HDR/EGS Energia z wnętrza Ziemi science fiction czy rzeczywistość?*

Podobne dokumenty
POTENCJAŁ I PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA ZASOBÓW GEOTERMALNYCH W POLSCE WSPIERANIE PRZEZ PIG PIB ROZWOJU GEOTERMII W POLSCE

Geotermia we Francji i perspektywy w Województwie Świętokrzyskim

WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ W POLSCE. PROJEKTY I INSTALACJE EKSPLOATOWANE

I PRZESTRZEŃ DO DALSZYCH BADAŃ /

Stan i perspektywy rozwoju geotermii w Polsce. Stand und Perspektiven der Geothermie in Polen

Możliwości współpracy niemiecko polskiej w sektorze geotermii

WYKONANO NA ZAMÓWIENIE MINISTRA

Państwowy Instytut Geologiczny Państwowy Instytut Badawczy. Państwowa Służba Geologiczna Państwowa Służba Hydrogeologiczna

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Katedra Surowców Energetycznych

POTENCJAŁ I PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA ZASOBÓW GEOTERMALNYCH W POLSCE WSPIERANIE PRZEZ PIG PIB ROZWOJU GEOTERMII ŚREDNIOTEMPERATUROWEJ W POLSCE

Fig. 6_25 Rozkład mocy cieplnej i elektrycznej dla instalacji geotermalnej na analizowanym obszarze (objaśnienia w tekście)

Bezpieczeństwo realizacji badań geologicznych pod kątem projektu CCS. Marek Jarosiński, PIG-PIB kierownik Programu Bezpieczeństwo Energetyczne

Geotermia w Saksonii. 1. Krótki zarys na temat energii geotermalnej w Saksonii

Czy ogrzeje nas ciepło z ziemi?

Projekt Unii Europejskiej TransGeoTherm

WP3.1. Warsztaty krajowe Możliwości rozwoju i bariery dla geotermalnych systemów c.o. Stan i możliwości rozwoju geotermalnych sieci c.o.

Koncepcja rozwoju geotermii w Polsce Słupsk,

Wody geotermalne w powiecie nyskim

GeoDH. Warsztaty Szkoleniowe

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: BEZ s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

WĘGIEL KAMIENNY PODSTAWOWY SUROWIEC POLSKIEJ ENERGETYKI ZASOBY GEOLOGICZNE BILANSOWE

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

Nowy Targ, styczeń Czesław Ślimak Barbara Okularczyk

Mapy geotermiczne Zastosowanie praktyczne dla wszystkich

ENERGIA GEOTERMALNA. Jarosław Kotyza

Koncepcja rozwoju geotermii w polskich miastach

Niekonwencjonalne źródła energii

Wstępne studia możliwości wykorzystania energii geotermalnej w ciepłownictwie na przykładzie wybranych miast - Lądek-Zdrój

Instalacja geotermalna w Pyrzycach - aspekty techniczne

Energetyka w Środowisku Naturalnym

autor dr inż. Piotr Długosz Prezes Zarządu

Optymalne technologie wiertnicze dla ciepłownictwa geotermalnego w Polsce

METODYKA POSZUKIWAŃ ZLÓŻ ROPY NAFTOWEJ I GAZU ZIEMNEGO

Warszawa, październik Czesław Ślimak Barbara Okularczyk

POTENCJAŁ GEOTERMALNY ZBIORNIKÓW MEZOZOICZNYCH NIŻU POLSKIEGO DO PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

1. Pojęcie wiatru, cyrkulacja powietrza w atmosferze. Historia wykorzystania energii wiatru, typy wiatraków występujących na ziemiach polskich

BAZA DANYCH ORAZ SZCZEGÓŁOWY 3D MODEL GEOLOGICZNY DLA PODZIEMNEJ SEKWESTRACJI CO 2 REJONU BEŁCHATOWA NA PRZYKŁADZIE STRUKTURY BUDZISZEWIC - ZAOSIA

INSTYTUT GOSPODARKI SUROWCAMI MINERALNYMI I ENERGIĄ POLSKIEJ AKADEMII NAUK W KRAKOWIE (IGSMIE PAN) Gospodarka Surowce Środowisko Energia

Opracowanie metody programowania i modelowania systemów wykorzystania odnawialnych źródeł energii na terenach nieprzemysłowych...

Elektrownie Geotermalne

GeoDH. Warsztaty Szkoleniowe

Szanse rozwoju energetyki geotermalnej w Polsce na przykładzie Geotermii Podhalańskiej Zakopane, sierpień 2013

Zasoby geotermalne Polski metodologia oceny potencjału geoenergetycznego.

V OGÓLNOPOLSKI KONGRES GEOTERMALNY,

G-TERM ENERGY Sp. z o.o. Geotermia Stargard

Koncepcja rozwoju geotermii w miastach

Anna Sowiżdżał Jarosław Kotyza

Rytro, sierpień Czesław Ślimak Barbara Okularczyk

POLSKA GEOTERMALNA ASOCJACJA IM. PROF. JULIANA SOKOŁOWSKIEGO WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI AGH

ul. 28 Czerwca 1956 r., 398, Poznań tel. (61) , fax (061) ,

ELEKTROWNIE I ELEKTROCIEPŁOWNIE GEOTRMALNE Z WYKORZYSTANIEM OBIEGÓW ORC

Charakterystyka parametrów termicznych skał mezopaleozoicznych z rejonu Kraków-Dębica

Temat nr 1: Energetyka geotermalna Energia geotermalna. Energia geotermalna w Polsce. Geoenergetyka. Ciepłownie w Polsce

X POLSKO-NIEMIECKA KONFERENCJA ENERGETYKA PRZYGRANICZNA POLSKI I NIEMIEC DOŚWIADCZENIA I PERSPEKTYWY SULECHÓW, LISTOPAD 2013

I. Wykorzystanie wód termalnych w Uniejowie.

Plany rozwoju ciepłownictwa geotermalnego w miastach i rola Projektu EOG Lądek-Zdrój

Zasoby geotermalne w Polsce

Możliwości wykorzystania geotermii w sieciach c.o. w Polsce na tle Europy

Badania i geotermalne projekty inwestycyjne w Polsce przegląd

MOśLIWOŚCI REALIZACJI CCS W GRUPIE LOTOS Z WYKORZYSTANIEM ZŁÓś ROPY NAFTOWEJ NA BAŁTYKU C.D.

LOTOS Petrobaltic S.A. Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A. Akademia Górniczo- Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

SCENARIUSZ LEKCJI GEOGRAFII DLA UCZNIÓW KLASY I (ZAKRES PODSTAWOWY) SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH

Zasada działania jest podobna do pracy lodówki. Z jej wnętrza, wypompowywuje się ciepło i oddaje do otoczenia.

GeoDH. Warsztaty Szkoleniowe

WGGIOŚ Egzamin inżynierski 2014/2015 WYDZIAŁ: GEOLOGII, GEOFIZYKI I OCHRONY ŚRODOWISKA KIERUNEK STUDIÓW: GÓRNICTWO I GEOLOGIA

Warszawa, dnia 9 maja 2014 r. Poz. 591 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 8 maja 2014 r.

Promowanie geotermalnych systemów centralnego ogrzewania w Europie

Warszawa, dnia 15 grudnia 2016 r. Poz. 2023

Energetyka geotermalna i pompy ciepła

POLSKA GEOTERMALNA ASOCJACJA IM. PROF. JULIANA SOKOŁOWSKIEGO WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI AGH. Jacek Zimny

Ogrzewanie, chłodzenie i kogeneracja z wykorzystaniem wód geotermalnych w Europie. Thomas Garabetian, EGEC 18/09/2017

Podsumowanie i wnioski

GEOTERMIA W POLSCE - W CELU PROMOWANIA GEOTERMII. Ministerstwo Środowiska Departament Geologii i Koncesji Geologicznych

MODELOWANIE WARUNKÓW HYDROGEOTERMALNYCH W REJONIE MIASTA CHOCIWEL

16 Geotermia. Rys Ziemia w przekroju. Fot Granit. skorupa płaszcz

Regionalne dokumentacje hydrogeologiczne

Wykonanie stymulacji produktywności metanu w otworach Gilowice 1 i Gilowice 2H

Specjalność: GEOLOGIA NAFTOWA

CIEPŁO Z OZE W KONTEKŚCIE ISTNIEJĄCYCH / PLANOWANYCH INSTALACJI CHP

GOSPODARKA ZŁÓŻ SUROWCÓW MINERALNYCH i ICH OCHRONA

ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

TransGeoTherm główne założenia, cele i planowane rezultaty projektu


INFORMACJA TECHNICZNA INSTALACJA CHŁODNICZA O MOCY 60 MW Z CZTEREMA PODAJNIKAMI TRÓJKOMOROWO-RUROWYMI P.E.S.

Energia geotermalna. Wykład WSG Bydgoszcz Prowadzący prof. Andrzej Gardzilewicz

WIELOSTRONNE WYKORZYSTANIE WÓD GEOTERMALNYCH NA PRZYKŁADZIE UNIEJOWA

POLSKA AKADEMIA NAUK INSTYTUT GOSPODARKI SUROWCAMI MINERALNYMI I ENERGIĄ

Rynek ciepła ze źródeł odnawialnych w Polsce stan i tendencje rozwojowe

Budowa ciepłowni na bazie źródła geotermalnego w Koninie

Warsztaty GeoDH Uniejów

MINISTERSTWO ŚRODOWISKA DEPARTAMENT GEOLOGII I KONCESJI GEOLOGICZNYCH

Marek Narkiewicz GAZ ŁUPKOWY W POLSCE MIĘDZY GEOLOGIĄ A NADZIEJĄ

Rtęć w przemyśle. Technologia usuwania rtęci z węgla przed procesem zgazowania/spalania jako efektywny sposób obniżenia emisji rtęci do atmosfery

Ciepło z OZE źródła rozproszone: stan i tendencje rozwojowe w Polsce

PROGRAM FINANSOWANIA ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ORAZ OBIEKTÓW DOTYCZĄCYCH CYCH KOGENERACJI ZE ŚRODKÓW W SUBFUNDUSZU OPŁAT ZASTĘPCZYCH I KAR

Środki publiczne jako posiłkowe źródło finansowania inwestycji ekologicznych

Wykorzystanie pojemności cieplnej dużych systemów dystrybucji energii

Nowe standardy dolnych źródeł VDI 4640, cz.2 oraz projekt Thermo Map

Zasoby wodne a wydobycie gazu z łupków

Wnioski z V Ogólnopolskiego Kongresu Geotermalnego r., Mszczonów

Transkrypt:

HDR/EGS Energia z wnętrza Ziemi science fiction czy rzeczywistość?* Adam Wójcicki & zespół projektu *Wykorzystano wyniki projektu Ocena potencjału, bilansu cieplnego i perspektywicznych struktur geologicznych dla potrzeb zamkniętych systemów geotermicznych (Hot Dry Rocks) w Polsce Warszawa, 9 maja 2014 r.

HDR a EGS Niekonwencjonalne (zamknięte) systemy geotermiczne (ze szczelinowaniem)* : Hot Dry Rocks (HDR) (wzbudzone) systemy geotermiczne obejmujące gorące, suche skały; Enhanced Geothermal Systems (EGS) wzbudzone systemy geotermiczne z niewielkim dopływem wód, występujących w skałach w nieznacznych ilościach. *Istotna jest, obok odpowiednio wysokiej temperatury, występowanie skał, które dobrze się szczelinują. Schemat wykorzystania energii gorących suchych skał dublet geotermalny (za: Wójcicki, Sowiżdżał, Bujakowski 2013; na podstawie Tester i in., 2006)

Wybrane projekty HDR/EGS na świecie (technologia przedkomercyjna) 1974 1992 Fenton Hill, NM, USA (granity); 1977 1991 Rosemanowes Quarry, Wielka Brytania (granity); 1981 1986 Hijiori, Japonia (na skraju wulkanu); 1990 Soultz, Francja (granity 1,5 MWe*); 1993 Ogachi, Japonia (granodioryty ); 2001 Gross Schoenebeck, Niemcy (skały osadowe & wulkanity) 2003 Cooper Basin, Australia (granity 250 MWe?) 2007 Landau, Niemcy (granity & skały osadowe 3 MWe) *z dubletu geotermalnego można uzyskać podaną ilość energii elektrycznej lub o rząd wielkości więcej energii cieplnej

Pozyskiwanie ciepła z Ziemi (w warunkach naszego kraju) Systemy geotermalne (hydrotermalne) (Podhale, Niż Polski wody termalne występujące poniżej 2,5-3 km, charakteryzują się zwykle wysoką mineralizacją czyli korozywnością) Geotermia niekonwencjonalna EGS- Enhanced Geothermal Systems HDR- Hot Dry Rocks Ogrzewanie pompy ciepła Porowatość naturalna Ogrzewanie, Dystrybucja energii grzewczej Produkcja energii elektrycznej M. Wróblewska Zależnie od technologii i czynnika roboczego (tzw. układy binarne) temperatura niezbędna do produkcji energii elektrycznej i ciepła może być istotnie mniejsza od 100 C, ale taka (100 C) zapewnia efektywną pracę dla najczęściej stosowanych technologii.

Temperatura w Polsce na głębokości 3 km (na podstawie Szewczyk 2010)

Cel i ogólny zakres przedsięwzięcia Celem przedsięwzięcia była ocena możliwości wykorzystania struktur geologicznych do budowy zamkniętych systemów geotermicznych HDR & EGS na obszarze Polski (w skałach krystalicznych, wulkanicznych i osadowych), umożliwiających produkcję energii elektrycznej i ciepła. Zakres prac - Wybór lokalizacji na podstawie materiałów archiwalnych; - Wykonanie uszczegółowiających, powierzchniowych badań geofizycznych (grawimetria, magnetyka, MT); - Wykonanie otworu badawczego 200 m (Karkonosze); - Analizy laboratoryjne próbek skał (petrologiczne, petrofizyczne); - Modele geologiczno-geofizyczne dla wytypowanych obszarów; - Modelowania potencjału (HDR/EGS) i wymiany ciepła skał z zatłaczanymi płynami & scenariusze eksploatacji systemów geotermicznych; - Pozostałe zagadnienia.

Analizy systemów geotermicznych wybór lokalizacji 1. Monoklina Przedsudecka rejon Gorzowa Wielkopolskiego: wulkanity dolnopermskie (trachyandezyty?) 2. Kraton wschodnioeuropejski obszar Wigier 2 3. Masyw Karkonoski rejon Szklarskiej Poręby (nowy otwór Czerwony Potok): górnokarbońskie granity plutonu Karkonoszy (8-9 km miąższości?) 4. Kraton wschodnioeuropejski - - Obszar Lubelszczyzny (rejon Busówno-Krowie Bagno): eokambryjskie intruzje, wizeńskie dajki (bazalty i diabazy?) 5. Polska centralna skały osadowe triasu i starsze (następny slajd) 1 3 5 4

Otwór Czerwony Potok PiG-1 w rejonie Szklarskiej Poręby Huty (200 m) - Pobranie próbek rdzeni do analiz laboratoryjnych (petrograficznomineralogicznych, petrofizycznych parametrów zbiornikowych, termicznych) - Pomiary temperatury (1x nieustal., 2x ustal.) - Pomiary geofizyki wiertniczej

Wyznaczono kilka struktur gdzie możliwe byłoby wykorzystanie zamkniętych systemów geotermicznych (HDR) lub systemów wspomaganych niewielkim dopływem wód (EGS), w przedziale głębokości od 4 do 6 km. Charakteryzują się one wysoką - jak na warunki naszego kraju - temperaturą (ponad 130 C). Prawdopodobnie są też podatne na procesy szczelinowania, umożliwiające stabilne funkcjonowanie systemu geotermicznego (chodzi o zapewnienie odpowiednio wysokiej przepuszczalności i kubatury strefy szczelinowania oraz optymalnego strumienia, minimalizującego wychłodzenie górotworu i w konsekwencji spadek mocy układu). Najkorzystniejsze warunki stwierdzono w: 1. Skałach krystalicznych Sudetów (rejon 3) Za najlepsze uznano parametry geotermiczne w podatnym na procesy szczelinowania granitowym plutonie Karkonoszy szczególnie w rejonie na południe od Szklarskiej Poręby oraz w pasie na południowy wschód od Jeleniej Góry w okolicy Kowar i Karpacza. Gradient geotermiczny w tych strefach wynosi prawdopodobnie ok. 4 C/100 m. Na głębokości 3500 m temperatura skał sięga 145 C, a na głębokości 4000 m ok. 165 C (a więc są to lepsze warunki niż wskazywałaby mapa Szewczyk, 2010). Jednostkowa moc elektryczna brutto, możliwa do wygenerowania w tych warunkach termicznych, wynosi odpowiednio 9,5 10 kw/(m3/h) i 12 13 kw/(m3/h). Moc elektryczna brutto przykładowej elektrowni binarnej w warunkach stałej eksploatacji wód z głębokości ok. 4,5 km z wydajnością 100 m3/h, o stabilnej temperaturze około 165 C i przy zatłaczaniu wody powrotnej o temperaturze 70 C może wynieść 1,2 1,3 MW brutto (cieplna może być ośmiokrotnie większa). Wyniki prac (za Wójcicki, Sowiżdżał, Bujakowski 2013)

2. Skałach wulkanicznych bloku Gorzowa Wielkopolskiego (rejon 1) Do lokalizacji systemu geotermalnego wytypowano rejon Dębna. Gradient geotermiczny, wynoszący w tym rejonie ponad 40 C/km, implikuje wysokie temperatury skał na relatywnie małej głębokości, umożliwiające produkcję energii elektrycznej w systemach binarnych. Niewielki strumień wody (50 m3/h) oraz niewielka przepuszczalność skał skutkowałyby powolną migracją płynu. Pozwoliłoby to uzyskać stabilność źródła mocy przez minimum 25 lat, nawet przy niewielkiej kubaturze strefy szczelinowanej, a w przypadku większej objętości nawet do 40 lat. W górotworze o temperaturze początkowej równej 153 C (głębokość 4,3 km) modelowana moc elektryczna brutto jednego obiektu wahałaby się od ok. 555 kw w początkowych latach do ok. 520 kw po upływie 50 lat (moc cieplna byłaby ośmiokrotnie większa). Przy strumieniu wody o przepływie 100 m3/h moc brutto wynosiłaby w okresie początkowym ok. 1110 kw, a po upływie 50 lat w optymistycznym scenariuszu ok. 950 kw, a w pesymistycznym - ok. 660 kw. 3. Skałach osadowych w rejonie Krośniewic (rejon 5) W modelu wykonanym dla rejonu Krośniewic założono możliwość wykorzystania istniejącego otworu Krośniewice IG-1 (głębokość 5,4 km, temperatura 179 C) i zainstalowania systemu EGS. Po 50 latach pracy moc elektryczna systemu brutto spadłaby z początkowej wartości 1,8 MW do 1,7 MW. Moc cieplna systemu po roku pracy wynosiłaby 12,9 MW, po 50 latach 12,2 MW. Całkowitą produkcję energii elektrycznej netto w ciągu 50 lat szacuje się na 764,5 GWh. Oprócz rejonu Krośniewic wskazano również dwie inne strefy o korzystnych parametrach dla EGS - rejon Konina oraz Pleszewa. Wyniki prac (za Wójcicki, Sowiżdżał, Bujakowski 2013)

Wyniki badań stanowią przesłanki do zaprojektowania pilotażowych instalacji geotermalnych. Z uwagi na niewystarczającą wiedzę o zachowaniu się rozpatrywanych ośrodków skalnych w procesie szczelinowania i transportu zatłaczanych płynów, konieczne jest szczegółowe rozpoznanie wytypowanych lokalizacji powierzchniowymi badaniami geofizycznymi, wykonanie (odpowiednio głębokich) otworów wiertniczych oraz przeprowadzenie badań próbek rdzeni i testów w otworach, weryfikujących założenia przyjęte w trakcie modelowań. W rejonie Karkonoszy (rejon 3) można teoretycznie zmieścić około 20 dubletów wykorzystujących ciepło skał krystalicznych, w rejonie bloku Gorzowa (1) do 500 dubletów wykorzystujących ciepło skał wulkanicznych a w rejonie Polski centralnej (5) nawet 2000 dubletów wykorzystujących ciepło skał osadowych (abstrahując na razie od możliwości ulokowania instalacji, tzn. lokalizacji obszarów chronionych, czy też konieczności posiadania w pobliżu odbiorcy ciepła). Teoretycznie potencjał produkcji energii elektrycznej z systemów HDR/EGS w Polsce jest więc rzędu 2 4 GW (ale rejon Karkonoszy, gdzie według obecnego stanu wiedzy perspektywy dla HDR są najlepsze, obejmuje tylko 1% tego potencjału). Na podstawie dostępnej literatury (Huenges, 2010) można przytoczyć orientacyjne szacunki kosztów wierceń oraz szczelinowania, stanowiących najbardziej istotne pozycje odpowiednio nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacji, oraz inne koszty przykładowych projektów geotermalnych o warunkach geologiczno-złożowych podobnych do tych analizowanych powyżej. Prawdopodobnie instalacja do produkcji ciepła byłaby opłacalna pod warunkiem stabilnego funkcjonowania systemu geotermicznego przez minimum 25-30 lat, zaś instalacja do produkcji energii elektrycznej zwróciłaby się po 40-50 latach. Podsumowanie

Więcej informacji - książeczka strona projektu: http:///pl/cel-i-zadania-projektu-hdr-mw.html