może pochwalić się instalacjami wykorzystującymi energię geotermalną w kopalniach. Jest to głównie związane z ogromnymi ilościami ciepłych wód kopalnianych, które są codziennie wypompowywane na powierzchnię w kopalniach węgla kamiennego zlokalizowanych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Niskotemperaturowe zasoby energii geotermalnej dla 15 zakładów górniczych w tym regionie zostały oszacowane na poziomie 87 MW mocy grzewczej. Niektóre polskie kopalnie już wykorzystują  te zasoby.

Na taki krok zdecydował się m.in. Zakład Górniczy Sobieski w Jaworznie. Zastosowano tam pięć pomp ciepła typu woda-woda pracujących w układzie kaskadowym o łącznej mocy 420 kW. Dolnym źródłem ciepła dla instalacji pomp ciepła są wody kopalniane pobierane z głębokości 500 m pod poziomem terenu. Temperatura wód wypływających z podziemnych pokładów kopalni to ok. 12-14°C. Dzięki instalacji pomp ciepła woda zostaje podgrzana do temperatury 55°C w dwóch niezależnych, rozdzielnych hydraulicznie kaskadach. Zastosowana instalacja powstała na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej, która przygotowywana jest na bieżąco za pomocą wymiennika płaszczowo-rurowego oraz magazynowana w zbiornikach o łącznej pojemności 63 m3. Następnie wykorzystywana jest do celów sanitarnych w łaźniach górniczych. 

W naszym kraju brak jest jednak instalacji, które wykorzystywałyby potencjał geotermalny kopalni węglowych na taką skalę, jak ma to miejsce na zachodzie Europy. Biorąc pod uwagę to, że Polska nadal stoi węglem, jeszcze przez kilka lat możemy nie doczekać się zamknięcia kopalń, a co dopiero wykorzystania ich w nowy sposób. Z drugiej zaś strony technologia odzysku ciepła z wód kopalnianych wciąż raczkuje i nie wiemy, jaka czeka ją przyszłość. Niemniej jednak wykorzystanie tych zasobów polega w głównej mierze na technologii pomp ciepła, która nie tylko jest dobrze poznana, ale także nie powoduje emisji szkodliwych zanieczyszczeń w miejscu stosowania. 

Źródło: euronews.com, globenergia.pl 

Zobacz również