37 obserwujących
6067 notek
2084k odsłony
  157   1

Najnowocześniejsza ciepłownia w Polsce

Problem ogrzewania w nasze strefie klimatycznej wiąże się z koniecznością pozyskiwania ogromnych ilości surowców energetycznych, by przekształcić je w ciepło niezbędne dla funkcjonowania człowieka.

Pierwotnym źródłem ciepła jest energia słoneczna. Niestety, w porze wieczornej i nocnej jest niedostępna a w okresie jesienno zimowym jej brak jest odczuwany szczególnie. Pewną namiastką tej energii jest ogień, który daje pewną ilość światła oraz ma zdolność do ogrzewania. Ogień jest procesem spalania i jego źródłem początkowo było drewno. W krajach stepowych energię cieplną uzyskiwano ze spalania specjalnie przygotowywanych "brykietów". Były to zmieszane ze sobą odchody hodowanych zwierząt oraz zebrane i wysuszone rośliny, które nie nadawały się na karmę dla zwierząt.

Szczególnego rodzaju energii dostarczył na przełomie XVIII i XIX wieku przemysł hutniczy. To ogromne przychody z pozyskiwania metali pozwoliły na zrealizowanie znanej już od  I wieku naszej ery energii pary wodnej.

Maszyna parowa zrewolucjonizowała przemysł i pozwalała na masową produkcję tego, co z trudem wytwarzały zakłady rzemieślnicze a później manufaktury. Pierwsze fabryki dość szybko spowodowały wyczerpanie zasobów drewna i równocześnie miały dochody na tyle wysokie, że pozyskiwanie znanego od wieków węgla stało się nagle opłacalne. Dzięki rozwojowi przemysłu węgiel wydobywany metodami górniczymi był już na tyle tani, że można było zastosować go w gospodarstwach domowych.

Równocześnie odkryty został potencjał energetyczny oleju skalnego a to polski aptekarz, Ignacy Łukasiewicz opracował technologię rafinacji ropy naftowej. Początkowo - jako surowiec stosowano go w celach oświetleniowych, ale kolejne wynalazki przyspieszyły możliwość zastosowania także i innych pochodnych ropy naftowej.

Podobnie też było i z gazem ziemnym, który towarzyszył pokładom ropy naftowej. Dość szybko nauczono się wytwarzać gaz świetlny a silnik parowy otrzymał bardzo poważnego rywala w silniku ze spalaniem wewnętrznym - w silniku spalinowym.


W miarę upływu czasu okazało się, że energetyczne surowce kopalne wyczerpią się a ich okres wytwarzania się jest na tyle długi, że zagrozi nam problem wyczerpania się tych złóż. I tu z pomocą przyszła nauka.

Okazało się, że potrafimy pozyskiwać surowce odnawialne. To prawda, że najbardziej znanym surowcem odnawialnym jest drewno, ale okazuje się, że możemy czerpać energię słoneczną na kilka sposobów, podobnie jak i wykorzystywać procesy zachodzące w słońcu, które stymuluje życie na naszej planecie. Jest to rozpad atomów. Wytworzona energia może być zamieniona na ciepło - które wytwarza parę wodną - a ta napędza turbiny wytwarzające prąd elektryczny.

Okazało się, że woda odparowuje i pozwala na uzyskanie pary przegrzanej tworząc ogromny potencjał zdolny do wykonania pracy. Po rozprężeniu przekształca się w gorącą wodę - która musi być schłodzona przed oddaniem jej do środowiska naturalnego. Proces schładzania udało się wykorzystać jako produkt uboczny przy wytwarzaniu energii elektrycznej. Jest to zadanie dla ciepłowni - czyli przedsiębiorstwa wykorzystującego źródła energii cieplnej do ogrzewania wody technologicznej - co pozwala ogrzewać pomieszczenia w okresie jesienno-zimowym oraz przez cały rok ogrzewać wodę dla celów gospodarczych.

W tym przypadku - gdy korzystamy z odebrania ciepła gorącej wodzie po wytworzeniu energii elektrycznej - nie musimy korzystać z żadnych innych surowców energetycznych, dzięki czemu uzyskujemy ogromną rezerwę w ilości paliw kopalnych.

Obserwacje naukowe oraz doświadczenia pozwoliły na opracowanie receptury płynów innych, niż znana nam woda. Te płyny zachowują się tak samo jak woda, ale odparowują w temperaturach znacznie niższych niż temperatura parowania wody. Dzięki temu do uzyskania pary przegrzanej nie trzeba już tak dużo surowca energetycznego.

W innym kierunku poszły też prace badawcze naukowców zajmujących się rozwiązaniem budowy naszej planety. Okazuje się, że głęboko pod powierzchnią odbywają się procesy podobne do tych, jakie zachodzą na Słońcu i przypominają reakcje rozpadu atomów. Te procesy wytwarzają ogromnie wysokie temperatury a ciepło wędruje ku powierzchni Ziemi.

Skorupa naszej planety nie jest jednorodna i często zdarza się, że wytwarzają się takie wnęki o znacznie wyższej temperaturze, niż ma to miejsce wyżej. Opracowano koncepcję wykonania odpowiednio głębokiego odwiertu o głębokości z reguły przekraczającej 3 kilometry. Na dnie tego odwiertu może wytwarzać się na tyle duża temperatura, że wtłoczona tam woda ulegnie parowaniu i wydostanie się na powierzchnię - gdzie będzie można od niej odebrać ciepło.

Mogą też być i inne warunki geologiczne. Otwór może sięgnąć do takiej wnęki o bardzo dużej powierzchni wypełnionej wodami głębinowymi. Te wody można ująć w przewód i wyprowadzić na powierzchnię. Wydobywająca się gorąca ciecz może być źródłem ciepła i w wymienniku można to ciepło przejąć do instalacji podobnej, jak klasyczna sieć ciepłownicza. Jednak wody tego typu mają bardzo różny skład chemiczny i nie nadają się do wprowadzenia do środowiska. Trzeba przekierować je do drugiego - podobnego otworu sięgającego do tej samej komory z wodami termalnymi.


image

Kadr z otwarcia ciepłowni geotermalnej w Toruniu:

https://www.youtube.com/watch?v=d9UHQZN1Tb8&t=6s


I taka właśnie instalacja powstała. Woda termalna z głębokości około 3 km jest pobierana do wymiennika ciepła i po schłodzeniu wraca w głębiny innym otworem. A uzyskane ciepło zostaje przeznaczone m. in. do ogrzewania mieszkań w jednym z polskich miast.  W Polsce jest wiele ciepłowni tego typu, ale w większości służą one potrzebom kąpieliska, z reguły krytego. Czasem z tej ciepłowni korzysta niewielkie osiedle. W Toruniu powstała ciepłownia zdolna zapewnić ogrzewanie znacznej części miasta. W przypadku bardzo niskich temperatur trzeba liczyć się z koniecznością dodatkowego dogrzewania wody już w instalacji doprowadzającej ciepło do użytkowników, ale takich mroźnych dni nie ma aż tak dużo.

Ponieważ jest to pierwsza w Polsce ciepłownia tego typu - na zebranie doświadczeń trzeba jednak trochę czasu. Z zapowiedzi naukowców Polska znajduje się w bardzo korzystnym położeniu, jeżeli chodzi o temperaturę wód głębinowych.

Lubię to! Skomentuj17 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale