W Sękowej niedaleko Gorlic powstaje unikatowe w skali Europy hybrydowe źródło energii, które integruje ciepło Ziemi z fotowoltaiką. W projekt zaangażowani byli studenci Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie i badacze Polskiej Akademii Nauk.
Nowatorskie rozwiązanie zakłada integrację ciepła Ziemi (po raz pierwszy w Polsce poprzez głęboki otworowy wymiennik ciepła) i energii słonecznej. W 2020 roku na głębokości 3 km wykonano otwór badawczy Sękowa GT-1 z przeznaczeniem dla ciepłownictwa. Spodziewano się w nim wody geotermalnej o temperaturze ok. 60 stopni Celsjusza i wydajności 40–70 m3/h, jednak nie stwierdzono zakładanych parametrów. Przy współpracy Ministerstwa Klimatu i Środowiska, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, władz gminy i środowiska naukowego, wypracowano optymalny, innowacyjny na skalę kraju, wariant wykorzystania odwiertu w formie głębokiego otworowego wymiennika ciepła (OWC).
Za pomocą OWC będzie pozyskiwane ciepło z górotworu. Następnie, dzięki instalacji hybrydowego źródła energii, zostanie ono wykorzystane w wybranych obiektach w Sękowej. W pracę nad ekspertyzą dla projektu „Wykorzystanie potencjału energetycznego zlikwidowanych, poeksploatacyjnych lub negatywnych otworów wiertniczych – pilotaż dla otworu Sękowa GT-1” zaangażowani byli członkowie Koła Naukowego Geowiert działającego na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie oraz pracownicy Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.
W pierwszym etapie skupiliśmy się na ocenie potencjału parametrów energetycznych projektowanego systemu, wykonując m.in. serię badań współczynnika przewodzenia ciepła zaczynów uszczelniających użytych w tym otworze. Następnym zadaniem była analiza profilowań temperatury wykonanych w otworze oraz wykonanie pomiarów porównawczych, które wymagały kilku wyjazdów do Sękowej. Aktywny udział braliśmy również przy ocenie konstrukcji, stanu technicznego, potencjału i parametrów energetycznych odwiertów Gorlice-12 i Gorlice-13 (sąsiadujących z otworem Sękowa GT-1) pod kątem możliwości i zasadności ich wykorzystania w formie głębokich otworowych wymienników ciepła – tłumaczy inż. Stanisław Kotyła, członek zarządu koła Geowiert.
Adaptacja otworu Sękowa GT-1 na głęboki otworowy wymiennik ciepła jest jedną z nielicznych tego typu inwestycji na świecie. Niemniej jednak, wykorzystywanie potencjału energetycznego zlikwidowanych, poeksploatacyjnych lub negatywnych otworów wiertniczych, zyskuje coraz większe zainteresowanie. W marcu br. w miejscowości Kiskunhalas na Węgrzech do użytku został oddany głęboki otworowy wymiennik ciepła – pierwszy na świecie na bazie odwiertu ropno-gazowego, zlikwidowanego w latach 60. XX wieku. Powstała instalacja umożliwi bezpośrednie ogrzanie budynków o łącznej powierzchni prawie 30 tys. mkw. Warunki geologiczne charakteryzujące rejon Sękowej, w porównaniu z Węgrami, ograniczają znacząco maksymalną moc grzewczą projektowanego wymiennika otworowego. Jednakże, przeprowadzone badania i analizy potwierdzają jego sens ekonomiczny w długoczasowym okresie eksploatacji.
Istniejący otwór Sękowa GT-1, aby mógł spełniać rolę głębokiego otworowego wymiennika ciepła, w pierwszej kolejności musi zostać wyposażony w kolumnę rur wewnętrznych izolowanych termicznie. Umożliwi to cyrkulację wody (nośnika ciepła). Woda, spływając w dół otworu przestrzenią pierścieniową zawartą pomiędzy zapuszczoną kolumną a ścianą otworu, będzie ogrzewana ciepłem skał. Wypływać będzie na powierzchnię terenu kolumną rur wewnętrznych. Zastosowane nowatorskie rozwiązanie w konstrukcji kolumny rur wewnętrznych zredukuje koszty inwestycji o ponad 30%, zachowując jednocześnie wysoką izolację termiczną dwóch przeciwbieżnych strumieni wody w otworze. W połączeniu z geotermalną pompą ciepła system będzie dostarczać wodę o temperaturze 50–60 stopni Celsjusza do zaplecza pobliskiego boiska oraz projektowanego basenu.
Koło Naukowe Geowiert działa na AGH od 1954 r. Studenci realizują w nim badania w trzech sekcjach tematycznych: wiertnictwa, geoinżynierii oraz geotermii.
Wiertnictwo nie ogranicza się tylko i wyłącznie do poszukiwań czy eksploatacji węglowodorów. Jeszcze całkiem niedawno wydawało się dziedziną, która po odejściu od paliw kopalnych straci na znaczeniu. Okazuje się jednak, że w zakresie naszych działań są np. badania nad dolnym źródłem ciepła dla instalacji wykorzystujących geotermalne pompy ciepła, badania nad zaczynami cementowymi do głębokich otworów wiertniczych wpływających na izolację termiczną wody geotermalnej czy badania nad opuszczonymi poeksploatacyjnymi lub badawczymi otworami wiertniczymi, które zamiast likwidować można wykorzystać do instalacji generujących ciepło dla budynków albo do magazynowania energii elektrycznej – wyjaśnia inż. Patryk Leśniak, przewodniczący koła Geowiert.
Opiekunem naukowym koła jest dr hab. inż. Tomasz Śliwa, prof. AGH, natomiast opiekunem pomocniczym – mgr inż. Tomasz Kowalski.
źródło: AGH