Jedna z možností náhrady zemního plynu: geotermální energie

Až 20 procent zemního plynu z Ruska lze nahradit obnovitelnými zdroji, tvrdí Komora obnovitelných zdrojů. Jedním z nich je i dosud opomíjená geotermální energie. V České republice ale zatím nemá žádnou podporu, na rozdíl od okolních zemí – Německa, Polska a Slovenska.

Jedna z možností náhrady zemního plynu: geotermální energie

ABSTRACT: Up to 20 percent of Russian natural gas can be replaced with renewables, the Chamber of Renewables says. The still neglected geothermal energy is one of them. However, it does not have any support in the Czech Republic yet, unlike in its neighborghing countries Germany, Poland and Slovakia.


 

TEPELNÁ ENERGIE Z HLUBINY

Pod pojmem geotermální energie si většina z nás představí tepelná čerpadla, která se stále masivněji používají k vytápění rodinných domů. Ta ale vesměs fungují jen na principu vzduch-voda, nikoliv země-vzduch nebo země-voda. V komerční či veřejné sféře se ale zatím až na výjimky takřka nevyužívají. Geotermální energie je přitom plnohodnotným zdrojem schopným nahrazovat zemní plyn a uhlí, využívané v malých soustavách dálkového vytápění a chlazení. „Z fyzikálního pohledu je to teplo, které je dlouhodobě uložené v Zemi a vychází z horkého jádra, které má teplotu pět až šest tisíc stupňů. Toto teplo pomalu stoupá nahoru až k zemské kůře a v této vrstvě si ho můžeme případně odebírat,“ vysvětluje Antonín Tym z České geotermální asociace.

K využití hlubinné energie pak můžeme podle Tyma přistoupit pomocí dvou systémů – hydrotermálního a stimulovaného. V prvním případě se využívá tzv. zvodnělých vrstev, které se přirozeně vyskytují ve větších hloubkách v řádech kilometrů. Je to vodou nasycená hornina s množstvím vody, která přejímá teplotu okolí. Jaká je teplota v určené hloubce, závisí podle Antonína Tyma na tepelném gradientu. Obvykle můžeme očekávat teploty kolem 30, ale i 60 a více stupňů Celsia, a to lze využít pro vytápění a v některých případech i pro výrobu elektřiny. V Česku je tento gradient zhruba 30 stupňů na jeden kilometr, takže v hloubce dva kilometry je zhruba 60 °C.

Druhý způsob, při využití stimulovaných nebo umělých systémů na čerpání geotermální energie, využívá horniny bez dostatečného množství média v podobě vody, z něhož by se dala energie čerpat. „Pomáháme si tak, že máme jeden, případně více vrtů, přičemž jedním vháníme vodu do tohoto suchého prostředí. Potřebujeme přitom, aby nám příroda trochu pomohla a vytvořila tam puklinový systém, kterým voda proteče a převezme teplo okolního prostředí. A jímacím nebo produkčním vrtem se jímá ohřátá voda nazpět,“ vysvětlil princip druhého systému geolog.
 

Levnější je využití hydrotermální energie, která se ve světě využívá poměrně běžně. Podle Tyma se například v Německu počítají tyto vrty na stovky až tisíce a jediný větší problém, který je třeba řešit, je ochrana před usazováním látek, které jsou v této silně mineralizované vodě přítomné. I když jsou prvotní náklady poměrně vysoké, investice se postupně vrací díky tomu, že je tato energie v podstatě zdarma. „Návratnost se pohybuje v řádech deseti, dvanácti, patnácti let – záleží na tom, jak je vydatný tento zdroj," vysvětluje Tym.

Pokud by chtěl soukromník na svém pozemku využít takový vrt, musí počítat s náklady zhruba tisíc až dva tisíce na vyvrtaný metr. Podle Tyma by si takto vybudovaný zdroj energie v podobě tepelného čerpadla přijímajícího energii ze země zasloužil zvýhodnění v dotačních programech oproti těm, kteří ji čerpají ze vzduchu, a to kvůli vícenákladům na vrt.

Na druhou stranu, oproti systémům vzduch-voda máme v případě systémů země-vzduch a země-voda vyšší účinnost, a tím pádem i topný faktor. „V závislosti na technologii je topný faktor systémů vzduch-voda 2,5 až 3, zemní pak mohou dosáhnout 3,5 až 5. Takže to může být až dvojnásobný topný faktor. Ale obrovská výhoda zemních vrtů tkví v tom, že s jejich pomocí můžeme i chladit,“ popisuje výhody využití mělké geotermální energie odborník. Takto lze vrátit přebytečné teplo a do určité míry prostředí stabilizovat.

 

MOŽNOSTI GEOTERMÁLNÍ ENERGIE

Tento druh energie se hodí pro komerční využití v teplárenství, průmyslu, veřejném sektoru a developerských projektech. Z pohledu nejrychleji naplnitelného tržního potenciálu je zcela jednoznačně nejperspektivnější technologie mělké geotermální energie (GTE) využívající soustavy vrtů a vysokoteplotních čerpadel. Z pohledu technického potenciálu existují ještě větší možnosti využívání tzv. hluboké GTE, tj. vrtů hlubokých více než 2000 metrů. Takové jsou hlavní závěry studie „Země má energie na rozdávání – proč ji využíváme tak málo a jak to změnit?“ Studie shrnuje geotermální potenciál a rámcové podmínky jeho využití v ČR a rozpracovává čtyři možnosti pětiletého rozvoje sektoru do roku 2027.

„Geotermální energie je dostatek, stát však musí systematickou a cílenou podporou umožnit její rychlejší a masivnější využívání tak, aby odpovídala potřebám teplárenského sektoru a komerčním aplikacím s cílem v maximální možné míře využít jako náhradu za zemní plyn a uhlí právě tuto široce dostupnou, vysoce efektivní, čistou, stabilní, bezpečnou a především na jakýchkoliv externích vlivech nezávislou energii, uvedl Antonín Tym, který přípravu studie vedl.

„Významným aspektem mělké geotermální energie je pak také schopnost zároveň generovat chlad, jehož potřeba neustále roste a podle některých odhadů již v roce 2050 by měla spotřebovaná energie na chlazení převýšit spotřebu energie na vytápění,” dodal Tym.

„Geotermální energie je plnohodnotným zdrojem schopným již v současné době a za současných technologických i legislativních podmínek nahrazovat v poměrně velkém rozsahu fosilní zdroje využívané pro vytápění v České republice. Tato zásadní transformace však musí být podle našeho názoru koordinována na úrovni státu,” uvedl Radek Červín, předseda Asociace pro využívání tepelných čerpadel.

 


  • Geotermální energie pokrývá jen asi 0,3 % celosvětové spotřeby energie (tj. tepla i elektřiny dohromady).

  • Využití pouze 0,1 % potenciální energie zemské kůry je schopné pokrýt současnou spotřebu lidstva na 1 milion let.


 

NÁHRADA FOSILNÍCH PALIV

Potenciál geotermální energetiky (získávání energie zemského jádra) se v Česku pohybuje na úrovni evropského průměru, její využívání v tuzemsku ale stojí na samém začátku. V současnosti lze konstatovat, že jímání geotermální energie z prvních stovek metrů pod povrchem v kombinaci s tepelnými čerpadly je zcela konvenční a ověřenou technologií.

V Česku je však až na výjimky využívaná velmi omezeně, rozšířeny jsou především malé instalace v sektoru bydlení, typicky rodinné domy. V poslední době se již ale začínají objevovat instalace i pro komerční využití v administrativních budovách, školách, průmyslových areálech a rezidenčních souborech. Oproti tomu potenciál pro systémy dálkového zásobování teplem je zcela nevyužitý, přičemž i zde je geotermální energie schopna efektivně nahradit stávající fosilní zdroje vytápění o výkonu v řádech jednotek megawatt. Jediným limitem je v zásadě plocha, na které mohou být geotermální vrty zrealizovány.

 

Využitelnost geotermální energie v České republice

 

VYUŽÍVÁNÍ VRTŮ ZATÍM V PLENKÁCH

Podle studie Geofyzikálního ústavu Akademie věd ČR a České geologické služby mají nejlepší podmínky pro využití geotermální energie severovýchodní Čechy, Poohří, okolí Českých Budějovic a východní Morava. Naopak jako málo vhodné se pro energetické využití geotermální energie jeví Vysočina, Plzeňsko či oblast Jeseníků.

Zájem investorů o tento druh obnovitelné energetiky však zůstává nízký. Zatím se využití geotermální energie ve větším rozsahu v Česku omezuje na čerpání podzemní vody v Děčíně (tu však musí děčínská teplárna ze skupiny MVV Energie dál dohřívat spalováním zemního plynu) a využití podzemní horké vody pro akvapark v Pasohlávkách na jižní Moravě. Dříve oznámené plány na stavbu geotermálních elektráren či tepláren naopak zůstávají jen na papíře.

První geotermální projekt s využitím technologie Hot Dry Rock (ohřev vody horkými horninami v podzemí) chystalo v České republice město Litoměřice, a to již od roku 2000. Po vyvrtání průzkumného vrtu do hloubky 2111 metrů v roce 2007 však projekt „zamrzl“. V minulých letech v Litoměřicích vzniklo aspoň výzkumné centrum RINGEN. To se aktuálně zabývá projektem Synergys, který je zaměřen na možné ukládání tepla po podzemních struktur a jeho využití k vytápění města v zimní sezoně.

Na mrtvém bodě uvízly také projekty soukromé společnosti Entergeo, která v minulém desetiletí připravovala projekty na geotermální elektrárny v Tanvaldu a v Semilech. Plány firmy narazily na nesouhlas místních obyvatel i stavebních úřadů.

Nadějněji vypadá situace pro geotermální zdroje energie na Slovensku. První geotermální elektrárny o výkonu až 20 megawattů zřejmě vzniknou poblíž Žiaru nad Hronom. Do projektu, který připravila firemní skupina PW Energy, nedávno majetkově vstoupil SSE Holding, což je vlastník Stredoslovenské energetiky. SSE Holding z části vlastní stát a z části skupina EPH českého miliardáře Daniela Křetínského. Spuštění provozu první elektrárny je plánováno na rok 2026.

V Evropě přibývá projektů na výstavbu geotermálních elektráren, které využívají tepelnou energii zemského nitra. Geotermální energií jsou například vytápěny Helsinky a Stockholm, masivní využívání tohoto média připravuje Polsko, Německo i Slovensko.

„V Česku by měly vzniknout první geotermální elektrárny s instalovaným výkonem pět megawattů,“ informovala Agáta Jankovská z agentury Context Labs.

 

CHYSTÁ SE PRŮLOMOVÝ VRT DO HLUBIN ZEMĚ

Průlomový vrt do nitra Země chystá americký start-up Quaise. S moderní technologií se chystá vrtat do hloubky až 20 kilometrů a odtud čerpat teplo.

Zatím se lidstvo provrtalo jen do hloubky 12 kilometrů. V kategorii vědeckých vrtů do zemské kůry patří prvenství Kolskému superhlubokému vrtu. Vyhloubili ho v osmdesátých letech minulého století v severozápadním Rusku.

Společnost Quiase se chystá vrtat pomocí gyrotronu, což je mikrovlnný zdroj vysílající elektromagnetické vlny o vysoké frekvenci a intenzitě. Využije technologii, která je součástí fúzních projektů. V hloubce až 20 kilometrů by gyrotron měl narazit na horninu o teplotě kolem 500 stupňů Celsia, což by spolu s tlakem 22 megapascalů mělo stačit na to, aby se voda dostala do superkritického stavu podobného páře. Z ní by se dala vyrábět elektřina.

Experti odhadují, že gyrotron o výkonu jednoho megawattu vyvrtá 70 metrů horniny za hodinu. V Quaise vyvíjejí prototypy, které by měly být spuštěny v roce 2024. První konvertovanou elektrárnu poháněnou geotermální energií z hlubin chce společnost spustit v roce 2028.

Technologie by podle autorů projektu mohla být využita pro většinu uhelných elektráren, kterých je globálně v provozu víc než 8500, z toho 26 v Česku. Použitelná však bude také pro elektrárny paroplynové.

Tomáš Brejcha

Související články

Kdo vám dodá energie? Nové zákazníky berou jen tři ze sedmi největších dodavatelů

Pana Alexandra z Českého Krumlova čekaly počátkem měsíce dva pořádné šoky. Ten první byl, že mu společnost Nano Green jen během le…

Několik tisíc lidí demonstrovalo v Německu za otevření plynovodu Nord Stream

Na 3000 lidí dnes demonstrovalo v obci Lubmin poblíž severoněmeckého Greifswaldu za cenově přijatelné energie a za otevření plynov…

Hirman: V Bruseli sa bijeme za to, aby sme dostali peniaze zo zdanenia elektriny na Slovensko

Znárodnenie elektriny vyrobenej na Slovensku je krajné riešenie energetickej krízy. Momentálne SR pracuje na spoločnom európskom r…

Strop pro domácnosti zřejmě nebude na celou spotřebu, řekl Síkela

Vláda pracuje na nařízeních, která mají upravit způsob zastropování cen energií. Zatímco ceny by měly zůstat na oznámené úrovni, n…

Polsko odhaduje, že zdaněním mimořádných zisků energetických firem získá 70 miliard

Zdaněním mimořádných zisků energetických firem Polsko získá 13,5 miliardy zlotých (70 miliard Kč), očekává místopředseda polské vl…

Kalendář akcí

Podzimní plynárenská konference

03. 10. 2022 10:00 - 04. 10. 2022 15:10
Online
Český plynárenský svaz, jedna z největších oborových a profesních asociací v ČR, která sdružuje přes 200 významných společností plynárenského oboru, v...

CARBON DAY 2022

05. 10. 2022
Hotel Park Inn, Bratislava
Organizátor podujatia EkosPlus pozýva na odbornú konferenciu zameranú na klimaticko - energetickú politiku a obchodovanie s emisnými kvótami.

Hospodaření s energií ve firmách

11. 10. 2022 09:00 - 16:30
Praha, hotel Olympik
Zavádění energeticky úsporných opatření je v dnešní době energetické krize více než aktuální. Současné ceny energií nutí firmy přehodnocovat své energ...

ENERGETICKÁ KRIZE ESKALUJE, JE NUTNÉ JI ŘEŠIT!

13. 10. 2022 09:00 - 19:00
Praha, Hotel Grand Majestic Plaza
Mimořádná situace v energetice vyvolaná urychlením přechodu k obnovitelným zdrojům v kombinaci s neočekávaným válečným konfliktem na Ukrajině vyžaduje...

ENERGY-HUB je moderní nezávislá platforma pro průběžné sdílení zpravodajství a analytických článků z energetického sektoru. V rámci našeho portfolia nabízíme monitoring českého, slovenského i zahraničního tisku.

73189
Počet publikovaných novinek
2092
Počet publikovaných akcí
832
Počet publikovaných článků
ENERGY-HUB využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování jakéhokoli obsahu či jeho části veřejnosti je bez předchozího souhlasu výslovně zakázáno.
Drtinova 557/10, 150 00 Praha 5, Česká republika