Geotermia dla szkółkarstwa to dostęp do praktycznie niewyczerpanej energii, jaką ma do zaoferowania Ziemia. Energi niedrogiej, czystej, bezpiecznej i dostępnej. To energia, która może ogrzać uprawy pod osłonami bez troski o wzrost kosztów, emisję CO2. Ten artykuł powstał, by przybliżyć możliwości, jakie niesie zastosowanie geotermii w szkółkarstwie. Opisujemy, czym jest geotermia oraz szanse na jej rozwój dla szkółkarstwa.
W artykule:
- Geotermia
- Przykłady z zagranicy
- Szansa na tanią energię dla szkółkarstwa
Co to jest energia geotermalna?
Energia geotermalna to energia cieplna, która pochodzi z wnętrza naszej Ziemi. Tworzy się tam za sprawą procesów rozpadów pierwiastków promieniotwórczych. Ciepło to przedostaje się następnie z głębokich warstw bliżej powierzchni, gdzie możliwe jest jego pozyskanie.
Ciepło geotermalne pozyskuje się wiercąc głębokie otwory, studnie. Z nich wypompowuje się wodę, która znajduje się głęboko w warstwach geologicznych ziemi. Woda ta ma tym wyższą temperaturę, im z większej głębokości jest pozyskiwana.
Na przykład z głębokości 4 km możliwe jest pozyskanie wody o temperaturze około 120-130︒C. Są to już wystarczające temperatury, by za pomocą energii geotermalnej produkować energię elektryczną.
Z energii geotermalnej na ogromną skalę korzysta Islandia. Oczywiście zawdzięcza to specyfice geologicznej. Jej pokłady geotermalne leżą bardzo blisko powierzchni i są łatwo i tanio dostępne.
Dla nas przykładem może być kraj, który ma podobne dla nas warunki zalegania złóż geotermalnych i dosyć podobny klimat — Holandia.
Holenderski przykład
Holandia od 50 lat zawdzięcza swój ogrodniczy sukces odkryciu złóż gazu ziemnego w Groningen. Kiedyś jedne z największych złóż gazu na świecie dostarczały duże ilości względnie taniego surowca energetycznego. A z tego taniego gazu bardzo dobrze korzystało ogrodnictwo. Z tego to powodu Holandia szybko stała się niekwestionowanym liderem w tej dziedzinie.
Obecnie te ogromne złoża gazu powoli się wyczerpują. Do planowanego pozyskiwania gazu ze złóż łupkowych Holendrzy podchodzą zaś nieufnie i z dużą ostrożnością. Pomni zapewne serii wstrząsów ziemi związanych z obecną eksploatacją konwencjonalnych złóż gazu.
Jednoczesne słuszne obawy związane ze zmianami klimatycznymi i konieczność ograniczenia korzystania z paliw kopalnych skłania i Holendrów do poszukiwania alternatywnych źródeł taniej i ekologicznej energii. Holenderskie szkółkarstwo i uprawy pod osłonami, by pozostać liderem, potrzebuje taniej i pewnej energii oraz ciepła.
Holandia od dłuższego czasu przoduje w wykorzystaniu alternatywnych źródeł energii. Są nimi głównie energia wiatrowa i słoneczna.
Dodatkowo w szkółkarstwie wykorzystywane jest też ciepło szczątkowe pochodzące z procesów technologicznych fabryk i zakładów produkcyjnych. To dlatego możemy zaobserwować dużą liczbę upraw pod osłonami w niemal bezpośredniej bliskości terenów przemysłowych.
Do tego miksu dołącza jedno z najlepiej zapowiadających się źródeł energii alternatywnej — geotermia.
Geotermia dla holenderskiego szkółkarstwa
Holandia szacuje, że potencjalnie 50% zapotrzebowania ogrodnictwa pod osłonami w energię może być zaspokojone przez geotermię. Rząd aktywnie wspiera inwestycje i badania, subsydiując pozyskiwaną w ten sposób energię.
To, jak się wydaje, zaczyna przynosić pozytywne efekty. Holandia jest w czołówce wykorzystania energii geotermalnej w ogrodnictwie, co jak wskazuje wielu, zapewni jej utrzymanie pozycję lidera. Holandia wyszła już z fazy odosobnionych odwiertów i obecnie tworzy łączącą je sieć. Sieć ta ma umożliwić z jednej strony przesył ciepła do kolejnych odbiorców, a z drugiej strony skompensować wahania w wydajności pojedynczych źródeł.
Przyjmuje się, że energia geotermalna w przeciwieństwie do wiatrowej i słonecznej jest dostępna stale bez względu na to, co się dzieje na powierzchni ziemi. Tak jednak nie jest. Zarówno temperatura pozyskiwanej wody, jak i jej ilość zmienia się w pewnych granicach.
Często zdarza się, że odwiert traci swą spodziewaną sprawność na kilka miesięcy, by następnie powrócić do swoich początkowych parametrów. Jest to zjawisko, którego natury i przebiegu geolodzy jeszcze nie do końca rozumieją. Sieć kilku — kilkunastu niezależnych odwiertów powoduje, że uśredniona wartość jest niemal stała, a ryzyko niedoboru energii znacznie maleje.
A co z geotermią w Polsce?
Polska ma bardzo dobre warunki, by na szerszą skalę wykorzystać tę bezpieczną, czystą i niemal niewyczerpaną formę energii.
Pod 80% powierzchni Polski znajdują się obszary geotermalne z temperaturą wody od 20 do 130︒C, zlokalizowanej od 1 km do 4 km w głąb ziemi. 40% powierzchni Polski to zaś obszary, gdzie pozyskiwanie energii termalnej jest opłacalne. To dużo!
Te wyższe temperatury — ponad 120︒C zalegające w Polsce na głębokościach około 4 km (na Islandii już w okolicach 1 km) pozwalają na produkcję energii elektrycznej i w wielu krajach jest to realizowane jako alternatywne czyste źródło energii. Wymaga jednak dużych nakładów i środków, porównywalnych do nakładów na energię atomową w przeliczeniu na każdy kilowat mocy.
Na szczęście nie trzeba wiercić tak głęboko, by można się cieszyć niemal niewyczerpanym źródłem czystej, bezpiecznej i taniej energii. Już dwukilometrowy odwiert może stać się źródłem wody o temperaturze do 80︒C. I jest to dobra wiadomość dla gospodarstw ogrodniczych, w tym szkółkarskich.
Geotermia dla szkółkarstwa. Czy można nią ogrzać szklarnie?
Tak, można. Można to zrobić taniej niż tradycyjnymi źródłami energii.
Złoża gorącej wody znajdujące się na różnej głębokości struktur geologicznych są stale podgrzewane przez energię z wnętrza ziemi. Tę gorącą wodę, a co za tym idzie – zawartą w niej energię cieplną, pozyskujemy dzięki instalacji geotermalnej. Otrzymujemy źródło energii cieplnej, które znakomicie nadaje się do ogrzewania szklarni i osłon innego rodzaju. Jednocześnie zapewnia ogrzewanie innych budynków gospodarstwa.
Energia termalna w przeciwieństwie do takich alternatywnych źródeł energii jak energia wiatrowa i słoneczna jest dostępna bez względu na warunki atmosferyczne, czy porę dnia. Jest to teoretycznie niewyczerpane źródło energii dostępne zawsze. Teoretycznie, gdyż tak jak pisałem, czasem studnia geotermalna traci swoją pełną wydajność.
2 km w głąb ziemi: 60-80︒C
Woda z głębokości około 2 km o temperaturze 60-80 ︒C, może być wykorzystywana do ogrzewania większości szklarni obecnie zaopatrywanych w ciepło przez kotły na paliwa stałe lub gazowe. Bez większych nakładów na zmianę infrastruktury i instalacji grzewczych pod osłonami, możliwe jest niemal bezpośrednie (w większości wypadków konieczny jest wymiennik ciepła separujący wodę z wnętrza ziemi od czynnika grzewczego) podłączenie się do geotermii.
Nie zawsze trzeba wiercić nawet tak głęboko.
1 km w głąb ziemi: 40-50︒C
W przypadku nowych obiektów lub modernizowanych możliwe jest wykonanie instalacji opartej na źródle ciepła o znacznie niższej temperaturze. Taką niższą temperaturę 40-50︒C można osiągnąć zazwyczaj z odwiertów o głębokości 1 km.
Im płytszy odwiert, tym tańszy i mniej skomplikowany technologicznie. Mniej niespodzianek natury geologicznej może czekać wykonawcę i inwestora. To też mniejsze ryzyko, choć i mniej pozyskiwanej energii. O czym należy pamiętać.
500 m w głąb ziemi: 20-30︒C
A może tylko kilkaset metrów?
W ograniczonym zakresie można korzystać też nawet z tak płytkich odwiertów. Choć specjaliści uważają, że najekonomiczniej jest wówczas wykorzystać takie źródła ciepła przy zastosowaniu technologii gruntowej pompy ciepła.
Pompa ciepła będzie w takim wypadku posiadała dolne źródło ciepła o stosunkowo wysokiej temperaturze, co polepszy jej sprawność. To zaś oznacza, że pompa ciepła zużyje mniej energii elektrycznej na pozyskanie energii cieplnej i ogrzanie szklarni i budynków.
Energia geotermalna w polskiej rzeczywistości
Wykorzystanie energii geotermalnej w Polsce stale rośnie. I jest to chyba jedyna dobra wiadomość. Kolejne już nie są tak optymistyczne. Przede wszystkim liczba odwiertów rośnie bardzo wolno. Do tego są to odwierty wykonane przy okazji poszukiwań gazu ziemnego i ropy naftowej. A więc umiejscowione tam, gdzie spodziewano się natrafić na złoża tych surowców, a nie na wody geotermalne o odpowiednich parametrach i wydajności.
Brakuje też odpowiednich technologii oraz zaplanowanych funduszy, by rozwijać niezbędną dla geotermii infrastrukturę. To wszystko powoduje, że w praktyce wykorzystanie energii geotermalnej w Polsce kuleje. Wykorzystujemy ją znacznie poniżej naszych potrzeb i możliwości.
Po tym, jak ceny gazu ziemnego oraz innych surowców energetycznych osiągnęły rekordowe poziomy, rozgorzała dyskusja o wszelkich alternatywnych rozwiązaniach. Cicho było o jednym — energii geotermalnej.
Jesteśmy już za atomem. Czas na geotermię!
W jednym roku, jako społeczeństwo, przeszliśmy metamorfozę od społeczeństwa sceptycznego wobec energii jądrowej, do niemal jej entuzjastów. Wszystko wskazuje na to, że staniemy się liderem w wykorzystaniu modułowych reaktorów atomowych (SMR). Wiele wskazuje, że takie rozwiązanie produkcji energii elektrycznej jest dla nas optymalnym.
A co z produkcją ciepła? Może warto przejść podobną metamorfozę i spojrzeć łaskawie na dostępne ciepło głęboko pod naszymi stopami. Tym bardziej że dostęp do taniej energii geotermalnej to nie tylko korzyści, tylko tych, którzy z niej korzystają.
Istniejące już w Polsce obiekty infrastruktury geotermalnej bardzo pozytywnie oddziaływają na klimat ekonomiczny i społeczny gmin, gdzie zostały zainstalowane. Nie są to tylko aquaparki, gdzie dostęp do taniego ciepła stał się przyczyną ich powstania i napędza usługi turystyczne w całej okolicy.
Dostęp do tańszego ogrzewania to impuls rozwoju dla wielu innych branż i gałęzi przemysłu oraz rolnictwa i ogrodnictwa.
Nietrudno sobie wyobrazić, że gdyby gospodarstwa ogrodnicze mogły za sprawą mniejszych kosztów ogrzewania taniej produkować, to wypracowałyby większy zysk. Większy zysk to większe podatki, które pozostałyby lokalnie. Większy zysk to możliwość rozwoju gospodarstwa, wzrost zatrudnienia, a więc wzrost gospodarczy danej gminy.
Konieczna pomoc państwa
Tak więc zasadne jest oczekiwanie, by w pozyskiwanie energii geotermalnej włączyły się też na szczeblu lokalnym gminy, oraz inne jednostki samorządowe. Państwo powinno aktywniej wspierać to źródło alternatywnej energii, tworząc odpowiedni klimat prawny i organizacyjny. To wsparcie powinno też być w finansowaniu lub współfinansowaniu (poprzez dotacje, subwencje itp.) takich inwestycji.
Są spore przesłanki za zaangażowaniem publicznych pieniędzy na ten cel. Jednym z nich jest fakt, że dostęp do energii geotermalnej może być kołem zamachowym lokalnych społeczności. Potencjalnie tysiące instalacji geotermalnych to szansa na rozwój setek gmin.
Energia termalna to czysta energia w rozumieniu ograniczenia emisji CO2. Jej produkcja oddziałuje na środowisko znacznie mniej niż farma wiatraków lub fotowoltaiki. Jej rozproszony charakter zwiększa bezpieczeństwo energetyczne kraju.
Geotermia dla szkółkarstwa, to szansa dla szkółkarstwa
Polskie szkółkarstwo i cała „zielona” branża znacznie skorzystałaby, gdyby miała dostęp do stabilnych i tanich źródeł energii i ciepła. Stałaby się bardziej konkurencyjna i dochodowa. Złapawszy oddech finansowy, mogłaby w większym stopniu unowocześniać infrastrukturę oraz zwiększać produkcję i wprowadzać nowe produkty.
Należy tylko mieć nadzieję, że geotermia dla szkółkarstwa jako temat, ale też faktyczne działania, wypłynie na fali konieczności szukania nowych, tańszych źródeł energii. Zauważmy i poznajmy, co oferuje nam ziemia pod naszymi nogami. Po tę wygodną formę taniej energii wystarczy się tylko przysłowiowo schylić.
Zanim to jednak nastąpi warto zapoznać się jak można ograniczyć straty drogiego obecnie ciepła poprzez stosowanie kurtyn termoizolacyjnych i osuszanie powietrza z odzyskiem ciepła.
