U Litoměřic se začátkem příštího roku začnou hloubit dva nové geotermální vrty. Jde o první krok v rámci projektu nového zdroje „čistého tepla“.
V současné době drahých energií je poněkud iritující, pokud si uvědomíte, kolik energie je všude kolem nás. Mimo jiné i přímo pod našima nohama: v zemském nitru se skrývá mnohonásobně více energie, než kolik lidstvo potřebuje.
Většina z ní je zcela mimo dosah našich současných a dost možná i budoucích technologií, ale nezanedbatelné množství tzv. geotermální energie bychom z ní čerpat mohli. Na těch nejpříhodnějších místech světa už se to děje, nejlepším příkladem je například Island, v České republice zatím je však využití geotermální energie v podstatě nulové.
Jediné centrum
Změnit by se to mělo v Litoměřicích, kde probíhá již od roku 2000 probíhají s větší či menší intenzitou rozjezdy takového projektu. Vzniklo tu například za zhruba 130 milionů korun z evropských dotací středisko RINGEN pro výzkum tohoto zdroje.
Do regionu také směřují další peníze přímo na rozvoj podzemního „generátoru“. V rámci mezinárodnímu projektu PUSH-IT by u Litoměřic měly být v brzké době realizovány dva pilotní vrty do hloubky cca 500 metrů. Cílem je zjistit detailní geologické a hydrogeologické poměry v oblasti, jinak řečeno určit, jak by případný geotermální zdroj mohl vypadat, kolik vrtů bude zapotřebí, jaký objem vody je možné ohřívat a tak dále.
„Na realizaci těchto pilotních vrtů, které velmi dobře doplňují současné přípravné práce, již máme k dispozici téměř 800 tisíc euro,“ uvedl manažer geotermálního projektu Antonín Tym v tiskové zprávě.
Přípravný rok 2023 bude zaměřen na vyhodnocování dat získaných z pilotních vrtů, na dopracování projektu mělkých a hlubinných vrtů a na zahájení výběrových řízení na dodavatele vrtných prací. Klíčové bude také sestavení realizačního týmu, jehož významnou část mají tvořit zahraniční experti z celé Evropy.
Práce na mělkých vrtných polích a prvním hlubinném vrtu mají být zahájeny v roce 2024. První „geobaterie“ (podzemní zásobníky tepla) by mohly být hotové během roku 2025. Postupně bude dokončen i druhý hlubinný vrt s očekávaným spuštěním o rok později. „Pokud vše půjde podle navrženého plánu,“ dodal Antonín Tym.
Projekt SYNERGYS – systémy pro energetickou synergii, jehož hlavním cílem je využití mělké a hlubinné geotermální energie, budování podzemních zásobníků tepla, výroba tzv. zeleného vodíku apod., již Ústecký kraj zařadil mezi strategické projekty. Je tedy velmi pravděpodobně, že v operačním programu Spravedlivá transformace bude podpořen.
Půjde to u nás?
Bude ovšem lepší si na výsledky projektu ještě počkat. Postavení Litoměřic je v Česku ojedinělé, a to do značné míry díky zájmu na místní politické úrovni. To je důležitá podmínka úspěšného projektu, protože odpor místní obyvatel může jakoukoliv snahu o geotermální zdroj rychle ukončit.
Není to ovšem jediná nutná podmínka. Podle informací listu Deník se také ukázalo, že rozvody tepla ve městě nejsou v takovém technickém stavu, aby bylo možné případný zdroj jednoduše připojit na centrální systém vytápění. To si tedy vyžádá další investice patrně za strany města. Z hlediska čistě geologického ovšem Litoměřice nejlepším místem možným nejsou.
Velmi jednoduše to můžete zjistit při pohledu na mapku geotermálního potenciálu od České geologické služby, která je dostupná online do velkých podrobností. Ta v podstatě ukazuje, jak velký je rozdíl teplot s přibývající hloubkou v dané lokalitě. Jak se můžete přesvědčit, Litoměřice nejsou v rámci Česka z tohoto hlediska „jedničkou“ – čistě z pohledu „podzemních teplot“ ovšem nejsou ani zdaleka nejméně příznivou oblastí. Lepší lokality by se našly například u Chebu či na opačném konci republiky, v okolí Frenštátu pod Radohštěm.
K dispozici je i online verze mapy, ve které můžete podle libosti zaměřovat libovolnou adresu v Česku.
Obecně ovšem platí, že „geotermální potenciál“ České republiky prostě není příliš vysoký. Nemáme pro rozvoje geotermálních zdrojů nejlepší podmínky. A to nemyslíme pouze ve srovnání s nějakými exotickými zeměmi, ale také blízkými sousedy.
Komu „hoří“ pod nohama
Aktuálně je produkce geotermální energie nejvyšší v USA (3,6 GW ), vysoká míra využití je díky příhodným geologickým podmínkám také na Filipínách (1,9 GW ) nebo v Indonésii (1,8 GW ). Nový Zéland má kapacitu 0,9 GW, Island 0,6 GW.
V některých vybraných zemích je ovšem dnes podíl využívané energie dosti vysoký. Na Island je to například 28 %, v Salvadoru 25 %, v Keni 20 %. Z velkých evropských zemí má největší kapacity Itálie, která z geotermálu pokrývá zhruba 3 % své spotřeby.
Silným hráčem na tomto poli začíná být Turecko, které v roce 2020 plánuje otevřít velkou geotermální elektrárnu využívající čtyři vrty do téměř pětikilometrové hloubky. Instalovaná kapacita země tak bude vyšší než všech zemí EU dohromady.
Země EU přitom mají zdroje geotermální energie o celkovém výkonu zhruba 1,3 GW. Předpokládá se, že do roku 2050 by mělo dojít k výrazném, někde snad až tisícinásobnému nárůstu využívání geotermálním energie v každé ze zemí EU. Bude ale záležet na místních podmínkách, kterou nejsou všude stejné.
V blízkosti České republiky má například velmi zajímavý potenciál Maďarsko. Pod Panonskou pánví stoupá teplota směrem do nitra Země rychleji, než bývá obvyklé. K tomu, aby teploty byly dost zajímavé pro energetické využití, je tedy zapotřebí mělčích a výrazně levnějších vrtů. Geotermální energie je ovšem v Maďarsku jedním z nejméně využívaných obnovitelných zdrojů energie. Měla by přitom hrát klíčovou roli při dosahování cílů země v oblasti klimatické neutrality do roku 2050.
Podmínky se ovšem začínají zlepšovat. Maďarsko se stalo sedmou zemí v Evropě, která zavedla systém snižování rizika pro projekty hlubinné geotermální energie. Maďarské ministerstvo pro inovace a technologie vyhlásilo 8. června 2021 výzvu k předkládání nabídek na podporu projektů geotermálního vytápění se státní garancí na pokrytí geologických rizik prvních vrtů.
Maďarsko je tedy pouze na úplném začátku. Hned za našimi západními hranicemi jsou na tom lépe.
Tři možnosti využití
Prakticky se nabízí tři možnosti. První je provozovat velmi mělké vrty, které sahají do hloubky pár stovek metrů, a doplnit je tepelným čerpadlem. Není to masivní zdroj energie; ušetří zhruba 30 procent energie na vytápění, případně v létě na chlazení. Návratnost je tedy v řadě případů sporná, protože náklady na vrt jsou příliš vysoké.
Další možností je vrtat do hloubek kolem tří kilometrů. Zvláště pokud jsou hodně propustné (tedy ideálně nějaké měkčí usazeniny) je možné z takových hloubek celkem účinně čerpat vodu o teplotách, které se hodí na vytápění.
Třetí, technicky nejnáročnější možnost si žádá vrty do hloubek do míst, kde teploty dosahují alespoň 120°C. Což znamená obvykle do hloubek přesahujících čtyři kilometry. Pokud je v takovém vrtu dostatek vody (dává přes 100 litrů za minutu), lze z nich už vyrábět elektřinu i elektřinu.
Bavorům, těm je hej
Město Mnichov leží v oblasti, které geologové říkají Alpská předhlubeň ležící od Alp až k toku Dunaje. Ještě během třetihor to byl mořský průliv. Ten postupně zaplnily nánosy, které tam ukládaly řeky stékající z hor. Koncem třetihor však zemská tektonika sedimenty současně s celými Alpami vyzdvihla a moře vymizelo.
Podél severního úpatí Alp se tak táhne obří prohlubeň vyplněná propustnými sedimenty. Voda ze srážek, které se zastaví o severní hřeben Alp, po jejich skalnatém podloží tedy rychle klesá, ale jen do určité hloubky. Její tok v podstatě kopíruje průběh dna „vany“, tedy Alpské předhlubně. Valí se tak na sever a začne znovu postupně stoupat směrem k povrchu.
Během své podzemní exkurze se voda nejen do určité míry mineralizuje, ale především se samozřejmě ohřeje od okolní horniny. Několik kilometrů pod Mnichovem tak proudí doslova podzemní řeka s teplotami od 65 až do 100 °C (v závislosti na místě, ale především na hloubce). Horká voda v těchto místech proudí vápencovými vrstvami, které mají i další pro geotermální energii důležitou vlastnost: jsou dostatečně propustné. Jednoduše jde o horniny dostatečně porézní, ze kterých lze tedy horkou vodu odčerpat. Pro ekonomické využití geotermální energie je to extrémně důležitá podmínka.
Pokud je v daném místě geologická struktura s vysokou teplotou, ale velmi nízkou propustností, tak z ní prostě nelze teplo odebrat. Typickým příkladem takové horniny může být žula; z ní se voda bez rozbití v podstatě čerpat nedá. Pokud jde o horninu s nízkou teplotou, ale vysokou propustností, tak ani z velkých objemů není možné dosáhnout dostatečné účinnosti. Typickým příkladem může být pískovec: je velmi propustný, ale většinou má nízkou teplotu.
V Mnichově jsou obě podmínky splněny a využití energie skryté pod zemí je tedy relativně přímočaré. Do horké horniny se jedním vrtem tlačí voda (či jiná podobná kapalina), z druhého se vyčerpává ohřátá. V jednodušší variantě se pak ohřátá kapalina používá pro vytápění/ochlazování domů. Pokud jsou teploty dostatečně vysoké, lze tento systém využít i k výrobě elektřiny, ale na to jsou zapotřebí opravdu poměrně příhodné podmínky: teploty vyšší než 100 °C a velmi propustná hornina, aby tok byl dostatečně silný. Teploty vody proudící pod Mnichovem jsou na to většinou nízké, lepší podmínky jsou ve větších hloubkách blíže Alpám.
Město chce mnohem spíše využívat jednodušší a finančně méně náročné mělčí vrty, které pak mohou posloužit k vytápění. Do roku 2040 by Mnichov chtěl mít také veškeré dodávky tepla kryté vlastní produkcí z obnovitelných zdrojů, především právě z geotermální energie. Projekt má na starosti městská firma SWM (Stadtwerke München).
Přechod na geotermální energii není levný, odhady celkové ceny jsou v řádech miliard eur. Návratnost těchto projektů by také pro ryze komerční subjekty, které si musí půjčovat na běžném trhu, mohla být velmi problematická. Pohybuje se totiž kolem deseti let – a to za předpokladu, že se projektu vyhnou komplikace, které geotermální elektrárny mohou doprovázet.
I proto se stavíme poněkud skepticky k představě, že by v podstatně méně příznivých českých podmínkách projekty postupovaly rychleji. I ten litoměřický – pokud se vůbec povede – bude nejspíše běh na dlouhou trať.
Proč je někdo proti?
Geotermální zdroj lze využívat pouze, pokud je hornina dostatečně propustná. V některých místech, především v měkkých a propustných sedimentech, to není problém. Někde – a vždy při vrtech do hodně velkých hloubek – tomu ovšem je nutné pomoci.K tomu se používá dnes již velmi osvědčený těžební postup známý jako hydraulické štěpení. Spočívá v tom, že se do vrtu pod velkým tlakem vtlačí kapalina, která skály doslova roztrhá.
Štěpení je ve větších hloubkách nezbytné, má však svá rizika. Za určitých okolností (pokud je v místě například do té doby neznámý zlom) může vyvolat i poměrně silné otřesy. Slavný, či spíše neslavný, je příklad z roku 2006, kdy se objevily otřesy na geotermálním projektu v Basileji. Tamní vrt byl hluboký cca 4,5 kilometrů a štěpení vyžadoval. V jeho důsledku (až po ukončení štěpení, ale téměř jistě v souvislosti s ním) tu došlo zemětřesení s magnitudem zhruba 3,4.
O několik let později, v roce 2013, došlo k problémům na dalším projektu v St. Gallenu. V tomto případě těžaři narazili na ložisko zemního plynu. Operatáři museli zabránit úniku plynu a využili k tomu připravenou speciální tekutinu. Při tom ovšem bohužel došlo k natlakování okolní horniny, které vedlo k nechtěnému štěpení usazenin relativně blízko povrchu. To znovu způsobilo otřesy o magnitudu 3,5. Po těchto událostech Švýcarsko přistupuje ke geotermální energií již velmi opatrně.
Podobných událostech lze podle odborníků nepochybně předcházet, či přesněji lze riziko jejich vzniku výrazně snížit. Problém je ovšem v tom, že stačí jedna chyba, nerozvážnost či smůla a i slibný projekt může skončit. Ani energie z nitra Země není „bezpracná“.
