Zasoby geotermalne w Polsce

Transkrypt

1 Potencjał geotermii w Polsce wymiana doświadczeń Zasoby geotermalne w Polsce Prof. dr hab. inż. Wojciech Górecki Dr inż. Anna Sowiżdżał Mgr inż. Marek Hajto Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Katedra Surowców Energetycznych Warszawa 2 października 2014

2 pubs.usgs.gov Geologiczne uwarunkowania rozmieszczenia zasobów geotermalnych Geological conditions of geothermal resources distribution

3 Wysokotemperaturowe systemy geotermalne High-temperature systems Iceland Podstawowa koncepcja tektoniki płyt The basic concept of plate tectonics Obszar pary geotermalnej wraz z jego elementami: obszar zasilania, nieprzepuszczalny nadkład, zbiornik i źródło ciepła A geothermal steam field with its elements recharge area, impermeable cover, reservoir and heat source (Barbier, 1997)

4 Niskotemperaturowe systemy geotermalne (temp < 150 o C) Low- temperature systems Poland Naturalne baseny sedymentacyjno-strukturalne wypełnione gorącymi wodami podziemnymi o zróżnicowanych temperaturach. Natural sedimentologically-structural basins with hot groundwaters of differential temperatures Temperatury wód od kilkudziesięciu do ponad 90 C, a w skrajnych przypadkach osiągają sto kilkadziesiąt stopni. Temperatures of waters to above 90 C, some cases above one houndred and few dozen C

5 MAPA ROZKŁADU TEMPERATUR NA GŁĘBOKOŚCI 2000 m ppt NA OBSZARZE NIŻU POLSKIEGO Distribution map of temperatures at 2,000 m depth below surface in the Polish Lowlands

6 Warunki geotermalne Polski Geothermal conditions of Poland Zasoby geotermalne zakumulowane są w 4 głównych prowincjach hydrogeotermalnych Geothermal resources in Poland are accumulated in 4 main hydrogeothermal provinces 1. Niż Polski 80% powierzchni kraju (ok. 272 tys. km 2 ) Polish Lowland Province* 2. Prowincja Karpacka Carpathian Province* 3. Zapadlisko Przedkarpackie Fore-Carpathian Province 4. Rejon Sudecki Sudetes Region * The most prospective

7 Badania geotermalne w Polsce Geothermal reasearch in Poland lata 80-te XX wieku - w Instytucie Surowców Energetycznych Akademii Górniczo-Hutniczej, w ramach programu badawczo-rozwojowego, finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego rozpoczęto badania regionalne nad możliwością wykorzystania liasowych wód geotermalnych na Niżu Polskim oraz trzeciorzędowych i mezozoicznych wód rejonu Karpat. The first research projects devoted to utilization of warm groundwaters and geothermal energy were undertaken in 1980-ties at the AGH-University of Science and Technology (current name) in Krakow rok 1987 rok - włączenie badań nad praktycznymi aspektami wykorzystania wód i energii geotermalnej w Polsce z inicjatywy prof. dr hab. inż. Romana Neya do Centralnego Programu Badawczo-Rozwojowego (CPBR 5.2) The breaking point for studies on utilization of geothermal waters and energy in Poland was the inclusion of geothermal energy studies into the Central R&D Programme in 1987 (on the initiative of Professor R. Ney).

8 równolegle z prowadzonymi badaniami o charakterze podstawowym, w tym dotyczącymi metodyki szacowania zasobów, prowadzono prace wdrożeniowe, których efektem było powstanie pierwszej instalacji geotermalnej w Polsce na Podhalu At the same time research and implementation project for utilization of Eocene geothermal waters in the Podhale area were carried out. W latach z inicjatywy Zakładu Surowców Energetycznych Akademii Górniczo-Hutniczej przeprowadzono na terenie Polski prace badawcze dotyczące analizy możliwości budowy instalacji geotermalnych w blisko 200 miastach Polski niżowej In the years the joint initiative of the Department of Fossil Fuels and the Chief-geologist of Poland led to the research project focused on feasibility analysis of geothermal installations construction in almost 200 towns of the Polish Lowlands.

9 ATLASY ZASOBÓW GEOTERMALNYCH Atlases of geothermal resources wydane w Katedrze Surowców Energetycznych (AGH) w latach zamawiający: Ministerstwo Środowiska finansujący: NFOŚiGW wykonawca: AGH Projekty badawczo-rozwojowe (Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, NCBiR) 2013

10 Inne opracowania Other studies

11 Regionalne rozpoznanie zasobów wód geotermalnych w Polsce Regional identification of geothermal resources in Poland Niż Polski Polish Lowlands 2 - Karpaty zachodnie Western Carpathians 3 Karpaty wschodnie Eastern Carpathians 4 Zapadlisko przedkarpackie Carpathians Foredeep

12 Klasyfikacja zasobów geotermalnych Classification of geothermal resources Diagram McKelvey a NIEODKRYTE geotermalna baza zasobowa (resource base) całkowite zasoby geotermalne dostępna baza zasobowa (accessible resource base) dostępne zasoby geotermalne Wartość gospodarcza Stopień rozpoznania

13 Klasyfikacja zasobów geotermalnych Classification of geothermal resources

14 Oprogramowanie do zintegrowanej interpretacji danych geologicznych, geofizycznych i hydrogeologicznych Software for integrated interpretation of geological, geophysical and hydrogeological data

15 Ok otworów Ca wells Potencjał danych Data potential

16 Perspektywiczne zbiorniki występowania wód geotermalnych w rejonie Niżu Polskiego Most perspective geothermal aquifers of Polish Lowlands!Zbiornik dolnokredowy Lower Cretaceous aquifer Zbiornik dolnojurajski Lower Jurassic aquifer Research area Formation I. Lower Cretaceous aquifer II. Upper Jurassic aquifer III. Middle Jurassic aquifer IV. Lower Jurassic aquifer V. Upper Triassic aquifer VI. Lower Triassic aquifer Temperature [ o C] Area [km 2 ] Static resources [J*10 20 ] RESOURCES Static Disposable reserves recoverable Area Energy Energy resources [J*10 19 ] [km 2 ] [J/year* [TOE/year* ] ] <40 98, , , , , , Total 115, , <40 167, , , , , , > Total 198, , <40 140, , , , , , , >100 1, , Total 202, , <40 97, , , , , , , , >100 2, , Total 158, , <40 62, , , , , , >100 7, , Total 175, , <40 70, , , , , , , , , , , , >160 1, , Total 229, ,

17 Lokalizacja perspektywicznych obszarów wykorzystania wód termalnych do celów ciepłowniczych w obrębie wytypowanych zbiorników hydrotermalnych na Niżu Polskim Location of perspective areas for use of geothermal waters in the Polish Lowlands Kreda Dolna Lower Cretaceous Jura Dolna Lower Jurassic km km km2 Jura Górna Upper Jurassic Trias Górny Upper Triassic Jura Środkowa Middle Jurassic km km km 2 Trias Dolny Lower Triassic km km km 2 1.Dolna Kreda 2.Górna Jura 3.Środkowa Jura 4.Dolna Jura 5.Górny Trias 6.Dolny Trias 7.Dolny Perm 8.Karbon 9.Dewon Perm Dolny Lower Permian Karbon Carboniferous Dewon Devonian

18 Perspektywy wykorzystania zasobów wód i energii geotermalnej w Karpatach i Zapadlisku Przedkarpackim Location of perspective areas for use of geothermal waters in the Carpathians and Carpathian Foredeep

19 Wyniki szacowania zasobów geotermalnych Results of geothermal resources assesments

20 Wyniki szacowania zasobów geotermalnych Results of geothermal resources assesments J J J J/rok = TOE/rok J/rok ( TOE/rok)

21 Zasoby geotermalne - oszacowanie potencjału dla ciepłownictwa Geothermal resources potential for heating purposes Sumaryczne zasoby dyspozycyjne Disposable reserves Przy założeniu, że wykorzystane zostanie 1,5 2,5% zasobów dyspozycyjnych, wielkość zasobów eksploatacyjnych wyniosłaby: J/rok Stanowi to równowartość instalacji geotermalnych, z których każda uzyskuje rocznie około 500 TJ ciepła

22 Potencjał zasobów geotermalnych Potential of geothermal resources - średnie zużycie energii = 540 MJ/m 2 (150 kwh/m 2 )* - pow. mieszkania 100 m 2 ok. 54 GJ/rok J/rok = mieszkań/rok J/rok = mieszkań/rok podsumowując: można ogrzać od ok 2,5 mln do 4 mln mieszkań teoretycznie!! Na podst.: Pompy ciepła. Poradnik.Technika Instalacyjna w Budownictwie - Rubik M., 2006

23 Czynniki wpływające na opłacalność wykorzystania zasobów geotermalnych The cost effectiveness of geothermal waters utilization is controlled by several factors 1. Factors dependent on hydrogeothermal conditions in the site area 2. Factors dependent on the mode of installation load 3. Factors dependent on macroeconomics 1. Czynniki zależne od warunków hydrogeotermalnych występujących na danym obszarze: wydajność eksploatacyjna wód podziemnych temperatura wód geotermalnych głębokość zalegania warstwy wodonośnej skład chemiczny wody/mineralizacja 2. Czynniki zależne od sposobu obciążenia instalacji ciepła geotermalnego: roczny współczynnik obciążenia instalacji - czas wykorzystania pełnej mocy cieplnej ujęcia stopień schłodzenia wody geotermalnej odległość geotermalnych otworów wiertniczych od odbiorcy ciepła koncentracja zapotrzebowania na ciepło na obszarze jego odbioru 3. Czynniki zależne od makrootoczenia koszty produkcji ciepła metodami konwencjonalnymi/ceny paliw poziom stop procentowych kredytów inwestycyjnych proekologiczna polityka państwa wysokość środków finansowych przeznaczonych na badania naukowe i promocję odnawialnych źródeł energii

24 Możliwości budowy nowych instalacji geotermalnych The possibility of building new geothermal installations niecka szczecińska niecka warszawska A Funkcjonujące zakłady geotermalne: A - Bańska - Biały Dunajec B - Mszczonów C - Uniejów D - Pyrzyce E - Stargard Szczeciński Lokalizacje miast o korzystnych warunkach dla budowy ciepłowni geotermalnych niecka mogileńsko-łódzka obszary perspektywiczne

25 Możliwe kierunki zagospodarowania wód geotermalnych Directions of geothermal water utilizations Ciepłownictwo - heating (głównie w miejscowościach posiadających sieci ciepłownicze, lokalizacja otworów geotermalnych blisko sieci odbiorców, miejscowości o skupionej zabudowie i dostatecznej liczbie odbiorców ciepła) Balneoterapia / Rekreacja - balneotherapy/recreation (uzdrowiska, ośrodki terapii ruchowej, baseny termalne, ośrodki SPA i inne) Produkcja prądu elektrycznego electricity production Odzysk substancji towarzyszących mediom geotermalnym recovery of accompanying substances (sole lecznicze i kąpielowe, surowce dla przemysłu chemicznego, odzysk pierwiastków: jod, brom, potas, magnez, lit, stront i inne)

26 Rozpoznanie potencjału zasobowego dla instalacji binarnych Recognizing of the geothermal potential for binary installations

27 Perspektywiczne lokalizacje: Bańska Niżna Cieplice Śląskie- Zdrój Stargard Szczeciński Konin Chociwel Łowicz Koło Turek Żnin Rozpoznanie potencjału zasobowego dla instalacji binarnych Recognizing of the geothermal potential for binary installations

28 Rozpoznanie potencjału zasobowego dla instalacji HDR/EGS Recognizing the geothermal potential for HDR/EGS

29 Rozpoznanie potencjału zasobowego dla instalacji HDR/EGS Recognizing the geothermal potential for HDR/EGS 1. Monoklina Przedsudecka rejon Gorzowa Wielkopolskiego: wulkanity dolnopermskie 2. Kraton wschodnioeuropejski obszar Wigier 3. Masyw Karkonoski rejon Szklarskiej Poręby: górnokarbońskie granity plutonu Karkonoszy 4. Kraton wschodnioeuropejski obszar Lubelszczyzny: eokambryjskie intruzje, wizeńskie dajki 5. Polska centralna skały osadowe triasu i starsze

30 Lokalizacja perspektywiczna dla wykorzystania energii petrogeotermalnej w Polsce (strefa Krośniewice-Kutno) Location of perspective areas for use of petrogeothermal energy in Poland an example Trias dolny Strop m ppm Miąższość > 1000 m porowatość rzędu 2,5% Niska przepuszczalność (0,1 md) Temp C

31 Współpraca Akademii Górniczo Hutniczej z instytucjami islandzkimi Cooperation beetwen AGH-UST and Icelandic institutions Keillir Institute of Technology FSS program 2014 UNU-GTP Geothermal Training

32 PODSUMOWANIE Summary W Polsce występują niskotemperaturowe zasoby geotermalne (<150 o C) In Poland low- temperature geothermal resources occurs Na obszarze Polski zakumulowany jest znaczący, niewykorzystany potencjał energetyczny wód geotermalnych Significant unused potential of geothermal waters and energy exist Znaczne zasoby geotermalne związane z wodami o zróżnicowanych temperaturach od 20 do ponad o C, Geothermal resources are associated with waters of different temperatures from 20 to over 80/100 C Wody geotermalne mogą być wykorzystane w szerokim zakresie do celów grzewczych Geothermal waters can be used in a wide range for heating purposes (individual and communal), preparation of hot tap water and others Prowadzone są badania nad możliwościami wykorzystania zasobów geotermalnych do produkcji energii elektrycznej Research of the possibilities of using geothermal resources for electricity production are carried out

33 Blue Lagoon Spa, Iceland I C E L A N D Reykjanes Geothermal Power Plant, Iceland Dziękuję za uwagę Thank you for your attention Geothermal pool, Podhale region, Poland P O L A N D Geothermal installation, Bańska, Podhale region, Poland