Próbując zrozumieć, co to jest energia geotermalna, należy pochylić się nieco nad dziedziną naukową, jaką jest geologia. Przemieszczając się w głąb Ziemi, temperatura zaczyna gwałtownie wzrastać. Przyjmuje się, że na każdy kilometr, wartość temperatury rośnie o 30 st. Celsjusza. W samym jądrze Ziemi osiąga ona wartość ponad 4500 st. Celsjusza.
Takie zjawisko jest odczuwalne poprzez okresowe wyrzucanie lawy podczas wybuchów wulkanów bądź poprzez systematyczne wydobywanie się na powierzchnię ogrzanej wody w postaci gejzerów oraz gorących źródeł. Elementem odpowiedzialnym za ogrzanie wody, jest magma, w skład której wchodzą glinokrzemiany oraz krzemiany.
Energia geotermalna – historia
Energia geotermalna była wykorzystywana przez człowieka już w epoce Starożytności. Szczególnie odczuwalne było to na Nowej Zelandii, gdzie pierwotna ludność maoryska wykorzystywała źródło energii geotermalnej do ogrzewania, a nawet do gotowania. Przy jej pomocy ogrzewano również domy w starożytnych Pompejach oraz Abano Terme. Dopiero w ostatnim stuleciu można mówić o wykorzystywaniu energii z wnętrza Ziemi na skalę przemysłową. Tak jak już nasi starożytni przodkowie wiedzieli już, co to jest energia geotermalna, tak przez lata nikt nie rozwijał za bardzo możliwości, jakie daje nam sama natura.
Wykorzystywanie energii geotermalnej w Polsce i na świecie
Geotermalne źródła energii na świecie
Na świecie mamy do czynienia z nieustannymi dowodami na istnienie i całkowitą aktywność energii geotermalnej. Wystarczy przenieść się na Islandię. Właśnie w tym miejscu znajdują się liczne gejzery, które również spotykamy w Ameryce Północnej. Na samym terytorium słynnego Parku Narodowego Yellowstone znajduje się prawie 400 gejzerów, z czego Steamboat Geyser uznany został za najwyższy gejzer świata. Bardzo silne reakcje Ziemi odgrywają się u wybrzeży Oceanu Spokojnego. Region ten ze względu na energię geotermalną wydobywającą się na powierzchnię w postaci lawy, nazywany jest Pierścieniem Ognia. Na terenie Europy mamy do czynienia z energią geotermalną w Alpach.
Wykorzystanie energii z wnętrza Ziemi w Polsce
W rysie historycznym energia geotermalna w Polsce była wykorzystywana na terenie Sudetów. Dokładniej na obszarze Lądka-Zdroju oraz Cieplic. Obecnie są bardzo optymistyczne wizje rozwoju wykorzystania energii geotermalnej w Polsce. Ponieważ nasz kraj znajduje się w 80% nad trzema wyodrębnionymi prowincjami geotermalnymi: karpacką, przedkarpacką oraz centralnoeuropejską. Na dowód możliwości, jakie dają oraz mogą dawać nam źródła energii geotermalnej, stworzono pod nadzorem prof. Wojciecha Góreckiego atlas wód geotermalnych. Szacuje się, że wykorzystanie energii geotermalnej na terenie Polski, jest możliwe w około 40% całych zasobów. W tym celu wykonuje się odwierty na głębokość do 2 km. Dzięki temu docieramy do wody geotermalnej o temperaturze 65 st. Celsjusza.
Obecnie źródła energii geotermalnej do produkcji energii wykorzystywane są w ciepłowniach znajdujących się m.in. w: Pyrzycach, Mszczonowie, Stargardzie, Uniejowie, Poddębicach, a także Słomnikach. W ciepłowniach znajdujących się w Poddębicach oraz Stargardzie udział geotermii w całkowitej mocy zainstalowanej wynosi 100%. W Polsce nadal źródło energii w skałach nie jest wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej. Jednak ten temat jest cały czas rozwijany. Na razie na terenie całej Europy do produkcji energii elektrycznej, stworzono 59 elektrowni geotermalnych. W tym 47 znajduje się na obszarze UE. Dzięki geotermii produkuje się energię elektryczną w wysokości ok. 10,9 TWh/rok.
Zastosowanie energii geotermalnej
Wiedząc, już co to jest energia geotermalna, możemy wywnioskować, iż mamy do czynienia z energią odnawialną. Powyżej wspomniano o geotermii przeznaczonej do produkcji energii cieplnej na skalę przemysłową. Odbywa się to specjalnie opracowanych ciepłowniach. Na Podhalu znajduje się druga pod względem wielkości ciepłowni geotermalnych w Europie. Innym sposobem na wykorzystanie energii geotermalnej w skałach, jest zastosowanie jej w lecznictwie. W Polsce funkcjonuje obecnie jedenaście uzdrowisk i przynajmniej 10 term, czyli ośrodków rekreacyjnych.
Energia geotermalna w domu
Wykorzystanie energii geotermalnej znajduje swoje zastosowanie również w gospodarstwie domowym. Do produkcji energii cieplnej służą pompy ciepła. Inaczej geotermalne źródła energii, które wykorzystywane są na potrzeby gospodarstwa domowego. Nazywane są płytką geotermią. Pompa ciepła jest rozwiązaniem, które ma wprowadzić długofalowe oszczędności w ogrzewaniu domu. Jednak zanim właściciel budynku będzie mógł liczyć na niższe rachunki, wcześniej musi zmierzyć się z bardzo dużą inwestycją w zakresie pomp ciepła. W zależności od typu pompy ciepła, mamy do czynienia z innymi kwotami.
Pompa ciepła na glikol i wodę z kolektorem pionowym jest w tej chwili najdroższym rozwiązaniem. Instalacja takiego urządzenia kosztuje od 50 tys. Najtaniej wychodzi monoblokowa pompa ciepła na powietrze i wodę o stałej wydajności. Ponieważ kwota instalacji waha się już od 29 tys. złotych. Jednak w przypadku tej pompy mamy do czynienia z największym poborem energii elektrycznej w skali roku, co przekłada się na rachunki za prąd w wysokości od 2,7 tys. zł/rok. Pomiędzy skrajnymi rozwiązaniami znajduje się pompa ciepła z kolektorem poziomym na glikol i wodę, a także na powietrze i wodę o zmiennej wydajności – czyli pompa typu split.
Energia geotermalna – zalety i wady
Geotermalne źródła energii – zalety
Geotermalne źródła energii, które są wykorzystywane do ogrzania domu, niosą ze sobą bardzo wiele zalet. Do nich zaliczają się:
- niski koszt energii cieplnej – przy zastosowaniu pomp ciepła, średni koszt ogrzewania wynosi od 1700 do 2800 zł w skali roku;
- wykorzystanie energii odnawialnej – pompy ciepła wykorzystują głównie energię pochodzącą z wnętrza Ziemi. Jednak w płytkiej geotermii częściej do tego celu wykorzystuje się wody geotermalne, a także powietrze;
- energia geotermalna w domu na pokolenia – średnia żywotność urządzenia wynosi 50 lat. Zatem jedna inwestycja posłuży dwóm-trzem pokoleniom;
- ekologiczne rozwiązanie – pompy ciepła nie tylko wykorzystują energię odnawialną, ale również przy okazji nie powstają żadne zanieczyszczenia;
- korelacja z innymi urządzeniami – pompy ciepła mogą samodzielnie ogrzewać budynek mieszkalny, jak i również być systemem wspomagającym główne źródło ogrzewania. Współpracują z kominkami, a także różnego rodzaju kotłami.
Energia geotermalna – wady
Wykorzystanie energii geotermalnej w ogrzewaniu budynku mieszkalnego posiada kilka słabych stron:
- wysoki koszt początkowej inwestycji – zainstalowanie płytkiej geotermii może wahać się od 29 tys. do 60 tys. złotych. Ostateczny koszt zależy od typu pompy ciepła, powierzchni użytkowej budynku, a także budowy geologicznej działki budowlanej;
- nieduży zwrot przy tradycyjnych kotłach – ogrzewając dom węglem lub ekogroszkiem, zwrot inwestycji może nie być aż tak odczuwalny;
- montaż pompy ciepła działa najefektywniej przy energooszczędnym budynku – zakładanie płytkiej geotermii wskazane jest przy domach będących same w sobie energooszczędnymi. Czyli wykazującymi się optymalnym rozłożeniem instalacji cieplnej, a także doskonałą izolacją termiczną.
Czy wykorzystanie energii geotermalnej z pomocą pompy ciepła się opłaca?
Decyzja o instalacji pompy ciepła musi być przemyślana. Chociaż zdania są podzielone, ponieważ są zwolennicy, jak i również osoby sceptycznie nastawione do tego typu urządzeń, należy spojrzeć na swoją sytuację w sposób indywidualny. Wszystko zależy od tego, w jakim dokładnie regionie Polski mieszkamy, jakim budynkiem dysponujemy lub planujemy wybudować, a także jakich efektów się spodziewamy. Jeżeli zamieszkujemy obszar Polski, w którym mamy doskonałe warunki geotermalne, to warto rozpatrzeć wykorzystanie energii odnawialnej. Tym bardziej że pompy ciepła są najlepszą alternatywą dla kotłów gazowych oraz olejowych.
Marek Lont
0 komentarzy