Wystąpienie dr Piotra Długosza i Lidii Kochanowicz

 

 

 

 

 

Szanowni Państwo!

Po pierwsze, chciałem serdecznie podziękować za umożliwienie mi zaprezentowania mojego wykładu na temat potencjału geotermalnego w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem projektu, który obecnie realizujemy w Toruniu.

Co to jest energia geotermalna?

Już wiele słów było powiedziane na ten temat. Czy jest to energia, która powstaje poprzez kilka procesów, m.in. rozpad materiałów promieniotwórczych. Jest magazynowana na określonych głębokościach. I teraz, jeżeli już mówimy o takiej klasycznej geotermii, nie geotermice, aby to ciepło można było wykorzystać na powierzchni, musi istnieć medium, którym zwykle jest pogoda.

Zazwyczaj jest tak, że mamy do czynienia z potencjałem geotermalnym, występują na powierzchni ziemi manifestacje różnego typu, czyli gejzery, gorące źródła, funerale. Akurat w Polsce jest tylko jedno, jedyne źródło, ale dzisiaj niestety nie gorące, bo w Jaszczurówce, na północnej stronie Tatr – tam właśnie było jedyne gorące źródło, które mówiło, że istnieje pewien potencjał geotermalny. Jeżeli nie ma tych naturalnych dróg transportów wodnych, czyli takich uskoków, trzeba odwiercić otwór, żeby dotrzeć do medium. Jakie są zalety energii geotermalnej?

Otóż, powiedziałbym – oprócz tego, że jest to energia odnawialna – szalenie ważną, istotną zaletą jest to, że energię geotermalną mamy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, 365 dni w roku, niezależnie od tego, czy świeci słońce, czy wieje wiatr. We wszystkich tych pozostałych energii odnawialnych, czyli wiatru i energii słonecznej, jesteśmy uzależnieni od pogody. Tu mamy stałe i – powiedziałbym – pewne źródło energii. W warunkach polskich, jeżeli mówimy o energii geotermalnej, zwykle mamy do czynienia z tzw. niską entalpią, czyli generalnie cele, do jakich możemy ją wykorzystać, to ciepłownictwo i – można powiedzieć – rekreacja SPA, czyli wykorzystanie jej w różnych kąpieliskach geotermalnych.

Parę słów na temat potencjału energii geotermalnej w Polsce.

Otóż są to dane wzięte z atlasu wykonanego przez prof. Góreckiego. Jest to atlas potencjału geotermalnego Polski. I tu chciałem się skupić na dwóch najważniejszych informacjach geologicznych. Jest to tzw. jura dolna, która leży na co najmniej połowie powierzchni Polski. Jest to bardzo dobrze sprawdzony zbiornik wody termalnej i to jest 51,4% powierzchni Polski. Drugi bardzo dobry zbiornik to dolna kreda, który leży na 41% powierzchni Polski. Podane przez prof. Góreckiego liczby, że energia geotermalna, która znajduje się w tych dwóch tylko zbiornikach, to jest ekwiwalent 1,850 mld ton ropy naftowej. Jest to, powiedziałbym, prawie nieskończony potencjał, jaki mamy w Polsce. Tu jest mapa atlasu prof. Góreckiego, która pokazuje nam zasięg zbiornika dolnej jury. Najciekawsze są obszary od północnego zachodu, od Szczecina, poprzez centralną Polskę, aż do Gór Świętokrzyskich. Tutaj znajdują się po prostu najlepsze pod względem wydajności temperatury zasoby wody geotermalnej w Polsce.

Co jest istotne z punktu widzenia praktycznego wykorzystania wody geotermalnej.

Otóż, dwie rzeczy. Po pierwsze, posiadanie źródła. A po drugie, posiadanie odbiorcy tego ciepła. Istnieje wiele projektów na świecie, gdzie są znakomite parametry, natomiast niestety z tym ciepłem nie ma co zrobić. Niektórzy proponują: „Budujmy tam nowe miasta albo szklarnie”. Ale jest to troszkę odwracanie problemu, bo trzeba najpierw znaleźć odbiorcę ciepła, a potem to ciepło sprzedać tak, aby ten projekt się po prostu ekonomicznie bronił. Proszę zobaczyć, że akurat w Polsce na czerwono są pokazane tym ciemnym kolorem dokładnie zbadane miejsca, gdzie możemy uzyskać z pojedynczego otworu wydajności z rzędu 200 do 400 nawet m3 wody termalnej na godzinę. Bez użycia pomp ciepła daje nam to z pojedynczego otworu moc rzędu 18 MW termicznych. Z użyciem pomp ciepła nawet do 40 MW.

Co oznacza 40 MW ciepła?
Otóż miasto o populacji rzędu 100 tys. mieszkańców potrzebuje ok. 100 MW w warunkach polskich. My z jednego otworu jesteśmy w stanie dostarczyć do odbiorców połowę ciepła.

Co jest jeszcze istotne w warunkach polskich?

Otóż, jedną z niewielu rzeczy, jaką odziedziczyliśmy po realnym socjalizmie, która jest akurat korzystna, jest to, że w wielu miastach istnieje sieć ciepłownicza, która zasila odbiorców ciepła ze z dala czynnych ciepłowni, prawda? One w Polsce w największym stopniu są zasilane węglem kamiennym, którego mamy pod dostatkiem. I teraz akurat geotermia idealnie wpasowuje się tutaj w to, aby dalej wykorzystywać to nasze bogactwo jako węgiel i jednocześnie korzystać z geotermii jako odnawialnego źródła energii. Dlaczego? Dzięki tym systemom ciepłowniczym właśnie nakłady na budowę ciepłowni geotermalnej sprowadzają się praktycznie do odwiercenia dwóch otworów i podłączenia ich poprzez odpowiednie wymienniki ciepła do istniejącej infrastruktury. Nie trzeba ich budować, nie trzeba kłaść rur, to wszystko wykorzystuje się po prostu z ciepłem geotermalnym.

Jak działa ciepłownia geotermalna, pokazuje schemat.

Otóż, potrzebne są akurat w warunkach polskich i generalnie europejskich dwa otwory. Jeden – zwykle jest to głębokość od 2 może być do 3 tys. m. Otwór ten ma konstrukcję taką, że na początku jest to średnica ok. 9-5,8 cala, potem dochodzimy do złoża, albo średnicy 7 cali, albo też 9 cali, to w zależności od tego, jaką mamy temperaturę, jakiej wydajności się spodziewamy. Za pomocą pompy, która umieszczona jest w otworze, pompujemy wodę termalną. Tu trzeba pamiętać, że w Polsce na tych głębokościach zwykle jest to solanka. Dlatego też najprościej byłoby tę wodę eksploatować na powierzchnię i potem po wykorzystaniu, gdyby była słodka, zrzucać do cieków wodnych. Tego nie możemy robić, ponieważ jest to woda słona. Jest ona pompowana na powierzchnię do wymienników ciepła, gdzie oddaje ciepło obiegowi wtórnemu, tzn. w wodzie sieciowej, która następnie to ciepło dostarcza do odbiorców. Schłodzona woda termalna poprzez system pomp i filtrów jest zatłaczana z powrotem do tego samego złoża drugim otworem, który zwykle jest w odległości 1-1,5 tys. m. Chodzi o to, żeby ten strumień wody zimnej zbyt szybko nie dotarł nam do otworu produkcyjnego. Ustawia się tak, te biometry otworów, aby to zdarzenie nie nastąpiło szybciej niż 40 lat, aby cała instalacja się spłaciła.

Chciałbym parę słów powiedzieć właśnie o projekcie, w którym dane mi jest uczestniczyć. Bardzo chciałem podziękować Ojcu Dyrektorowi i wszystkim współpracownikom, bo wydaje mi się, że będzie to jeden z lepszych projektów, jaki w Polsce da się zrealizować.

Toruń, jak Państwo wiecie, jest to historyczne miasto o pięknym w gotyku. „Gotyk na dotyk” – jest taki slogan. Znajduje się ono w północnej Polsce w woj. kujawsko-pomorskim, ok. 200 km od Warszawy.

Na przełomie 2008 i 2009 roku został wywiercony otwór Toruń TG1, który okazał się – można powiedzieć – strzałem w dziesiątkę, ponieważ próbne pompowanie, jakie wykonano wtedy, dało wynik prawie 600 ton wody termalnej na godzinę. Jest to olbrzymia ilość, jest to po prostu morze wody, które znajduje się na głębokości 2-2,3 tys. m pod poziomem terenu. Temperatura zmierzona w złożu to 65oC. Drugi otwór – TG2, został wykonany w 2009 r. w odległości 1 tys. m. Chodziło o to, aby całe te prace wiertnicze wykonać na terenie działek, które należą do inwestora. Ponieważ są to nakłady spore i oczywiście nakłady, które są wykonane na obcej ziemi, znaczy nie na działce, która należy do inwestora, mogłyby być problemy. Dlatego to wszystko trzeba robić na terenie, który jest własnością inwestora.

Jeżeli znają Państwo tę lokalizację, to tutaj jest rzeka Wisła, tutaj jest Port Drzewny, WSKSiM. Ten pierwszy otwór jest zlokalizowany w tej części działki i drugi obok szkoły.

W tej chwili są prowadzone prace, bardzo zaawansowane, i myślimy, że do końca lipca zostaną już ukończone. Nad połączeniem tych dwóch otworów, rurociągiem, tak jak wcześniej pokazywałem na schemacie. I wszystko to jest realizowane w bardzo nowatorskiej technologii, ponieważ po raz pierwszy w Polsce zainstalowane zostały w otworach rury osłonowe z włókna szklanego – hibernacum. Jak Państwu wcześniej mówiłem, te wody są zasolone, tj. ok. 115 gr/l. W związku z tym trzeba chronić te otwory przed korozją. Największe kłopoty występują przy zatłaczaniu tej solanki, ponieważ przy odbiorze ciepła następuje reakcja termochemiczna związana z tzw. kalgingiem i poprzez ten najgorszy do kontrolowania odcinek, gdzie nie możemy mieć filtrów, które te cząstki wyłapią. Ostatni filtr możemy postawić tuż przy głowicy otworu chłonnego, tam możemy wyłapać cząstki. Jeżeli ten otwór do zatłaczania, który ma prawie 2 km, pozostawi się ze stali, to następuje proces korozji i cząstki, które powstają wtedy, mogą zatkać złoże. Tak się zdarzyło w kilku innych instalacjach, w związku z tym, aby się przed tym uchronić, zastosowaliśmy tę nowatorską technologię. Mamy nadzieję, że spełni nasze oczekiwania. Pierwsze próby zatłaczania, czyli produkcji z jednego otworu poprzez pompę, zatłaczanie tej wody do drugiego otworu, będą realizowane na przełomie lipca i sierpnia tego roku. Wtedy też nastąpi wykonanie dokumentacji końcowej, która będzie podstawą do zatwierdzenia zasobów. Tak w Polsce wygląda to od strony prawnej, że najpierw uzyskuje się koncesję na poszukiwanie wody termalnej, następnie zatwierdza się zasoby i uzyskuje się koncesje na eksploatację.

Jest taka krótka informacja na temat właśnie strategrafii otworu, ten na niebiesko pokazany odcinek, czyli pomiędzy 2 a 2,3 tys. m, to jest dolna jura. Jest to dobrze sprawdzony rezerwuar, zawsze bogaty w wodę termalną w Polsce. Jeszcze parę słów na temat konstrukcji tego otworu, bo – jak Państwo widzą – ona sięga do 3 tys. m. Otóż ten otwór toruński TG1 miał, oprócz – powiedziałbym – utylitarnego charakteru, czyli uzyskania tej wody termalnej, także bardzo istotny pierwiastek badawczy. Mianowicie, były pewne założenia przez polskich profesorów stawiane, że na tej głębokości 3 tys. m, to jest tzw. wapień muszlowy, znajdą się warunki do tego, aby uzyskać duże przypływy tej wody termalnej, która być może umożliwi produkcję energii elektrycznej. Dlatego też ten otwór miał charakter badawczy, żeby sprawdzić, czy potwierdzą się te założenia. I tam, muszę Państwu powiedzieć, były zastosowane nowoczesne technologie, aby stymulować te przepływy, m.in. słynne szczelinowania, o których mówi się przy gazie łupkowym.

Otóż, to nie są żadne – powiedziałbym – cuda, które się wymyśla, bo tego typu technologie stosujemy w naszej geotermii. Żeby zwiększyć przypływ, wykorzystuje się właśnie szczelinowanie hydrauliczne, podsadzkę, tak aby te szczeliny się nie zamykały. Mogę powiedzieć Państwu, chemii tam praktycznie nie ma, więc wszystkie te opowieści o tym, jakie to są niebezpieczne zabiegi, można włożyć między bajki. Niestety, co się okazało, ten poziom wapienia muszlowego nie jest perspektywiczny, czyli nie ma dopływów ani temperatury, która by umożliwiła generowanie energii elektrycznej, natomiast dzięki tej konstrukcji otworu, jaką tu Państwo widzą, mogliśmy zlikwidować dół, czyli tę mniejszą średnicę, i powrócić do tego pewnego, można powiedzieć, poziomu dolnej jury, który po testach okazał się strzałem w dziesiątkę.

Tu teraz jest takie rozważanie, co możemy z tym ciepłem geotermalnym zrobić. Pierwsza, jak Państwu mówiłem, część mojej prezentacji dotyczy heating, czyli ogrzewania. Zatem w Toruniu tak samo jest plan, aby wodę tę wykorzystywać do celów medycznych i rekreacyjnych. Otóż, żeby to ciepło o niskiej entalpii móc wykorzystać do celów ciepłowniczych w miastach, musimy poddać to ciepło transformacji, ponieważ 65oC to jest za niska temperatura, aby ją bezpośrednio wpuścić do sieci ciepłowniczych. Zwykle te sieci ciepłownicze były na parametry: zasilanie 110, powrót 60o. Dlaczego? Ponieważ tak się budowało kiedyś (za komunizmu), że węgiel był tani, natomiast stal była dość droga. Robiło się wszystko na małych przekrojach, dużo paliło węgla, który był tani, były duże straty. Teraz się to robi troszkę inaczej. Mianowicie, wiadomo, że im większa różnica między ciepłem, które dostarczamy, a otoczeniem, tym większe są straty ciepła, prawda? Więc wszystkie te systemy ciepłownicze idą w kierunku niskich temperatur. Ale niemniej te 65o to jest za mało, dlatego też musimy transformować to ciepło w pompach ciepła, które potrzebują zasilania, żeby napędzały pompy ciepła ok. temperaturę rzędu 170o. Więc te 400 m3 wody termalnej daje nam 21 MW, po transformacji w pompie ciepła jesteśmy w stanie 51 MW dostarczyć do miasta. To jest w skali, powiedziałbym, Torunia, z tej geotermii jesteśmy w stanie pokryć ok. 17% potrzeb miasta. Jest to niebagatelna ilość dzięki dwóm otworom. Natomiast w okresie letnim jesteśmy w stanie w 100% dostarczyć np. wodę ciepłą, dla 200-tys. miasta.

Piotr Długosz – przedstawiciel Fundacji Lux Veritatis

 

 

************************************

 

 

Reprezentuję Fundację Lux Veritatis i chciałabym opowiedzieć o tym projekcie z innego punktu widzenia.

Bardzo wiele zostało powiedziane o tym, że naukowcy pracują, żeby wykorzystywać różne źródła energii odnawialnej, żeby zarazić innych naukowców. Również podmioty gospodarcze zarazić tym, żeby ich wyobrażenia były przekuwane w rzeczywistość i aby w jakiś sposób zostały realizowane.

Nasza fundacja, która działa od 1998 roku, w założeniach statutowych ma m.in. prowadzenie działalności naukowej, naukowo-badawczej oraz w zakresie ochrony środowiska. Kilka lat temu do naszej fundacji zgłosili się profesorowie, którzy zaszczepili w nas ideę, abyśmy przebadali źródła geotermalne na Niżu Kujawsko-Pomorskim, by się przekonać, czy takie złoża istnieją, a jeśli tak, to w jaki sposób można je wykorzystać. Decyzja o rozpoczęciu takich badań była dla fundacji bardzo trudna, ponieważ ma ona określone zasoby finansowe, natomiast samo zagadnienie było niezwykle ciekawe, zatem zarząd podjął decyzję o realizacji tego przedsięwzięcia.

W 2006 roku, w kwietniu, otrzymaliśmy koncesję na badania i rozpoznanie złóż geotermalnych w Toruniu i dzięki współpracy z kadrą naukowców, geologów został opracowany projekt, który pan dr Długosz przedstawi. Problemem było pozyskanie źródeł dofinansowania, ponieważ realizacja takiego projektu jest bardzo kosztowna, z czego naukowcy też zdają sobie sprawę.

Wystąpiliśmy do Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska, który jest w Polsce instytucją mającą środki na realizację badań naukowych, z prośbą o współfinansowanie naszego projektu. Taki wniosek złożyliśmy już w październiku 2006 roku i negocjowaliśmy bardzo długo warunki. W listopadzie 2007 roku podpisaliśmy końcową umowę. W międzyczasie zgodnie z przepisami prawnymi w Polsce i w Unii Europejskiej poszukiwaliśmy wykonawcy tego odwiertu. Ogłosiliśmy to w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej. Zgłosiło się do nas trzech wykonawców, a wybrany został jeden – Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo, które jest bardzo doświadczonym wykonawcą. Przeprowadzało ono już bardzo wiele odwiertów, może nie z geotermii, ale nafty i gazu, zarówno w Europie, jak i na świecie.

W styczniu 2008 roku podpisaliśmy umowę z wykonawcą, a tego samego miesiąca odebrał on od nas plac budowy i przystąpił do pracy. Wydawało się, że wszystko układa się bardzo dobrze, ponieważ mieliśmy środki, teren, dobry projekt, bardzo dobrą grupę naukowców, którzy nas wspierali, dobre dofinansowanie. Po rozpoczęciu prac w maju 2008 roku, kiedy byliśmy już na półmetku, dotacja, którą nam przyznano, została nam odebrana. I fundacja stanęła przed bardzo trudnym zadaniem, ponieważ prace już były zaawansowane. Chyba każdy zdaje sobie sprawę, że nie można przerwać wierceń w połowie, ponieważ to, co do tej pory byśmy wydali, zostałoby zmarnowane i już nigdy nie można by było tego odtworzyć.

Wypowiedzenie nam umowy, według oczywiście naszego subiektywnego odczucia, nie miało żadnych podstaw merytorycznych, ponieważ celem Funduszu Ochrony Środowiska jest pomoc w sfinansowaniu badań, a ten odwiert, ten jeden, o którym była teraz mowa, był odwiertem typowo badawczym. To ten odwiert został przez fundację zrealizowany w 100 proc. we wszystkich założeniach, we wszystkich badaniach, dotrzymano założonych terminów. Ten odwiert zrealizowaliśmy w ciągu dziesięciu miesięcy z pełnym sukcesem. Odwiert, jak mówił pan dr Długosz, oprócz tego, że był odwiertem badawczym, jeśli chodzi o odnawialne źródło energii, czyli geotermii, był również projektem nowatorskim. Zastosowaliśmy w tym projekcie rury z fiberglassu, które, będziemy to badać w następnych latach, mają zapobiec korozji. Korozja jest trudna, stanowi właściwie porażką ekonomiczną w odwiertach geotermalnych, które już w Polsce istnieją, ponieważ rury w odwiertach geotermalnych w Polsce korodują już od drugiego, trzeciego i czwartego roku. W zasadzie w piątym roku należałoby je wymieniać, co tak naprawdę sprowadza się do tego, że trzeba drugi raz ponieść 100-proc. nakłady na to, żeby ten odwiert odnowić. Nie jestem geologiem ani technikiem, więc nie będę się w to zagłębiała. Natomiast odnowienie odwiertu, co już w Polsce jest realizowane, polega na tym, że wkłada się w istniejący odwiert rurę stalową w drugą, węższą, co powoduje, że ilość wydobywanej wody się drastycznie zmniejsza. W związku z jego opłacaniem ekonomicznym jest o wiele mniejsza, a i tak ta rura – mniejsza, węższa – wystarcza tylko na kolejne dwa czy trzy lata, tzn. taki odwiert tak naprawdę po kilku latach należałoby zostawić i realizować nowy.

Mamy nadzieję że te rury Fiberglass, które są stosowane na świecie w wielu odwiertach zdadzą egzamin. Fundacja podjęła taką decyzje, przeprowadziła rozmowy i badania z państwami, gdzie są wykorzystywane, m.in. w USA Tam takie odwierty z powodzeniem są eksploatowane przez trzydzieści lat bez skutków korozji. Mamy zatem nadzieję, że za trzydzieści lat okaże się, że to jest skuteczne i że inne podmioty gospodarcze, które będą realizowały takie projekty geotermalne, skorzystają z tego doświadczenia. Uważamy, że na początku trzeba zainwestować troszkę więcej, ale efekt ekonomiczny po latach jest nieporównywalny. Ponieważ można ten odwiert eksploatować z powodzeniem przez wiele lat i nie ponosić podczas eksploatacji takich kosztów, jak naprawy i remonty przy odwiertach z orurowaniem stalowym, takie były nasze intencje.

Naszym problemem rzeczywiście jest sprawa, że dofinansowanie zostało nam cofnięte, mimo zrealizowania odwiertu ze wszystkimi założeniami. Mamy takie subiektywne odczucie, bo każdy ocenia sytuację z własnego punktu widzenia. Punkt widzenia fundacji może jest o tyle lepszy, że jesteśmy w środku i znamy kalendarz zdarzeń i działań, które nas dotknęły. I ta umowa, według nas, została wypowiedziana nie ze względów merytorycznych, ale może z powodu jakiejś niepoprawności politycznej, ponieważ stało się to w momencie zmiany układu parlamentarnego w Polsce i zmiany rządu. I jeśli umieszczamy te zdarzenia na osi czasu, do takich wniosków dochodzimy.

Podsumowując, fundacja czuje się w pewien sposób pokrzywdzona, ale wybrała środki, które musi oddać, ponieważ odwiert został zrealizowany, jeden jak i drugi, żeby nie zmarnować tych nakładów, które ponieśliśmy. Wystąpiliśmy z wnioskiem i rozpatrujemy tę sprawę w sądzie polskim i mamy nadzieję, że zostanie to rozstrzygnięte na bazie merytorycznych faktów z sukcesem dla nas.

Dziękuje bardzo.    

 

Lidia Kochanowicz,

Fundacja Lux Veritatis