Profil badawczy

Obszar działalności Grupy Badawczej ZRÓWNOWAŻONE ZARZĄDZANIE WODĄ I ENERGIĄ koncentruje się wokół tematyki racjonalnego i efektywnego wykorzystania zasobów wodnych w kontekście surowcowym i energetycznym, ze szczególnym ukierunkowaniem na wody lecznicze i geotermalne oraz wody powierzchniowe i podziemne wykorzystywane w energetyce konwencjonalnej i odnawialnej (geotermia, hydroenergetyka). Do kluczowych zainteresowań naukowo-badawczych należą:

• modelowanie hydrodynamiczne i geochemiczne głębokich struktur wodonośnych z uwzględnieniem modeli o zasięgu regionalnym;
• zastosowania metod geofizycznych w zagadnieniach hydrogeologicznych i hydrogeotermalnych;
• wykorzystanie narzędzi i możliwości systemów GIS;
• badania układu woda-skała w prognozowaniu wytrącania osadów wtórnych w systemach geotermalnych (prognoza skalingu i kolmatacji systemów geotermalnych);
• Life Cicle Assessment (LCA) w badaniach środowiskowych;
• racjonalne i efektywne wykorzystanie wód i energii geotermalnej w systemach kaskadowych;
• wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wód geotermalnych dla pozyskania wody przeznaczonej do spożycia i na cele gospodarcze;
• rozwiązania technologiczne dla pozyskania użytecznych produktów wytwarzanych na bazie wód leczniczych i geotermalnych (koncentraty, sole lecznicze, kosmetologia, balneologia, rekreacja i in.);
• odzysk pierwiastków użytecznych z wód geotermalnych;
• wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w procesach uzdatniania wód, ze szczególnym ukierunkowaniem na ocenę potencjału geotermii niskiej entalpii;
• efektywne usuwanie składników niepożądanych z wód, m.in. arsenu i boru.
• ocena stabilności eksploatacji wód leczniczych i geotermalnych;
• ocena efektywności energetycznej systemów geotermalnych oraz procesów uzdatniania wód;
• ocena potencjału wykorzystania wód i energii geotermalnej w rolnictwie;
• poprawa i konsolidacja systemów zarządzania zasobami wodnymi odpornymi na zmiany klimatu,
• integracja rozwiązań opartych na zarządzaniu zasobami wodnym i energią w celu wsparcia procesów adaptacji do zmian klimatu;
• zwiększenie efektywności magazynowania wody i energii.

Prowadzimy badania modelowe, w oparciu o najnowsze narzędzia modelowania numerycznego, laboratoryjne oraz pilotowe z wykorzystaniem zaplecza aparaturowego WGGiOŚ AGH oraz we współpracy z partnerami z jednostek naukowo-badawczych, m.in. IGSMiE Polskiej Akademii Nauk, Politechniki Śląskiej i Politechniki Wrocławskiej.

W ramach projektów komercyjnych zespół realizuje analizy studialne, ekspertyzy oraz badania obejmujące projektowanie i dokumentowanie zasobów eksploatacyjnych ujęć wód i zasobów dyspozycyjnych rozpatrywanych struktur geologicznych, typowanie miejsc do eksploatacji zasobów, badania hydrodynamiczne i hydrogeochemiczne, energetyczne i środowiskowe, w tym LCA. Realizujemy szeroki zakres prac, od badań podstawowych, poprzez badawczo-rozwojowe i wdrożeniowe, poparte opracowaniem koncepcji technologicznych i oceną efektów energetycznych, ekonomicznych i ekologicznych inwestycji.

Kształcimy nową generację naukowców i kadr dla sektora OZE w Polsce i za granicą (kierunek Ekologiczne Źródła Energii na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska) z umiejętnościami radzenia sobie ze złożonymi globalnymi wyzwaniami przyszłości w zakresie aspektów woda-energia-klimat. Zarządzanie zasobami wodnymi i energią zależy od szczególnych czynników, takich jak dostępność zasobów i czynniki rynkowe, na które mogą wpływać krajowe polityki zasobowe, dobór paliw i technologii, ale również uwarunkowania klimatyczne. W konsekwencji, te kluczowe zależności „woda-energia-klimat” znajdują odzwierciedlenie w pracach naukowo - badawczych Grupy Badawczej.

Lista wybranych publikacji

Use of low-enthalpy and waste geothermal energy sources to solve arsenic problems in freshwater production in selected regions of Latin America using a process membrane distillation – research into model solutions / Barbara TOMASZEWSKA, Jochen Bundschuh, Leszek PAJĄK, Marta DENDYS, Valeria Delgado Quezada, Michał Bodzek, Maria Aurora Armienta, Mauricio Ormachea Muñoz, Aleksandra Kasztelewicz // Science of the Total Environment 2020 vol. 714 art. no. 136853, s. 1–15.

Energetic and environmental aspects of individual heat generation for sustainable development at a local scale — a case study from Poland / Michał KACZMARCZYK, Anna SOWIŻDŻAŁ, Barbara TOMASZEWSKA // Energies 2020 vol. 13 iss. 2 art. no. 454, s. 1–16. https://www.mdpi.com/1996-1073/13/2/454/pdf

Geological and thermodynamic analysis of low enthaply geothermal resources to electricity generation using ORC and Kalina Cycle technology / Michał KACZMARCZYK, Barbara TOMASZEWSKA, Leszek PAJĄK // Energies 2020 vol. 13 iss. 6 art. no. 1335, s. 1–20  https://www.mdpi.com/1996-1073/13/6/1335/pdf

Review of the low-enthalpy Lower Cretaceous geothermal energy resources in Poland as an environmentally friendly source of heat for urban district heating systems / Leszek PAJĄK, Barbara TOMASZEWSKA, Wiesław Bujakowski, Bogusław Bielec, Marta DENDYS // Energies 2020 vol. 13 iss. 6 art. no. 1302, s. 1–14. https://www.mdpi.com/1996-1073/13/6/1302/pdf

The potential of RES in the reduction of air pollution: the SWOT analysis of smart energy management solutions for Krakow Functional Area (KrOF) / Tomasz Jeleński, Marta DENDYS, Barbara TOMASZEWSKA, Leszek PAJĄK // Energies 2020 vol. 13 iss. 7 art. no. 1754, s. 1–26 https://www.mdpi.com/1996-1073/13/7/1754/pdf

What should be included in education programmes – the socio-education analysis for sustainable management of natural resources / Anna Mróz, Iwona Ocetkiewicz, Barbara TOMASZEWSKA // Journal of Cleaner Production 2020 vol. 250 art. no. 119556, s. 1–13.

Could geothermal water and energy use improve living conditions? : environmental effects from Poland ?/ Anna SOWIŻDŻAŁ, Anna CHMIELOWSKA, Barbara TOMASZEWSKA, Agnieszka Operacz, Józef Chowaniec // Archives of Environmental Protection 2019 vol. 45 no. 3, s. 109–118 http://journals.pan.pl/Content/111664/PDF/Archives+vol+45+no+3__13.pdf?handler=pdf

Pilot study of the impact of geothermal water RO concentrate volume minimization on the possibility of comprehensive further use / M. TYSZER, B. TOMASZEWSKA // Desalination and Water Treatment 2019 vol. 157, s. 250–258. — Bibliogr. s. 257–258

Analysis of hydrogeological conditions supported by mathematical modelling as the basic stage of investment projects in the field of geothermy / Barbara TOMASZEWSKA, Marta Dendys, Leszek PAJĄK //  Geological Bulletin of the Polish Geological Institute 2018 , s. 179–183.  https://biuletynpig.pl/resources/html/article/details?id=179344

Groundwater circulation in the Miechów Trough and the central part of the Carpathian Foredeep (Poland): a hydrogeological conceptual model / Marta Dendys, Andrzej SZCZEPAŃSKI, Barbara TOMASZEWSKA // Geologos 2018 vol. 24 no. 3, s. 177–187. http://www.geologos.com.pl/pdf/logos-2018-0019.pdf

Integration of nanofiltration and reverse osmosis in desalination of mine water / Michał Bodzek, Mariola Rajca, Malwina Tytła, Barbara TOMASZEWSKA // Desalination and Water Treatment 2018 vol. 128, s. 96–105.

Investigations of the possibility of lithium acquisition from geothermal water using natural and synthetic zeolites applying poly(acrylic acid) / Małgorzata Wiśniewska, Gracja Fijałkowska, Iwona Ostolska, Wojciech Franus, Agnieszka Nosal-Wiercińska, Barbara TOMASZEWSKA, Joanna Goscianska, Grzegorz Wójcik // Journal of Cleaner Production 2018 vol. 195, s. 821–830. https://www-1sciencedirect-1com-10000271y0332.wbg2.bg.agh.edu.pl/science/article/pii/S0959652618316469/pdfft?md5=a68a0d923538516ba4e7b412eb9f00fe&pid=1-s2.0-S0959652618316469-main.pdf

Lithium capturing from geothermal water by hybrid capacitive deionization / Anna Siekierka, Barbara TOMASZEWSKA, Marek Bryjak // Desalination  2018 vol. 436, s. 8–14.

Low-enthalpy geothermal energy as a source of energy and integrated freshwater production in inland areas: technological and economic feasibility / Barbara TOMASZEWSKA, Leszek PAJĄK, Jochen Bundschuh, Wiesław Bujakowski // Desalination 2018 vol. 435, s. 35–44. https://goo.gl/praS6h

Nanofiltration enhancing the mine water treatment / Michał Bodzek, Mariola Rajca, Malwina Tytła, Krystyna Konieczny, Barbara TOMASZEWSKA // Desalination and Water Treatment  2018 vol. 128, s. 372–382.

New approach to the utilisation of concentrates obtained during geothermal water desalination / Barbara TOMASZEWSKA // Desalination and Water Treatment 2018 vol. 128, s. 407–413.

The concept of multivariant use of geothermal water concentrates / B. TOMASZEWSKA, M. TYSZER, M. Bodzek, M. Rajca // Desalination and Water Treatment 2018 vol. 128, s. 179–186.

Use of numerical modelling in the prediction of membrane scaling : reaction between antiscalants and feedwater / Barbara TOMASZEWSKA, Ewa KMIECIK, Katarzyna WĄTOR, Magdalena TYSZER // Desalination 2018 vol. 427, s. 27–34. https://goo.gl/oFuhEq

Zero-waste initiatives – waste geothermal water as a source of medicinal raw material and drinking water / Barbara TOMASZEWSKA, Marta Dendys // Desalination and Water Treatment 2018 vol. 112, s. 12–18.