Każdy przemysł, gospodarka i wszelka działalność materialna potrzebuje surowców. Obecnie można je prawie w całości kupić na rynku międzynarodowym, jak czyni to Japonia. Można też, odwrotnie, sprzedawać je za granicę w ilościach gigantycznych, jak czyni to Rosja.
O majątku każdego kraju – oprócz ludzi – decydują posiadane zasoby bogactw naturalnych, czyli ekonomicznie przydatnych surowców. Do najważniejszych z nich zalicza się surowce energetyczne. Są to przede wszystkim: gaz ziemny i ropa naftowa, węgiel kamienny i brunatny oraz zasoby uranu i wód geotermalnych.

W Polsce instytucją, która zajmuje się badaniem, bilansowaniem i całościową gospodarką surowcową, jest Państwowy Instytut Geologiczny (PIG) w Warszawie. Został on powołany w pierwszych miesiącach po odzyskaniu niepodległości w 1918 r. Zapisał się złotymi zgłoskami w historii polskiej gospodarki. Odkrycia, jakie zostały dokonane przez pracowników tej instytucji, dostarczają dochodów skarbowi państwa po dzień dzisiejszy. Należą do nich takie złoża i ich zasoby, jak lubelski węgiel, dolnośląska miedź (KGHM), węgiel brunatny w centralnej i zachodniej Polsce, siarka w Tarnobrzegu, liczne, choć mało zasobne złoża gazu ziemnego i ropy naftowej od Karpat aż po Bałtyk. Nie da się wszystkiego wyliczyć, bo na ten temat napisano grube podręczniki i książki. Są tu sole kamienne i potasowe, wszelkiego rodzaju materiały ceramiczne, budowlane, cementowe, skalne, kruszywa, żwiry i piaski, bez których żadna budowa nie może być zrealizowana. Z tego nawet telegraficznego tylko przeglądu widać, że Polska jest krajem niezwykle bogatym we wszelkiego rodzaju surowce. Ich szczególne nagromadzenie istnieje na Śląsku, przede wszystkim w Sudetach. Góry te pod względem zasobów nie na darmo są nazywane Małym Uralem. Trzeba zaznaczyć, że wiedza na ten temat jest wręcz „tajemna”. Nie dlatego, że się ją ukrywa, choć i to ma miejsce, ale przede wszystkim dlatego, że dostęp do niej ma bardzo wąskie grono specjalistów. Nie ma wydawnictw popularyzujących naukę o bogactwach naturalnych Polski i świata. Celem wypełnienia tej luki redakcja „Civitas Christiana” zaproponowała mi cykl publikacji na ten temat. Nasze rozważania zacznijmy od najważniejszych surowców energetycznych. Wśród nich – od najłatwiejszego, ale zarazem chyba najpopularniejszego tematu, jakim jest geotermia, czyli dziedzina zajmująca się wodami termalnymi.

Geotermia Toruń

Palma pierwszeństwa w popularyzacji tej dziedziny należy się o. Tadeuszowi Rydzykowi i Radiu Maryja. Na falach tej rozgłośni przeprowadzono dziesiątki rozmów i dyskusji na ten temat, często z udziałem słuchaczy. O tym, czym jest geotermia, dowiedział się prawie każdy Polak. Osią debat i dyskusji był projekt ujęcia wód termalnych w pobliżu Wyższej Szkoły Kultury Społecznej i Medialnej w Toruniu. Inicjatorami tego przedsięwzięcia byli dwaj profesorowie z Krakowa. Są oni specjalistami w zakresie maszyn i urządzeń technicznych oraz metalurgii. Na podstawie ich własnych studiów geologicznych zaprojektowano dwa otwory wiertnicze celem ujęcia wód geotermalnych. Otwory te miały dostarczyć wodę o temperaturze ok. 100oC. Celem była budowa małej elektrowni termalnej. Otwór o głębokości 3000 m miał zapewnić osiągnięcie tego celu. Wynikało to z prostego przeliczenia stopnia geotermicznego (wzrost o jeden stopień Celsjusza na 30 m głębokości). W rezultacie okazało się, że otwór ten osiągnął niebywały sukces pod względem wydajności wody w ilości ok. 350 m3/h. Z temperaturą było już gorzej. Na wypływie miała ona 60–61oC. Woda z samowypływem okazała się lekko zasolona, co uniemożliwiło jej zrzut do pobliskiej Wisły. Dlatego w odległości ok. 1 km wykonano drugi otwór o podobnej głębokości, z przeznaczeniem na otwór chłonny. Wykorzystana woda z otworu pierwszego miała być zatłaczana do otworu drugiego. Pod ziemią miała ona trafiać z powrotem do eksploatowanej warstwy wodonośnej, tworząc powierzchniowo-podziemny obieg zamknięty. Prace wiertnicze i badawcze przeprowadzono w latach 2008–2009. Dla celów balneologicznych, kąpielowych, a nawet grzewczych pobliskich budynków akademickich wody tej jest dużo, za dużo. Wykorzystaniem tej inwestycji zainteresowane jest miasto Toruń, które zmierza wykorzystać ją do ogrzewania miasta. Czas pokaże, jak zostanie wykorzystane to ujęcie geotermalne. Niepokojem tylko napawa fakt, że każdy długotrwały postój wierconych ujęć wód podziemnych powoduje ich naturalną degradację. Polega ona na utlenianiu się związków zawartych w wodzie, przede wszystkim żelaza, które w postaci żelu zalepia filtry nowo wybudowanych studni (kolmatacja filtra). Po kilku latach postoju studnie te trzeba poddawać renowacji polegającej na przepłukiwaniu filtrów. Proces ten nigdy jednak nie przywraca ich dawnej sprawności. W skrajnych wypadkach dochodzi do całkowitej utraty wydajności studni. Im dłużej taka studnia stoi bezczynnie, tym dla niej gorzej. Szczególne znaczenie ma to dla studni zatłaczającej. Niedokładne jej oczyszczenie może spowodować, że szlamy zostaną wtłoczone do warstwy wodonośnej, powodując zatkanie szczelin i porów, którymi przepływa woda. W takim przypadku studnia jest stracona i trzeba obok wykonać jej duplikat.

Nowa geotermia

2 października 2013 r. Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie poinformował o powstaniu konsorcjum dla wdrożenia nowej technologii geotermalnej polegającej na uzyskiwaniu gorącej wody z suchych gorących skał (Hot Dry Rocks – HDR, Enhanced Geothermal Systems – EGS). Wykorzystuje ona znaną metodę poszukiwania gazu łupkowego polegającą na szczelinowaniu górotworu. Jednakże w tym przypadku wszystkie zabiegi, poszukiwania i efekty są dużo pewniejsze i prostsze, gdyż wykonywane są przede wszystkim w litych i masywnych skałach krystalicznych. Pomysł polega na zatłaczaniu wody do otworu chłonnego i wymuszenie jej podziemnego przepływu przez gorące skały do otworu eksploatacyjnego. Z obu otworów pionowych na głębokości ok. 4000 m będą prowadzone otwory poziome skierowane do siebie. Metodą hydrauliczną zostaną w nich poszerzone szczeliny ułatwiające przepływ i ogrzewanie się zatłoczonej wody. Dla tego celu na zlecenie Ministerstwa Środowiska zostało powołane konsorcjum, które tworzą Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy (lider), Akademia Górniczo-Hutnicza, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN oraz Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych. Przeprowadzono wstępne badania na podstawie materiałów archiwalnych. Ich wyniki są bardzo obiecujące. Najkorzystniejsze warunki występują w krystalicznych skałach Sudetów. Za najlepsze uznano parametry geotermiczne w podatnym na procesy szczelinowania granitowym plutonie Karkonoszy – szczególnie w rejonie na południe od Szklarskiej Poręby oraz w pasie na południowy wschód od Jeleniej Góry – w okolicy Kowar i Karpacza. Gradient geotermiczny w tych strefach wynosi ok. 4°C/100 m. Na głębokości 3500 m temperatura skał sięga 145°C, a na głębokości 4000 m ok. 165°C. Jednostkowa moc elektryczna brutto, możliwa do wygenerowania w tych warunkach termicznych, wynosi odpowiednio 9,5–10 kW/(m3/h) i 12–13 kW/(m3/h). Moc elektryczna brutto przykładowej elektrowni binarnej w warunkach stałej eksploatacji wód z głębokości ok. 4,5 km z wydajnością 100 m3/h, o stabilnej temperaturze około 165°C i przy zatłaczaniu wody powrotnej o temperaturze 70°C może wynieść 1,2–1,3 MW brutto (cieplna może być ośmiokrotnie większa). Korzystne warunki stwierdzono również w rejonie Gorzowa Wielkopolskiego i Krośniewic w rejonie Łodzi.

Zagłębie zdrowia

Wszystko wskazuje na to, że Kotlina Jeleniogórska stanie się zagłębiem zdrowia z basenami balneologicznymi w dolinie rzeki Kamiennej i Małej Kamiennej położonej na południe od Szklarskiej Poręby, czyli w najbardziej perspektywicznym rejonie dla występowania wód termalnych. Doliny tych rzek ciągną się równoleżnikowo do Bloku Karkonoszy i Gór Izerskich, stanowiąc ich najniższe obrzeże. Dlatego w tych miejscach będą najprawdopodobniej rozpoczęte wszelkie tego rodzaju badania. Ich atutem jest największa różnica wysokości pomiędzy grzbietami górskimi a ich dolinami. Umożliwia to też odkrycie naturalnych gorących wód w głębi tych dolin. Jest to pas o długości kilkudziesięciu kilometrów rozpoczynający się w okolicy Kowar i ciągnący się poprzez Jelenią Górę, Cieplice Śląskie Zdrój, Piechowice, Górzyniec, po Rozdroże Izerskie, aż do Świeradowa, a stąd wzdłuż górskiego odcinka doliny rzeki Kwisy. Możliwości energetyczne geotermii sprawiają, że poczynione tu inwestycje będą pod każdym względem zarówno ekonomicznie opłacalne, jak i ekologicznie czyste. Jest to nowa szansa rozwoju turystycznego, leczniczego, energetycznego i ekonomicznego tego graniczącego z Czechami zakątka Polski. Jedynym cieniem tego przedsięwzięcia jest już podjęta fizyczna likwidacja malowniczej zabytkowej linii kolejowej do Świeradowa.

Adam Maksymowicz