Termín geotermální energie (GTE) stále v široké veřejnosti zatím nezískal patřičnou popularitu, možná i proto, že “marketingově” se současná debata o obnovitelných zdrojích točí především okolo solárů. Přitom energie zemského jádra skýtá široké možnosti využití jak pro výrobu tepelné energie, tak pro chlazení, ale dokonce i dlohodobou akumulaci. Jedná se o řešení, která jsou především v rámci tzv. “mělké” GTE dnes běžná u staveb kancelářských budov či průmyslových areálů. Geotermální energie by měla do budoucna hrát významnou roli v energetické transformaci zejména v oblasti vytápění, včetně systémů centrálního zásobování teplem. Širšímu rozšíření ale brání nedostatek lidských kapacit, pro ČR tolik typické byrokratické překážky, ale i zatím malý zájem – buďme upřímní – nás všech.
Kulatý stůl
V pondělí 13. 6. 2022 se ve Sloupovém sále v pražské Sněmovní ulici sešla skupinka odborníků u kulatého stolu na téma “analýza potenciálu geotermální energie”. Prezentovány byly především výstupy projektu TAČR THETA 2, zabývajícím se středními a velkými hloubkami vrtů. Hovoříme o hloubce mezi 400 a 5000 metry pod zemí. Tzv. “mělká” GTE je mezi i realizačními firmami akademiky brána jako rutinní záležitost, jádro výzkumu se tak posouvá do hloubek větších. Tématem je možná velikost instalovaného výkonu pro výrobu tepla. “Menší” řešení jsou možné již dnes, teplo se dá vyrábět i akumulovat ve vrtech do 400 m v řádech kW. Pro projekty v rámci produkce, čítající MW, která by byla např. potřeba pro nahrazení či budování zdrojů větších soustav městských CZT, je však potřeba “vrtat hlouběji”.
Představena byla mapová aplikace geotermálního potenciálu ČR. Ta umožňuje zkonstruovat “virtuální vrt” kdekoliv v republice, byť tam dnes žádný neexistuje. Umožní estimovat teplotu podle hloubky na daném území a říct si tak, do jaké míry dává smysl vrtat právě ve Vaší obci. Aplikace je veřejně dostupná:
Je postavena na datech z desítek (dnes již často neexistujících) vrtů na celém území ČR, které jsou na mapě rovněž podrobně zobrazeny. Ostatně, podívat se může každý. Zásadní informace je ale následující: potenciál pro GTE je možné nalézt (až na výjimky) v podstatě všude v České republice.
Témat kulatého stolu bylo ovšem daleko víc. Především potenciál, jaký mělká i hluboká GTE v naší zemi vlastně má.
Jak GTE funguje
Teplota na zemském povrchu se mění v průběhu roku. Nicméně více než 20m pod zemí je teplota konstantní a “sezónnost” na povrchu na ní v podstatě nemá vliv. Dokonce i klimatická změna se v hloubce nad 40m projevuje v naprosto zanedbatelném množství.
Hluboko pod zemí tak máme horninu, která je přirozeně ohřátá od zemského jádra. Pomocí vrtů, do nichž se z povrchu vhání voda, můžeme její energii přeměnit v tepelnou a využít právě pro vytápění budov. V letních měsících se dá pomocí vrtů budova ochlazovat. Nejzajímavější však patrně je skutečnost, že energie se dá do horniny ukládat! Pár set metrů pod zemí tak můžeme vytvořit přirozený zásobník tepla, který v zimě prostě “pustíme nahoru” do našich kanceláří či domovů.
Vrt má průměr zhruba 10 cm a na relativně malé ploše jich mohou být desítky (srov. níže s konkrétními příklady), aniž by byla jakkoliv významně narušena struktura půdy či kvalita země v okolí a to i např. s ohledem na kvalitu i kvantitu spodních vod. Jedná se opravdu o neinvazivní obnovitelné řešení. Obnovitelné pochopitelně do té doby, dokud bude aktivní zemské jádro. Tedy minimálně ještě stovky milionů let.
Kde v ČR je k vidění a s jakou investicí počítat
Samozřejmě jsme nezůstali jen u teorie a společně se skupinou místních starostů, podnikatelů, ale i zástupců MAS jsme si zajeli prohlédnout dvě možná nejzajímavější řešení GTE v ČR. Jediný hluboký vrt v Litoměřicích a jediné CZT napojené na GTE v ČR v Děčíně.
Hlavní funkcí Litoměřického výzkumného centra RINGEN je rozvoj a testování metod pro ocenění energetického potenciálu hlubinných geotermálních zdrojů a technologií stimulace propustnosti hornin, mělké geotermální energie a podzemních zásobníků energie, využívající horninové prostředí pro ukládání a následné jímání tepla. Hlavním cílem výzkumu je vytvořit experimentální zdroje geotermální energie a jejich propojení s dalšími obnovitelnými zdroji energie a následná integrace do stávajícího energetického systému. K tomu slouží právě i zkušební vrt, který dosahuje hloubky 2 km, zatím nejvíc v naší zemi.
Nositelem výzkumné infrastruktury RINGEN je Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy a dalších partneři, jako např. Město Litoměřice či Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem. Výzkumný tým složený z pěti desítek odborníků spolupracuje se špičkovými vědeckými centry z Německa, Francie, Švýcarska, Velké Británie, Nizozemí, Islandu a dalších zemí v Evropě i zámoří.
Až na výjimky je možné v ČR vrtat prakticky kdekoliv. Cena vrtu do 500m vyjde cca na 4 miliony. U hlubších vrtů však stoupá exponenciálně. Dvoukilometrový vrt, který je v ČR k vidění (či spíše “navnímání”) pouze ve zkušebním provozu v Litoměřicích vyjde v řádech na stovky milionů. Hluboká GTE na své širší uplatnění a rutinizaci cen teprve čeká. Přitom potenciál ukazuje, že Česká Republika má v tomto způsobu získávání energie šanci stát se světovým leaderem.
Perspektivy rozvoje a současné využití GTE
Jediná soustava centrálního zásobování teplem (teplárna) napojená na geotermální energii se dnes na území ČR nachází v Děčíně. Místní soustava o výkonu 6,5 MW zásobí teplem sídliště na pravém břehu Labe.
Její původ sahá do roku 2002 a jedná se v České republice dodnes ojedinělý projekt výstavby geotermálního zdroje. Hnědé uhlí a topné oleje postupnými rekonstrukcemi a výstavbou nového zdroje nahradil zemní plyn a geotermální teplárna. Realizací projektu geotermální teplárny došlo k pozitivním ekologickým efektům z důvodu odstavení z provozu celkem 7 ks neekologických a dožitých velkých kotelen na topné oleje a několika malých kotelen na zemní plyn.
Geotermální zdroj v Děčíně byl zvolen jako Projekt desetiletí v anketě organizované Teplárenským sdružením České republiky. Jedná se ale poměrně unikátní řešení, založené na vyvěrající teplé vodě z geotermálního podzemního jezera, tedy tzv. “otevřený systém”, kdy je již teplá voda čerpána a využita v systému. Širší využití takovéto soustavy se nepředpokládá.
Naopak “uzavřený systém”, kdy je pod zem vpouštěna voda studená za účelem ohřátí čeká široké uplatnění. Z nejnovějších příkladů využití jmenujme například Palác Národní na Praze 1. Za zmínku stojí, že se jedná o poměrně “složitou parcelu” v centru hlavního města, kam se však vešlo 24 vrtů o hloubce 120m. Budova banky ČSOB na pražských Radlicích je pak “podvrtána” 179 vrty o hloubce 150 metrů. Ty jsou rozděleny podle účelových sekcí – některé vytápí a jiné zase chladí. Celkový výkon je 1,3 MW. Projekt jen o něco menších rozměrů najdeme v Hradci Králové. 105 místních 180 metrových vrtů disponuje výkonem 0,8MW.
Příklady najdeme ale i na malých obcích. V Městečku Trnávka v Pardubickém kraji mají vrty “jen” dva, 130m hluboké. Jsou ale dobrým zdrojem tepla pro místní školská zařízení.
Bariéry rozvoje GTE
Žijeme v naší zemi, kde není překvapením, že hlavní problémy si způsobujeme sobě sami především v přebujelé byrokracii a nedostatečné legislativě. Právní rámec definuje vrty jako hornickou činnost, která ale de jure nezná energetické využití. Procesy povolování jsou tak, například na rozdíl od sousedního Německa, zbytečně složité. Neexistuje navíc legislativa pro ukládání tepla. Plus připravenost lokalit pro hlubokou GTE je nulová.
Tím si nenechme zkazit den. Potenciál GTE je u nás obrovský, což si ostatně můžete ověřit i na přiložené interaktivní mapě. Možnosti využití nacházíme jak u velkých soustav zásobování teplem, tak i u malých řešení, které jsou třeba ve skandinávských zemích běžné. V kombinaci s obnovitelným zdrojem elektřiny se tak může jednat o to dlouhodobě udržitelné, soběstačné a hlavně naše vlastní (národní / regionální / obecní) řešení energetiky, které tak usilovně hledáme.
