Możliwości wykorzystania nieczynnych otworów studziennych

Otwory nieczynne, z których nie prowadzi się eksploatacji, teoretycznie na-dają się do wykorzystania w takim samym stopniu jak studnie nowe, odwiercone specjalnie do celów wykorzystania w systemach otwartych GPC. Problem pole-ga jednak na tym, że studnie, które nie są eksploatowane, stopniowo tracą wy-dajność. Mechanizm zjawiska polega na kolmatacji filtra poprzez osadzanie się zawiesin i drobnych frakcji piaszczysto-ilastych na jego ściankach oraz w strefie przyfiltrowej. Kolmatacji mechanicznej towarzyszą zwykle procesy chemiczne i biochemiczne, wzmagające efekt zarastania i prowadzące do ograniczenia prze-pustowości filtra. Procesy te nie mają oczywiście miejsca w studniach bezfiltro-wych, ujmujących wody z utworów szczelinowych lub krasowych.

Możliwość wykorzystania nieczynnych otworów studziennych musi więc każ-dorazowo być zweryfikowana przez określenie rzeczywistego stanu techniczne-go studni. Zadanie jest stosunkowo proste i polega na przeprowadzeniu prób-nego pompowania sprawdzającego. Jest ono poprzedzone pomiarem głębokości otworu w celu sprawdzenia, czy filtr studzienny nie uległ zasypaniu, co ozna-czałoby jego trwałe uszkodzenie i brak możliwości wykorzystania otworu. Pom-powanie próbne przeprowadza się w miarę możliwości z wydajnością zbliżoną do tej, którą uzyskano w studni nowej, tuż po jej odwierceniu. Rzadko kiedy wyniki są zbliżone, jednak przez odpowiednie zaprogramowanie i przeprowa-dzenie pompowania można uzyskać informacje o stopniu zakolmatowania fil-tra i parametr ten wyrazić w postaci procentowej jako sprawność studni.

Wyniki tych prac przedstawia się w opracowaniu pt. Ocena stanu technicz-nego studni. Nie znajduje ono umiejscowienia w przepisach prawa i stanowi rodzaj autorskiej ekspertyzy. Ocena taka, jeśli dokonywana jest dla studni o przewidywanym wykorzystaniu dla systemu GPC, powinna zawierać m.in. prognozę trwałości wydatku i jakości wody. Pozytywna opinia na ten temat jest warunkiem niezbędnym do podjęcia decyzji o inwestowaniu w wykorzystanie ciepła geotermalnego, którego nośnikiem ma być woda czerpana ze studni.

Osobnym problemem jest stan prawny nieużytkowanego ujęcia. Do urucho-mienia poboru niezbędne jest uzyskanie pozwolenia wodnoprawnego, a to z kolei wymaga przedstawienia dokumentacji hydrogeologicznej ustalającej zasoby eksploatacyjne ujęcia. W Polsce istnieje bardzo wiele ujęć nieczynnych, które nie mają ani dokumentacji, ani też ustalonych zasobów. Przyczyn tego stanu rzeczy może być wiele. Mogą to być chaotycznie prowadzone przemiany wła-snościowe, gdy przekazaniu gruntu wraz ze studnią nie towarzyszy przekazanie dokumentów otworu. Może to być likwidacja majątku dotychczasowego właści-ciela (np. PGR-u) bez należytej dbałości o stan prawny pozostawianych nieru-chomości. Są też przypadki nielegalnego odwiercenia otworu, tj. bez zatwier-dzonego projektu i dokumentacji hydrogeologicznej. Niejednokrotnie zdarza się, że przyczyną braku dokumentów dotyczących ujęcia jest bałagan panujący w

jednostce będącej właścicielem studni i ma to miejsce często w przypadku wie-loletnich państwowych monopolistów, np. na rynku transportowym.

Przyjęło się, że w takich przypadkach może być sporządzona tzw. „doku-mentacja odtworzeniowa”, zawierająca opis ujęcia i ustalenie jego zasobów w oparciu o dostępne dane hydrogeologiczne oraz prace i badania przeprowa-dzone na ujęciu (próbne pompowanie, badania jakości wody itp.) Ten typ opracowania nie jest przewidziany w przepisach prawa, ale stanowi jedyne wyjście z sytuacji, tj. pozwala w pewien sposób zalegalizować stan obecny. Dokumentacja taka, po ustaleniu w niej zasobów eksploatacyjnych, powinna być przekazana do odpowiedniego organu administracji geologicznej w analo-giczny sposób, jak każda inna dokumentacja hydrogeologiczna. Przyjęcie do-kumentacji w trybie przewidzianym przez Prawo geologiczne i górnicze po-ciąga za sobą cały szereg pozytywnych skutków: pozyskanie i zarchiwizowanie danych geologicznych, wpływy z opłat za korzystanie ze środowiska, ew. na-wet stworzenie miejsc pracy, jeśli na bazie ujęcia rozwijana ma być działal-ność gospodarcza. W ostatnich latach obserwuje się coraz więcej tego typu dokumentacji przekazywanych do przyjęcia, co świadczyć może o postępują-cej świadomości prawnej właścicieli ujęć.

Zupełnie oddzielnym problemem jest wykorzystanie nieczynnych otworów studziennych jako otworów chłonnych, których zadaniem miałoby być wtłacza-nie wód wykorzystanych w systemie typu OP na powrót do warstwy wodono-śnej. Otwory, których zadaniem pierwotnym był pobór wody, a nie jej zatła-czanie, z reguły nie są konstrukcyjnie przystosowane do tego typu zadań. Trzeba zdawać sobie sprawę, że proces zatłaczania wcale nie jest lustrzanym odbiciem poboru wody. Stożek depresji wokół otworu zatłaczającego wodę jest głębszy niż stożek depresji przy poborze wody, co w praktyce oznacza koniecz-ność wytworzenia dużego nadciśnienia, aby możliwy był odpływ wody z filtra do warstwy wodonośnej. Nadciśnienie to powoduje ryzyko niekontrolowane-go wypływu wody na powierzchnię wzdłuż kolumny rur osłonowych lub też wzdłuż ściany rury nadfiltrowej (zależnie od konstrukcji studni).

Nawet jeśli ze wstępnych badań wynika, że chłonność otworu jest dobra, będzie ona z czasem zawsze malała. Przyczyna tkwi w nieuniknionym proce-sie kolmatacji filtra od strony wewnętrznej. Kolmatacja następuje na skutek wnoszenia drobnych cząstek mechanicznych, a nade wszystko – korozji rur stalowych zabudowanych w otworze. Produkty tej korozji są w stanie skutecz-nie zakolmatować warstwę wodonośną w otoczeniu filtra.

O ile więc wykorzystuje się czasem nieczynne otwory studzienne do pom-powania wody w systemach otwartych GPC i nawet zaleca się to przy zacho-waniu wszystkich wymienionych wyżej uwarunkowań, o tyle wykorzystanie tychże otworów do zatłaczania zdecydowanie polecane nie jest. Brakuje obec-nie w Polsce informacji o długotrwałym i skutecznym działaniu systemu zatła-czania wód do porowej warstwy wodonośnej, byłoby to więc rozwiązanie obar-czone znacznym ryzykiem.

wykorzystania geotermii niskotemperatu−

rowej w kraju i na świecie

Dane na temat opłacalności ekonomicznej instalacji GPC w stosunku do in-nych systemów grzewczych można znaleźć w materiałach informacyjin-nych pro-ducentów i instalatorów pomp ciepła, na stronach internetowych stowarzyszeń i organizacji promujących rozwój tej technologii oraz w literaturze fachowej. Niestety, wartości liczbowe podawane przez poszczególne źródła, oparte na różnych kryteriach i parametrach wyjściowych, często znacznie różnią się od siebie i są trudno porównywalne. Cennym źródłem najbardziej chyba rzetel-nych informacji są raporty ekspertów wykonywane na zamówienie instytucji rządowych w niektórych krajach (np. USA, Kanada, Niemcy). W porówny-waniu wyników analiz amerykańskich i europejskich dodatkowym utrudnieniem są różne jednostki przeliczeniowe.

W naszym kraju praktycznie brak jest kompleksowych, wiarygodnych i rze-telnych opracowań dotyczących opłacalności wykorzystania geotermii nisko-temperaturowej do celów grzewczych. Dane na ten temat najczęściej można znaleźć w materiałach reklamowych producentów i instalatorów systemów grzewczych oraz w pismach branżowych i na portalach internetowych doty-czących budownictwa mieszkaniowego oraz energii odnawialnych. Siłą rzeczy ich wiarygodność jest ograniczona, ponieważ podporządkowana jest celom han-dlowym.

Z uwagi na to, że ocena efektywności ekonomicznej systemów GPC może być bardzo różna w zależności od zastosowanego podejścia i przyjętych para-metrów obliczeniowych, w niniejszym rozdziale przedstawiono dane zaczerp-nięte z wielu różnych źródeł krajowych i zagranicznych. Dopiero z ich porów-nania wyłania się prawdziwy obraz opłacalności stosowania technologii GPC w warunkach polskich.

6.1. Uwarunkowania opłacalności stosowania