Na świecie trwają poszukiwania najtańszych, trwałych i odnawialnych źródeł energii. Jednym z sposobów ich pozyskiwania jest brytyjska, daleko zaawansowana technologia pozyskiwania ciepła z zatopionych kopalń węgla kamiennego. Główny Instytut Górnictwa w Katowicach zwraca uwagę, że na Śląsku istnieją znacznie korzystniejsze warunki do pozyskania ciepła z zatopionych kopalń węgla kamiennego. Podobne możliwości wykorzystania tej energii istnieją w rejonie Wałbrzycha i Nowej Rudy na Dolnym Śląsku.
Skala likwidacji krajowego górnictwa węglowego jest ogromna. Od 1989 roku zlikwidowano 52 kopalnie węgla kamiennego. Proces dalszych dziesięciu kopalń jest w toku. Do 2049 roku nie zostanie już ani jedna z nich. Być może, że dojdzie do tego znacznie wcześniej. Związane z tym problemy koncentrują się na osłonach socjalnych dla górników i skutkach obniżenia emisji dwutlenku węgla oraz metanu, jako gazów ocieplających atmosferę. Trwają prace rekultywacyjne na powęglowych hałdach, które mają być zlikwidowane, albo przyrodniczo zagospodarowane. O samych zatopionych kopalniach trwa medialna cisza. Jest to zrozumiałe, choćby tylko z tego powodu, że kopalnie te w powszechnym odczuciu do niczego się już nie nadają. I dlatego temat ten nie jest przedmiotem powszechnego zainteresowania.
Aktualnie w Wielkiej Brytanii, gdzie górnictwo węglowe XIX i początków XX wieku uczyniło ten kraj potęga przemysłową, trwają intensywne prace nad wykorzystaniem ciepła z geotermalnie ogrzanych wód z zatopionych kopalń. Przed zbliżającą się zimą o zagospodarowanie tego ciepła w listopadowych wydaniach apelują tak popularne media, jak The Guardian i BBC. Polska posiada znacznie korzystniejsze warunki dla pozyskania tego ciepła, jest to temat u nas mniej popularny, choć pewne efekty już zostały osiągnięte. Dzięki naukowym lokalnym inicjatywom problem ten doczekał się kilku zastosowań krajowych.
Ciepło z wałbrzyskich kopalń węglowych
Dawne Dolnośląskie Zagłębie Węglowe (DZW) ze swoim wałbrzyskim centrum zatopione zostało w 2010 roku. Szacunkowe obliczenia wskazują na wypełnienie podziemnych wyrobisk ilością około 100 milionów metrów sześciennych wody. Przelewa się ona z sztolni „Fridrich – Wilhelm” do rzeki Płecznicy w ilości 10,8 m3/na minutę, czyli 180 litrów na sekundę. Na wypływie jej temperatura wynosi ok. 10ºC. Wynik ten nie wskazuje na możliwości geotermalne gdyż, woda na wypływie jest już schłodzona, w stosunku do wyższej jej temperatury na najniższym poziomie kopalni – 550, gdzie wynosi 25ºC.
Innym rozwiązaniem, jakie proponują naukowcy z Wrocławskiej Politechniki, którzy nadzorowali zatapianie tych kopalń, jest odwiercenie w zatopionych szybach głębszych otworów do poziomu -50 lub nawet –150, które ujęły by te wody termalne. Koszt takiego otworu to ok. 2 – 3 mln złotych. Jak wylicza prof. Józef Sawicki zastosowanie pomp ciepła pozwoliłoby na uzyskanie końcowej temperatury w granicach ok. 60ºC. Przy schłodzeniu tej wody o 15º C, przy jej przepływie rurociągiem o średnicy 300 mm uzyskano by moc ciepłowni 3,96 MW, co zapewniłoby energie cieplna dla około 1200 mieszkań na terenie Wałbrzycha.
Są to obliczenia i propozycje teoretyczne, których wykorzystanie choćby w części, dałoby czystą, ekologiczną i tanią energię dla Wałbrzycha. Nie byłaby ona wbrew pozorom całkiem tania, bo wymagałaby inwestycji wykorzystujących ciepło wód kopalnianych, ale byłaby ona odnawialna i dostarczana w sposób ciągły w kosztach porównywalnych do zielonej energetyki słonecznej i wiatrowej. eliminując niestabilność tych źródeł energii.
Geotermalne zasoby wód kopalnianych Nowej Rudy
Na uwagę zasługuje opublikowana kilka lat temu obszerna praca naukowa Politechniki Wrocławskiej dotycząca geotermalnego wykorzystania wód z zatopionych kopalni rejonu Nowej Rudy i Słupca, które były częścią Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego (DZW). Praca ta wskazuje na duży potencjał produkcji energii z niskotemperaturowych systemów geotermalnych opartych na wodzie zgromadzonej w zalanej kopalni. Szczególne znaczenie mają systemy oparte na starych szybach górniczych położonych blisko siebie, zarówno w Nowej Rudzie, jak iw Nowej Rudzie Słupiec.
Wynika to z możliwości tłoczenia dużej ilości wody do wymiennika ciepła i zatłaczania jej w obiegu zamkniętym z powrotem do górotworu. Potencjalnie taki system mógłby dostarczyć ponad 10 GWh energii geotermalnej w typowym sezonie grzewczym. Jako rozwiązanie pomocnicze można wykorzystać odpływy z zatopionych wyrobisk górniczych (sztolnia Ludmiła i Filip), jednak ich potencjał jest znacznie mniejszy, szacowany na 2,09 GWh.
Górnośląska kopalnia ciepła
O ile wałbrzyskie i noworudzkie zatopione kopalnie węglowe pod względem termicznym przypominają brytyjskie odpowiedniki, to górnośląskie kopalnie są w znacznie korzystniejszej sytuacji. Średnia głębokość zatopionych kopalń wynosi ok. 1000 m, gdzie odpowiednio temperatura górotworu ma ok. 30 stopni Celsjusza. To prawie dwukrotnie więcej, aniżeli w brytyjskich kopalniach, które z reguły osiągają głębokość ok. 300 m. Od kilkunastu lat nad zagadnieniem tym trwają parce w Głównym Instytucie Górnictwa w Katowicach.
Podkreśla się w nich, że kopalnie węgla są obiektami o wielorakich możliwościach użyteczności, zmieniającymi się stopniowo wraz ze zmianą ich funkcji podstawowej – czyli źródła węgla i pracy górniczej. Kopalnia może pozostać użyteczna także po zaprzestaniu eksploatacji węgla. Jednak plany wykorzystania jej walorów poeksploatacyjnych należy przygotować możliwe wcześnie. Jednym z najcenniejszych walorów kopalń węgla kamiennego są zasoby energii cieplnej (geotermicznej) zawartej w wodach, skałach i powietrzu wentylacyjnym.
Energia z zatopionych kopalń w Polsce i w Europie
Analiza dostępnych informacji o czynnych instalacjach odzysku ciepła na terenach dawnego górnictwa węgla kamiennego wskazuje, że czynnych instalacji jest niewiele. W Polsce wykonano pionierską instalację. Wykorzystuje ona wody dawnej kopalni Saturn pompowane szybem Paul, z którego wytwarza się 117,8 kW energii. Bazując na doświadczeniach z tej instalacji, miały powstać podobne systemy miały powstać Jednak zbudowano tylko dwa.
System ogrzewania wód kopalnianych w Kopalni Sobieski o mocy 420 kW zasilający łaźnię kopalnianą od 2015 roku oraz drugi na odpływie wody szybem Ewa. W Europie prym wiedzie Wielka Brytania w rankingu instalacji do odzyskiwania energii geotermalnej z wód dołowych na terenach poeksploatacyjnych z 5 instalacjami tego typu. Są to instalacje o mocy do kilku kW. Tego typu instalacje udokumentowano w Niemczech, z których największa ma moc cieplną 350 kW. Duże instalacje geotermalne powstały także w Holandii i Hiszpanii. W Holandii w gminie Heerlen realizowany jest projekt pilotażowy mający na celu zapewnienie lokalnego ogrzewania i chłodzenia z wody kopalnianej. W Hiszpanii Mieres zaopatruje szpital, uniwersytet i kilka mniejszych budynków.
Adam Maksymowicz
