Energia geotermalna (energia geotermiczna, geotermia) to energia cieplna skał, wody i gruntu pod powierzchnią Ziemi, zaliczana do odnawialnych źródeł energii. Ciepło to powstaje w wyniku zachodzących we wnętrzu Ziemi reakcji jądrowych i termochemicznych.
Żeby można było mówić o energii geotermalnej, jako źródle odnawialnym, woda po oddaniu ciepła powinna zostać z powrotem wtłoczona do wnętrza Ziemi.
Warto podkreślić, że proces odnawiania źródeł geotermalnych jest powolny, stąd przy małym strumieniu ciepła geotermalnego pobieranie dużej ilości ciepła może doprowadzić do wychłodzenia skał lub spadku ciśnienia w zbiorniku.
Energia geotermalna może być pobierana za pomocą gruntowych pomp ciepła lub głębszych odwiertów, które z reguły służą eksploatacji głęboko położonych warstw wodonośnych z gorącą wodą. Alternatywnie, możliwe jest wykorzystanie energii cieplnej skał nieprzepuszczalnych lub słabo zawodnionych, do których wtłaczana jest chłodna woda i po nagrzaniu odbierana gorąca. Jednym z przejawów obecności energii geotermalnej są źródła termalne.
Spis treści
Gruntowe pompy ciepła
Energia geotermalna wykorzystywana jest przez człowieka pod postacią wydobywanych na powierzchnię gorących wód geotermalnych, które dzięki pompom ciepła służą do ogrzewania lub chłodzenia. Jest to układ podziemnych rur wypełnionych cieczą służących jako wymienniki ciepła.
W Islandii ogrzewa się w ten sposób prawie 90% budynków, a prawie 99% domów zaopatruje się w gorącą wodę termalną. W warunkach Polski jest to wciąż inwestycja bardzo kosztowna i stąd mało dostępna.
Energia geotermalna w Polsce
Polska ma dobre warunki geotermalne. Taka energia ma też najwyższy potencjał techniczny ze wszystkich źródeł energii odnawialnej. Szacuje się go na poziomie 1512 PJ/rok. Jest to ok. 30% krajowego zapotrzebowania na ciepło. Badania prof. Juliana Sokołowskiego wskazują, że pod powierzchnią Polski są źródła gorącej wody o objętości dwa razy większej niż Bałtyk.
Polska ma bardzo dobre warunki geotermalne, gdyż 80% powierzchni kraju jest pokryte przez 3 prowincje geotermalne: centralnoeuropejską, przedkarpacką i karpacką. Temperatura wody dla tych obszarów wynosi od 30-130 °C (a lokalnie nawet 200 °C), a głębokość występowania w skałach osadowych od 1 do 10 km. Naturalny wypływ zdarza się bardzo rzadko (Sudety – Cieplice, Lądek Zdrój).
Możliwości wykorzystania wód geotermalnych dotyczą 40% obszaru kraju (wydobycie jest opłacalne, gdy do głębokości 2 km temperatura osiąga 65 °C, zasolenie nie przekracza 30 g/l a także gdy wydajność źródła jest odpowiednia).
Wykorzystanie głębokiej geotermii
Istniejące ciepłownie geotermalne w Polsce (geotermia głęboka):
Geotermia Podhalańska, Pyrzyce, Mszczonów, Stargard, Uniejów, Poddębice, Słomniki, Termy Uniejów, Terma Bukovina, Kąpielisko Geotermalne Szymoszkowa, Uniejów – podgrzewanie boiska
Wykorzystanie płytkiej geotermii
W Polsce funkcjonuje 35 tys. instalacji płytkiej geotermii wykorzystywanych do ogrzewania domów jednorodzinnych oraz obiektów publicznych. Moc tych instalacji to 390 MW. W ciągu roku wytwarzają one 2000 TJ energii.
Podstawowe zalety i wady energii geotermalnej
Zaletami geotermii są:
- nieszkodliwa dla środowiska, nie powoduje bowiem żadnych zanieczyszczeń przy poprawnym działaniu
- pokłady energii geotermalnej są zasobami lokalnymi, tak więc mogą być pozyskiwane w pobliżu miejsca użytkowania
- elektrownie geotermalne w odróżnieniu od zapór wodnych czy wiatraków nie wywierają niekorzystnego wpływu na krajobraz
- zasoby energii geotermalnej są, w przeciwieństwie do energii wiatru czy energii Słońca dostępne zawsze, niezależnie od warunków pogodowych
- instalacje oparte o wykorzystanie energii geotermalnej odznaczają się stosunkowo niskimi kosztami eksploatacyjnymi
Wadami geotermii są:
- mała dostępność: dogodne do jej wykorzystania warunki występują tylko w niewielu miejscach
- efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery, a także wód powierzchniowych i głębinowych przez szkodliwe gazy i minerały
- choć energia geotermalna jest szeroko rozpowszechniona, nie wszędzie, gdzie występuje można ją łatwo pozyskiwać
- pozyskiwanie energii geotermalnej wymaga poniesienia dużych nakładów inwestycyjnych na budowę instalacji
- istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą „uciec” z miejsca eksploatacji
- problemem może być również korozja rur
- większość istniejących w Polsce ciepłowni wymaga dodatkowego źródła energii (np. gazu lub biomasy) do dogrzewania zbyt chłodnej wody
Odnawialne źródła energii – dodatkowe informacje:
bateria ze stałym elektrolitem, biogaz, biomasa, biometan, biopaliwo, biowodór, efektywność energetyczna, energetyka prosumencka, energetyka jądrowa, energetyka rozproszona, energia cieplna oceanu, energia geotermalna, energia prądów morskich pływów i falowania, energia słoneczna, energia wiatru, energia wodna, fuzja termojądrowa, klastry energii, kryzys energetyczny, magazyny energii, offshore, perowskit, prosument, prosument lokatorski, prosument zbiorowy, REPowerEU, Small Modular Reactor (SMR), spółdzielnie energetyczne (wspólnoty energetyczne), system net-billingu, transformacja energetyczna, wodór, ubóstwo energetyczne, zielona energia, zrównoważona energetyka
