ORIGINAL PAPER
Verification of the geothermal conditions in the Polish Lowlands based on data from new drilling performed in the years 2000–2022
1
Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences
2
Institute of Environmental Protection – National Research Institute
3
AGH University of Science and Technology
Submission date: 2023-02-06
Final revision date: 2023-02-22
Acceptance date: 2023-02-27
Publication date: 2023-03-22
Corresponding author
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2023;39(1):193-216
KEYWORDS
Polish Lowlandsgeothermal conditionsthe top surface of the Lower Cretaceous formationsthe top surface of the Lower Jurassic formationspotential discharge of wells
TOPICS
Scientific background of mineral resource managementOptimization of resources and reserves managementRational and efficient development and utilization of mineral resourcesRational use of mineral raw materials
ABSTRACT
The aim of the presented work was an attempt to verify the geothermal conditions in the Polish Lowlands (Lower Jurassic and Lower Cretaceous reservoir) based on new geological information. The paper presents geothermal conditions in the Polish Lowlands according to the state of recognition at the end of 2022 in order to update the hydrogeothermal conditions in selected regions. Based on the scientific and research works published so far as well as numerous geothermal investments, and geological information from twenty-three new exploratory drilling events performed in the years 2000–2022 (nineteen of which were performed/documented after 2006), the authors undertook to update forecasts of the top surface of Lower Jurassic and Lower Cretaceous formations, the total thickness of these formations and the potential discharge of wells. The analysis was performed using the QGIS Desktop 3.24.1 software, a cross-platform and free open-source geoinformation software application (GIS) that enables the viewing, editing and analyzing of spatial data and the creation of maps. The correction covered the course of the isolines on all six analyzed maps. The presented analysis made it possible to make a spot correction of the forecasted course of the isoline in relation to the maps published earlier in the Atlas of geothermal resources in the Polish Lowlands. Mesozoic formations developed in 2006, edited by Wojciech Górecki. Information obtained from newly drilled geothermal boreholes enabled the local correction of the forecasted values of individual parameters while maintaining the general trend.
ACKNOWLEDGEMENTS
This study was financed by the National Fund for Environmental Protection and Water Management (Project No: 450/2021/Wn50/NE-OA-KU/D).
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Weryfikacja uwarunkowań geotermalnych na Niżu Polskim na podstawie danych z nowych wierceń zrealizowanych w latach 2000–2022
Niż Polski, uwarunkowania geotermalne, strop utworów kredy dolnej, strop utworów jury dolnej, wydajność ujęć geotermalnych
Celem pracy była próba weryfikacji uwarunkowań geotermalnych na Niżu Polskim (zbiornik dolnej jury i dolnej kredy) na podstawie nowych informacji geologicznych. W pracy przedstawiono uwarunkowania geotermalne na Niżu Polskim według stanu rozpoznania na koniec 2022 r. w celu aktualizacji warunków hydrogeotermalnych w wybranych regionach. Na podstawie dotychczas
opublikowanych prac naukowo-badawczych, a także zrealizowanych licznych inwestycji geotermalnych, oraz informacji geologicznej z nowych 23 wierceń poszukiwawczych zrealizowanych w latach 2000–2022 (19 z nich wykonano/udokumentowano po roku 2006), autorzy podjęli się aktualizacji prognoz zalegania stropu utworów jury dolnej i kredy dolnej, miąższości całkowitej tych utworów oraz potencjalnej wydajności ujęć geotermalnych. Analizę wykonano z wykorzystaniem oprogramowania QGIS Desktop 3.24.1, wieloplatformowego, wolnego i otwartego oprogramowania geoinformacyjnego (GIS) umożliwiającego przeglądanie, edytowanie i analizowanie danych przestrzennych oraz tworzenie map. Korekta objęła przebieg izolinii na wszystkich sześciu analizowanych mapach. Zaprezentowane analizy pozwoliły na dokonanie punktowej korekty prognozowanego przebiegu izolinii w odniesieniu do publikowanych wcześniej map w Atlasie zasobów geotermalnych na Niżu Polskim. Formacje mezozoiku opracowanym w 2006 r., pod redakcją naukową Wojciecha Góreckiego. Informacje uzyskane z nowo wykonanych otworów geotermalnych pozwoliły na lokalną korektę prognozowanych wartości poszczególnych parametrów przy zachowaniu ogólnego trendu.
REFERENCES (50)
2.
Bujakowski, W. and Barbacki, A. 2004. Potential for geothermal development in Southern Poland. Geothermics 3, pp. 383–395, DOI: 10.1016/j.geothermics.2003.04.001.
3.
Bujakowski, W. and Tomaszewska, B. ed., et al. 2014: Atlas of the possible use of geothermal waters for combined production of electricity and heat using binary system in Poland, Kraków: MEERI PAS (in Polish).
4.
Bujakowski et al. 2020 – Bujakowski, W., Bielec, B., Miecznik, M.and Pająk, L. 2020. Reconstruction of geothermal boreholes in Poland. Geothermal Energy 8(10), DOI: 10.1186/s40517-020-00164-x.
7.
Ciężkowski et al. 2010 – Ciężkowski, W., Chowaniec, J., Górecki, W., Krawiec, A., Rajchel, L. and Zuber, A. 2010. Mineral and thermal waters of Poland. Przegląd Geologiczny 58(9/1), pp. 762–773.
8.
Dowgiałło, J. 1976. Thermal waters of the Sudetes (Wody termalne Sudetów). Acta Geologica Polonica 26(4) (in Polish).
9.
Falter et al. 2021 – Felter, A., Filippovits, E., Gryszkiewicz, I., Lasek-Woroszkiewicz, D., Skrzypczyk, L., Socha, M., Sokołowski, J., Sosnowska, M., Stożek, J. and Wrzosek, A. 2021. Map of development of underground waters counted as minerals in Poland– explanation text (Mapa zagospodarowania wód podziemnych zaliczonych do kopalin w Polsce – tekst objaśniający). Warszawa: PIG-PIB (in Polish).
10.
Felter et al. 2019 – Felter, A., Skrzypczyk, L., Socha, M., Sokołowski, J., Sosnowska, M., Stożek, J., Gryszkiewicz, I. and Wrzosek, A. 2019. Map of development of underground waters counted as minerals 2018 – explanation text (Mapa Zagospodarowania Wód Podziemnych Zaliczonych do Kopalin 2018 – tekst objaśniający). Warszawa: PIG-PIB (in Polish).
14.
Górecki, W. ed. 1990. Atlas of geothermal waters in Polish Lowlands (Atlas wód geotermalnych Niżu Polskiego). Kraków: AGH, Okręgowe Przedsiębiorstwo Geodezyjno-Kartograficzne, 368 pp. (in Polish).
15.
Górecki, W. ed. 2006a. Atlas of geothermal resources in Polish Lowlands. Mesosoic formation (Atlas zasobów geotermalnych na Niżu Polskim. Formacje mezozoiku). Kraków: Ministerstwo Środowiska, ZSE AGH, 484 pp. (in Polish).
16.
Górecki, W. ed. 2006b. Atlas of geothermal resources in Polish Lowlands. Paleosoic formation (Atlas zasobów geotermalnych na Niżu Polskim. Formacje paleozoiku), Kraków: Ministerstwo Środowiska, ZSE AGH, 240 pp. (in Polish).
17.
Górecki et al. 2007 – Górecki, W., Hajto, M. and Sowiżdżał, A. 2007. Assessment of geothermal energy resources of Mesozoic and Paleozoic formations in the Polish Lowlands. Proceedings European Geothermal Congress 2007. Unterhaching, Germany, 30 May–1 June 2007.
18.
Górecki, W. and Hajto, M. 2010. Atlases of geothermal resources in the Polish Lowlands – the compendium of knowledge for specialists and future investors. Proceedings World Geothermal Congress 2010. Bali, Indonesia, 25–29 April 2010.
19.
Górecki et al. 2010 – Górecki, W., Hajto, M., Strzelecki, W. and Szczepański, A. 2010. Lower Cretaceous and Lower Jurassic aquifers in the Polish Lowlands (Dolnokredowy oraz dolnojurajski zbiornik wód geotermalnych na Ni¿u Polskim). Przegląd Geologiczny 58(7), pp. 589–593 (in Polish).
20.
Górecki et al. 2015 – Górecki, W., Sowiżdżał, A., Hajto, M. and Wachowicz-Pyzik, A. 2015. Atlases of geothermal waters and energy resources in Poland. Environmental Earth Sciences 74, pp. 7487–7495, DOI: 10.1007/s12665-014-3832-2.
21.
Hajto, M. 2008. Database of thermal waters in Polish Lowlands – geological and hydrogeological conditions of perspective locations (Baza zasobowa wód termalnych na Niżu Polskim – geologiczne i hydrogeologiczne uwarunkowania lokalizacji obszarów perspektywicznych). Geologia 34(3), pp. 503–526 (in Polish).
22.
Hajto, M. and Górecki, W. 2010a. Energy potential of thermal waters in the Polish Lowland. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 439, pp. 81–86.
23.
Hajto, M. and Górecki, W. 2010b. The most prospective areas of use of thermal waters for heating purposes in the Polish Lowlands. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 441, pp. 27–32.
24.
Hajto, M. 2021. The state of geothermal energy utilization in Europe and the world as of 2020 (Stan wykorzystania energii geotermalnej w Europie i na świecie w 2020 r.). Przegląd Geologiczny 69(9), pp. 566–577 (in Polish).
25.
Hałaj et al. 2022 – Hałaj, E., Pająk, L. and Papiernik, B. 2022. Simulation study of the Lower Cretaceous geothermal reservoir for aquifer thermal energy storage. Environmental Geochemistry and Health volume 44, pp. 2253–2279, DOI: 10.1007/s10653-021-01130-7.
26.
Kępińska B. 2003a. Current state and prospects of geothermal-energy implementation in Poland. Applied Energy 74(1–2), pp. 43–51, DOI: 10.1016/S0306-2619(02)00130-7.
27.
Kępińska, B. 2003b. Geothermal energy development in Poland. Geothermal resources and utilization in Poland and Europe Reports. Number 2, pp. 45–-62.
28.
Kępińska, B. 2018. Review of utilisation of geothermal energy in Poland in years 2016-2018 (Przegląd stanu wykorzystania energii geotermalnej w Polsce w latach 2016–2018). Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój 57(1), pp. 13–21 (in Polish).
29.
Kępińska et al. 2023 – Kępińska, B., Kasztelewicz, A., Miecznik, M., Petursson, B. and Gudmundsson, J.R. 2023. Current challenges and opportunities for the development of geothermal heating in Poland and Iceland in the light of the Key Geothermal project (EEA FM, 2014–2021). Proceedings World Geothermal Congress 2023, Beijing, China, April 17–21, 2023.
30.
Nawrocki, J. and Socha, M. 2021. Hydrogeothermal regions of the Polish Lowland (Regiony hydrogeotermalne na Niżu Polskim), Przegląd Geologiczny 69(9), pp. 578–593, DOI: 10.7306/2021.32 (in Polish).
31.
Ney, R. and Sokolowski, J. 1987. Geothermal waters in Poland and possibilities of their utilisation (Wody geotermalne w Polsce i możliwości ich wykorzystania). Nauka Polska 6 (in Polish, English abstract).
32.
Sokołowski et al. 1992 – Sokolowski, J., Długosz, P. and Bujakowski, W. 1992. The first experimental geothermal plant in Poland. Exploration Geology, Geosynoptics and Geothermal Energy 6. pp. 9–18.
33.
Sokołowski, J. ed. 1995. Provinces and geothermal acquifers in Poland (Prowincje i baseny geotermalne Polski). Kraków: CPPGSMiE PAN (in Polish).
34.
Sokołowski, J. 2021. Searching an documenting resources of thermal waters in Poland in 2010–2020 in case of exploration hydrogeological conditions of deep acquifers (Poszukiwanie i dokumentowanie złóż wód termalnych w Polsce w latach 2010–2020 w aspekcie rozpoznawania warunków hydrogeologicznych głębokich systemów wodonośnych). Przegląd Geologiczny 69(9), pp. 594–603, DOI: 10.7306/2021.33 (in Polish).
35.
Sokołowski, J. and Skrzypczyk, L. 2022. Brines, healing and thermal waters (Solanki, wody lecznicze i termalne) [In:] Balance of mineral deposit resources in Poland as at 31 December 2021 (Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31 XII 2021 r.) (ed. M. Szuflicki et al.). Warszawa: PIG-PIB, pp. 488–505 (in Polish).
36.
Sokołowski et al. 2021 – Sokołowski, J., Skrzypczak, L., Sosnowska, M. and Malon, A. 2021. Underground waters counted as minerals – state of documented resources, extent of utilisation, tasks for the future (Wody podziemne zaliczone do kopalin – stan udokumentowania zasobów, stopień wykorzystania, perspektywy nowych odkryć, zadania na przyszłość). Przegląd Geologiczny 69(8), pp. 515–520 (in Polish).
37.
Sowiżdżał, A. 2009. Geothermal resources of Lower Jurassic aquifer in Szczecin Trough (Zasoby geotermalne warstw wodonośnych dolnej jury w niecce szczecińskiej). Geologia 35(2/1), pp. 213–221.
38.
Sowiżdżał, A. 2010. Prospects of use of thermal water resources of Lower Jurassic aquifer in the Szczecin Trough (NW Poland) for space heating and balneology and recreation (Perspektywy wykorzystania zasobów wód termalnych jury dolnej z regionu niecki szczecińskiej (północno-zachodnia Polska) w ciepłownictwie, balneologii i rekreacji). Przegląd Geologiczny 58(7), pp. 613–621 (in Polish).
39.
Sowiżdżał, A. 2016. The geothermal potential of Mesozoic aquifers in the Polish Lowlands for the production of the electricity (Potencjał geotermalny zbiorników mezozoicznych Niżu Polskiego do produkcji energii elektrycznej). Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia Zrównoważony Rozwój 55(2), pp. 105–115 (in Polish).
40.
Sowiżdżał, A. 2018. Geothermal energy resources in Poland – Overview of the current state of knowledge. Renewable and Sustainable Energy Reviews 82 (P3), pp. 4020–4027, DOI: 10.1016/j.rser.2017.10.070.
41.
Sowiżdżał et al. 2016 – Sowiżdżał, A., Hajto, M. and Górecki, W. 2016. The most prospective areas for geothermal energy utilization for heating and power generation in Poland. European Geothermal Congress 2016, Strasbourg, France, 19–24 Sept 2016.
42.
Sowiżdżał et al. 2017 – Sowiżdżał, A., Hajto, M., Papiernik, B., Mitan, K. and Hałaj, E. 2017. Possibilities of geothermal sector development in central Poland in reference to extended structural and parametrical analysis of Mogilno-Łódź Trough (Możliwości rozwoju sektora geotermii w centralnej Polsce w świetle pogłębionej analizy strukturalno-parametrycznej rejonu niecki mogileńsko-łódzkie). Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia Zrównoważony Rozwój 56(2), pp. 17–31 (in Polish).
43.
Sowiżdżał et al. 2018a – Sowiżdżał, A., Hajto, M., Papiernik, B., Mitan, K. and Hałaj, E. 2018. Characteristics of hydrogeothermal parameters of the Lower Cretaceous and Lower Jurassic reservoir in the Mogilno-Łódź Trough based on the results of three-dimensional structural-parametric modeling (Charakterystyka parametrów hydrogeotermalnych zbiornika dolnokredowego i dolnojurajskiego w rejonie niecki mogileńsko-łódzkiej na podstawie wyników trójwymiarowego modelowania strukturalno-parametrycznego). Technika Poszukiwań geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój 57(2), pp. 241–243 (in Polish).
44.
Sowiżdżał et al. 2018b – Sowiżdżał, A., Tomaszewska, B. and Chmielowska, A. 2018. Development of the Polish geothermal sector in the light of current possibilities of financial support for a geothermal investment. E3S Web of Conferences 2019 Ecological and Environmental Engineering 86, pp. 1–6, DOI: 10.1051/e3sconf/20198600034.
45.
Sowiżdżał et al. 2019 – Sowiżdżał, A., Maćkowski, T. and Wachowicz-Pyzik, A. 2019. Recognition of Lower Cretaceous geothermal potential of central Poland with the application of geophysical methods. Sustainable Water Resources Management 5, pp. 1469–1478, DOI: 10.1007/s40899-019-00309-2.
46.
Sowiżdżał et al. 2020a – Sowiżdżał, A., Górecki, W. and Hajto, M. 2020. Geological conditions of geothermal resource occurrences in Poland. Geological Quarterly 64(1), pp. 185–196.
47.
Sowiżdżał et al. 2020b – Sowiżdżał A., Hajto, M. and Hałaj, E. 2020. Thermal waters of central Poland: a case study from Mogilno-Łódź Trough, Poland. Environmental Earth Sciences 79(112), pp. 1–11, DOI: 10.1007/s12665-020-8855-2.
48.
Sowiżdżał et al. 2021 – Sowiżdżał, A., Gładysz, P. and Pająk, L. 2021. Sustainable use of petrothermal resources – a review of the geological conditions in Poland. Resources 10(8), pp. 1–18, DOI: 10.3390/resources10010008.
49.
Szczepański et al. 2006 – Szczepański, A., Haładus, A. and Hajto, M. 2006. Methods of analysis of principal hydrogeological parameters of geothermal aquifers in the Polish Lowlands. [In:] Atlas zasobów geotermalnych na Niżu Polskim. Formacje mezozoiku. Górecki ed. 2006.
50.
Ziółkowski et al. 2021 – Ziółkowski, P., Hyrzyński, R., Lemański, M., Kraszewski, B., Bykuć, S., Głuch, S., Sowiżdżał, A., Pająk, L., Wachowicz-Pyzik, A. and Badur, J. 2021. Different design aspects of an Organic Rankine Cycle turbine or electricity production using a geothermal binary power plant. Energy Conversion and Management 246, pp. 1–16, DOI: 10.1016/j.enconman.2021.114672.
Share
| eISSN: | 2299-2324 |
| ISSN: | 0860-0953 |
We process personal data collected when visiting the website. The function of obtaining information about users and their behavior is carried out by voluntarily entered information in forms and saving cookies in end devices. Data, including cookies, are used to provide services, improve the user experience and to analyze the traffic in accordance with the Privacy policy. Data are also collected and processed by Google Analytics tool (more).
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
