ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIRERynek ciepła
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.



WSPÓŁREDAGOWANIE SERWISU



MATERIAŁY PROBLEMOWE

Case study geotermii w Chociwlu
09.12.2020r. 05:17

Leszek Rzeźniczak ("Energia i Recykling" - 11/2020)
Według geologów, Polska jest najbogatszym w geotermalne źródła obszarem Starego Kontynentu. Od Szczecina, przez Pojezierze Ińskie, aż do Bydgoszczy, Poznania i Łodzi rozciągają się wielkie połacie najgorętszych podziemnych wód. Niedaleko Stargardu, znanego m.in. z wykorzystania geotermii, leży małe miasto Chociwel, które również ma chrapkę na wykorzystanie ciepła ukrytego w podziemnych wodach.
Przez pojęcie "energia geotermalna" należy rozumieć naturalną energię zawartą w skałach oraz wodach (w stanie ciekłym i parowym) wypełniających przestrzenie porów i szczelin znajdujących się w skorupie ziemskiej. Energia ta jest stabilna na głębokościach występowania, nie zależy od warunków atmosferycznych i jest niewyczerpywalna w wyniku jej ciągłego przenoszenia z wnętrza Ziemi. Potencjalne zasoby wód geotermalnych w Polsce obejmują powierzchnię 251 tys. km - to aż ok. 80% powierzchni naszego kraju! Objętość wód pod powierzchnią Polski wynosi 6343 km3. Ich temperatura kształtuje się w granicach od 25 do 150°C.

Korzystne warunki do budowy instalacji geotermalnych ma obecnie ponad 40% powierzchni kraju. Podstawowymi czynnikami wpływającymi na wykorzystanie w sposób ekonomiczny wód geotermalnych są: ich temperatura, ciśnienie złożowe, wydajność otworu wydobywczego, mineralizacja oraz skład chemiczny. Pozyskiwanie gorących podziemnych wód następuje dzięki wywierceniu głębokich otworów. Etap wierceń przy budowie systemu pozyskiwania energii geotermalnej jest największym obciążeniem finansowym i wynosi do 70% całkowitych kosztów budowy ciepłowni geotermalnej.

W okolicach Chociwla (wschodnia część powiatu stargardzkiego, na terenie województwa zachodniopomorskiego) pierwsze odwierty geotermalne powstały jeszcze w latach 60. i 70. ubiegłego wieku. Gmina Chociwel rozciąga się na powierzchni 161 km2 i stanowi ok. 10% powierzchni powiatu stargardzkiego. Natomiast miasto Chociwel obejmuje obszar 3,7 km2. Gminę zamieszkuje 6020 osób. Chociwel nie posiada jednego centralnego ośrodka ciepłowniczego, który zaspokajałby potrzeby ciepłownicze całego miasta. Instytucje publiczne oraz mieszkańcy indywidualnie rozwiązują ten problem. Niestety, ok. 90% mieszkańców Chociwla w dalszym ciągu ogrzewa swoje mieszkania piecami kaflowymi zasilanymi węglem, piecykami elektrycznymi lub olejowymi oraz gazem w butlach. W rezultacie powstaje duża ilość zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery, co niekorzystnie wpływa na stan zdrowia mieszkańców. Tak jest zresztą nie tylko tu, ale w większości polskich miast i gmin.

Geologiczne uwarunkowania

O podpowierzchniowej budowie geologicznej gminy Chociwel można wnioskować na podstawie budowy głębszego podłoża, w oparciu o informacje uzyskane z otworów wiertniczych na terenie zarówno tej gminy, jak i sąsiedniego Marianowa. Podłożem całego powiatu jest rozległy basen geologiczny, tzw. Niecka Szczecińska, w której osadzone są różne utwory epok geologicznych. W głębokim podłożu tej Niecki zalegają piaskowce, iły, zlepieńce, margle i wapienie. Osadzały się one w morzu jurajskim od 159 do 133 mln lat temu, na obszarze aż do Karpat i Sudetów. Do najlepiej zbadanych skał tego okresu należą wyższe poziomy jury zbudowane z wapieni. Pod koniec okresu jurajskiego morze chwilowo ustąpiło. Jednak na początku okresu kredowego ponownie zalało obszar obecnego Pomorza Zachodniego.

Przez cały okres kredowy morze rozszerzało swój zasięg. Na jego dnie powstawały osady zlepieńców i piaskowców, a następnie seria białych margli z krzemienia. Pod koniec okresu kredowego morze ponownie wycofało się. Z nastaniem nowego okresu trzeciorzędowego na obszarze dzisiejszego Pomorza Zachodniego istniała głęboka zatoka morska sięgająca po obecny Sławęcin, na dnie której osadzała się duża ilość piasków. Ostatni zalew morski nastąpił w środkowym trzeciorzędzie. Seria osadów z tego okresu wykształcona jest w postaci zielonych piasków glaukonitowych (jasnozielonych) i rozpościera się na całym obszarze Niecki Szczecińskiej. Piaski te zawierają wkładki iłów i żwirów kwarcowych. Druga połowa trzeciorzędu reprezentowana jest przez formację burowęglową, czyli kompleks piasków z wkładami iłów i gniazdami węgla brunatnego. Węgiel brunatny, znany z okolic powiatu stargardzkiego, występuje w małych, cienkich pokładach o niedużym zasięgu.

Miasto Chociwel znajduje się w obrębie Niecki Szczecińskiej, w jej północno-wschodniej części, w obrębie jednostki tektonicznej zwanej Ińską, która ograniczona jest od zachodu strefą dyslokacji Goleniów - Krzyż, od północy strefą Stargard - Świdwin, od południa strefą Dębno - Złocieniec, a od wschodu strefą Drawno - Chodzież. Niecka Chociwla kontaktuje się na północnym wschodzie ze skłonem wału pomorskiego, a na południowym zachodzie - z antykliną Maszewa i Marianowa.

Niemal 3 km pod powierzchnią ziemi

Na podstawie tych danych przyjęto, że w celu pozyskania wody geotermalnej o jak najwyższej temperaturze i wysokiej wydajności należy w Chociwlu ująć podziemne gorące wody rejonu Niecki Szczecińskiej, zakumulowane w skałach dolnojurajskich epoki liasu. Stwierdzono, że najkorzystniejsze ze względu na temperaturę są wody termalne tzw. warstwy mechowskiej, zalegającej na głębokości 2850-2710 m, o temperaturze 87-88°C oraz mineralizacji rzędu 125 g/dm3.

Podczas poszukiwania złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w najbliższych okolicach Chociwla zostały odwiercone trzy głębokie otwory. W odległości ok. 7 km od Chociwla w latach 1962-1963 wywiercono otwór badawczy Chociwel IG-1 o głębokości 2906,7 m. W odległości ok. 9 km na południowy zachód od Chociwla w latach 1986-1987 odwiercono otwór geologiczno-poszukiwawczy Chociwel 3 o głębokości 3361 m do pstrego piasku, który jest pierwszą epoką okresu triasu w erze mezozoicznej. Trzeci otwór zlokalizowano ok. 4,5 km na północ od miasta. Został on odwiercony w 1988 r. na głębokość 3750 m, również do utworu pstrego piasku.

Podstawowym zadaniem pierwszych otworów było określenie stopnia wykorzystania osadów ery mezozoicznej w aspekcie poszukiwań węglowodorów. Na podstawie otworów Chociwel IG-1, 2 i 3 zaprojektowano profil badawczy mineralnego złoża dla projektowanych otworów geotermalnych. Biorąc pod uwagę analizę budowy geologicznej i przeprowadzone próby, ustalono, że w celu uzyskania wody geotermalnej o jak najwyższej temperaturze i wydajności należy w Chociwlu ująć jurajski poziom wodonośny.

Ze wszystkich trzech otworów otrzymano solankę typu chlorkowo-sodowego. Terminem "solanka", według ustawy Prawo geologiczne i górnicze z 2011 r., określa się wysoko zmineralizowane wody podziemne, których głównym składnikiem są jony chlorkowe, sodowe oraz wapniowe, a których mineralizacja ogólna powinna wynosić co najmniej 35 g/dm3. Na podstawie uzyskanych wyników badań z trzech odwiertów założono wywiercenie dwóch otworów: eksploatacyjnego (GT-1) oraz zatłaczającego (GT-2). Otwór GT-1 zlokalizowano w południowo-zachodniej części miasta Chociwel, natomiast Chociwel GT-2 w odległości 1,5 km na południe od miasta.

Po uzyskaniu pozytywnych wyników z otworu badawczo-eksploatacyjnego GT-1, to jest po otrzymaniu wydajności wypływu wody geotermalnej z tego otworu w ilości powyżej 150 m3 na godzinę, zamierzano przystąpić do odwiercenia otworu zatłaczającego Chociwel GT-2. Szacowano jednak wydajność otworu GT-1 na ok. 210 m3 na godzinę z temperaturą na wypływie 87-88°C. Biorąc pod uwagę perspektywiczną budowę ciepłowni geotermalnej w Chociwlu oraz przewidywane parametry techniczne tego przedsięwzięcia, można je porównać z parametrami technicznymi już pracującej ciepłowni geotermalnej w Stargardzie - w odległości ok. 20 km od Chociwla.

Niezbędne inwestycje

Koniecznymi inwestycjami dla potrzeb planowanej w Chociwlu ciepłowni geotermalnej będą: wywiercenie otworu wydobywczego oraz chłonnego, instalacje geotermalne, dozór geologiczny, nadzór geologiczny, badania petrograficzne, dojazdy, dokumentacja, infrastruktura, budowle geotermalne i sieć ciepłownicza. Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej pokryje 100% kosztów wiercenia otworu wydobywczego oraz 50% kosztów wiercenia otworu chłonnego.

Dla porównania można tutaj przedstawić dotacje, jakie na rozwój geotermii w Stargardzie otrzymała od NFOŚiGW firma G-Term Energia, będąca właścicielem Geotermii Stargardzkiej. W 2017 r. dotacje te wyniosły 40,1 mln zł na wykonanie kolejnych odwiertów, a już po 9-10 latach kwota ta może się całkowicie zwrócić. Porównując czas zwrotu nakładów na geotermię np. z instalacjami wiatrowymi (średnio od 14 do 16 lat), można więc stwierdzić, że inwestycja w geotermię jest zdecydowanie korzystniejsza ekonomicznie.

Urząd Miasta i Gminy Chociwel, na podstawie zweryfikowanego Projektu Badań Hydrogeologicznych, może zabiegać o odpowiednie dotacje na rozwój geotermii.

Podobnie jak w Stargardzie

Przeprowadzone badania wykazały, że na terenie Chociwla i okolic parametry zbliżone są do pobliskiej Geotermii Stargardzkiej. Porównując skład chemiczny wód geotermalnych okolic Chociwla z analizą fizykochemiczną wód termalnych ujmowanych odwiertem Stargard GT-2, przeprowadzoną dla Stargardu przez Laboratorium Centrum Badań i Analiz Grupy Azoty w Tarnowie, można stwierdzić, że obie badane wody termalne kwalifikują się jako chlorkowo-sodowe i mogą być wykorzystywane ze względu na skład chemiczny nie tylko w ciepłownictwie, ale także w balneologii, rekreacji czy lecznictwie.

Identyczność parametrów wód geotermalnych w Stargardzie i Chociwlu pozwala na oszacowanie przybliżonej ceny netto za energię cieplną dla perspektywicznego końcowego odbiorcy w Chociwlu. Cena ta za rok 2018 w PEC Stargard wynosiła od 48 do 62 zł/GJ - i podobnych cen należałoby się spodziewać w Chociwlu. W 2018 r. w Polsce najtańszą ceną charakteryzowała się energia z węgla, która mieściła się w przedziale od 44 do 60 zł/GJ i była spośród wszystkich cen energii najbardziej zbliżona do ceny energii z geotermii. Jednak różnica ta ulegnie, a w zasadzie już ulega, zmianie, co wynika z rosnących kosztów uprawnień do emisji CO2.

Miasto może jednak uniknąć uciążliwych kosztów, likwidując kotłownie węglowe i gazowe oraz wprowadzając w ich miejsce ciepłownię geotermalną z przyjętą mocą 18,4 MW. Zapewni to pełne pokrycie zapotrzebowania na ciepło dla celów komunalnych, umożliwi uzyskanie wysokiej wartości współczynnika instalacji geotermalnej i wysoką efektywność ekonomiczną oraz wyeliminuje całkowitą emisję dwutlenku węgla, dwutlenku siarki, pyłów, sadzy, tlenków azotu oraz innych szkodliwych związków. Energia geotermalna jest więc bardziej ekologicznym źródłem energii niż węgiel czy gaz ziemny.

Miejsce lokalizacji ciepłowniWydajność otworu produkcyjnego [m3/h]Temperatura wody geotermalnej [ºC]Moc cieplna [MW]Energia [J]
geo-
termalna
całkowitageo-
termalna
całkowita
Chociwel275X90X2,56X2,57X23,55X23,58X
Stargard1808712,612,6213,61213,61
X - wartości przewidywaneTab. 1. Porównanie przewidywanych parametrów technicznych mającej powstać w Chociwlu ciepłowni geotermalnej. Dane: opracowanie własne na podstawie "Techniki Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, zrównoważony rozwój" 2/2018

Przewidywane nakłady inwestycyjne budowy ciepłowni geotermalnej w ChociwluSzacowane koszty nakładów [zł]
Koszt wykonania otworu eksploatacyjnego na 2870 m16 000 000
Koszt wykonania otworu zatłaczającego na 2690 m20 000 000
Dozór geologiczny (polowe laboratorium geologiczne) przez okres 6-8 miesięcy200 000
Nadzór geologiczny (wiercenie 5560 m, przez ok. 3 miesiące)100 000
Badania petrograficzne, analiza wody, analizy chemiczne50 000
Dojazd w teren, prace geodezyjne25 000
Opracowanie dokumentacji geologicznej (powykonawczej)15 000
Koszty budynków i infrastruktury6 000 000
Razem42 390 000
Tab. 2. Przewidywane nakłady i koszty inwestycyjne niezbędne do pozyskania wody geotermalnej i ciepła w Chociwlu z poziomu wodonośnego jury dolnej. Dane: opracowanie własne na podstawie "Projektu Hydrogeologicznego dla rozpoznania i udokumentowania zasobów wód termalnych z utworów dolnojurajskich w Chociwlu" oraz informacji uzyskanych od pracowników technicznych Geotermii Stargardzkiej

Do ogrzewania trzytysięcznego miasteczka, jakim jest Chociwel, wystarczy ciepłownia geotermalna o mocy 3-4 MW. Tu jednak na przeszkodzie stoi brak odpowiednio rozwiniętej sieci ciepłowniczej. Z kolei rekreacyjne wykorzystanie wód termalnych może nastąpić formalnie dopiero po uruchomieniu geotermii i wydaniu świadectwa stwierdzającego właściwości lecznicze wody, opracowanego przez uprawnioną przepisami ustawy o uzdrowiskach z 28 lipca 2005 r. jednostkę. Chociwel aż prosi się o baseny rekreacyjne i balneologiczne, a nawet budowę sanatoriów wykorzystujących termalne wody. Inwestycje te mogą zostać sfinansowane z programów wsparcia, uruchomionych w 2016 r. przez Ministerstwo Środowiska.

Aby zainteresować lokalny samorząd i społeczność geotermią, potrzebne są jednak działania edukacyjne i promocyjne skierowane do nauczycieli, uczniów, polityków i przedstawicieli samorządu. Duże znaczenie będzie miało skierowanie się z problematyką wód geotermalnych do lokalnych przedsiębiorców, dziennikarzy, a nawet turystów. Działania te mogą doprowadzić do poprawy sposobu postrzegania geotermii oraz jej akceptacji przez społeczność miasta i gminy. Korzyści środowiskowe oraz wzrost jakości życia czy poziomu zatrudnienia powinny dodatkowo przyczynić się do właściwego docenienia roli, jaką w życiu mieszkańców miasta i gminy Chociwel może odegrać geotermia.

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie




cire
©2002-2021
Agencja Rynku Energii S.A.
mobilne cire
IT BCE