Geotermia – jak działa i czy może być ważnym źródłem energii w przyszłości?

2025-09-26

Wśród odnawialnych źródeł energii geotermia zwykle nie jest wymieniana w ścisłej czołówce. Z tego względu większość inwestorów nawet nie rozważa jej wykorzystania. A szkoda, ponieważ procesy geochemiczne zachodzące we wnętrzu kuli ziemskiej generują naprawdę duże ilości ciepła, które – odpowiednio ukierunkowane – można wykorzystać w bieżącej działalności. Czym dokładnie jest energia geotermalna i jak ją eksploatować?

Geotermia – co to jest i jak działa?

Geotermia, zwana inaczej energią geotermalną, to energia pochodząca z wnętrza Ziemi zakumulowana w systemach hydrotermalnych lub tzw. gorących suchych skałach. Może ona pochodzić zarówno z rozpadu pierwiastków promieniotwórczych znajdujących się w skorupie ziemskiej, jak i procesów będących pozostałością po formowaniu się struktury i powierzchni Ziemi. Aby energia mogła być zakwalifikowana jako geotermia, jej temperatura musi wynosić minimum 20⁰C. Podczas gdy złoża par geotermalnych mają temperaturę powyżej 150⁰C, wody geotermalne wyróżniają się niższą temperaturą.

Aby pozyskiwanie energii geotermalnej było możliwe, wykonuje się odwierty o głębokości do 4 tysięcy metrów. Z takich szybów wydobywa się parę i wodę geotermalną. W zależności od ciśnienia, kształtu zbiornika i rzeźby powierzchni terenu wyróżnia się:

złoża artezyjskie wyróżniające się samoczynnym wypływem wody ponad powierzchnię terenu,
złoża subartezyjskie, czyli obszary o niskim ciśnieniu, gdzie konieczne staje się wykorzystanie urządzeń wydobywczych pod postacią pompy głębinowej.

Instalacją, która wykorzystuje energię geotermalną, jest między innymi pompa ciepła, która za pomocą nośnika przekazuje ciepło zebrane ze źródła dolnego (gruntu lub wód podziemnych) do źródła górnego (budynku, a dokładniej instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej)¹.

Geotermia w Polsce – potencjał i aktualne inwestycje

W Polsce występują bogate zasoby energii geotermalnej. Jej potencjał jest szacowany na ponad 1500 PJ/rok, co odpowiada mniej więcej 30% krajowego zapotrzebowania na ciepło. Jednocześnie rozłożenie stref o znacznym potencjale geotermalnym pokrywa się z aglomeracjami o dużym zagęszczeniu ludności, obszarami silnie uprzemysłowionymi oraz rolniczymi. Dlatego praktyczne wykorzystanie energii geotermalnej jest relatywnie tanie. Do najważniejszych zakładów geotermalnych w Polsce należy zaliczyć następujące ośrodki:

Bańska Niżna,
Pyrzyce,
Uniejów,
Stargard Szczeciński,
Mszczonów,
Słomniki,
Klikuszowa,
Toruń.

Trwają również prace nad utworzeniem kolejnych ośrodków ciepłowniczych i energetycznych wykorzystujących naturalne ciepło Ziemi².

Warto wspomnieć, że coraz częściej łączy się ze sobą różne rodzaje Odnawialnych Źródeł Energii, aby uzyskać wymierne korzyści gospodarcze. Takim połączeniem są np. elektrociepłownie hybrydowe, które wykorzystują energię geotermalną i biopaliwa. Pozwalają one na niemal całkowite wyeliminowanie wykorzystania paliw kopalnych, znaczące obniżenie emisji dwutlenku węgla i uniezależnienie się od cen podstawowego surowca energetycznego, jakim w Polsce wciąż jest węgiel.

Zalety i wady geotermii jako odnawialnego źródła energii

Korzystanie z energii geotermalnej niesie ze sobą wiele korzyści. Przede wszystkim jest to zasób, którego eksploatacja zagraża bioróżnorodności środowiska w daleko mniejszym stopniu, niż np. wydobycie węgla, czy gazu ziemnego. Ślad węglowy, jaki pozostawia infrastruktura wydobywcza, jest bardzo niewielki.

Potencjał geotermii jest tym większy, że stanowi ona odnawialne źródło energii, która będzie dostarczana do czasu, aż Ziemia zostanie zniszczona przez Słońce co, jak szacują astrofizycy, nastąpi za około 5 miliardów lat. W przeciwieństwie do fotowoltaiki, czy elektrowni wiatrowych, energia geotermalna wyróżnia się stabilnością i wysoką wydajnością przez cały czas, niezależnie od pory dnia, roku i warunków atmosferycznych. Ta stabilność oznacza, że wydajność infrastruktury energetycznej jest łatwa do wyliczenia. Dysponując konkretnymi danymi, można zaprojektować np. elektrownię tak, aby produkowana przez nią moc była wystarczająca dla zasilenia danego obszaru.

Jak każda inna technologia, również i geotermia nie jest rozwiązaniem pozbawionym wad. Przede wszystkim wykorzystanie energii geotermalne jest możliwe wyłącznie w obszarach, gdzie występuje ona naturalnie. Specyficznym zagrożeniem, jakie powstaje w miejscach prowadzenia prac ziemnych na dużej głębokości, są lokalne zawały lub wręcz trzęsienia ziemi.

Trzeba też pamiętać o dosyć wysokich kosztach początkowych geotermii. Elektrownia o mocy 1 MW kosztuje między 2 a 7 milionów dolarów. Szacuje się, że w przeliczeniu na jedną kilowatogodzinę geotermia kosztuje około 4-6 tysięcy dolarów. Wykorzystanie energii słonecznej lub wiatrowej potrafi być nawet sześciokrotnie tańsze. Warto jednak analizować opłacalność korzystania z takiego źródła energii w wieloletniej perspektywie.

Czy geotermia może być opłacalnym rozwiązaniem dla firm i gospodarstw domowych?

Jak podaje Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej IRENA (ang. International Renewable Energy Agency), wyrównany koszt energii elektrycznej (ang. Levelized Cost of Elecricity, LCOE) pochodzącej z energii geotermalnej w latach 2010-2020 wahał się między 0,049 a 0,085 $ za kilowatogodzinę, czyli 0,19 do 0,33 zł³. Dla porównania energia elektryczna produkowana z węgla w 2024 roku kosztowała około 1,50 zł. Zysk jest widoczny już na pierwszy rzut oka, prawda?

Nic więc dziwnego w tym, że w krajach, gdzie występują bogate zasoby energii geotermalnej, wykorzystuje się ją bardzo intensywnie. Obecnie geotermia pokrywa większość zapotrzebowania energię elektryczną w takich krajach, jak Nowa Zelandia, Islandia, Kenia, Filipiny, czy Salwador. Dodatkowo Islandia pokrywa ponad 90% zapotrzebowania na ogrzewanie właśnie z geotermii.

Czy w takim razie warto zainteresować się geotermią? Oczywiście, że tak i to niezależnie od tego, czy z odnawialnego źródła energii miałaby korzystać firma, czy użytkownicy indywidualni. Istnieje tylko jeden warunek – trzeba mieszkać lub prowadzić działalność na obszarze występowania zasobów energii geotermalnej.

Warto wspomnieć, że Agencja IRENA nadzoruje funkcjonowanie Global Geothermal Alliance. To międzynarodowe porozumienie mające na celu rozpowszechnienie wiedzy na temat energii geotermalnej i upowszechnianie nowoczesnych technologii w tym zakresie.

Przyszłość geotermii w Polsce i na świecie

Dzisiaj jednym z głównych kierunków rozwoju geotermii są wspomagane systemy geotermalne (ang. Enhance Geothermal Systems, EGS). Umożliwiają one czerpanie korzyści z energii geotermalnej nie tylko tam, gdzie istnieją naturalne źródła ciepła o odpowiednio wysokiej wydajności, ale praktycznie w każdym miejscu na świecie dzięki odpowiedniej stymulacji warstw ziemi przy użyciu metod chemicznych, hydraulicznych, mechanicznych lub termicznych.

Obecnie na całym świecie funkcjonuje zaledwie kilkadziesiąt EGS wytwarzających prąd elektryczny, ale ich dalszy rozwój następuje bardzo szybko. Niewykluczone, że już w tej dekadzie staną się one realnym konkurentem dla klasycznej elektryczności wytwarzanej z nieodnawialnych źródeł energii. Żywotność EGS szacuje się na 20-30 lat, przy czym największa taka infrastruktura o mocy 25 megawatów powstała w Australii, na obszarze Basenu Coopera. Ma ona potencjał do wytwarzania od 5 do 10 MW energii elektrycznej.