Fakty i mity o geotermii w Polsce

Geotermia należy do czystych, odnawialnych źródeł energii, warta jest więc promocji i wsparcia, aby rozwijała się w Polsce, tam gdzie to jest możliwe. Jednak od czasu geotermii toruńskiej aspekty techniczne i ekonomiczne tego źródła energii zdominowane zostały przez ideologię i politykę.

Minister Szyszko na konferencji klimatycznej w Paryżu grzmiał, że Polska ma jedne z największych zasobów geotermalnych na świecie, a geotermia w Toruniu to rekord świata (choć nie powiedział w jakiej konkurencji).

NFOŚiGW zamknął szybko dwa niezwykle ważne dla ochrony atmosfery pogramy (Pronsument i Kawka), a szeroko otworzył bramy dla geotermii głębokiej (500 mln zł). A to dopiero początek tego szaleństwa uprawianego przez tych, którzy doszli do władzy, a więc i środków finansowych.
Oto Ministerstwo Energii z Ministerstwem Rozwoju oraz Ministerstwem Nauki i Szkolnictwa Wyższego i oczywiście Ministerstwem Środowiska przygotowuje strategię rozwoju energetyki cieplnej i elektroenergetyki geotermicznej, a jednym z flagowych programów w ramach Strategii Odpowiedzialnego Rozwoju ma być maksymalizacja wykorzystania polskiego potencjału geotermalnego. Tak więc żarty się skończyły zaczyna się poważny skok na kasę, kto za tym stoi? Odpowiedź jest jedna – w katedrze, gdzie pracuje prof. Zimny, jego zespół z AGH i z Polskiej Geotermalnej Asocjacji. To oni namówili ojca Rydzyka na geotermię u niego, to oni od kilkunastu lat lobbują za geotermią, mówiąc i pisząc, że na 80% terytorium Polski są świetne warunki do wykorzystywania gorących wód geotermalnych, których potencjał jest nawet 150 razy większy od zapotrzebowania na ciepło w Polsce, i ze wszystkich OZE aż 92% potencjału energetycznego zasobów odnawialnych kraju należy do geotermii. Trzeba przyznać że takie hasła głoszone przez wiele lat robią duże wrażenie na laikach, ostatnio także na wielu politykach PiS-u, na ministrach i dziennikarzach.

Zanim odpowiemy sobie na pytanie jaka jest prawda o polskiej głębokiej geotermii, warto przytoczyć kilka zdań z projektu prof. Jacka Zimnego dla Ministerstwa Rozwoju i Ministerstwa Energetyki które ma projekt ten koordynować. Na wstępie pisze się o konieczności utworzenia konsorcjum z siedzibą w AGH, w katedrze profesora Zimnego.

Jakie są zamierzenia prof. Zimnego do 2030 roku:

• Budowa 10 ciepłowni geotechnicznych o mocy 10 do 300 MW (koszt jednostkowy 2 mln € /MW), przy mocy średnio 100 MW daje to łączny koszt 8,8 mld zł w cenach z 2016 roku.
• Uruchomienie produkcji sprężarkowych pomp ciepła dużej mocy (2-50 MW) – 500 mln zł.
• Budowa 5 elektrowni/elektrociepłowni po 5 MW po 3 mln euro/MW – 330 mln zł.

Łączne koszty programu 9,63 mld zł do roku 2030.

W programie brakuje jednak rzeczowych argumentów za ponoszeniem tak olbrzymich nakładów inwestycyjnych. Jak to więc jest z możliwym wykorzystaniem głębokiej geotermii w Polsce? Dlaczego rozwija się ona tak wolno pomimo tak ogromnych zasobów i wyjątkowych finansowych zachęt do jej rozwoju? 

Przypomnę że poszukiwania wód geotermalnych NFOŚiGW dotuje w 100% z subfunduszu geologicznego i górniczego (a więc jeden otwór wiertniczy jest za darmo) i można uzyskać dotacje i kredyty na całość systemu. Tymczasem po wykonaniu kilku inwestycji do 2002 roku nastąpił zastój w tym sektorze.
Były to Bańska Niżna (1994), Pyrzyce (1996), Uniejów (2001), Mszczonów (1999), Biały Dunajec – Podhale (2001), Słomniki (2003), Stargard Szczeciński (2005) i b. małe w Lasku i Klikuszowej. Po 2005 roku słynna inwestycja w Toruniu, a poza tym w Gostyninie, Skierniewicach, Poddębicach i Czarnkowie.

Ale i na świecie nie obserwuje się bumu inwestycyjnego w tym sektorze.
Geotermię w ciepłownictwie wykorzystuje się w 28 krajach, a łączna ich moc wynosi zaledwie 8000 MW. Jeszcze mniej inwestuje się elektrownie geotermalne. Pomijając duże jednostki we Włoszech (Landarello 562 MW, Travela 160 MW, Piancastangnaco-Bagnore 88 MW) i w Islandii (422 MW), elektrownie geotermalne są także w Turcji (36 MW) i na Azorach (35 MW) oraz Gwadelupie (15 MW). Bazują one na gorących wodach w strefach aktywności wulkanicznej lub gejzerach.

Natomiast jest prawdą, że prąd można też wytwarzać gdy temperatura wody ma co najmniej 100- 130°C, stosując ciecze wrząca w niskich temperaturach (technologia binarna). W Europie, w Niemczech są to instalacje o łącznej mocy 8 MW, we Francji 1,5 MW, w Rumunii 1 MW, w Austrii 1,2 MW – łącznie w Europie – 11,7 MW.

Taka jest rzeczywistość – dlaczego? Otóż, aby wykorzystać w sposób ciągły i tani energię geotermalną ze złóż, jakie mamy w Polsce trzeba spełnić szereg warunków, tak po stronie źródła energii, jak i po stronie jej odbiorców.
Po stronie źródła energii przyjmuje się, że powinno się rozważać tylko takie lokalizacje, w których na głębokości 2 km temperatura wody jest powyżej 65°C, jest duża i stabilna wydajność wody (co najmniej 100 m3/h) i możliwie małe zasolenie (poniżej 30 g soli nad litr).

Dla przykładu na Niżu Polskim w warstwie kredy temperatura wody wynosi od 30 do 85°C, przy zasoleniu 0,2 do 94 g na litr i znacznej wydajnościach, a w jurze górnej mineralizacja jest do 120 g/l, i co prawda temperatury mogą sięgać nawet 96°C, ale wydajności wody są niewielkie 0,5 do 60 m3/h.
Jeszcze gorzej jest w triasie, gdzie w wydajności są 0,3 do 45 m3/h, a zasolenie może dochodzić do 321 g na litr. Tak duże zasolenie ogromnie wypływa na koszty eksploatacyjne powodując zarastanie otworów wiertniczych i korozję rur, szczególnie w otworze powrotnym.

Niemniej ważnym parametrem jest stabilność wydajności i temperatury przez dziesiątki lat. To bardzo trudne do przewidzenia i wiąże się zawsze z dużym ryzykiem. Często trudno wyrokować czy napływ wody do ujęcia będzie taki jak to zbadano na początku, a także jakie są zdolności wchłaniania wody powrotnej do górotworu. Znamiennym przykładem jest to Stargard Szczeciński. Miał on wyjątkowo dogodne warunki do użycia geotermii – wodę o temperaturze 87°C i o wydajności 300 m3/h.

Centrala geotermalna została przyłączona do istniejącego w mieście systemu ciepłowniczego, a więc inwestycja wręcz sztandarowa jak na warunki polskie. Okazało się jednak, że już po 2 latach eksploatacji temperatura wody spadła do 53°C, a jej wydajność o połowę. Wszystkie kalkulacje ekonomiczne się załamały, zakład zbankrutował i został zamknięty. Ten smutny przykład pokazuje jak bardzo ryzykowne jest inwestowanie w geotermię w Polsce.

Ale nawet gdy temperatura wody jest wysoka, jest małe zasolenie i duża wydajność źródła nie wszędzie warto taką inwestycje zbudować.
Koszty inwestycyjne są bowiem szczególnie wysokie. Jeden odwiert do około 2 km to koszt rzędu 12 – 15 mln zł, a potrzebne są 2 odwierty, centrala z wymiennikiem, pompy, rurociągi, a więc w sumie jest to kilkadziesiąt milionów złotych. I cóż z tego, że profesor Zimny pisze o wielkich geotermalnych zasobach pod ziemią, gdy przecież nie będzie się budować takiej instalacji dla małego osiedla czy wioski. Tam zapotrzebowanie na ciepło można pokryć stosując metody kilkukrotnie tańsze.

Ale są w miejscowości w Polsce gdzie taka inwestycja może być opłacalna. Tak jest wtedy gdy parametry złoża są bardzo korzystne, a w mieście istnieje sieć ciepłownicza zasilana z ciepłowni węglowej. Wystarczy wpiąć się w tę sieć dostarczając ciepłą wodę przez cały rok i wspomagając centralne ogrzewanie w sezonie jesiennym i wiosennym. Zimą natomiast, gdy są mrozy, konieczne jest uruchomienie dodatkowego źródła ciepła, właśnie tej ciepłowni węglowej lub też po jej przeróbce gazowej.

Koszty budowy systemu ciepłowniczego, gdy brakuje go w danej miejscowości są tak wysokie, że przekreślają ekonomiczny sens sięgania po wody geotermalne. Już z krótkie analizy widać, że jedynie w nielicznych miastach w Polsce spełnione są wszystkie wymienione warunki, do tego aby opłacało się wykorzystywać energię geotermalną w ciepłownictwie. Według Instytutu Energii Odnawialnej takie warunki spełnia 30-40 miast w Polsce, ale wszędzie ciepło geotermalne musi być wspierane przez dodatkowe źródło ciepła w sezonie zimowym. To znacznie zwiększa koszty całej inwestycji.

Zupełnie szkodliwym mitem jest też to, że tą drogą można zaopatrywać w ciepło miasta wielkie a nawet w miasta średniej wielkości. Największym w Polsce i jednym z największych na świecie systemów ciepłowniczych opartym na źródłach geotermalnych jest system geotermiczny na Podhalu. Rozbudowywany jest on od 20 lat i obecnie ma mocy 41 MW. Wspomagany jest przez ciepłownię gazową o mocy 40 MW, pomimo tego że temperatura wody geotermalnej jest tu szczęśliwie wysoka, bo wynosząca 86 do 92°C.
Trzeba zaznaczyć, że koszt odwiertów, dwóch central geotermicznych z wymiennikami i pompami stanowił w całym systemie zaledwie 31%, a 69% kosztów pochłonęła sieć ciepłownicza (43%) i szczytowa ciepłownia gazowa (26%).

W Pyrzycach moc z geotermii wynosi zaledwie 14,8 MW a aż 33 MW ma moc kotłowni gazowej, gdyż temperatura wody wynosi zaledwie 61°C. Inne systemy geotermalne jakie istnieją w Polsce mają moc poniżej 5 MW.
Jest znamienne, że w Niemczech największa centrala geotermiczna (w Walraiburg) ma moc 16,4 MW a w budowie jest centrala o mocy 20 MW (w Munchen-Freihaus). W tym świetle śmieszne, a nawet groźne są zamierzenia konsorcjum, że korzystając z naszych zasobów geotermalnych będziemy w stanie budować systemem nawet do 300 MW, które nawet przez kilkadziesiąt lat będą pracować z tą samą wydajnością i temperaturą, co pozwoli na ogrzewanie nawet największych miast Polski.

Ale ojciec Rydzyk na otwarciu odwiertu w Toruniu śmiał stwierdzić: „Dzięki tej wodzie mogłaby być ogrzana ¼ tego miasta, (który ma 200 tys. mieszkańców) nawet w zimie (przy temperaturze wody 61°C!!!) a latem gorąca woda dla całego miasta”. I śmieszno i straszno, ale ten cytat jest traktowany poważnie przez jego zwolenników.

Ciekawe, że ceny jakie płacą użytkownicy systemów geotermalnych wcale nie są niskie. Według danych z Podhala i Pyrzyc w przeliczeniu na jednostkę energii są takie jak przy gazowym ogrzewaniu, a przecież są to najdłużej pracujące systemy w Polsce i do tego wsparte hojnymi dotacjami ze środków publicznych. Jak to jest więc w tym szczególnie tanim źródłem ciepła jakim miała być geotermia?

Kończąc jeszcze raz chciałbym podkreślić, iż ciepło geotermalne jako jedno ze źródeł energii odnawialnej, nie zanieczyszczające środowiska jest warte wsparcia, aby mogło się rozwijać także w Polsce, w całej palecie OZE. Jednak obecnie, zupełnie niezrozumiałe z technicznych i ekonomicznych względów forsowanie przez obecny rząd tego jednego źródła, z równoczesnym blokowaniem rozwoju innych rodzajów OZE, jest działaniem na szkodę państwa. Jest groźne ponieważ zmierza do zmarnotrawienia miliardów złotych, które z wielokrotnie większym pożytkiem mogłyby być wykorzystane do rozwoju ekologicznie czystej, rozproszonej energetyki w Polsce.

prof. Maciej Nowicki