Cele

Celem przedsięwzięcia jest realizacja zadań państwowej służby geologicznej (psg), które zostały określone w ustawie Prawo geologiczne i górnicze z dnia 9 czerwca 2011 r., w zakresie ochrony georóżnorodności i geologii środowiskowej (pgg art. 162, ust. 1, pkt. 9)

Głównym celem przedsięwzięcia jest długoterminowe wsparcie przez PIG-PIB rozwoju instalacji urządzeń płytkiej geotermii - jako jednej z energii odnawialnych - wykorzystującej naturalne ciepło Ziemi w postaci instalacji gruntowych pomp ciepła i tym samym włączenie się PIG-PIB w proces poprawy czystości powietrza w Polsce, poprzez dostarczenie specjalistycznych narzędzi planistycznych służących ilościowej i jakościowej ocenie warunków geologiczno-termicznych.

Celem prowadzonych badań jest wykonanie warstw informacyjnych GIS obejmujących: Mapy Potencjału Geotermii Niskotemperaturowej, Mapy możliwości wykonania otworowych wymienników ciepła z uwzględnieniem uwarunkowań środowiskowych. Uzupełnieniem map będzie ogólnopolska baza danych GIS dla geotermii niskotemperaturowej (BDGNT) oraz warstwa stworzona na podstawie analizy otworów z bazy danych CBDH zgodnie z wytycznymi PORT PC z 2013 r: przewodność termiczna λ [W/m*K] do głębokości 100 m p.p.t..

Metodyka

Aktualna Instrukcja wykonywania map potencjału i uwarunkowań środowiskowych geotermii niskotemperaturowej została opracowa w 2023 roku i jest do pobrania TUTAJ.

Stan realizacji

OBSZARY OPRACOWANIA

W projekcie pilotażowym, realizowanym w latach 2017-2022, wykonano mapy w cięciu arkuszowym Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1:50 000 oraz w cięciu arkuszowym mapy topograficznej w skali 1:10 000 dla obszarów aglomeracji miejskich. Analizą objęto obszary:

• w skali 1:10 000
  • Warszawa (90 arkuszy),
  • Wrocław (48 arkuszy);
• w skali 1:50 000:
  • okolice Jeleniej-Góry (1 arkusz),
  • okolice Bielsko-Białej i Żywca (3 arkusze),
  • okolice Rabki-Zdroju (2 arkusze),
  • okolice Krynicy-Zdroju (3 arkusze).

Obecnie prowadzony projekt jest wykonywany w skali 1:50 000 i obejmuje następujące obszary:

• okolice Gdańska (6 arkuszy),
• okolice Supraśla (2 arkusze),
• okolice Mielnika (2 arkusze),
• okolice Kazimierza Dolnego (4 arkusze),
• okolice Jeleniej Góry (Sudety) (5 arkuszy).

MAPY POTENCJAŁU GEOTERMII NISKOTEMPERATUROWEJ oraz MAPY MOŻLIWOŚCI WYKONANIA OTWOROWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA Z UWZGLĘDNIENIEM UWARUNKOWAŃ ŚRODOWISKOWYCH

 13 warstw informacyjnych GIS dla poszczególnych obszarów:

• mapy przewodności termicznej λ [W/m*K] na głębokościach 40, 70, 100 i 130 m p.p.t.;
• mapy jednostkowej wydajności termicznej qv [W/m] dla 1800 h pracy pompy ciepła w ciągu roku na głębokości 40, 70, 100 i 130 m p.p.t.;
• mapy jednostkowej wydajności termicznej qv [W/m] dla 2100 h pracy pompy ciepła w ciągu roku na głębokości 40, 70, 100 i 130 m p.p.t.;
• mapa możliwości wykonania otworowych wymienników ciepła z uwzględnieniem uwarunkowań środowiskowych

OGÓLNOPOLSKA BAZA DANYCH GIS DLA GEOTERMII NISKOTEMPERATUROWEJ (BDGNT)

 Warstwy wykonane na podstawie danych zawartych w dokumentacjach znajdujących się w Centralnym Archiwum Geologicznym:

• lokalizacja otworowych wymienników ciepła (OWC),
• reprezentatywny profil otworowego wymiennika ciepła (OWC) wraz z kartą otworu,
• obiekty z zainstalowanymi gruntowymi pompami ciepła (GPC),
• obszar lokalizacji obiektu z instalacją wykorzystującą geotermię niskotemperaturową.

Dodatkowo warstwa stworzona na podstawie analizy otworów z bazy danych CBDH zgodnie z wytycznymi PORT PC z 2013 r: przewodność termiczna λ [W/m*K] do głębokości 100 m p.p.t..

Efekty

Na podstawie opracowania pn. "Instrukcja wykonywania map potencjału i uwarunkowań środowiskowych geotermii niskotemperaturowej", wykonywano następujące mapy:

• mapy przewodności termicznej λ [W/m*K] na głębokościach 40, 70, 100 i 130 m p.p.t. - 138 arkuszy w skali 1:10 000 oraz 9 arkuszy w skali 1:50 000;
• mapy jednostkowej wydajności termicznej qv [W/m] dla 1800 h pracy pompy ciepła w ciągu roku na głębokości 40, 70, 100 i 130 m p.p.t. - 138 arkuszy w skali 1:10 000 oraz 9 arkuszy w skali 1:50 000;
• mapy jednostkowej wydajności termicznej qv [W/m] dla 2100 h pracy pompy ciepła w ciągu roku na głębokości 40, 70, 100 i 130 m p.p.t. - 138 arkuszy w skali 1:10 000 oraz 9 arkuszy w skali 1:50 000;
• mapa możliwości wykonania otworowych wymienników ciepła z uwzględnieniem uwarunkowań środowiskowych - 138 arkuszy w skali 1:10 000 oraz 9 arkuszy w skali 1:50 000.

W celu uzupełnienia map potencjału geotermalnego powstały mapy przedstawiające miejsca występowania potencjalnych konfliktów geośrodowiskowych, gdzie wykonywanie otworów wiertniczych dla wymienników ciepła (OWC), a więc i montaż gruntowych pomp ciepła (GPC), jest możliwy bez przeciwwskazań, warunkowo, bądź istnieją ewidentne przeciwwskazania do ich instalacji. Mapy tego typu są więc pomocne przy efektywnym projektowaniu indywidualnych instalacji GPC jak i do określenia, np. przez władze lokalne, w jakim stopniu geotermia niskotemperaturowa może zaspokoić zapotrzebowanie na energię cieplną danego regionu lub aglomeracji miejskiej.

W skali całego kraju opracowno Mapy potencjału geotermii płytkiej.

Uzupełnieniem map jest ogólnopolska baza danych GIS dla geotermii niskotemperaturowej (BDGN), w ramach której zostały wprowadzone dokumentacje geologiczne inne wykonywane na potrzeby pozyskania ciepła Ziemi, zgromadzone w zasobach Centralnego Archiwum Geologicznego. Do bazy wprowadzono 1698 dokumentacji oraz 1794 otwory reprezentatywne wraz z kartami otworów.

Karty otworów reprezentatywnych zawierają informacje o lokalizacji, współrzędnych x i y w układzie PL-1992, rzędnej H, rodzaju obiektu, inwestorze, zleceniodawcy, systemie wiercenia, dacie wykonania wiercenia i inne np.: o dokumentacji w ramach, której zostały wykonane. Dodatkowo, na karcie zostały umieszczone elementy zabudowy geotermalnej zastosowane w danym otworze reprezentatywnym.

Dodatkowo, dla wybranych otworów z bazy danych CBDH (o głębokości powyżej 100 m) wyznaczono efektywną przewodność termiczną l_eff [W/m*K] w przedziale głębokościowym 0÷100m. Dzięki temu powstała mapa punktowa potencjału geotermii niskotemperaturowej dla obszaru Polski. Parametryzacja została przeprowadzona na podstawie tabel przeliczeniowych przewodności cieplnej z Wytycznych PORT PC, 2013. W projekcie pilotażowym przeliczono 14 011 otwór z bazy danych CBDH

W obecnym projekcie parametryzacja zostanie przeprowadzona na podstawie tabel przeliczeniowych przewodności cieplnej z Wytycznych PORT PC, 2021.

Udostępnianie

Dane są dostępne do pobrania za pomocą aplikacji GeoLOG, która jest dostępna nieodpłatnie na urządzenia mobilne z Google Play i App Store oraz przez Portal CBDG - Geologia zakładka GEOTERMIA.

Geotermalne warstwy informacyjne powstały na podstawie numerycznego modelowania 3D oraz analiz przestrzennych GIS. Wyniki tych prac przedstawione w postaci map i warstw informacyjnych są rezultatem obliczeń geostatystycznych i założenia stanowią wyłącznie przybliżony obraz warunków rzeczywistych i co za tym idzie nie zastępują one szczegółowej, lokalnej analizy prowadzonej dla rozpatrywanej inwestycji (lokalizacji) na etapie sporządzania Projektu Robót Geologicznych lub innych opracowań eksperckich. PIG-PIB nie ponosi odpowiedzialności za wszelkie ewentualne straty i utracone korzyści, wynikające z korzystania z udostępnianych informacji.

Ogólnopolska baza danych GIS dla geotermii niskotemperaturowej (BDGNT) zawiera podstawowe informacje o wykonanych otworach wiertniczych na użytek otworowych wymienników ciepła (OWC) pochodzących z dokumentacji archiwalnych zgromadzonych w Centralnym Archiwum Geologicznym. Udostępniający nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne wady udostępnionych informacji. Zaleca się zapoznawanie z informacjami wyłącznie poglądowo oraz dokonanie szczegółowej analizy źródłowych materiałów archiwalnych (w miarę dostępności) wraz z przeprowadzeniem prac terenowych.

Sposób cytowania

Ryżyński G. i in, 2017-2022 – Zadanie państwowej służby geologicznej. Ocena potencjału energetycznego i uwarunkowań środowiskowych dla wsparcia zrównoważonego rozwoju geotermii niskotemperaturowej.

Zasadnośćrealizacji

Masowe nawiercanie górotworu może nieść ze sobą liczne zagrożenia dla użytkowych poziomów wód podziemnych (łączenie poziomów wodonośnych, nieszczelne instalacje i wycieki czynnika roboczego, źle prowadzone iniekcje przestrzeni pierścieniowej odwiertów) oraz powodować przyszłe problemy związane z niekorzystną interakcją sąsiadujących ze sobą systemów geotermalnych oraz zaburzeniem lokalnych warunków termicznych gruntu.

Ciepło geotermalne jest jednym z najczystszych źródeł energii odnawialnej (OZE), którego użytkowanie skutkuje śladową emisją gazów i pyłów do atmosfery i z tego względu jej racjonalne wykorzystanie w formie gruntowych pomp ciepła może pozwolić na osiągnięcie strategicznych celów poprawy jakości powietrza i ograniczenia emisji CO₂.

Możliwości wykorzystania ciepła Ziemi z utworów przypowierzchniowych, ujętych terminem geotermii płytkiej lub niskotemperaturowej były wcześniej jedynie przedmiotem lokalnych opracowań służących ich ilościowej lub jakościowej ocenie (projekty TransGeoTherm, GeoPLASMA-CE, MUSE, zadanie psg z lat 2018 – 2022). Wykonywane aktualnie na podstawie ustawy Prawo geologiczne i górnicze projekty i dokumentacje dla wykorzystania ciepła Ziemi w instalacjach gruntowych pomp ciepła, służą jedynie opisowi warunków geologiczno-termicznych w punktowych lokalizacjach.