Francuzi wierzą w geotermię. W Alzacji – sukces

Francuzi wierzą w geotermię. W Alzacji – sukces
(Energia Gigawat – wrzesień 2002)
Niezależnie od temperatury (wysokiej czy niskiej), energia czerpana z głębi Ziemi ma przed
sobą świetlaną przyszłość, w szczególnosci jeśli chodzi o zapewnienie wygody mieszkańcom
domów jednorodzinnych (ogrzewanie geosolarne). Również jej przemysłowe wykorzystanie
– pilotażowe doświadczenia przeprowadzone ostatnio w Alzacji – przyniosło bardzo
zachęcające efekty.
Dziś już w to wierzymy! Głęboka energia geotermalna zgromadzona w gorących suchych
skałach może już być eksploatowana na skalę przemysłową. Pozyskiwanie ciepła z głębin
Ziemi przestało być rozwiązaniem zarezerwowanym dla kilku nielicznych miejsc o
sprzyjającej budowie geologicznej.
Poniżej poziomu kilku tysięcy metrów w głąb, ciepło podziemne jest w miarę
równomierniernie rozłożone po całej kuli ziemskiej. Trudniej jest znaleźć warstwy
wodonośne niezbędne do eksploatacji geotermicznej. Jeśli udałoby się pozyskiwać ciepło,
pomimo braku warstwy wodonośnej, wszystkie kraje stałyby się potencjalnie bogate w
zasobne źródło energii, pozyskując z jednego kilometra kwadratowego skały znajdującej się
na głębokości 10 kilometrów pod ziemią aż 15 milionów energetycznych równoważników
ropy – energii czystej i dającej się wykorzystywać w sposób ciągły.
Taka możliwość stała się ostatnio bardziej prawdopodobna dla rejonu Soultz-sous-Forêts w
Alzacji. W miejscu tym wiercenia doprowadziły do odkrycia skał osiągających temperaturę
200 st. C zaledwie na głębokości od 3 do 5 km. Zrodził się pomysł wpompowywania wody w
system szczelin skalnych i odzyskiwania jej przy zastosowaniu drugiego szybu w celu
wytworzenia elektryczności i energii cieplnej.
Ten sztuczny zbiornik ciepła stworzono w ramach programu naukowego, w który
zaangażowały się wspólnie Niemcy, Wielka Brytania, Włochy oraz Francja. Po serii prób,
które wykazały zasadność tej koncepcji, podjęto decyzję o budowie pilotażowej jednostki
produkcyjnej. Projekt prowadzony przez europejskie konsorcjum GEIE Heat Mining, łączące
EDF, Enel (z Włoch), Pfalzwerke (z Niemiec) i koncern Shell, ma na celu pozyskiwanie w
ciągu sekundy od 75 do 100 kg wody o temperaturze 195 st. C. Otrzymane w ten sposób
ciepło ma zasilać turbinę i alternator, umożliwiając osiągnięcie wydajności od 5 do 6
magawatów energii elektrycznej. Realizacja powinna zostać zakończona w roku 2005.
Prototyp przemysłowy powinien osiągać moc 25 MWe. Uzyskaną energię elektryczną
2
kupować będzie Electricite de Strasbourg, filia EDF i lokalny dostawca energii.
Koszty są na razie bardzo wygórowane. Jednak teraz, gdy wykazano możliwość zastosowania
procesu na skalę przemysłową, naukowcy będą kontynuować prace w celu uzyskania
opłacalnego poziomu.
Nomen omen
Zainteresowanie geotermią obecnie odżywa, niezależnie od sukcesu alzackiej inicjatywy.
Moc europejskich obiektów wykorzystujących ten rodzaj energii odnawialnej wzrosła w
latach 1995-2000 o 18%. Dla produkcji energii elektrycznej moc elektrowni europejskich w
roku 1999 wyniosła 1018 MWe.
We Francji wiodącym przykładem w dziedzinie geotermii o wysokiej entalpii (wysokiej
temperarturze) jest elektrownia w Bouillante na Gwadelupie [bouillante znaczy po francusku
wrząca - przyp. tłum.]. Dzięki wydobyciu znajdującej się na głębokości 350 m gorącej wody
o temperaraturze 160 st. C (150 ton na godzinę) ten usytuowany u stóp wulkanu La Soufriere
obiekt posiada moc zainstalowaną 5,3 MWe.
Wobec dobrych rezultatów, jakie odniosły wiercenia na użytek geotermii, planuje się budowę
innych tego typu elektrowni. Produkcja zostanie potrojona i zaspokoi 10% zapotrzebowania
wyspy na energię elektryczną.
Wykonawcą tego opłacalnego przedsięwzięcia jest Geothermie Bouillante, należąca w 60%
do Francuskiego Towarzystwa na rzecz rozwoju geotermii i energii odnawialnych (franc.
Compagnie Francaise pour les developement de la Geothermie et des energies renouvelables,
w skrócie CFG) będącego częścią grupy BRGM oraz w 40% do firmy Charth będącej częścią
grupy EDF.
Nie wszyscy mają « szczęście » mieszkać na terenie wulkanicznym. Jednakże gdzie indziej
możliwa jest także inna forma geotermii. Określana jako geotermia o średniej lub niskiej
entalpii polega na czerpaniu wody o temperaturze od 30 do 100 st. C z głębokości
przynajmniej 1000 m. Znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach: w ciepłownictwie i
ogrzewaniu szklarni, w balneologii, przy hodowli ryb, w przemyśle, w wykorzystaniu pomp
ciepła itp.
We Francji ten rodzaj geotermii rozwinął się znacząco w latach osiemdziesiątych, kiedy to
zrealizowano wiele takich przedsięwzięć. Po uporaniu się z kilkoma trudnościami
wynikającymi ze zjawiska korozji i powstawania osadów, wysiłki naukowców pozwoliły
pokonać główne problemy techniczne.
Konieczność ograniczania emisji gazów przyczyniających się do powstawania efektu
3
cieplarnianego i ochrony warstwy ozonowej sprzyja odwoływaniu się do czystych energii, do
których należy geotermia. Obecnie 150.000 energetycznych równoważników ropy
wytwarzanych jest przez 35 ośrodków z regionu Ile-de-France i 15 z Akwitanii, co umożliwia
uniknięcie emisji do atmosfery 700.000 ton dwutlenku węgla. Zainstalowaną moc szacuje się
na 400 megawatów i przewiduje się jej dwukrotny potencjalny wzrost.
W miejscowości La Courneuve w departamencie Seine-Saint-Denis 5000 mieszkań i liczne
obiekty użyteczności publicznej, w tym 5 kompleksów szkolnych, ogrzewanych jest
częściowo ciepłem spod ziemi (woda o temperaturze 57 st. C). Po wybudowaniu
elektrociepłowni, w celu podniesienia jej rentowności, stowarzyszenie mieszane na rzecz
rozwoju geotermii w La Corneuve, będące inwestorem dwóch sieci cieplnych, zdecydowało o
zwiększeniu liczby podłączonych do nich budynków. Rozszerzenie odpowiada wykorzystaniu
20 000 MWh, co daje się przeliczyć na 1700 odpowiedników mieszkań. W tym przypadku
argumentem, który przeważył przy podejmowaniu decyzji, był oczekiwany pozytywny
wpływ projektu na środowisko – po podłączeniu do sieci nowych użytkowników udało się
uniknąć emisji do atmosfery aż 4400 ton CO2.
Utrzymanie sieci powierzono przedsiębiorstwu Dalkia (Vivendi Environnement), a
wykonawcą prac podziemnych oraz węzła geotermalnego były firmy Geoproduction
Consultants oraz CFG.
Decyzję o podobnej rozbudowie podjęto ostatnio także w miejscowościach Chevilly-la-Rue i
L’Hay-les-Roses w departamencie Val-de-Marne, w których do sieci ciepłowniczej
zaopatrującej już 14000 odpowiedników mieszkań podłączono jeszcze 1600 nowych
(unikając tym samym emisji do atmosfery 680 ton węgla rocznie).
Pompy ciepła
Technologią, która w dziedzinie geotermii rozwija się najszybciej, jest wykorzystanie energii
za pośrednictwem pomp ciepła. Dzięki instalacji podziemnych wymienników ciepła, energia
wydobywana jest bezpośrednio z ziemi, a nie z wody - z warstw powierzchniowych, jak na
początku. Poza tym zastosowanie pomp ciepła o odwracalnym działaniu umożliwia
wprowadzenie systemów grzewczo-klimatyzacyjnych, wytwarzających ciepło w zimie, a
latem chłodzących.
Jest to tzw. ogrzewanie geosolarne. Ta dająca się zastosować w każdym regionie metoda
stwarza instalacjom indywidualnym lub obsługującym małe społeczności możliwość
korzystania z ogrzewania geotermicznego.
Niespełna rok temu - dzięki działaniom dewelopera – Marignan Immobilier – przy
współpracy z EDF i Ademe – w miejscowości Vaucresson w departamencie Hauts-de-Seine
4
oddano do użytku jedenaście domów jednorodzinnych wykorzystujących geotermiczne
pompy ciepła Solterm. Ciepło ziemi wychwytywane jest przez sondy, które tworzą otwory
wiertnicze o głębokości 70 metrów z rurą w kształcie litery « U », w której krąży płyn
ciepłonośny. Ogrzewanie i chłodzenie w domach odbywa się na dwóch poziomach za
pośrednictwem podłogi wokorzystującej wodę z glikolem i sprzężonej z odwracalnym
zespołem termodynamicznym oraz z dwoma poziomymi sondami.
Oszczędność uzyskana na ogrzewaniu może osiągnąć nawet 65%.
Na zdj. Urządzenia elektrowni geotermalnej w Bouillante.
Kontakty :
AGEMO
Association des Maîtres d’ouvrages en Géothermie
(Stowarzyszenie Inwestorów w Geotermię)
11 rue de la Gare
92230 Cachan
tel. : + 33 1 46 64 53 43
fax : + 33 1 46 63 65 82
Didier Lenoir
CFG
Compagnie Francaise pour le developpement de la Geothermie et des energies nouvelles
(Francuskie Towarzystwo na rzecz rozwoju geotermii i energii odnawialnych)
3 avenue Claude Guillemin BP 6429
45064 Orleans Cedex 2
tel. : + 33 2 38 64 31 22
fax : + 33 2 38 64 32 83
Laurent Le Bel PDG
e-mail : [email protected]
BRGM CITEG - Centre d’Information Technique sur la Geothermie
(Centrum Informacji Technicznej o Geotermii)
3 avenue Claude Guillemin BP 6009
45060 Orleans Cedex 2
tel. : + 33 2 38 64 31 61
fax : + 33 2 38 64 33 33
www.brgm.fr