Index of /rozprawy2/11093

Pełen tekst

(1)AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA WYDZIAŁ WIERTNICTWA, NAFTY I GAZU KATEDRA INZYNIERII NAFTOWEJ. ROZPRAWA DOKTORSKA. ZASTOSOWANIE WIELOKRYTERIALNYCH MODELI DECYZYJNYCH DO OCENY POTENCJAŁU STRUKTUR GEOLOGICZNYCH. mgr inż. Joanna Lewandowska - Śmierzchalska. Promotor: dr hab. inż. Barbara Uliasz - Misiak, prof. AGH. Kraków 2016.

(2) Pragnę podziękować wszystkim, bez których niniejsza praca by nie powstała.. Przede wszystkim mojej Pani Promotor Profesor Barbarze Uliasz - Misiak za nieocenioną pomoc, jakiej udzieliła mi w czasie pisania tej pracy oraz zaangażowanie, bez którego ta praca doktorska nie mogłaby powstać. Dziękuję Ci za okazywaną niezłomną wiarę we mnie.. Pragnę podziękować również moim Rodzicom za nieustanne wsparcie, zrozumienie, bezkresną rzekę pomocy, w szczególności w opiece nad synkiem.. Szczególne podziękowania składam Mojemu Mężowi Krzysztofowi, na którego zawsze mogłam liczyć, który mnie wspierał i niejednokrotnie odciążał w moich obowiązkach domowych i rodzicielskich, wszystko to pozwoliło mi dotrwać do końca, pomimo trudnych chwil. Dziękuję też Synkowi Dominikowi. Pomimo, że ani tego nie przeczyta, ani nie zrozumie, czemu mamy często przy nim nie było w pierwsym roku jego życia.... Dziękuję wszystkim tym, którzy zawsze we mnie wierzyli i mocno mnie wspierali..

(3) "Niektórzy ludzie widzą sprawy takimi, jakimi są, i pytają: dlaczego? Ja marzę o tym, czego jeszcze nie było, i pytam: dlaczego nie?". George Bernard Shaw.

(4) Spis treści 1. Wstęp ...............................................................................................................................6. 2. Przegląd zagadnień dotyczących zagospodarowania górotworu ...................................10 Sposoby i przykłady wykorzystania górotworu na świecie ...................................................11. 2.1 2.1.1. Podziemne składowiska odpadów..................................................................................13. 2.1.2. Magazynowanie w wyrobiskach górniczych .................................................................15. 2.1.3. Składowanie i magazynowanie w przestrzeni porowej ..................................................17 Stan wykorzystania górotworu w Polsce ...............................................................................19. 2.2 2.2.1. Złoża surowców mineralnych ........................................................................................21. 2.2.2. Bezzbiornikowe magazynowanie gazu ziemnego i paliw ..............................................27. 2.2.3. Składowanie odpadów w górotworze ............................................................................31 Perspektywy wykorzystania górotworu w Polsce ..................................................................33. 2.3. Analiza uwarunkowań związanych z budową podziemnych magazynów. 3. i składowisk w Polsce ...............................................................................................................36 3.1. Uregulowania prawne ............................................................................................................36. 3.2. Aspekty środowiskowe i przestrzenne ...................................................................................45. 3.3. Aspekty społeczne..................................................................................................................52. 3.4. Polityka energetyczna i ekologiczna ......................................................................................57. 3.5. Uwarunkowania geologiczne .................................................................................................60. Przegląd wielokryterialnych metod wspomagania decyzji ............................................65. 4 4.1. Analiza wielokryterialnych metod wspomagania decyzji ......................................................66. 4.2 Wybór modelu decyzyjnego w oparciu o charakterystykę poszczególnych metod decyzyjnych .......................................................................................................................................76 AHP − model matematyczny .........................................................................................83. 4.2.1. 4.2.2 Uzasadnienie wyboru metody AHP do rozwiązania postawionego problemu decyzyjnego ...................................................................................................................................90. System komputerowy do oceny potencjału struktur geologicznych .............................95. 5 5.1. Koncepcja budowy komputerowego systemu wspomagania decyzji ....................................96. 5.2. Etapy budowy modelu systemu komputerowego...................................................................98. 5.3. Opracowanie systemu komputerowego ...............................................................................105. 6. Walidacja systemu decyzyjnego na wybranych strukturach geologicznych. zlokalizowanych na obszarze Niżu Polskiego ........................................................................143 6.1. Ocena potencjału struktur antyklinalnych w poziomach wodonośnych ..............................144. 4.

(5) 6.2. 7. Ocena potencjału złóż węglowodorów ................................................................................153. Podsumowanie .............................................................................................................158 7.1. Osiągnięcie założonego celu pracy ......................................................................................158. 7.2. Weryfikacja przyjętej tezy ...................................................................................................161. 7.3. Osiągnięcia pracy .............................................................. Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.. 7.4. Kierunki dalszych badań ......................................................................................................163. Literatura .................................................................................................................................164 Spis ważniejszych oznaczeń ...................................................................................................178 Spis rysunków .........................................................................................................................179 Spis tabel .................................................................................................................................182. 5.

(6) 1. Wstęp Jednym z istotnych aspektów działalności człowieka jest wykorzystanie otaczającej. przestrzeni w sposób racjonalny, w warunkach zrównoważonego rozwoju. Pod pojęciem przestrzeń (w znaczeniu przestrzeni fizycznej) rozumie się część powierzchni ziemi, łącznie z leżącymi pod nią skałami (górotworem) oraz z rozciągającą się ponad nią atmosferą. Kształtując, użytkując i przekształcając środowisko, człowiek zajmuje się określonymi jej częściami. Dąży również do tego, aby jej wykorzystanie było możliwie jak najlepsze w każdym jej miejscu. Gospodarowanie przestrzenią na powierzchni ziemi jest regulowane w Polsce przez przepisy dotyczące planowania przestrzennego (ustawa z dnia 27 marca 2003 r.). Określają one zasady kształtowania polityki przestrzennej przez organy administracji rządowej i jednostki samorządu terytorialnego oraz zakres i sposoby postępowania w sprawach przeznaczania terenów na określone cele, ustalania zasad ich zagospodarowania i zabudowy w warunkach ładu przestrzennego i zrównoważonego rozwoju. Jednakże brak w nich zapisów dotyczących gospodarowania górotworem (za wyjątkiem ujmowania w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego złóż kopalin). Również prawo geologiczne i górnicze (ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r.) nie porusza zagadnień racjonalnego wykorzystania górotworu, który oprócz eksploatacji złóż może być przeznaczony na podziemne składowiska lub magazyny. Wydobycie kopalin, eksploatacja wód termalnych czy składowanie, bądź magazynowanie podziemne substancji, to przedsięwzięcia realizowane w Polsce w oparciu o koncesje wydawane przez Ministra Środowiska. Są one udzielane na wniosek zainteresowanego podmiotu, a przy ich wydawaniu określa się sposób zagospodarowania formacji skalnej lub struktury geologicznej. Ze względu na możliwość różnego sposobu zagospodarowania górotworu, również konfliktu interesów, przed jej wydaniem powinno się przeanalizować różne możliwości wykorzystania podziemnej przestrzeni i wydać ją na działalność priorytetową, np. z punktu widzenia polityki energetycznej, bądź ekologicznej państwa. W Polsce podziemna przestrzeń (górotwór) jest wykorzystywana w stosunkowo niewielkim. stopniu. w. porównaniu. z. innymi. krajami. świata.. Planowane. zagospodarowanie poszczególnych struktur w przyszłości wymaga określenia, do jakich celów mogą być one najbardziej przydatne. Wskazanie przeznaczenia górotworu na określoną działalność (geologiczną czy górniczą) powinno być istotnym elementem. 6.

(7) w podejmowaniu decyzji o przyznaniu koncesji na jej użytkowanie. Dotychczas nie zaproponowano żadnej metodyki oceny przydatności struktur geologicznych, która umożliwiałaby przedstawienie priorytetowych sposobów ich zagospodarowania. Mając to na uwadze, w prezentowanej rozprawie doktorskiej przyjęto tezę, że wielokryterialne modele. decyzyjne. uwzględniające. uwarunkowania. geologiczne. oraz. prawne,. środowiskowe, przestrzenne, społeczne czy polityczne, mogą umożliwić wariantową ocenę potencjalnych możliwości wykorzystania (potencjału) struktur geologicznych. Informacja ta jest istotna dla administracji rządowej i stanowi cenny przekaz dla optymalizacji procesu decyzyjnego w zakresie wykorzystania górotworu w Polsce. Podejmowanie decyzji o sposobie zagospodarowania górotworu stanowi proces wyboru z pewnej liczby wariantów i sprowadza się do wskazania najlepszego z możliwych, z punktu widzenia podejmującego decyzję, czyli tzw. wariantu o największej preferencji. Przy podejmowaniu decyzji stosowane są dwa podejścia. Pierwsze, zwane porządkowaniem jakościowym, używane w przypadku, gdy wymaga się jedynie porządku wariantów, czyli stwierdzenia, czy dany wariant poprzedza inne w sensie wybranego kryterium. Drugie, zwane porządkowaniem ilościowym, wymaga podania dodatkowej informacji, o ile jeden wariant jest lepszy od drugiego. Na proces podejmowania decyzji składa się kilka etapów. Pierwszy to sformułowanie celu nadrzędnego. Drugi to określenie kryterium/kryteriów wyboru oraz listy ograniczeń, które powodują, iż niektóre cele nie są osiągalne (niektóre decyzje nie mogą zostać podjęte). Kolejnym etapem jest ustalenie wartości kryteriów, które będą miały wpływ na podejmowaną decyzję oraz skonstruowanie możliwych wariantów decyzyjnych. Konieczna może być również ocena hipotetycznych skutków realizacji poszczególnych wariantów, z uwzględnieniem okoliczności towarzyszących. Ostatnim etapem jest wybór, poprzez odwołanie się do wybranych kryteriów, najbardziej korzystnego wariantu decyzyjnego i uzyskanie rankingu wariantów. Głównym. celem. pracy. było. opracowanie. metodyki. oceny. możliwości. zagospodarowania konkretnej struktury geologicznej. Wykorzystanie metody AHP (Analytic Hierarchy Process) pozwala na obiektywną ocenę struktur geologicznych w poziomach wodonośnych, złożach gazu ziemnego i ropy naftowej, pod kątem ich przydatności do składowania dwutlenku węgla, magazynowania gazu ziemnego lub innych substancji, bądź też zatłaczania odpadów. Stworzony system komputerowy wykorzystuje zaawansowane metody matematyczne, takie jak wielokryterialne systemy decyzyjne do wspomagania oceny i sprowadza się do wyboru ze skończonej, niezbyt. 7.

(8) dużej liczby wariantów przy występowaniu wielu kryteriów. Jest to system uniwersalny, pozwalający na ocenę możliwości wykorzystania struktur geologicznych, niezależnie od typu i miejsca ich występowania. Realizacja, tak określonego celu pracy, przebiegała etapowo i wymagała: wyboru struktur geologicznych oraz zdefiniowania możliwości ich uwzględnienia w systemie decyzyjnym, wyboru kryteriów wpływających na proces podejmowania decyzji, przeglądu istniejących wielokryterialnych metod wspomagania decyzji i wyboru odpowiedniej metody, opracowania programu komputerowego wykorzystującego wybraną. metodę. wielokryterialnego. podejmowania. decyzji. oraz. weryfikację. zastosowanych metod wraz z oceną skuteczności i użyteczności ich wykorzystania dla konkretnych przypadków. Przedmiotem szczegółowych rozważań prezentowanej rozprawy. były. struktury. geologiczne. (struktury. tektoniczne. w. poziomach. wodonośnych, złoża gazu ziemnego i ropy naftowej) zlokalizowane na Niżu Polskim. Powyższe etapy mają swoje odzwierciedlenie w pięciu zasadniczych rozdziałach pracy rozdziale 2, 3, 4, 5 oraz 6 (rys. 1.1).. Rys. 1.1 Plan pracy − poszczególne etapy wykonania. W drugim rozdziale przedstawiono wprowadzenie w problematykę pracy, poprzez przegląd. zagadnień. dotyczących. możliwości. zagospodarowania. górotworu.. Zaprezentowano sposoby i przykłady wykorzystania górotworu na świecie i w Polsce. Skoncentrowano się na podziemnych składowiskach odpadów, magazynowaniu w wyrobiskach górniczych oraz składowaniu i magazynowaniu w przestrzeni porowej skał. Omówiono stopień wykorzystania górotworu w Polsce, który jest stosunkowo. 8.

(9) niewielki i obejmuje eksploatację złóż surowców mineralnych, bezzbiornikowe magazynowanie gazu ziemnego oraz składowanie odpadów. Nakreślono również perspektywy jego wykorzystania w przyszłości. Rozdział trzeci poświęcono analizie uwarunkowań, które wpływają na ostateczny kształt opracowanej metody i są związane z tworzeniem podziemnych magazynów i składowisk w Polsce. Przedstawiono aspekty środowiskowe, przestrzenne i społeczne, uwarunkowania geologiczne, uregulowania prawne oraz politykę energetyczną i ekologiczną, które są związane z zagospodarowaniem górotworu. Czwarty rozdział przedstawia przegląd wielokryterialnych metod wspomagania decyzji. Dokonano analizy tych metod, pod kątem znalezienia najlepszej metody oceny możliwości wykorzystania struktur geologicznych. Szczegółowo scharakteryzowano teoretyczne podstawy wybranej metody wraz z uzasadnieniem jej wyboru oraz modelem decyzyjnym opracowanego systemu. W rozdziale piątym przedstawiono metodologię oceny możliwości wykorzystania struktur geologicznych. Scharakteryzowano program komputerowy stosujący metodę AHP do wyboru sposobu zagospodarowania struktur geologicznych. System komputerowy. bazuje. zaimplementowaniu. na. języka. narzędziu,. jakim. programowania. jest. Visual. Microsoft. Excel,. Basic. Applications.. for. przy. Zaproponowano strukturę drzewa decyzyjnego oraz scharakteryzowano elementy opisujące struktury geologiczne (kryteria decyzyjne). Przedstawiono ranking kryteriów oraz macierze ocen porównań kryteriów parami, przypisano określone wartości liczbowe wszystkim wariantom decyzyjnym względem poszczególnych kryteriów. Scharakteryzowano ranking wariantów decyzyjnych względem wszystkich kryteriów oraz procedurę tworzącą ranking globalny wariantów. W oparciu o system komputerowy, opisany w poprzednim rozdziale wykonano ocenę możliwości zagospodarowania wybranych struktur geologicznych, na przykładzie czterech antyklin w mezozoicznych poziomach wodonośnych oraz dwóch złóż węglowodorów, zlokalizowanych na Niżu Polskim. Jej wyniki przedstawiono w postaci rankingu wariantów w szóstej części prezentowanej rozprawy. W rozdziale siódmym - podsumowującym całą rozprawę znajdują się wnioski, osiągnięcia pracy, weryfikacja przyjętej tezy oraz kierunki dalszych badań.. 9.

(10) 2. Przegląd zagadnień dotyczących zagospodarowania górotworu Przestrzeń pod powierzchnią ziemi ludzie wykorzystywali od najdawniejszych. czasów. Początkowo były to jaskinie służące jako miejsce schronienia, w czasach historycznych górotwór wykorzystywano do celów górniczych i obronnych. Rozwój technik górniczych w XX wieku umożliwił wykorzystanie górotworu do różnych celów. Sposoby zagospodarowania formacji skalnych (zwłaszcza tych głębiej zalegających) poszerzono o magazynowanie cieczy i gazów oraz składowanie substancji i odpadów w. przestrzeni. porowej. skał. oraz. wyrobiskach. podziemnych.. Składowanie. i magazynowanie to dwa różne pojęcia. Magazynowanie zakłada, że materiał może być ponownie wydobyty, podczas gdy składowanie ma na celu odizolowanie jakiejś substancji na długi okres czasu, w przypadku odpadów nuklearnych i dwutlenku węgla na dziesiątki tysięcy lat. Cały czas rośnie liczba konstrukcji podziemnych zaprojektowanych i wykorzystywanych do bardzo różnych celów m. in. transportowych i lokowania infrastruktury. Część podziemnych budowli to „bunkry” mające na celu ochronę ludzi, systemów komputerowych i danych (dokumentów, filmów, fotografii) (Peila i Pelizza, 1995; Nordmark i Peila, 2003; Evans i in., 2010; Przybycin i in., 2011; Uliasz-Misiak i Przybycin, 2016).. 10.

(11) 2.1 Sposoby i przykłady wykorzystania górotworu na świecie Wykorzystanie przestrzeni pod ziemią wynika z różnych przyczyn. Jedną z nich może być brak miejsca na jej powierzchni. Niektóre instalacje umieszcza się pod ziemią ze względu na to, że ich budowa na powierzchni jest niepożądana (np. składowiska niektórych typów odpadów lub parkingi). Podziemne przejścia lub tunele przyczyniają się do poprawy bezpieczeństwa pieszych lub płynności ruchu (Grodecki, 2005, 2009). Obiekty i infrastruktura ulokowane w górotworze są izolowane od wpływu czynników atmosferycznych (zmian temperatury lub wilgotności), naturalnych zagrożeń (np. trzęsień ziemi). Temperatura gruntu i skał na głębokości od około 1−1,5 m do kilkunastu metrów jest stała i niezależna od temperatury panującej na powierzchni ziemi. Formacje skalne stanowią również naturalną ochronę przed takimi zjawiskami pogodowymi jak: huragany, tornada, burze czy powodzie. Górotwór jest również bardziej odporny na trzęsienia ziemi. Infrastruktura zlokalizowana pod ziemią w trakcie wstrząsów ulega mniejszym zniszczeniom niż obiekty zlokalizowane na jej powierzchni (przykładem mogą być obiekty zlokalizowane w Kobe, San Francisco lub Meksyku). Górotwór izoluje także od hałasu, efektywnie tłumiąc zarówno hałas jak i drgania pochodzące z powierzchni. Obiekty lokowane pod powierzchnią ziemi są chronione również przed promieniowaniem i opadem promieniotwórczym (Przybycin i in., 2011). Sytuowanie w górotworze pewnych obiektów czy infrastruktury może także chronić powierzchnię. ziemi. przed. niebezpiecznymi. procesami. lub. oddziaływaniami. (składowanie odpadów radioaktywnych lub niebezpiecznych, lokowanie uciążliwych zakładów przemysłowych) (Przybycin i in., 2011). Lokowanie pod ziemią obiektów nieatrakcyjnych wizualnie lub infrastruktury przemysłowej przyczynia się do ochrony krajobrazu. Pozwala również zachować naturalną szatę roślinną, siedliska i przejścia zwierząt oraz zmniejszyć uszkodzenia w cyklu ekologicznym w większym stopniu, niż w przypadku budowli wznoszonych na powierzchni ziemi (Grodecki, 2004, 2005). W terenach górzystych, tunele poprawiają, a w niektórych przypadkach umożliwiają transport drogowy lub kolejowy. Przykładem może być Szwajcaria, gdzie arterie komunikacyjne (zarówno drogowe jak i kolejowe) wiodące przez Alpy wykorzystują liczne tunele (Grodecki, 2010).. 11.

(12) Odpowiednie gospodarowanie górotworem na terenie miast pozwala na ich zrównoważony rozwój związany z obniżeniem poziomu zanieczyszczenia powietrza, zmniejszeniem hałasu czy lepszym wykorzystaniem przestrzeni. Tunele podziemne stanowią także bezpieczne, ekologiczne i szybkie systemy transportu mediów. Podziemne parkingi i centra handlowe „uwalniają” tereny na powierzchni ziemi, które mogą być wykorzystane do budowy infrastruktury mieszkaniowej, usługowej lub terenów rekreacyjnych (Grodecki, 2004, 2009). W zależności od głębokości zalegania formacji skalnych górotwór wykorzystywany jest na różne sposoby. Najpłycej do około 10 m budowane są biura i magazyny (rys. 2.1). Do głębokości 20 metrów można lokować obiekty kulturalne, rekreacyjne oraz stacje metra i kolejowe. Do głębokości 30 m p.p.t. prowadzi się działalność przemysłową i magazynową. Głębiej (do 40 m p.p.t.) wykonywane są tunele i parkingi. Na głębokości poniżej 40 m p.p.t. mogą być lokowane elektrownie, zakłady przetwarzające. odpady,. zbiorniki. paliw. i. tunele.. Na. głębokościach. rzędu. 250−3000 m p.p.t. prowadzone jest magazynowanie np. paliw, gazu ziemnego i energii, składowanie dwutlenku węgla oraz odpadów, w tym radioaktywnych (Evans i in., 2010).. Rys. 2.1 Sposoby wykorzystania górotworu w zależności od głębokości (Przybycin i in., 2011). 12.

(13) 2.1.1. Podziemne składowiska odpadów. Składowiska odpadów są najstarszą i najbardziej rozpowszechnioną formą ich pozbywania się, mogą być związane z innymi formami zarządzania odpadami, takimi jak: magazynowanie, konsolidacja, transfer i przetwarzanie (Rosik-Dulewska, 2015). W procesie unieszkodliwiania odpadów istotną rolę odgrywają podziemne składowiska. Obiekty te, w porównaniu ze składowiskami powierzchniowymi, mają szereg zalet. Podziemne składowanie przyczynia się do zmniejszenia zagrożenia dla środowiska. (powietrza,. wód. powierzchniowych. i. podziemnych. oraz. gleb).. Równocześnie teren na powierzchni ziemi, który byłby zajęty pod składowisko może być wykorzystany do innych celów. Ten rodzaj unieszkodliwiania gwarantuje bezpieczeństwo, kontrolę nad składowanymi odpadami oraz izolację przed działaniem czynników atmosferycznych. W składowiskach podziemnych panują stałe warunki temperaturowe. i. wilgotnościowe. pozwalające. na. przechowywanie. odpadów. w niezmienionym stanie przez długi okres (Przybycin i in., 2011). W składowiskach podziemnych przechowuje się przede wszystkim odpady niebezpieczne, wymagające trwałej izolacji od biosfery. Formacjami skalnymi najlepiej spełniającymi warunki do lokowania tych odpadów są: złoża soli kamiennej zarówno, wysadowe jak i pokładowe, skały magmowe (granity, bazalty) oraz niektóre skały osadowe (skały ilaste, anhydryty, niektóre typy wapieni, tufy). Odpady są składowane w wyrobiskach kopalń podziemnych, w kawernach solnych lub specjalnie wykonanych głębokich podziemnych składowiskach geologicznych. Obecnie na świecie tylko w kilku kopalniach składowane są odpady niebezpieczne, w których do tych celów wykorzystuje się pojedyncze wyrobiska. Dotychczas nie funkcjonuje żadne głębokie składowisko odpadów wybudowane specjalnie do tych celów (Peila i Pelizza, 1995; Mazurkiewicz i in., 2000). W kopalniach w Europie zlokalizowanych jest kilka składowisk odpadów niebezpiecznych (German Federal Environment Agency, 2004). Najwięcej składowisk funkcjonuje w Niemczech. W kopalni soli potasowej od 1972 roku działa wieloodpadowe składowisko Herfa Neurode. Inne składowiska zlokalizowane są w Zielitz (Saksonia − Anhalt), Heilbronn (Badenia − Wirtembergia) czy Borth (Nadrenia Północna − Westfalia). Posiadają one koncesje na składowanie wybranych typów odpadów (jednoodpadowe). We Francji, w 1999 roku, w kopalni soli potasowej w Wittelsheim otwarto pierwsze podziemne składowisko odpadów o pojemności. 13.

(14) 320000 Mg (Barchański, 2003; Bernados i Kaliampakos, 2003). W 2005 roku w Wielkiej Brytanii uruchomiono składowisko odpadów niebezpiecznych Minosus o pojemności 100000 Mg, jest ono zlokalizowane w kopalni soli w Cheshire. (Mazurkiewicz i in., 2000; Przybycin i in., 2011; http://veolia.com). W Kanadzie, od 1951 roku w kopalni Giant Yellowknife składowane są pyły arsenowe, w prowincji Saskatchewan w komorach solnych składuje się odpady pochodzące z zakładów sodowych. W Ontario ciężkie węglowodory i odpady z przeróbki produktów naftowych składowane są w komorach solnych. W USA odpady pochodzące z produkcji soli składowane są od 1971 roku w kopalni w Watkins Glen (Mazurkiewicz i in., 2000). Podziemnie składowane są również odpady promieniotwórcze. Najlepszymi miejscami do składowania tych odpadów są złoża soli kamiennych (zarówno pokładowe jak i wysadowe), skały krystaliczne i metamorficzne oraz skały ilaste (Ślizowski, 2006; Ślizowski i Lankof, 2009). Jednak, mimo zalet składowania podziemnego, większość krajów europejskich przechowuje odpady promieniotwórcze w składowiskach powierzchniowych. W Europie jest tylko kilka podziemnych składowisk odpadów radioaktywnych. Podziemne składowanie odpadów nisko− i średnioaktywnych prowadzono w Niemczech od 1967 roku, w kopalni soli w Asse (Dolna Saksonia). Ze względu na nieszczelności składowanych tam pojemników z uranem i plutonem w 1978 roku składowisko zamknięto. W kopalni soli w Bartensleben w Saksonii − Anhalt eksploatowane jest od 1970 roku głębokie składowisko odpadów promieniotwórczych nisko− i średnioaktywnych. W Finlandii w Olkiluoto od 1992 i w Loviisa od 1998 roku składowane są odpady nisko− i średnioaktywne. Składowiska są zlokalizowane w skałach krystalicznych. Na świecie obecnie. czynne. jest. jedno. głębokie. składowisko. odpadów. transuranowych. w pokładowych złożach soli kamiennej Salado Formation w Carlsbad w USA, gdzie od 1982 roku funkcjonuje podziemne laboratorium badawcze (Ślizowski i Lankof, 2009). Budowane są składowiska wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych w Onkalo w Finlandii − w skałach krystalicznych oraz w Bure we Francji − w skałach ilastych. Budowa składowiska w Yucca Mountain w Stanach Zjednoczonych została zawieszona przez Kongres US (Rempe, 2007; http://www.world−nuclear.org/information−library/ nuclear−fuel−cycle/nuclear−wastes/radioactive−waste−management.aspx).. 14.

(15) 2.1.2. Magazynowanie w wyrobiskach górniczych. Wyrobiska górnicze o różnej wielkości i kształcie wykonywane są w ramach robót górniczych. Rodzaj i wielkość wytworzonej pustki oraz jej przydatność do magazynowania lub składowania zależy od typu skał oraz zastosowanych metod górniczych. Stare kopalnie projektowano pod kątem maksymalizacji wydobycia kopalin, a nie stabilności powstałych wyrobisk. W większości przypadków pustki te są niestabilne. Stosowane współcześnie metody wydobywcze zwykle pozostawiają 25−50% skał w formie filarów, w celu zapewnienia stałego podparcia stropu. Dlatego nowe kopalnie zarówno pracujące, jak i zamknięte mogą być wykorzystywane do magazynowania bądź składowania (Evans i in., 2010). Do magazynowania najbardziej predysponowane są skały solne oraz niektóre rodzaje wapieni i węgiel kamienny. W kopalniach soli panuje stała temperatura i niewielka wilgotność, dlatego mogą być wykorzystywane, jako magazyny np. uzbrojenia, dokumentów papierowych i elektronicznych oraz dzieł sztuki. W kopalni Winsford w Cheshire przechowuje się tajne dokumenty i cenne materiały (Letsrecycle, 2004; BGS, 2008). Sól jest skałą nieprzepuszczalną i bardzo dobrze nadaje się do magazynowania gazu ziemnego, paliw i substancji chemicznych. Magazynowanie gazu ziemnego w starych kopalniach soli i kawernach solnych oraz specjalnie zaprojektowanych i wykonywanych komorach prowadzone jest w USA, Niemczech, Francji, Kanadzie i Polsce (Sadowski i in., 2007; Siemek i Nagy, 2007; Evans i in., 2010; Kunstman i in., 2009). Ze względu na budowę geologiczną (miąższe utwory solne cechsztynu), magazynowanie gazu w złożach soli odgrywa większą rolę w Europie, niż w Ameryce Północnej. Największą liczbę kawernowych magazynów gazu mają Niemcy − 22 magazyny w 172 kawernach o pojemności 7,6 mld m3 gazu. Ponadto w Europie zlokalizowanych jest 8 magazynów kawernowych (127 kawern) we Francji, Polsce, Wielkiej Brytanii, Danii i Portugalii o łącznej pojemności roboczej 2,4 mld m3 gazu. W USA i Kanadzie istnieją 34 magazyny gazu ziemnego w kawernach solnych, mające łączną pojemność roboczą ok. 5 mld m3 gazu (Kunstman i in., 2009). Kawerny magazynowe lokalizowane są na różnych głębokościach, przeważnie do 1500 m. Najgłębsze magazyny mają głębokości około 2000 m − Eminence (USA), Heide (Niemcy) (Bérest i Brouard, 2003; Kunstman i in., 2009). Na większych głębokościach kawerny solne ulegają szybkiemu zaciskaniu (konwergencji), a otaczający górotwór. 15.

(16) podlega deformacjom i przemieszczaniu, co może doprowadzić do rozszczelnienia magazynu (Ślizowski i in., 2007; Kunstman i in., 2009). Na terenie Wielkiej Brytanii w podziemnych kopalniach wapieni zlokalizowane są magazyny różnych materiałów: klinkieru cementowego, amunicji, wina i dokumentów. W kopalni kredy magazynowany jest gaz płynny LPG (od ang. Liquefied Petroleum Gas) (Evans i in., 2010). W USA i Belgii magazynowanie gazu ziemnego prowadzone jest w zaniechanych kopalniach węgla kamiennego. Kopalnie, które mogą być przekształcone w magazyny gazu powinny być oddalone od pracujących kopalń, mieć dobre uszczelnienie i brak lub niewielkie zawodnienie (Kidybiński i Siemek (red.), 2006; Siemek i Nagy, 2007). Magazynowanie ropy naftowej i ciekłych węglowodorów w kawernach solnych opatentowano w Niemczech w 1916 oku. Teoretyczne podstawy tej technologii opracowano w Kanadzie w latach 40−tych XX wieku. Pierwsze magazyny powstały w USA i Wielkiej Brytanii w latach 50−tych XX wieku. Obecnie magazyny ropy naftowej i paliw ciekłych działają na całym świecie. Państwami, które magazynują paliwa i ciekłe węglowodory w soli są między innym: USA, Niemcy, Francja i Kanada. W USA sumaryczna operacyjna pojemność magazynowa wynosi około 115 mln m3 ropy naftowej, wydajność rozładowcza wszystkich magazynów 29 tys. m3 ropy na godzinę. Przewidywane jest zwiększenie pojemności magazynowej do 159 mln m3, a zdolności rozładowczej do 39 tys. m3 ropy na godzinę. W Niemczech agencja EBV (zrzeszająca firmy importujące i przerabiające produkty naftowe) dysponuje czterema dużymi magazynami w złożach pokładowych soli nad Morzem Północnym, o pojemności magazynowej około 40 mln m3, które wykorzystywane są w około 80%. Dodatkowo magazyny operacyjne w złożach soli posiadają niemieckie firmy naftowe. Głównym magazynem rządowej agencji francuskiej (Comité Professionnel des Stocks Strategiques Petroliers) zajmującej się rezerwami strategicznymi ropy naftowej i jej produktów jest kawernowy magazyn w Manosque, który mieści ponad 40% rezerw strategicznych Francji. Magazyn posiada 26 kawern o pojemności magazynowej około 6 mln m3. Zdolność rozładunkowa jest na poziomie 1,3 tys. m3 na godzinę. W Kanadzie kawerny solne wykorzystywane są jako zbiorniki buforowe. Jednym z większych jest magazyn zlokalizowany w Albercie o pojemności magazynowej 3,5 mln m3, który wykorzystywany jest przez różne firmy. Oprócz wymienionych wyżej, szereg krajów posiada magazyny gazu (Wielka Brytania, Dania) lub jest na etapie ich budowy (Portugalia, Hiszpania, Turcja) (Maciejewski, 2008).. 16.

(17) 2.1.3. Składowanie i magazynowanie w przestrzeni porowej. W górotworze oprócz pustych przestrzeni wytworzonych robotami górniczymi istnieją naturalne pustki (pory, szczeliny i kawerny), które mogą być wykorzystywane do składowania lub magazynowania różnych substancji lub być źródłem energii cieplnej lub wody. W przypadku składowania odpadów lub magazynowania substancji w przestrzeni porowej skał (bezzbiornikowego magazynowania) najważniejszym problemem jest uniknięcie migracji poza obszar składowiska lub magazynu. Przy lokalizowaniu takich obiektów szczególną uwagę zwraca się na szczelność i stabilność skał nadkładu oraz zamknięcie struktury geologicznej. Zagadnienia bezpieczeństwa są najważniejszymi problemami związanymi ze składowaniem w górotworze. Regulacje prawne związane z tą problematyką główny nacisk kładą na odpowiednie zaprojektowanie, wykonanie i eksploatację składowiska lub magazynu oraz jego monitoring. Do wykorzystania najlepiej nadaje się przestrzeń porowa skał osadowych (klastycznych) posiadająca komunikujące się ze sobą pustki oraz odpowiednio dużą przepuszczalność. umożliwiającą. płynom. migrację. i. tworzenie. nagromadzeń.. W przestrzeni porowej może być magazynowany gaz ziemny, wodór lub sprężone powietrze. Od początku lat 90−tych XX wieku rozważa się również możliwość składowania dwutlenku węgla. Do składowania i magazynowania mogą być również wykorzystywane kompleksy zbudowane ze skał krystalicznych i osadowych zwięzłych (np. wapienie i dolomity). Skały te charakteryzują się niską porowatością międzyziarnową, mogą jednak posiadać systemy szczelin i kawern, które umożliwiają przemieszczanie oraz akumulację gazów i cieczy. W eksploatowanych lub wyeksploatowanych złożach węglowodorów przestrzeń porowa, która zawierała ropę naftową lub gaz ziemny może być wykorzystywana do magazynowania różnych substancji, głównie gazu ziemnego. Do tego celu użytkowane są również struktury tektoniczne (antykliny i rowy) zlokalizowane w poziomach wodonośnych. Magazynowanie gazu ziemnego po raz pierwszy przetestowano w 1915 roku na złożu gazu w Welland County w Ontario (Kanada). Rok później w USA w złożu gazu ziemnego Zora Field powstał pierwszy komercyjny magazyn gazu. W 2013 roku na świecie było zlokalizowanych około 688 instalacji podziemnego magazynowania gazu o pojemności 377 mld m3 gazu, co odpowiadało 10,3% rocznego światowego zużycia gazu w 2012 roku. Największa liczba instalacji magazynowych jest zlokalizowana. 17.

(18) w Północnej Ameryce: 414 w USA i 59 w Kanadzie (łączna pojemność magazynów wynosi 152 mld m3). W Europie zlokalizowane są 144 podziemne magazyny gazu (pojemność 99 mld m3). Australia posiada 51 podziemnych magazynów gazu (pojemność 115,5 mld m3), natomiast Azja i Oceania − 18 instalacji (pojemność 9,3 mld m3). Większość magazynów zlokalizowana jest w wyeksploatowanych złożach − 74% (509 instalacji), w kawernach solnych − 14%. Największa ilość magazynów gazu w przestrzeni porowej skał (złoża węglowodorów i poziomy wodonośne) zlokalizowana. jest. w. Ameryce. Północnej. (90%). i. Australii. (96%).. W Europie magazyny tego rodzaju stanowią 71% (Cornot-Gandolphe, 2013). Jedną z rozważanych obecnie opcji redukcji antropogenicznej emisji dwutlenku węgla jest jego geologiczne składowanie. Jako podziemne składowiska CO2 proponuje się. wykorzystać:. wyeksploatowane. złoża. ropy naftowej. i. gazu. ziemnego,. eksploatowane złoża ropy naftowej (zaawansowane metody wydobycia ropy), nieeksploatowane pokłady węgla (w połączeniu z wydobyciem metanu), głębokie poziomy wodonośne (Holloway i van der Straaten, 1995; Holt i in., 1995; Holloway, 2005). Obecnie na świecie działają przemysłowe i badawcze instalacje podziemnego składowania CO2. Przemysłowe składowiska CO2 zlokalizowane są na złożach gazu ziemnego Sleipner (Morze Północne), Snøhvit (Morze Barentsa) i In Salah (Algieria) oraz złożu ropy naftowej Weyburn (Kanada). Pierwsza przemysłowa instalacja powstała w 1996 roku na złożu Sleipner, rocznie zatłaczane jest tam około 1 mln Mg gazu. Składowanie CO2 na złożach Sleipner i Snøhvit prowadzone jest w poziomach wodonośnych. Składowisko In Salah zlokalizowane jest w złożu gazu ziemnego. W przypadku Weyburn składowanie dwutlenku węgla połączone jest z zastosowaniem trzecich metod wydobycia ropy naftowej (https://www.globalccsinstitute.com/projects /large−scale−ccs−projects;http://www.co2captureproject.org/ccs_in_action.html).. 18.

(19) 2.2 Stan wykorzystania górotworu w Polsce Na obszarze Polski płytkie strefy górotworu są wykorzystane w niewielkim stopniu. Infrastruktura. transportowa. zlokalizowana. pod. powierzchnią. ziemi. (metro. w Warszawie, podziemny tramwaj w Krakowie, dworce kolejowe) zaczęła powstawać dopiero pod koniec XX wieku. Od kilku lat budowane są również parkingi podziemne (np. Kraków, rejon ulicy 3 Maja czy Plac na Groblach). W kwietniu 2010 roku został otwarty pierwszy pozamiejski tunel drogowy o długości 670 metrów w Lalikach (południowa Polska) (Czyżewski, 2010). W kwietniu 2016 roku otwarto tunel wydrążony pod Martwą Wisłą w Gdańsku, który łączy ulicę Marynarki Polskiej z trasą Sucharskiego. Dwa tunele w najniższym punkcie leżą 35 metrów pod lustrem wody. Każdy z tuneli ma po dwa pasy ruchu o długości 1377 metrów. Planowane są kolejne tunele na drodze ekspresowej S7 Naprawa − Skomielna Biała o długości około 2,06 km (przewidywany termin zakończenia budowy 2021 rok); przez Góry Wałbrzyskie na drodze ekspresowej S3 z Bolkowa do granicy z Czechami o długości 2,3 km oraz cztery tunele na drodze S19 w pobliżu Krosna o długości od 1,2 km do 1,75 km (http://wyborcza.biz/biznes/1,147749,19686614,tunelandia−nowym−przebojem−naszyc h−drogowcow−beda−tunele.html#ixzz4AjmxRYpA). Górotwór w Polsce wykorzystywany jest głównie do wydobycia surowców mineralnych. W płytkich strefach górotworu prowadzona jest eksploatacja odkrywkowa złóż węgla brunatnego oraz surowców skalnych. Głębiej zalegają złoża węgla kamiennego, rud miedzi, ropy naftowej, gazu ziemnego, soli kamiennych oraz wód termalnych. Większość wymienionych złóż jest zlokalizowana na Niżu Polskim. Na obszarze zapadliska przedkarpackiego występują złoża gazu ziemnego oraz soli kamiennej. Złoża węgla kamiennego zlokalizowane są w południowej (Dolnośląskie Zagłębie Węglowe, Górnośląskie Zagłębie Węglowe) i wschodniej (Lubelskie Zagłębie Węglowe) części Polski (rys. 2.2).. 19.

(20) PLATFORMA ZACHODNIOEUROPEJSKA. NIŻ. PLATFORMA WSCHODNIOEUROPEJSKA. POLSKI. SU DE. 0. 50. TY. ZAPADLISKO PRZEDKARPACKIE. 100 km KARPATY. Rys. 2.2 Główne regiony geologiczne Polski z uwzględnieniem występowania ważniejszych złóż surowców mineralnych. Głębsze strefy górotworu wykorzystywane są w Polsce do bezzbiornikowego magazynowania gazu ziemnego w górotworze (w tym w podziemnych wyrobiskach górniczych), podziemnego magazynowania ropy naftowej i paliw oraz do składowania odpadów w górotworze, w tym w podziemnych wyrobiskach górniczych. Według stanu na dzień 1 maja 2016 roku wydano 10 koncesji na bezzbiornikowe magazynowanie gazu ziemnego (Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A. − 9, Zakład Projektowania i Usług Technicznych A i M Brzozowscy Spółka Jawna − 1) oraz 1 koncesję na podziemne magazynowanie ropy naftowej i paliw płynnych (Inowrocławskie Kopalnie Soli „SOLINO” S.A.). Na składowanie odpadów w górotworze, w tym w podziemnych wyrobiskach górniczych wydano 3 koncesje (Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A.). Składowane są odpady. 20.

(21) z wydobywania kopalin innych niż rudy metali − wody złożowe pochodzące z różnych złóż węglowodorów i inne niewymienione odpady (dotyczy to wyłącznie cieczy stosowanych do osuszania gazu, jak nienadających się do regeneracji metanol, dwuetyloglikol. (DEG)). (https://bip.mos.gov.pl/fileadmin/user_upload/bip/koncesje_. geologiczne/raporty_i_zestawienia/2016/maj_2016/05−16mag_AJ.pdf). 2.2.1. Złoża surowców mineralnych. Na obszarze Polski udokumentowanych jest 13410 złóż kopalin (łącznie ze złożami wód termalnych i leczniczych) zlokalizowanych na obszarze całego kraju (Bilans zasobów..., 2015). Główne grupy surowców mineralnych, których zasoby zostały udokumentowane to surowce energetyczne (węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, metan pokładów węgla), surowce metaliczne (rudy cynku i ołowiu, miedzi, molibdenowo−wolframowo−miedziowe, żelaza), surowce chemiczne (baryt, fluoryt, siarka, sole potasowe, sól kamienna), surowce skalne (rys. 2.2). Informacje dotyczące złóż surowców mineralnych zestawiono na podstawie Bilansu zasobów kopalin i wód podziemnych w Polsce, stan na 31 grudnia 2014 roku.. Surowce energetyczne Na obszarze Polski akumulacje gazu ziemnego udokumentowano w 291 złożach. Głównym regionem występowania złóż gazu ziemnego jest Niż Polski (69% zasobów wydobywalnych).. Złoża. gazu. ziemnego. znane. są. również. z. zapadliska. przedkarpackiego (26% zasobów wydobywalnych). Niewielkie zasoby gazu występują także w małych złożach obszaru Karpat oraz w polskiej strefie ekonomicznej Bałtyku (odpowiednio 4% i 1% zasobów wydobywalnych). Na Niżu Polskim złoża gazu ziemnego występują w regionie przedsudeckim i wielkopolskim w utworach permu, a na Pomorzu Zachodnim w utworach karbonu i permu. W zapadlisku przedkarpackim złoża gazu ziemnego występują w utworach jurajskich, kredowych i mioceńskich, a w Karpatach gaz ziemny występuje w utworach kredowych i trzeciorzędowych. W Polsce istnieją przesłanki do występowania złóż gazu ziemnego z formacji łupkowych (shale gas) oraz gazu ziemnego zamkniętego (tight gas). Złoża gazu ziemnego z formacji łupkowych występować mogą w górnoordowicko−dolnosylurskich utworach ilasto−mułowcowo−marglistych na obszarze basenu bałtyckiego oraz basenu lubelsko−podlaskiego, a także na bloku łysogórskim i w strefie Biłgoraj − Narol (PGI,. 21.

(22) 2012). Występowanie złóż gazu ziemnego zamkniętego w Polsce jest najbardziej prawdopodobne w północno−wschodnim obrzeżeniu monokliny przedsudeckiej w utworach czerwonego spągowca, wykształconych w facji eolicznej (Wójcicki i in., 2014). W Polsce w roku 2014 było udokumentowanych 85 złóż ropy naftowej. Złoża te występują głównie na Niżu Polskim (75% zasobów wydobywalnych), w obszarze polskiej strefy ekonomicznej Bałtyku (19% zasobów wydobywalnych), na zapadlisku przedkarpackim (3% zasobów wydobywalnych) i w Karpatach (2% zasobów wydobywalnych). Złoża ropy naftowej na Niżu Polskim zakumulowane są w utworach permu, karbonu i kambru, w zapadlisku przedkarpackim − w utworach jury i kredy, a w Karpatach − w osadach fliszowych wieku kredy i paleogenu−eocenu. Udokumentowane zasoby węgla brunatnego występują na Niżu Polskim w siedmiu zagłębiach: bełchatowskim, konińskim, legnickim, łódzkim, północno−zachodnim, wielkopolskim i zachodnim. Obecnie udokumentowanych jest 86 złóż węgla brunatnego, spośród których zagospodarowanych jest 12. Większość wydobycia węgla brunatnego pochodzi ze złoża Bełchatów i Bełchatów pole Szczerców (odpowiednio 41,6% i 24,6% wydobycia krajowego). Wydobycie ze złoża Turów stanowi około 12,1%, natomiast Pątnów i Adamów − 13,4% wydobycia krajowego. Na obszarze Polski udokumentowanych jest 155 złóż węgla kamiennego, które występują w trzech zagłębiach, Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (GZW), Lubelskim Zagłębiu Węglowym (LZW) oraz Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym (DZW). Obecnie wydobycie węgla prowadzone jest w dwóch pierwszych. Górnośląskie Zagłębie Węglowe jest głównym zagłębiem Polski, gdzie za wyjątkiem jednej, zlokalizowane są tu wszystkie czynne kopalnie. Obecnie, około 79,1% udokumentowanych zasobów bilansowych polskich węgli kamiennych występuje w GZW. W Lubelskim Zagłębiu Węglowym działa jedna kopalnia − Bogdanka. Zasoby bilansowe węgli w LZW, stanowią. około. 20,9%. polskich. zasobów. bilansowych. węgla. kamiennego.. W Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym eksploatację węgla kamiennego zakończono w 2000 roku.. Surowce metaliczne Złoża rud cynku i ołowiu o znaczeniu przemysłowym występują w północnym i północno−wschodnim obrzeżeniu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Mineralizacja. 22.

(23) cynkiem i ołowiem występuje w skałach wieku od dewonu po jurę. Znaczenie przemysłowe mają głównie rudy związane z tzw. dolomitami kruszconośnymi środkowego triasu (wapienia muszlowego). Drugim obszarem występowania złóż cynku i ołowiu są cechsztyńskie złoża miedziowo−srebrowe monokliny przedsudeckiej, gdzie występują koncentracje cynku i ołowiu towarzyszące rudom miedzi. Obecnie na obszarze Polski jest udokumentowanych 20 złóż tych metali. Polska ma znaczące złoża rud miedzi, które występują na monoklinie przedsudeckiej i niecce północnosudeckiej. Główne złoża zlokalizowane są w okolicach Lubina (monoklina przedsudecka). Okruszcowanie minerałami miedziowymi, z domieszką innych. metali,. występuje. w. cechsztyńskim. łupku. miedzionośnym. oraz. w podścielających go piaskowcach i nadległych dolomitach. Udokumentowano 14 złóż rud miedzi, spośród nich 6 jest eksploatowanych. Z rud miedzi odzyskiwane są: Ag, Au, Ni, Pb, Pt−Pd, Se, Re. Największe znaczenie gospodarcze ma odzysk srebra. W Polsce występuje jedno złoże rud molibdenowo−wolframowych z miedzią w. Myszkowie,. w. północnowschodnim. obrzeżeniu. Górnośląskiego. Zagłębia. Węglowego, nie jest ono przedmiotem eksploatacji. Złoża wanadonośnych rud magnetytowo−ilmenitowych odkryto w suwalskim proterozoicznym masywie zasadowym. Ze względu na niskie zawartości metali oraz głębokość występowania nie spełniają one kryteriów bilansowości.. Surowce chemiczne Baryt i fluoryt eksploatowano wspólnie w złożach dolnośląskich, gdzie udokumentowane są 4 złoża. Oprócz złóż dolnośląskich znane są wystąpienia barytu na obszarze Gór Świętokrzyskich (2 złoża). Fosforyty występują w Polsce na Niżu Polskim, w pasie wychodni osadów albu, na odcinku Radom − Iłża − Annopol − Gościeradów − Modliborzyce, w formie konkrecji zasobnych w fosforany wapnia. Obecnie złoża te nie są eksploatowane. W Polsce udokumentowano 18 złóż siarki rodzimej, występują one w zapadlisku przedkarpackim w obrębie osadów tortonu, ich wydobycie prowadzone jest obecnie tylko ze złoża Osiek, metodą wytopu podziemnego. Sole kamienne występują w Polsce w obrębie dwóch głównych formacji solonośnych: mioceńskiej i cechsztyńskiej. Złoża soli formacji mioceńskiej, zlokalizowane są w zapadlisku przedkarpackim w pobliżu brzegu nasunięcia. 23.

(24) karpackiego od Śląska poprzez Wieliczkę i Bochnię w kierunku wschodniej granicy Polski. Obecnie nie są one eksploatowane. Cechsztyńska formacja solonośna, rozciąga się na 2/3 obszaru Polski, głównie na terenie Niżu Polskiego, występują w niej pokładowe i wysadowe złoża soli kamiennej. Pokładowe wystąpienia soli kamiennej udokumentowano na wyniesieniu Łeby oraz w strefie przedsudeckiej, zasoby bilansowe tych złóż stanowią 29,4% krajowych zasobów soli. W osiowej części basenu, występuje pas wysadowych struktur solnych (od Wolina po okolice Bełchatowa). W najpłycej występujących. strukturach. udokumentowano. złoża. soli. kamiennych. oraz. potasowo−magnezowych, które stanowią 65,5% zasobów krajowych. Ze złóż cechsztyńskich pochodzi prawie całość krajowego wydobycia soli kamiennej. Sole. potasowo−magnezowe. występują. również. w. cechsztyńskiej. formacji. solonośnej. W strukturach wysadowych w centralnej Polsce oraz jako pokłady w południowo−zachodniej części monokliny przedsudeckiej i w rejonie zatoki Puckiej. Udokumentowanych jest 5 złóż, spośród których tylko jedno jest okresowo eksploatowane.. Wody termalne Polska. posiada. niskotemperaturowej.. znaczący. potencjał. Związane. są. one. i. zasoby. głównie. z. energii. geotermalnej. wodami. podziemnymi. o temperaturach 20−90oC, występującymi na głębokościach do 3500 m p.p.t. Perspektywiczne zasoby energii geotermalnej w Polsce zawarte są w wodach podziemnych różnych pięter stratygraficznych zalegających na różnych głębokościach w obrębie jednostek geologicznych Niżu Polskiego, Sudetów i Karpat. Największe zasoby wód termalnych w Polsce występują na Niżu Polskim i związane są z utworami wodonośnymi dolnej kredy, dolnej jury, dolnego triasu i dolnego permu (rys. 2.3). Poza wymienionymi poziomami na Niżu Polskim zbiorniki hydrogeotermalne występują w utworach wieku: górnej kredy, górnej jury, górnego triasu, karbonu i dewonu (Górecki (red.), 2006a, 2006b).. 24.

(25) GOLENIÓW. DAMASŁAWEK. IZBICA KUJAWSKA. LUBIEŃ ŁANIĘTA KŁODAWA ROGÓŹNO. DĘBINA. 0. 50. 100 km. zasięg utworów dolnej kredy zasięg utworów dolnej jury zasięg utworów dolnego triasu zasięg utworów cechsztynu zakłady geotermalne uzdrowiska wykorzystujące wody termalne. struktury geologiczne wytypowane do składowania CO2 DĘBINA. wysady solne wytypowane do składowania odpadów niebezpiecznych i promieniotwórczych. Rys. 2.3 Lokalizacja struktur do składowania CO2 i odpadów niebezpiecznych oraz zakładów geotermalnych i uzdrowisk wykorzystujących wody termalne na tle zasięgu występowania poziomów wodonośnych T1, J1 i K1 (na podstawie Czapowski i Ślizowski, 2008; Tarkowski i in., 2010). W Polsce wyróżnia się cztery prowincje geotermalne: Niż Polski (80% powierzchni kraju), prowincja karpacka (6,5%), zapadlisko przedkarpackie (6,5%), region sudecki (Hajto, 2013). Poszczególne prowincje geotermalne różnią. się między sobą. warunkami. geologicznymi, parametrami hydrogeologicznymi skał wodonośnych oraz parametrami termicznymi. To zróżnicowanie przekłada się na możliwość pozyskania z nich wód termalnych i energii cieplnej. Najbardziej perspektywicznymi regionami z punktu widzenia warunków hydrogeotermalnych są Niż Polski oraz Karpaty wewnętrzne.. 25.

(26) Na obszarze Niżu Polskiego zalegają skały osadowe wieku paleozoicznego (permu) i mezozoicznego o maksymalnej miąższości dochodzącej do około 10 km. Gradient geotermiczny na tym obszarze wynosi od 2 do ponad 3˚C/100 m, a strumień cieplny 35−105 mW/m2. Zróżnicowane są także temperatury wód termalnych (20−130˚C), mineralizacja (1−300 g/dm3) i wydajności (od kilku do powyżej 300 m3/h). Utwory zbiornikowe wykształcone są jako piaskowce, margle i wapienie. Najbardziej perspektywiczne są zbiorniki dolnokredowy i dolnojurajski. Szczególnie wysokie wartości temperatury i duże miąższości utworów zbiornikowych stwierdzono w niecce szczecińsko−mogileńsko−łódzkiej (Szewczyk i Gientka, 2009; Górecki (red.), 2006a, 2006b). W Karpatach wyróżnia się dwa obszary o odmiennej budowie geologicznej: Karpaty zewnętrzne i Karpaty wewnętrzne, która determinuje duże zróżnicowanie parametrów geologicznych, hydrogeologicznych i termicznych. Gradient geotermiczny dla Prowincji Karpackiej zawiera się w zakresie 2−3,6˚C/100 m, a strumień cieplny wynosi 60−95 mW/m2. Utwory zbiornikowe basenu zewnątrzkarpackiego to utwory fliszowe. Zbiornik ten cechuje się temperaturami rzędu 20−60˚C, mineralizacją 10−120 g/dm3 oraz wydajnością ujęć o maksymalnych wartościach dochodzących do kilkudziesięciu m3/h. Utwory zbiornikowe basenu wewnątrzkarpackiego to wapienie i dolomity triasu środkowego, piaskowce jurajskie oraz utwory węglanowe eocenu środkowego. Wgłębne temperatury wód termalnych wahają się w zakresie od 20 do nawet 127˚C (na głębokości ok. 4800 m w odwiercie Bańska IG−1). Mineralizacja wód na całym obszarze nie przekracza 3 g/dm3, a wydajności ujęć osiągają maksymalną wartość 550 m3/h (Hajto, 2013; Górecki (red.), 2011, 2012, 2013). Obszarami mniej perspektywicznymi z punktu widzenia występowania wód termalnych są region sudecki i zapadlisko przedkarpackie. W regionie sudeckim zbiorniki. geotermalne. tworzą. skały. krystaliczne. silnie. spękane,. związane. z występowaniem stref głębokich uskoków. Strumień cieplny na tym obszarze mieści się w zakresie 40−70 mW/m2, temperatury od około 20°C do 86°C (na głębokości ok. 2000 m), a mineralizacja nie przekracza 1 g/dm3. Mimo dobrych parametrów zbiorniki Regionu Sudeckiego nie są perspektywiczne z powodu niskiej wydajności ujęć, wynoszącej średnio 10 m3/h (Hajto, 2013). Utwory zbiornikowe zapadliska przedkarpackiego stanowią skały osadowe wieku oligoceńskiego i mioceńskiego oraz cenomanu, o miąższości dochodzącej do 3 km. Strumień cieplny na tym obszarze wynosi 60−95 mW/m2, a gradient geotermiczny. 26.

(27) mieści się w zakresie 1,8−4,5˚C/100 m. Utwory zbiornikowe tego obszaru reprezentują piaskowce, margle i wapienie. Wody termalne mają temperatury od 20 do 100˚C (na głębokości ok. 3000 km) i mineralizację 1−100 g/dm3 (lokalnie 150 g/dm3). Wydajności ujęć są rzędu kilku − kilkudziesięciu m3/h (Górecki (red.), 2012; Hajto, 2013). Obecnie wody termalne na terytorium Polski wykorzystywane są w sześciu zakładach geotermalnych: na Podhalu (Bańska Niżna) oraz na Niżu Polskim − w Pyrzycach, Mszczonowie, Uniejowie, Stargardzie Szczecińskim i Poddębicach. Ponadto, wody geotermalne są wykorzystywane w jedenastu uzdrowiskach i ośmiu ośrodkach rekreacyjnych i kąpieliskach (por. rys. 2.3) (Bujakowski, 2010; Kępińska, 2013, 2015).. 2.2.2. Bezzbiornikowe magazynowanie gazu ziemnego i paliw. Polskie doświadczenia w zakresie magazynowania gazu ziemnego sięgają połowy XX wieku. Pierwsze próby magazynowania gazu ziemnego podjęto w 1954 roku, w sczerpanym złożu gazu Roztoki w Karpatach. W 1976 roku w zaazotowanym złożu gazu ziemnego Tarchały utworzono pierwszy w Europie magazyn helu (Reinisch, 2000). Obecnie w Polsce funkcjonuje dziewięć podziemnych magazynów gazu: siedem w wyeksploatowanych złożach i dwa w kawernach solnych. Cztery podziemne magazyny. gazu:. Husów,. Strachocina,. Brzeźnica. i. Swarzów. znajdują. się. w południowo−wschodniej Polsce, na obszarze zapadliska przedkarpackiego. Pozostałe magazyny zlokalizowane są na obszarze Niżu Polskiego: magazyn Wierzchowice w Polsce południowo−zachodniej, kawernowy podziemny magazyn gazu (KPMG) Mogilno i PMG Bonikowo w Polsce centralnej, PMG Daszewo w Polsce północno−zachodniej oraz kawernowy podziemny magazyn gazu (KPMG) Kosakowo w Polsce północnej (rys. 2.4). W celu uzyskania większej pojemności magazynowej prowadzona jest rozbudowa podziemnych magazynów gazu (Brzeźnica, Husów, Mogilno) (tab. 2.1). Operatorem wszystkich magazynów gazu jest Polskie Górnictwo Naftowe. i. Gazownictwo. SA.. (https://www.osm.pgnig.pl/en/storage−facilities;. Karnkowski, 2007).. 27.

(28) POMORSKA PROWINCJA NAFTOWA. GDAŃSKA PROWINCJA NAFTOWA. WIELKOPOLSKA PROWINCJA NAFTOWA. LUBELSKA PROWINCJA NAFTOWA. MAŁOPOLSKA PROWINCJA NAFTOWA. 0. 50. 100 km. Rys. 2.4 Lokalizacja magazynów gazu i podziemnych składowisk na tle obszarów występowania złóż węglowodorów (na podstawie Karnkowski, 2007; www.mos.gov.pl). Magazyn gazu Mogilno zlokalizowany jest w wysadzie solnym w rejonie Mogilna, w którym wykorzystano jedenaście wyługowanych kawern zlokalizowanych na głębokości od 600 do 1800 m p.p.t. Wysad solny tworzą sole cechsztynu należące do 3 cyklotemów: Stassfurt (sole starsze), Leine (sole młodsze), Aller (sole najmłodsze). Ze względu na to, że sole starsze są drobno− i średniokrystaliczne oraz mają małą zawartość soli K−Mg, anhydrytu oraz iłu są najlepszymi skałami do ługowania kawern. Pojemność czynna magazynu wynosi 407,9 mln m3, a wydajność 18 mln m3/d. Przewiduje się rozbudowę magazynu do pojemności 800 mln m3 (Reinisch, 2000;https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−dzia lalnosci/obrot−i−magazynowanie/magazynowanie).. 28.

(29) Magazyn gazu wysokometanowego Wierzchowice, utworzony został w częściowo wyeksploatowanym złożu gazu zaazotowanego, w środkowej części monokliny przedsudeckiej. Złoże Wierzchowice jest złożem typu masywowego, zaakumulowanym w piaskowcach czerwonego spągowca oraz w wapieniu podstawowym cechsztynu. Magazyn utworzono w utworach czerwonego spągowca na głębokości od 1500 do 1600 m (średnia głębokość 1551,7 m). Poziom magazynowy izolowany jest od dołu wodą złożową, a od góry anhydrytami i najstarszymi solami cyklotemu Werra. Pojemność czynna magazynu wynosi 1200 mln m3, a wydajność 9,6 mln m3/d (Reinisch, 2000 ;https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/ segmenty−dzilalnosci/ obrot−i−magazynowanie/magazynowanie).. Tab. 2.1 Podziemne magazyny gazu w Polsce (na podst. https://www.osm.pgnig.pl/pl; http://www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−dzialalnosci/obrot−i−magazynowanie/magazynowanie) Nazwa magazynu. Rodzaj. Typ magazynu. Bonikowo. istniejące. Brzeźnica. w rozbudowie. Daszewo. istniejące. Husów. w rozbudowie. Kosakowo Mogilno. w budowie w rozbudowie. Strachocina. istniejące. Swarzów. Istniejące. Wierzchowice. Istniejące. sczerpane złoże gazu sczerpane złoże gazu wysokometanowego sczerpane złoże ropy sczerpane złoże gazu wysokometanowego kawerny solne kawerny solne sczerpane złoże gazu wysokometanowego sczerpane złoże gazu wysokometanowego sczerpane złoże gazu zaazotowanego. Pojemność czynna [mln m3] 200. Maksymalna wydajność odbioru [mln m3/d] 2,4. 65. 1,0. 30. 0,4. 350. 5,8. 52,1 407,9. 9,6 18. 360. 3,4. 90. 1,0. 1200. 9,6. Magazyn gazu Strachocina jest zlokalizowany w częściowo wyeksploatowanym złożu gazu ziemnego w utworach kredowych, na głębokości od 900 do 1100 m (średnia głębokość 847 m). Złoże gazu ziemnego powstało w piaskowcach występujących w obrębie warstw istebniańskich płaszczowiny śląskiej. Od stropu seria zbiornikowa izolowana jest przez paleoceńskie, a od spągu przez kredowe łupki istebniańskie. Pojemność czynna magazynu wynosi 360 mln m3, a wydajność 3,4 mln m3/d (Reinisch, 2000;. https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−. dzialalnosci/obrot−i−magazynowanie/magazynowanie).. 29.

(30) PMG Swarzów zlokalizowany jest w złożu gazu ziemnego zalegającym na głębokości. 630−690. m.. Jest. to. złoże. typu. masywowego,. zlokalizowane. w zróżnicowanej litologicznie serii skalnej, w utworach miocenu wapieniach turonu, piaskowcach cenomanu i wapieniach kimerydu. Strefa gazowa złoża od spągu podparta jest wodą podścielającą. Poziom magazynowy izolowany jest od góry marglami senonu. Pojemność czynna magazynu wynosi 90 mln m3, a jego wydajność 1 mln m3/d (Reinisch, 2000; https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/ segmenty−dzialalnosci/obrot−i−magazynowanie/magazynowanie). PMG Brzeźnica zlokalizowany jest w złożu gazu w utworach kredowych zalegających na głębokości 380−400 m (średnia głębokość stropu horyzontu magazynowego wynosi 394 m). Złoże gazu ziemnego zlokalizowane jest w serii piaskowcowej w obrębie utworów miocenu. Strefa gazowa złoża od spągu podparta jest wodą złożową okalająco−podścielającą. Poziom magazynowy izolowany jest od góry i od dołu łupkami. Czynna pojemność magazynu to 65 mln m3, a wydajność 1. mln. m3/d. (Reinisch,. 2000;. https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://. www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−dzialalnosci/obrot−i−magazynowanie/magazynowanie). Magazyn Husów zlokalizowany jest w jednym z poziomów sczerpanego wielopoziomowego złoża gazu ziemnego na głębokości 1250−1300 m (średnia głębokość stropu horyzontu magazynowego wynosi 1275 m). Złoże zlokalizowane jest w utworach piaskowcowych miocenu. Strefa nasycona gazem od spągu podparta jest wodą złożową okalająco−podścielającą. Poziom magazynowy izolowany jest od góry i od dołu skałami ilasto−mułowcowymi. Pojemność czynna magazynu wynosi 350 mln m3 (rozbudowa do 500 mln m3), a wydajność 8 mln m3/d (Reinisch, 2000; https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−dzialalno sci/ obrot−i−magazynowanie/ magazynowanie). W roku 2009 uruchomiono magazyn gazu Daszewo. Jest to magazyn gazu zaazotowanego,. zlokalizowany. w. częściowo. wyeksploatowanym. złożu. ropno−gazowym na głębokości około 2500 m. Pojemność czynna magazynu wynosi 30 mln m3, przy maksymalnej wydajności około 16 tys. m3/h. Magazyn gazu zaazotowanego Bonikowo zlokalizowano w częściowo wyeksploatowanym złożu gazu ziemnego w wapieniu cechsztyńskim. Pojemność czynna magazynu wynosi 200 mln m3. Maksymalna wydajność zatłaczania gazu to 1,68 mln m3/d, maksymalna wydajność. odbioru. gazu. z. magazynu. zaś. wyniesie. 2,40. mln. m3. 30.

(31) (https://www.osm.pgnig.pl/pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−dzialaln osci/ obrot−i−magazynowanie/magazynowanie). W złożu soli zlokalizowanym w północnej Polsce (zachodnia część Pobrzeża Gdańskiego) został uruchomiony w 2014 roku magazyn gazu ziemnego Kosakowo. Magazyn powstał w obrębie permskiego, pokładowego złoża soli kamiennej Mechelinki. Kawerny ługowane są w pokładzie najstarszej soli kamiennej. W podłożu pokładu soli występują utwory dolnopaleozoiczne, natomiast nadkład stanowią osady mezozoiku i kenozoiku. Średnia głębokość stropu wynosi 973 m, a eksploatacja odbywa się z dwóch kawern. Pojemność czynna magazynu wynosi 52,1 mln m3 (docelowo 250. mln. m3),. a. wydajność. 4,8. mln. m3/d. (https://www.osm.pgnig.pl/. pl/magazyny;http://www.pgnig.pl/pgnig/segmenty−dzialalnosci/obrot−i−magazynowani e/magazynowanie). Polska. posiada. jeden. magazyn. kawernowy. ropy. naftowej. w. pustkach. poeksploatacyjnych kopalni soli Góra. Wykonywany w trzech etapach magazyn ma obecnie pojemność magazynową 3,5 mln Mg ropy naftowej. Ropa magazynowana jest w siedmiu kawernach na głębokości od 350 do 750 m. W tej samej kopalni zlokalizowany jest jedyny Polski magazyn paliw, w którym magazynowane są oleje: bazowy, napędowy i opałowy. Magazyn (strop) zalega na głębokościach rzędu 270−420 m. Łączna pojemność magazynowa trzech kawern, w której przechowywane są oleje wynosi około 0,85 mln Mg paliw (Korski, 2008; Maciejewski, 2008; Korski i in, 2007).. 2.2.3. Składowanie odpadów w górotworze. W Polsce składowanie odpadów w górotworze, w tym w podziemnych wyrobiskach górniczych, nie należy do działalności szeroko rozpowszechnionej. Możliwości lokalizacji podziemnych składowisk odpadów, jakie daje budowa geologiczna Polski, są znacznie większe, lecz nie są wykorzystane. Obecnie nie istnieje żadne składowisko zlokalizowane w wyrobiskach górniczych (złoża soli lub węgla kamiennego), w których można lokować różne rodzaje odpadów, w tym niebezpieczne. Jedyną formą podziemnego składowania odpadów jest ich zatłaczanie do sczerpanych złóż węglowodorów. Działalność ta dotyczy tylko odpadów płynnych pochodzących z poszukiwania i wydobywania ropy naftowej i gazu ziemnego, klasyfikowanych jako inne niż niebezpieczne i obojętne. W 2015 roku działalność ta była prowadzona. 31.

(32) w 3 składowiskach, na których użytkowanie posiadało koncesje PGNiG S.A. (Borzęcin, Świdnik, Husów − Albigowa) (por. rys. 2.4). Złoże gazu ziemnego Borzęcin zlokalizowane jest w środkowej części monokliny przedsudeckiej. Gaz zakumulowany jest w wapieniu podstawowym cechsztynu i czerwonym spągowcu. Na złożu tym prowadzona jest eksploatacja gazu ziemnego, zatłaczanie odpadów płynnych oraz gazów kwaśnych. Instalacja składowania gazów kwaśnych została uruchomiona w 1996 roku, zatłaczanie prowadzone jest w ramach koncesji na eksploatację gazu ziemnego. Gaz będący mieszaniną CO2 (60%) i siarkowodoru (15%) to produkt odpadowy z oczyszczania gazu ziemnego, który jest zatłaczany powrotnie do strefy zawodnionej, podścielającej złoże gazu ziemnego. Zatłaczany gaz wypiera rodzimy gaz ziemny rozpuszczony w wodach złożowych i wzbogaca czapę gazową, z której wydobywany jest gaz ziemny. W ciągu 12 lat wtłoczono do złoża około 3 mln m3 gazu. Dodatkowo od 2009 roku na złożu działa instalacja składowania odpadów płynnych o przepustowości 300 m3/dobę (Lubaś, 2007; Lubaś i in., 2012). W złożu gazu ziemnego Husów − Albigowa − Krasne w utworach miocenu autochtonicznego (zapadlisko przedkarpackie) prowadzone jest składowanie wód odpadowych. Wody zatłaczane są do dwóch horyzontów zalegających na głębokości od 900 do 1040 m. Całkowita ilość odpadów ciekłych planowana do zatłoczenia wynosi ok. 75 tys. m3. Składowanie cieczy odpadowych prowadzone jest również w złożu ropy naftowej Świdnik. Warstwami chłonnymi są górnokarbońskie utwory piaskowcowe zalegające na głębokości około 1083−1126 m, do których może być zatłoczone ok. 36,5 tys. m3 cieczy. W ostatnich latach wzrastała ilość zatłaczanych odpadów. W 2009 roku zatłoczono 13373,1 Mg odpadów, w 2010 − 18675,22 Mg, w 2011 − 33986,8 Mg, w 2012 − 33828,7 Mg i 2013 roku − 38856,1 Mg (Sprawozdanie..., 2015).. 32.

(33) 2.3 Perspektywy wykorzystania górotworu w Polsce Wykorzystanie górotworu w Polsce będzie wiązać się w przyszłości z wydobyciem kopalin (w tym wód termalnych), składowaniem odpadów i substancji oraz magazynowaniem paliw i gazu ziemnego w przestrzeni porowej struktur geologicznych i w złożach soli. Jak wspomniano wcześniej podziemne składowiska odpadów i magazyny substancji są lokowane w skałach osadowych o dobrych parametrach zbiornikowych (wysoka porowatość i przepuszczalność) oraz odpowiedniej miąższości, uszczelnionych skałami o niskiej przepuszczalności. Warunki te spełniają struktury tektoniczne w głębokich poziomach. wodonośnych. złoża. i. węglowodorów.. Dodatkowym. warunkiem. umożliwiającym składowanie lub magazynowanie w formacjach osadowych jest odpowiedni układ skał zbiornikowych i uszczelniających. W przypadku złóż węglowodorów jest on warunkiem istnienia złoża. Również w poziomach wodonośnych istnieją struktury tektoniczne (np. antyklinalne) o odpowiednim układzie skał zbiornikowych i uszczelniających. Platforma wschodnioeuropejska, z wyjątkiem jej zachodniej części, ze względu na płytko występujące skały krystaliczne i małą miąższość pokrywy skał osadowych, nie jest najlepszym obszarem do poszukiwania miejsc na składowiska i magazyny. Podobnie Sudety − górotwór w większości odsłonięty, zbudowany ze skał krystalicznych i metamorficznych, z niewielkim udziałem skał osadowych. Skały osadowe. Karpat,. pomimo. ich. znacznych. miąższości,. cechują. się. silnym. zaangażowaniem tektonicznym i brakiem odpowiedniego uszczelnienia pokrywą słabo przepuszczalnych skał osadowych. Co powoduje, że wartość tego obszaru jest również ograniczona (Stupnicka, 2007). Najlepsze warunki do podziemnego składowania odpadów i magazynowania substancji występują na znacznej części Niżu Polskiego. Wynikają one z obecności na tym. obszarze. właściwościach. skał. osadowych. zbiornikowych. wieku. permsko−mezozoicznego,. (charakteryzujących. się. dużą. o. dobrych. porowatością,. w mniejszym stopniu szczelinowatością), o znacznej miąższości i rozciągłości horyzontalnej. Skały te uszczelnione są pakietami skał nieprzepuszczalnych znacznej miąższości. W utworach tych występują wyniesione struktury (antyklinalne) związane głównie z tektoniką salinarną. Podobna sytuacja występuje w innych krajach północno−zachodniej. Europy. (Niemcy,. Dania). położonych. na. terenie. 33.

(34) permsko−mezozoicznego basenu Europy centralnej i północno−zachodniej (Willscher i in., 2008; Meyer i in., 2008; Vangkilde-Pedersen i in., 2009; Tarkowski i in., 2009; Höller i Viebahn, 2011). W. utworach. mezozoicznych. najkorzystniejsze. warunki. dla. podziemnego. składowania odpadów i magazynowania substancji wykazują piaszczyste poziomy wodonośne triasu dolnego, środkowego i górnego, jury dolnej oraz kredy dolnej (Tarkowski i Uliasz-Misiak, 2006). W ostatnich latach w Polsce, wykonano szereg prac mających. na. celu. zidentyfikowanie. i. rozpoznanie. w. kompleksie. permsko−meozozoicznym struktur odpowiednich do składowania dwutlenku węgla. Wstępnie wytypowano 36 struktur tektonicznych do podziemnego składowania CO2 (Tarkowski i in., 2009b; Sliaupa i in., 2013). Na zamówienie Ministra Środowiska były prowadzone prace badawcze mające na celu dokonanie przeglądu struktur geologicznych na obszarze całej Polski wraz z polskim obszarem Morza Bałtyckiego pod kątem możliwości składowania w nich dwutlenku węgla. W obrębie poziomów wodonośnych wskazano i scharakteryzowano struktury geologiczne (45) odpowiednie do geologicznego składowania. Dla struktur tych obliczono pojemność składowania. Sumaryczna pojemność składowania wynosi 11,66 mld Mg dwutlenku węgla. Stwierdzono, że składowanie w złożach węglowodorów może mieć znaczenie lokalne, ze względu na znacznie mniejsze pojemności składowania. Potencjał składowania w tych złożach jest rzędu 784 − 1021 mln Mg dwutlenku węgla. Są to w większości sczerpane złoża gazu i kilka złóż ropy naftowej, o różnym stopniu sczerpania. Potencjał składowania CO2 dla pokładów węgla jest niewielki, waha się od 20 do 100 mln Mg dwutlenku węgla (Sliaupa i in., 2013; Wójcicki, 2010). Utwory permsko−mezozoiczne Niżu Polskiego analizowane były w latach 80−tych XX wieku pod kątem występowania struktur, w których istnieje możliwość wytworzenia magazynów gazu ziemnego w warstwach wodonośnych. Wskazano 15 struktur geologicznych odpowiednich do tego celu (Filar i Kwilosz, 2008). Wysadowe struktury solne na obszarze północno−zachodniej i centralnej Polski (31 wysady, w tym: 11 wysadów przebijających utwory mezozoiku i 20 struktur nieprzebijających) (Garlicki i Szybist, 1988; Dadlez (red.), 1998; Dadlez i Marek, 1998) od lat 70−tych XX wieku były rozpatrywane jako potencjalne lokalizacje podziemnych kawernowych magazynów gazu, ropy i paliw płynnych lub składowisk niebezpiecznych odpadów (w tym promieniotwórczych). Jako obiekty odpowiednie do magazynowania zakwalifikowano 7 struktur (Goleniów, Damasławek, Izbica Kujawska, Lubień,. 34.

(35) Łanięta, Rogóźno i Dębina) (por. rys. 2.4) (Czapowski i in., 2006; Czapowski i Ślizowski, 2008). W wyniku prac prowadzonych w celu ustalenia lokalizacji składowisk odpadów promieniotwórczych, wstępnie jako składowiska wytypowano wysady solne Damasławek, Kłodawa, Łanięta (Ślizowski i in., 2006; Ślizowski i Lankof, 2009). Przedmiotem badań i analiz były również możliwości składowania odpadów niebezpiecznych w podziemnych wyrobiskach. Dokonano przeglądu podziemnych kopalń (węgla kamiennego, miedzi, cynku i ołowiu, soli, rud żelaza, anhydrytu, barytu i biało wypalających się glin) pod kątem możliwości wykorzystania ich jako składowiska. Spośród analizowanych lokalizacji jedynie kopalnie soli na Niżu Polskim mogą być rozważane jako miejsca składowania odpadów niebezpiecznych. Możliwości lokowania odpadów niebezpiecznych rozważano również dla skał magmowych, metamorficznych, ilastych i utworów ewaroporatowych. Przeanalizowano kompleksy krystaliczne skał Niżu Polskiego, Tatr i Sudetów. Stwierdzono, że żadne z tych miejsc nie jest perspektywiczne ze względu na brak w nich struktur odpowiednich do składowania. Kompleksy skał ilastych (wieku kajpru i retyku), w których można bezpiecznie lokować odpady niebezpieczne występują na monoklinie przedsudeckiej. Natomiast utwory ewaporatowe potencjalnie możliwe do wykorzystania jako składowiska odpadów niebezpiecznych to: wysady Kłodawa, Łąnięta, Lubień i Damasławek, pokładowe złoża soli na wyniesieniu Łeby oraz południowo-wschodniej części monokliny przedsudeckiej (Ślizowski i in., 2006). W Polsce na początku lat 90−tych XX wieku w związku z restrukturyzacją przemysłu górniczego, zamknięto wiele kopalń węgla kamiennego. Wszystkie kopalnie w Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym i około 30 (spośród 60) w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Przeprowadzono analizę możliwości wykorzystania wyrobisk kopalnianych jako magazynów gazu ziemnego. Wydano jedną koncesję na magazynowanie gazu w wyrobiskach górniczych kopalni węgla kamiennego Nowa Ruda. Pojemność magazynu była projektowana na ok. 200 mln m3 (Kidybiński i Siemek, 2006; Siemek i Nagy, 2007). W latach 2000 − 2003 na polu Słupiec kopalni Nowa Ruda przeprowadzono wstępne prace związane z budową magazynu gazu. Ze względu na niesprzyjające warunki geologiczne oraz brak inwestora i przyszłego użytkownika zbiornika budowa magazynu nie została dokończona. Ostatecznie, w 2012 roku zrezygnowano z budowy magazynu.. 35.