Pompy ciepła w kopalniach. Wody dołowe mogą nas ogrzać

Kopalnie, które do tej pory tylko pompowały i zrzucały wodę, stają się ekologicznymi źródłami ciepła. Polska Grupa Górnicza i Dalkia Polska w przyszłym roku planują uruchomić pierwszą taką instalację odzysku ciepła z wód dołowych 2 MW w kopalni "Mysłowice-Wesoła". W PGG już trwają przygotowania do podobnych inwestycji w trzech kolejnych zakładach.

- Trwają w tej chwili rozmowy o wykonaniu instalacji o mocy 1,5 MW w ruchu Ziemowit, a także instalacji o mocy ok. 4 MW w ruchu Rydułtowy. Sprawdzamy też możliwość zabudowy układu w gliwickiej kopalni Sośnica - wylicza Bogdan Dubaj z Zespołu Projektów Innowacyjnych i Badań w Biurze Kontrolingu Strategicznego PGG S.A.

Zaproponowany system wykorzystuje technologie pomp ciepła, które sprawiają, że podejście do odzysku ciepła różni się od znanego z tradycyjnej geotermii rozwijanej np. na Podhalu, gdzie kosztowne wiercenia w głąb ziemi mają na celu dotarcie do wód o najwyższej możliwej temperaturze.

- W przypadku kopalń wystarcza niewielka temperatura 8-12 stopni Celsjusza, jaką przeciętnie uzyskujemy na powierzchni w układzie odwadniania wyrobisk. Ważna jest za to gwarancja stałego przepływu wody stanowiącej tzw. dolne źródło dla pomp ciepła. A przecież odwadnianie kopalni odbywa się bez przerwy i daje taką gwarancję. Istotne jest też, by odbiorniki ciepła, np. łaźnia górnicza lub ogrzewane budynki zakładu znajdowały się blisko, na miejscu, aby straty na przesyle ciepła nie zniweczyły opłacalności projektu - objaśnia Bogdan Dubaj.

Jak tłumaczą specjaliści, tego typu instalacje ze specjalnym wymiennikiem ciepła podpina się pośrednio, tworząc na rurociągu bypass, dzięki któremu nic nie zakłóci strumienia wypompowywanych wód (priorytetem jest bezpieczeństwo i wypompowywanie). Jak słyszymy, wody z odwadniania bywają silnie nasycone chemicznie, niosą składniki mineralne i pył węglowy. W konsekwencji w zwykłych warunkach delikatne kanały wymiennika ciepła szybko by się zapchały. Jednak współczesne technologie pozwalają już zaprojektować wymienniki samoczyszczące. Pobiera się wiele próbek wód dołowych i dostosowuje do nich skład stopu metali i kąt nachylenia kanałów wymiennika, który pracuje bezobsługowo przez wiele lat.

To technologia sprawdzona. Pierwszą eksperymentalną instalację tego typu uruchomiono 10 lat temu w kopalni "Sobieski" w Jaworznie. Wcześniej ciepłą wodę dla 2 tys. górników w łaźni ogrzewano tam prądem, a rachunki wynosiły po kilkaset tysięcy złotych rocznie. Instalacja odzysku ciepła z odwadniania kosztowała ok. 1,2 mln zł i zwróciła się już po trzech latach.

I choć dziś koszty instalacji wzrosły, bo przyjmuje się, że na 1 MW mocy zainstalowanej w układzie z wymiennikiem i pompami ciepła trzeba wydać około 4 mln zł, to jednak inwestycja zwraca się po kilka latach. Mało tego, górnicza spółka nie wyda na nią nawet złotówki. Jak przekazuje PGG, finansowaniem zajmuje się (z wykorzystaniem dotacji m.in. z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej) dostawca ciepła (w przypadku "Wesołej" firma Dalkia), który dodatkowo płaci kopalni za dzierżawę terenu pod instalację na powierzchni. To rozwiązanie jest korzystne dla środowisku, bo oznacza zmniejszenie zapotrzebowania na paliwa kopalne do produkcji energii. Ponadto każdy stopień Celsjusza, o który obniża się w trakcie odzysku ciepła temperatura wód odprowadzanych z odwadniania, znacznie zmniejsza oddziaływanie wód kopalnianych na środowisko naturalne.

- Instalacje odzysku ciepła nie będą mogły całkowicie pokryć zapotrzebowania kopalni czy np. sąsiedniego małego osiedla mieszkaniowego. Jednak obecnie mogą dostarczać około 20 proc. potrzebnej energii, a to przecież niemało - ocenia Bogdan Dubaj z Zespołu Projektów Innowacyjnych i Badań w PGG S.A. Podkreśla, że zaangażowanie spółki w podobne projekty energetyczne, wpisujące się w transformację i nowoczesną gospodarkę obiegu zamkniętego, jest bardzo perspektywiczne.

Nie można wykluczyć, że podobna rozwiązania - również na większą skalę - zostaną zastosowane w pozostałych kopalniach w województwie śląskim. Na łamach "Dziennika Zachodniego" zastępca dyrektora ds. Inżynierii Środowiska w Głównym Instytucie Górnictwa - Państwowego Instytutu Badawczego dr inż. Jan Bondaruk w kontekście kopalni "Bobrek" w Bytomiu (likwidowanej od 2026 roku) mówił o pomyśle wykorzystania istniejących szybów oraz infrastruktury podziemnej jako systemu regulacji wody, wykorzystania potencjału geotermii wód kopalnianych.

- Kopalnia, która do tej pory tylko pompowała i zrzucała wodę, może stać się producentem ciepła. "Bobrek" otoczony jest osiedlami, i układ ogrzewania można włączyć do miejskiego systemu ciepłowniczego, byłby to idealny model biznesowy - mówił Bondaruk.

Na projekcie zależy Węglokoksowi Kraj, który jest właścicielem "Bobrka" oraz samorządowi. W sprawę zaangażował się Fundusz Transformacji Województwa Śląskiego, który zmianę działalności w kopalni w Bytomiu określa testem na transformację regionu. Jeszcze w listopadzie projekt ma zostać przedstawiony ministrowi aktywów państwowych. Premier Donald Tusk podkreśla, że transformacja Śląska wymaga zarówno rewitalizacji terenów poprzemysłowych na cele społeczne, jak i lokowania produkcji zbrojeniowej. Zdaniem premiera, ma to być rozwiązanie "łatwiejsze biznesowo".