Systemy jednootworowej eksploatacji energii geotermalnej w warunkach geologicznych południowej Polski

energia odnawialna, energia geotermalna, jednootworowy system eksploatacji, symulacja numeryczna

W artykule wykonano obliczenia i analizy w oparciu o rzeczywiste warunki geologiczne występujące w południowej Polsce na obszarze Przedgórza Karpat. Przedstawiono dane geologiczne, które są niezbędne od technicznych obliczeń przy wykorzystaniu metod numerycznych. W zależności od warunków złożowych przeanalizowano dwa podstawowe sposoby eksploatacji energii geoternalnej. Schemat pierwszy polega na eksploatacji płynu termalnego, który na powierzchni jest schładzany i ponownie zatłaczany. Rozpatrywana jest tutaj równoczesna eksploatacja i zatłaczanie płynu tym samym odwiertem (SPI). Rozkład temperatury i ciśnienia w omawianym schemacie eksploatacji jest określany przy wykorzystaniu symulatora numerycznego TOUGH2. Drugi sposób eksploatacji energii geotermalnej polega na wykorzystaniu otworowego współosiowego wymiennika ciepła (BHE). BHE składa się z dwóch współosiowych rur o różnej średnicy (obudowa odwiertu oraz współosiowa, izolowana termicznie rura wewnętrzna). Wymianę ciepła w BHE i sąsiadujących z nim skałach opisuje zaproponowany przez autorów model numeryczny. W zależności od warunków złożowych istnieje możliwość wyboru jednej z wyżej opisanych metod eksploatacji energii cieplnej. Obie metody zaprezentowano dla tych samych warunków złożowych (rejon Bochni). Eksploatacja energii geotermalnej w oparciu o schemat wykorzystania wody termalnej daje znacznie wyższe moce cieplne aniżeli eksploatacja bazująca na współosiowym wymienniku ciepła (BHE). Ponadto cechuje ją stabilność pozyskiwanej mocy cieplnej w czasie.