Possibilities for the industrial use of cooled geothermal brines by borehole salt mines in the Polish Lowlands

The paper presents the concept of thedisposal of cooled geothermal brines by re-use in borehole salt mines where they are further saturated with sodium chloride. The target recipients of the brines – saturated to reach industrial brine requirements – would be chemical plants. At present mines produce industrial-quality brine with surface water. Using the model options of cooperation of geothermal plants (a hypothetical plant in Mogilno and one under construction in Toruń) with salt mines (Przyjma and Góra), it follows shown that the payback period for major capital expenditures (drilling, pipeline) would be 10–15 years. The solution would provide tangible benefits for geothermal plants (elimination of costs associated with drilling and maintenance of injection wells). Strategic advantages for salt mines would be extending the lifespan of the salt deposit. As there would be no longer a need for the re-injection of heat-depleted brine, the implementation of the solution would also enable simpler – in technological terms – production of geothermal waters with high level of mineralization. The assessment of geothermal potential in the area of these mines indicates that to achieve maximum energy performance and ecological benefits, it would be advisable to supply the mines with waters with mineralization of >100 g NaCl/L from the Lower Jurassic aquifer in the area of the Mogilno Trough. The geothermal plants could operate in parallel in several towns and, assuming they would be supplying enough brine to fully meet the mines’ demand (1000–1100 m³/h) and the temperature of obtained waters would be >80°C, the total capacity of these geothermal installations, could reach 80–100 MW when cooling to 25° C.

Zaprezentowano koncepcję gospodarczego wykorzystania (utylizacji) wychłodzonych solanek geotermalnych poprzez przekazywanie ich do otworowych kopalń soli, celem dalszego dosycenia chlorkiem sodu. Docelowym odbiorcą wód, już w postaci solanki przemysłowej, byłyby zakłady chemiczne. Aktualnie kopalnie te produkują solankę przemysłową, ługując sole cechsztynu wodami powierzchniowymi. Na przykładzie potencjalnej współpracy zakładów geotermalnych (hipotetycznego w Mogilnie i budowanego w Toruniu) z istniejącymi kopalniami soli (Przyjma i Góra) wykazano, że główne nakłady inwestycyjne (wiercenia, rurociąg), mogłyby zwrócić się w ciągu 10–15 lat. Rozwiązanie to przyniosłoby wymierne korzyści dla zakładu geotermalnego (brak kosztów związanych z wykonaniem i utrzymaniem otworu do zatłaczania wychłodzonych wód). Dla kopalń soli byłyby to co najmniej korzyści strategiczne poprzez wydłużenie okresu eksploatacji złóż. Wobec braku konieczności zatłaczania wychłodzonych solanek wdrożenie rozwiązania umożliwiałoby prostszą technologicznie eksploatację wód geotermalnych o wysokim zasoleniu. Z przeprowadzonej oceny potencjału geotermalnego w rejonie kopalń wynika, że dla uzyskania maksymalnych parametrów energetyczno-ekologicznych, zalecane byłoby zaopatrywanie kopalń wodami o zawartości >100 gNaCl/dm³ ze zbiornika dolnojurajskiego z terenu niecki mogileńskiej. Stacje mogłyby pracować równolegle w kilku pobliskich miejscowościach i przy pełnym zaopatrywaniu kopalń w solankę (1000–1100 m³/h) i temperaturze pozyskiwanych wód >80°C, łączna moc energetyczna instalacji geotermalnych, przy wychłodzeniu do 25°C, mogłaby sięgnąć 80–100 MW.