Czym właściwie jest energia geotermalna i jak ją wykorzystujemy?

Energia geotermalna to jedno z najbardziej obiecujących odnawialnych źródeł energii, które od wieków wykorzystywane było przez różne cywilizacje. W dobie rosnącego zapotrzebowania na ekologiczne i ekonomiczne sposoby wytwarzania energii, zyskała na znaczeniu jako stabilne i praktyczne rozwiązanie. Czym tak naprawdę jest ta energia i jak możemy ją efektywnie wykorzystać? O tym opowiem w poniższym artykule, bazując na dostępnej wiedzy i danych z wiarygodnych źródeł.

Definicja i podstawowe informacje o energii geotermalnej

Energia geotermalna to energia cieplna zgromadzona pod powierzchnią Ziemi, zawarta w skałach, wodach i gruncie na różnych głębokościach. Jest to forma odnawialnego źródła energii, które powstaje dzięki naturalnym procesom termicznym wewnątrz Ziemi [2].

Proces ten polega na wykorzystywaniu ciepła zgromadzonego głęboko pod powierzchnią, które może być w postaci gorących wód podziemnych lub bezpośrednio stanowić część skał o wysokiej temperaturze. Zasoby te charakteryzują się dużym potencjałem, ponieważ w odróżnieniu od paliw kopalnych, są praktycznie nieograniczone w dłuższej perspektywie czasowej.

Zastosowania energii geotermalnej

Bezpośrednie użycie i ogrzewanie

Najstarszą formą wykorzystania energii geotermalnej jest bezpośrednie jej użycie — ogrzewanie budynków, ogródów, czy też wspomaganie procesów przemysłowych. W wielu regionach wykorzystywane są gorące źródła do ogrzewania mieszkań, szklarni czy obiektów użyteczności publicznej [3].

Produkcyjne wykorzystanie energii

Wyższym poziomem zaawansowania jest produkcja energii elektrycznej, która opiera się na technologiach konwersji ciepła geotermalnego w prąd. Do tego celu używa się specjalistycznych systemów, w których głębokie odwierty prowadzą do gorących skał lub wód o wysokiej temperaturze (powyżej 150°C). Takie technologie pozwalają na generowanie energii na skalę przemysłową [1][3].

Pompy ciepła i systemy chłodzenia

Współczesne rozwiązanie stanowią pompy ciepła geotermalne. Wykorzystują one stabilne temperatury podłoża do efektywnego ogrzewania w zimie i chłodzenia latem, co czyni je innowacyjną opcją z punktu widzenia systemów klimatyzacji [5].

Procesy i technologie wykorzystywania energii geotermalnej

Podstawową technologią jest odwiert głęboki, który umożliwia dostęp do gorącej wody lub skał o wysokiej temperaturze. Woda ta jest następnie przepuszczana przez wymiennik ciepła, aby odprowadzić ciepło i wykorzystać je do ogrzewania lub do produkcji energii elektrycznej [2][3].

Szczególnie ważne są komponenty takie jak studnie, wymienniki ciepła oraz systemy przesyłowe, które zapewniają efektywne przenikanie i wykorzystanie zgromadzonego ciepła. Systemy te muszą być opracowane w taki sposób, żeby minimalizować straty energii i zapewniać długoterminową stabilność produkcji [3][5].

Temperatura sięgająca od 20°C do 100°C w Polsce i jej znaczenie

W Polsce głębokości od 700 do 3000 metrów zawierają wody o temperaturach od 20°C do 100°C. Takie zasoby pozwalają na różne formy wykorzystania, od ogrzewania domów i budynków użyteczności publicznej, aż po wspomaganie przemysłu i rolnictwa [1].

Regionami najbardziej korzystnymi do geotermalnej gospodarki są niecki podhalańska, okręg grudziądzko-warszawski oraz szczeciński, gdzie złoża te charakteryzują się wysokim potencjałem [1].

Istotne jest to, że w przypadku niskich temperatur, głównie do 100°C, systemy mogą efektywnie wspierać ogrzewanie, chłodzenie i podgrzewanie wody użytkowej, co jest rozwiązaniem korzystnym zarówno pod względem ekonomicznym, jak i ekologicznym [3].

Korzyści ekologiczne i ekonomiczne energii geotermalnej

W porównaniu do paliw kopalnych, energia geotermalna jest znacznie bardziej przyjazna dla środowiska — nie emituje dwutlenku węgla, nie powoduje zanieczyszczenia powietrza ani hałasu, jest zatem jednym z najczystszych źródeł energii dostępnych na rynku [4].

Pod względem ekonomicznym, inwestycje w geotermię mogą się zwrócić w dłuższej perspektywie, dzięki niskim kosztom eksploatacji i dużym zasobom energetycznym. Zwłaszcza w regionach ze znacznymi zasobami, rozwój infrastruktury geotermalnej może przynosić wymierne korzyści gospodarcze [4].

Podsumowanie

Podsumowując, energia geotermalna stanowi istotny element w strategiach zrównoważonego rozwoju energetycznego. Jej wykorzystanie może ograniczyć emisję szkodliwych gazów, obniżyć koszty ogrzewania oraz zapewnić stabilne źródło energii. Kluczowe jest jednak rozwijanie technologii i infrastruktury, by w pełni wykorzystać jej potencjał, szczególnie w miejscach, gdzie zasoby wodne są najbardziej dostępne i efektywne.

Źródła:

• [1] https://www.mae.com.pl/oferta-mae/baza-wiedzy/odnawialne-zrodla-energii/energia-geotermalna
• [2] https://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_geotermalna
• [3] https://www.microsoft.com/pl-pl/sustainability/learning-center/what-is-geothermal-energy
• [4] https://eon.pl/dla-domu/portal-o-odnawialnych-zrodlach-energii/zielona-energia/energia-geotermalna-zasada-dzialania-wykorzystanie
• [5] https://renovables.blog/pl/potencjalne-zastosowania-energii-geotermalnej/