Ciepło z wnętrza Ziemi

Postępująca degradacja środowiska i stale rosnące ceny paliw energetycznych zmuszają nas do poszukiwania nowych sposobów na ogrzanie naszych domów.

Zainteresowaniem cieszą się więc wszelkie sposoby pozyskania energii ze źródeł innych niż konwencjonalne. Trudno na razie mówić o ich popularności. Wciąż bowiem koszty inwestycyjne stanowią barierę trudną, a często wręcz niemożliwą do pokonania przez większość inwestorów, nawet tych zachęconych perspektywą tańszej eksploatacji i przekonanych o konieczności troszczenia się o środowisko naturalne.
Wśród niekonwencjonalnych źródeł energii dość dobrze znane są już kolektory i baterie słoneczne, pompy ciepła oraz elektrownie wodne i wiatrowe, znacznie mniej – ciepłownie geotermalne.

Do czego wykorzystuje się wody geotermalne?

Energia uzyskana ze źródeł geotermalnych najczęściej wykorzystywana jest do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody użytkowej. Wodę czerpaną z tak głębokich warstw Ziemi rzadko traktuje się jako źródło wody pitnej. Jeśli wody są znacznie zasolone, można ich używać do celów leczniczych.
Ciepłownie geotermalne to szansa na likwidację małych, lokalnych kotłowni węglowych, emitujących do atmosfery tony trujących gazów i pyłów. Poprawie jakości powietrza towarzyszą mniejsze – zazwyczaj o kilka procent – koszty wytwarzania energii cieplnej. W Zakopanem dzięki zainstalowaniu systemu ciepłowniczego, opartego na wodach termalnych, lokalne władze mają nadzieję całkowicie zlikwidować smog nad miastem i znacznie ograniczyć dewastację Tatrzańskiego Parku Narodowego.

Jak działa ciepłownia geotermalna? 

Ciepłownia geotermalna to w dużym uproszczeniu zamknięty układ składający się z dwóch odwiertów i wymiennika. Z jednego odwiertu (studni) pobiera się gorącą wodę i tłoczy ją do wymiennika (jednego lub większej liczby), w którym odbierane jest od niej ciepło. Następnie już wystudzoną odprowadza się do drugiego odwiertu (studni). Pobierana woda ma najczęściej temperaturę wyższą niż 40°C (na przykład na Podhalu – ponad 80°C). Jest schładzana do dwudziestu kilku stopni Celsjusza. Gdy w odwiercie nie ma wody, tylko gorące skały, można do niego wtłaczać wodę powierzchniową, która nagrzeje się od skał, a następnie czerpać ją – już ogrzaną – i kierować do wymiennika. Schłodzona woda wraca do źródła – do wód powierzchniowych. W takim systemie wykorzystywany jest jeden odwiert, tak zwany współśrodkowy (czyli rura w rurze).

Tak wygląda naziemna część odwiertu geotermalnego. Autor: Wojciech Tomasik		Ciepło jest przesyłane do domów siecią rur preizolowanych (izolowanych fabrycznie), ułożonych w gruncie. Autor: Wojciech Tomasik

Kto może skorzystać z geotermii?

Inwestycja w ciepłownię geotermalną jest niezwykle kosztowna. Szanse, by tego rodzaju ujęcie mógł wybudować i eksploatować jeden człowiek lub nawet grupa ludzi, są naprawdę niewielkie. Jest to rozwiązanie dla małych i większych miejscowości.
W Polsce działa kilka ciepłowni geotermalnych. Źródła termalne są w nich rzadko jedynym źródłem ciepła. Zazwyczaj układ korzysta równolegle z kotła (kotłów) gazowego lub olejowego.
Każdy, kto mieszka w zasięgu geotermalnej sieci ciepłowniczej, może starać się o przyłączenie do niej. Każde zgłoszenie rozpatrywane jest indywidualnie i indywidualnie szacowane są jego koszty.
W koszt przyłącza do zakładu geotermicznego wchodzi przede wszystkim indywidualny wymiennik ciepła oraz – jak w wypadku innych mediów – odcinek ciepłowodu od kolektora głównego do budynku.  

Czy to się opłaca?

Koszty poniesione na budowę ciepłowni geotermalnej zwracają się dopiero po wielu latach. Mimo to nie ma wątpliwości, że taka inwestycja opłaci się zarówno inwestorowi (gminie, miastu), jak i indywidualnemu odbiorcy. Przede wszystkim koszt wytworzenia takiej samej porcji energii jest w ciepłowni geotermalnej zawsze niższy niż przy użyciu metod tradycyjnych; o skutkach środowiskowych nie wspominając. Dlatego też ciepło z tych źródeł jest konkurencyjne cenowo w stosunku do ciepła dostarczanego z ciepłowni tradycyjnych (biorąc pod uwagę jedną jednostkę ciepła, różnica w cenie wynosi 10-15%).
Korzyść dla ostatecznego odbiorcy polega również na tym, że nie musi on kupować i składować paliwa ani dokładać do kotła. Ma czystą piwnicę i w pełni zautomatyzowany, a więc łatwy do regulowania i kontroli, system ogrzewania.

Powszechność ciepłowni geotermalnych to jeszcze pieśń przyszłości – mimo iż szacuje się, że zasoby źródeł geotermalnych, dostępnych na terenie Polski, mogłyby pokryć do 30% krajowego zapotrzebowania na ciepło. Jednak zarówno na budowę nowych zakładów, jak i rozbudowę sieci ciepłowniczej zakładów już istniejących, potrzeba czasu i dużych pieniędzy. Warto jednak popierać ideę ogrzewania alternatywnego, zwłaszcza gdy dotyczy dużej liczby odbiorców. Co to są źródła geotermalne?

Źródła geotermalne to pokłady ciepłych wód lub gorących skał, zalegające na znacznej głębokości – poniżej 1500 m pod powierzchnią Ziemi. Są one na ponad 3/4 powierzchni Polski. Wykonując odwierty geologiczne lub korzystając ze starych, wykonanych przed laty, można odzyskać ciepło zgromadzone w tych warstwach Ziemi.

Skąd brać pieniądze?
Instytucji współfinansujących inwestycje w niekonwencjonalne źródła energii jest w Polsce kilka. Próbować można wszędzie, co nie znaczy, że w ogóle otrzyma się jakiekolwiek pieniądze. Wszystko zależy od tego, o jakie pieniądze chodzi i jaki jest sposób współfinansowania. Mogą to być dotacje lub kredyty (często niskooprocentowane i z odroczonym terminem płatności). O pieniądze mogą się starać samorządy, przedsiębiorcy i osoby prywatne.

Schemat ciepłowni geotermalnej. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki