Systemy ATES: wykorzystanie wód podziemnych w kontekście bezpieczeństwa energetycznego Polski

ATES

W dzisiejszych czasach, kiedy popyt na energię rośnie, a zasoby paliw kopalnych są ograniczone lub ich spalanie ma szkodliwy wpływ na środowisko, , poszukiwanie alternatywnych źródeł jest niezwykle ważne. Jednym ze sposobów jest ATES, czyli magazynowanie energii cieplnej w warstwie wodonośnej. Technologia ta zyskuje na popularności na całym świecie, o czym pisaliśmy w numerze 8/2023 (10) „Wodnych Spraw”.

Jak działa technologia ATES?

ATES (ang. Aquifer Thermal Energy Storage) wykorzystuje wody podziemne jako nośnik energii cieplnej. System składa się z co najmniej jednej pary otworów, zwanych dubletami, które umożliwiają dostęp do wybranej warstwy wodonośnej. Jeden z nich działa jako źródło chłodu, a drugi – ciepła.

W sezonie letnim woda o niskiej temperaturze pobierana jest z otworu zimnego i przepuszczana przez wymiennik, skąd odprowadza ciepło z klimatyzowanego budynku. Następnie jest ona wprowadzana do otworu ciepłego, gdzie zostaje zmagazynowana do sezonu zimowego, kiedy to proces odwraca się. Woda pobierana jest z otworu ciepłego, następnie oddaje ciepło w wymienniku i trafia do otworu zimnego, gdzie czeka na kolejny sezon letni.

Kluczowe parametry technologii ATES

System ATES wymaga odpowiednich warunków geologicznych, takich jak np. obecność warstwy wodonośnej o wysokim współczynniku filtracji czy ograniczonym gradiencie hydraulicznym.

Dlatego skuteczne wykorzystanie ATES wymaga dogłębnego zrozumienia właściwości hydrodynamicznych i geologicznych warstw wodonośnych. Stąd przed wdrożeniem tej technologii na danym obszarze, należy przeprowadzić dokładne badania geologiczne, aby ocenić jej potencjał i zapewnić bezpieczeństwo i skuteczność działania.

W Polsce, ze względu na zróżnicowaną budowę geologiczną w różnych częściach kraju, nie wszędzie jest możliwe skuteczne korzystanie z tej technologii.

ATES w Polsce

Aby ocenić możliwości magazynowania energii cieplnej w warstwach wodonośnych w Polsce, Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy (PIG-PIB) prowadzi od 2023 r. projekt poświęcony temu zagadnieniu. Ma on na celu dokonanie kompleksowej analizy warunków geologicznych i hydrogeologicznych do głębokości 200 m pod poziomem terenu, w celu oceny możliwości pozyskiwania i magazynowania niskotemperaturowego ciepła i chłodu w zakresie od około 5°C do 25°C.

Projekt realizowany jest we współpracy z Polską Akademią Nauk, Instytutem Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią oraz Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie. Wyniki badań zostaną zaprezentowane na stronach internetowych PIG-PIB.

Analiza opiera się na materiałach archiwalnych oraz bazach danych geologicznych, hydrogeologicznych i hydrochemicznych prowadzonych przez PIG-PIB. W przypadku możliwości zastosowania technologii ATES w Polsce zostaną wskazane najbardziej obiecujące obszary dla wykonania instalacji pilotażowej.

Dodatkowo w ramach projektu dokonana zostanie ocena istniejących regulacji prawnych dotyczących budowy i eksploatacji systemów otwartych w płytkiej energetyce geotermalnej, w tym magazynowania energii cieplnej. Zanalizowany zostanie również wpływ systemów magazynowania energii w płytkich warstwach wodonośnych oraz potencjalnych zagrożeń, zarówno dla środowiska, jak i w przypadku ewentualnych konfliktów z innymi obiektami infrastruktury, w tym istniejącymi i przyszłymi studniami wód podziemnych.

Dlaczego warto rozwijać technologię ATES?

Jednym z kluczowych powodów, dla których powinno się rozwijać technologię ATES jest fakt, że jest ekologiczna i ma niski wpływ na środowisko. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod magazynowania energii, takich jak akumulatory czy elektrownie wodne, ATES nie emituje gazów cieplarnianych ani nie prowadzi do zmian w krajobrazie.

Ponadto technologia ATES może przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa energetycznego kraju. Dzięki możliwości magazynowania energii cieplnej w warstwie wodonośnej, budynki mogą być ogrzewane lub chłodzone w sposób bardziej efektywny, co zmniejsza zapotrzebowanie na energię z sieci energetycznych. To z kolei może prowadzić do zmniejszenia uzależnienia od krajów dostarczających paliwa i wspomnianej wcześniej poprawy bezpieczeństwa energetycznego kraju.

Wdrożenie systemu ATES wymaga specjalistycznej wiedzy i doświadczenia z zakresu hydrogeologii i inżynierii geologicznej. Jednakże ze względu na rosnące zapotrzebowanie na efektywne i ekologiczne źródła energii, rozwój tej technologii jest ciekawą i realną w realizacji alternatywą dla stosowanych obecnie rozwiązań.

Używamy plików cookie, aby zapewnić najlepszą jakość korzystania z Internetu. Zgadzając się, zgadzasz się na użycie plików cookie zgodnie z naszą polityką plików cookie.

Close Popup
Privacy Settings saved!
Ustawienie prywatności

Kiedy odwiedzasz dowolną witrynę internetową, może ona przechowywać lub pobierać informacje w Twojej przeglądarce, głównie w formie plików cookie. Tutaj możesz kontrolować swoje osobiste usługi cookie.

These cookies are necessary for the website to function and cannot be switched off in our systems.

Technical Cookies
In order to use this website we use the following technically required cookies
  • wordpress_test_cookie
  • wordpress_logged_in_
  • wordpress_sec

Cloudflare
For perfomance reasons we use Cloudflare as a CDN network. This saves a cookie "__cfduid" to apply security settings on a per-client basis. This cookie is strictly necessary for Cloudflare's security features and cannot be turned off.
  • __cfduid

Odrzuć
Zapisz
Zaakceptuj

music-cover