Górnictwo 2.0. Dawne kopalnie będą ogrzewać całe miasta przez kolejne 200 lat?

Wielokrotnie podczas konferencji podkreślano fakt, że potencjał terenów pogórniczych na cele energetyczne jest u nas spory

Transformacja energetyczna i likwidacja kopalń węgla w Europie wymusza z jednej strony konieczność poszukiwania alternatywnych źródeł energii i ciepła, a z drugiej strony – zagospodarowanie infrastruktury technicznej likwidowanych zakładów górniczych. Duże ilości ciepłej wody kopalnianej z nieczynnych, zatopionych wyrobisk stanowią znaczące niskoemisyjne źródło energii geotermalnej do zasilania sieci grzewczej w zimie. Kopalnie te na ogół zlokalizowane są w regionach o wysokiej gęstości zaludnienia, gdzie występuje sezonowe zapotrzebowanie na ciepło, co czyni je jeszcze bardziej atrakcyjnymi do ponownego wykorzystania w geotermii. 

Jednak woda z większości kopalń węgla charakteryzuje się stosunkowo niską temperaturą (20-30°C), która nie nadaje się do bezpośredniego wykorzystania w ogrzewaniu sieciowym. Energia słoneczna – dostępna powszechnie – stwarza możliwości podniesienia temperatury wody kopalnianej do ogrzewania sieciowego zimą, a jednocześnie podgrzewania wody kopalnianej do magazynowania energii cieplnej latem. I dlatego właśnie wykorzystanie energii geotermalnej wód kopalnianych i energii słonecznej jest obiecujące dla niskoemisyjnego, wysokotemperaturowego ogrzewania sieciowego.

Znaczący potencjał dekarbonizacyjny

– Projekt GeoSolar zakłada opracowanie zintegrowanego systemu magazynowania energii geotermalnej i słonecznej w wodach kopalnianych, wykorzystującego wyrobiska kopalniane jako akumulatory cieplne, w których nośnikiem jest woda i ciepło z energii słonecznej. Podstawą jest wykorzystanie terenów pokopalnianych do instalacji infrastruktury solarnej na powierzchni, a podziemne wyrobiska górnicze będą pełnić funkcję zbiornika wody kopalnianej oraz akumulatora cieplnego – potwierdził Bartłomiej Bezak, kierownik Zespołu Projektów Innowacyjnych i Badań w PGG.

– Istotne jest również to, że w projekcie powiązane są ze sobą ściśle geotermia, czyli jeden z rodzajów energii odnawialnej, kolektory słoneczne, czyli ciepło ze Słońca, oraz magazynowanie energii – fakt ten podkreśliła z kolei Magdalena Uliniarz z Taurona.

Rozwiązanie ma z pewnością znaczący potencjał dekarbonizacyjny, który w trakcie realizacji zostanie dokładnie określony oraz dostarczy narzędzi do oceny tego potencjału dla podobnych instalacji w przyszłości. Jako że w projekcie uczestniczą partnerzy przemysłowi – kopalnia węgla CM Velenje w Słowenii oraz kopalnia Bolesław Śmiały (PGG) –pozwoli to na przeprowadzenie prac badawczych, technicznych i środowiskowych w odniesieniu do warunków panujących w rzeczywistości.

– Miejscem, gdzie będziemy realizować prace badawcze, jest właśnie kopalnia Bolesław Śmiały. Chcemy zaproponować wykorzystanie ciepła z wód kopalnianych, zmagazynowanego w wyrobiskach kopalni do zasilania sieci ciepłowniczej dla zainteresowanych gmin. Takie studium wykonalności zostanie przygotowane dla kopalni i przedstawione także miastu. Będziemy ten projekt promować, pokazywać w województwie, że jest taka możliwość, ma duży potencjał, w szczególności w aspekcie transformacji energetycznej – precyzuje założenia projektu dr inż. Ewa Janson z Zakładu Ochrony Wód Głównego Instytutu Górnictwa.

Każdy przypadek jest indywidualny

Nieczynne szyby kopalniane zostaną wykorzystane jako system poboru i zatłaczania wód. Jest to przewaga dla systemów geotermalnych, gdzie odwierty muszą być wykonywane od początku z powierzchni. Latem woda kopalniana o temperaturze 20-30 st. C na samym początku procesu jest pobierana z odwiertu zimnego (szyb pierwszy), podgrzewana energią słoneczną do wysokich temperatur 70-90 st. C, a następnie tłoczona przez odwiert gorący (szyb drugi) z powrotem do systemu kopalnianego w celu magazynowania energii cieplnej. Zimą woda kopalniana (60-80 st. C) jest pobierana z odwiertu gorącego do ogrzewania sieciowego, a zużyta, chłodniejsza (10-20 st. C) jest tłoczona przez odwiert zimny z powrotem do systemu kopalnianego. Temperaturę wody kopalnianej do ogrzewania sieciowego zimą można dodatkowo podnieść dzięki energii słonecznej. 

– W zależności od docelowej funkcji wód kopalnianych należy je w odpowiedni sposób przygotować. Do tego celu służą procesy technologiczne. Każdy przypadek jest indywidualny i będzie musiał być precyzyjnie rozpatrywany – tłumaczy Piotr Zawadzki z Głównego Instytutu Górnictwa.

Wielokrotnie podczas konferencji podkreślano fakt, że potencjał terenów pogórniczych na cele energetyczne jest u nas spory. Z tym tylko, że…

– Jego optymalne wykorzystanie nie jest łatwe. Bardzo wiele czynników wpływa na to, jak ten potencjał wykorzystamy. Tylko głęboka analiza, dostęp do danych pozwoli nam na to, żeby z tego potencjału skorzystać i od nowa poukładać energetykę czy ciepłownictwo tak, żeby nam służyło przez kolejne 200 lat. Każdy z terenów ma potencjał do jednej lub więcej funkcji. W skali województwa została już wykonana analiza pod kątem różnego rodzaju zagospodarowania. Jej wyniki powinny posłużyć samorządom do tego, żeby bardziej zagłębiły się w problematykę terenów poprzemysłowych i znalazły najbardziej optymalne funkcje dla każdego z terenów, czy też do budowy ich synergii, a więc łączenia funkcji pomiędzy sąsiadującymi ze sobą terenami – zwraca uwagę dr Adam Hamerla z GIG, specjalizujący się w zarządzaniu terenami poprzemysłowymi.

Najważniejsze jest jednak to, że projekt ma ogromną szansę na realizację. Podobne bowiem rozwiązania dobrze sprawdzają się od lat w Holandii, Wielkiej Brytanii i Hiszpanii, gdzie również zaadaptowano do tego celu dawne kopalnie.