|
Geotermální energie je produktem pochodů v zemské kůře. Jde o nejstarší energii na naší planetě, kterou země
získala při svém vzniku a je projevem tepelné energie zemského jádra. Dále je tato energie částečně generována
radioaktivním rozpadem některých prvků v zemském tělese a působením slapových sil. Je vázána na teplo suchých
hornin nebo na geotermální vody, a to na teplotní úrovni, která je využitelná k přímé spotřebě.
Geotermální energie se obvykle řadí mezi obnovitelné zdroje energie, nemusí to však platit vždy — některé
zdroje geotermální energie jsou vyčerpatelné v horizontu desítek let.
Geotermální vody jsou přírodní podzemní vody, které se nacházejí v zemských dutinách a zemských zvodnělých
vrstvách. Jsou zahřáté zemským teplem natolik, že jejich teplota po výstupu na zemský povrch je vyšší než průměrná
roční teplota vzduchu v dané lokalitě. Pro přímé energetické využití jsou vhodné vody podle klasifikace z kategorie
nízkoteplotních třídy a) 30-70°C a třídy b) 70-100°C.
Voda se ve většině případů získává hlubinnými vrty. Část geotermálních vod je klasifikována jako vody lázeňské.
Jsou podrobeny zvláštnímu režimu využití, jejich čerpání pouze pro energetické využití není přípustné.
Teplo suchých hornin (každých 100 m do hloubky stoupá teplota průměrně o 3°C) se využívá buď pomocí trubkových
kolektorů osazených do suchých vrtů nebo pomocí injektáže povrchové vody a jejího zpětného čerpání systémem
dvou a více vrtů. Využívá se systém HDR (Hot Dry Rock = horká suchá skála).
Geotermální energii lze v příznivých podmínkách využívat k vytápění nebo výrobě elektřiny v geotermálních
elektrárnách. Takové využití je ale většinou technologicky náročné, protože horká voda z vrtů je obvykle silně
mineralizovaná a zanáší technologická zařízení, což má za následek nutnost časté výměny potrubí a čištění systému.
Navíc je dostatečný tepelný spád obvykle zároveň spojen s geologickou nestabilitou oblasti.
První geotermální elektrárna byly uvedena do provozu v Itálii už v roce 1904. Dnes nejznámější je využití
geotermální energie na Islandu (vytápění domů, skleníků, bazénů atd.). Dále se využívá v řadě dalších států
(USA, Velká Británie, Francie, Švýcarsko, Německo, Nový Zéland). Uvažuje se stavbou geotermálních elektráren
v Austrálii.
Geotermální energie se v ČR využívá v menších aplikacích v lázeňství, ve větších systémech přímým použitím
geotermální vody jako TUV a dále v systémech CZT k hrazení části tepelné bilance (v závislosti na teplotní úrovni
zdroje).
Město Ústí nad Labem využívá geotermální energii k vytápění plaveckých bazénů a také k vytápění zoologické
zahrady.
Dále v Litoměřicích se hloubí zkušební vrt pro geotermální elektrárnu, který by měl skončit v hloubce 2500
m. Pokud budou výsledky měření příznivé, začnou se hloubit další dva vrty - tentokrát již produkční. Tyto vrty
mají dosáhnout hloubky až 5000 m. V cílové hloubce má být teplota horniny 150 až 200°C
a předpokládaný výkon elektrárny má být 50 MW. Náklady na vybudování vrtů a geotermální elektrárny mají být
kolem 1,11 miliardy Kč, na jejich krytí se má podílet i EU.
Konkrétní lokalitu je vždy nutno posoudit především z hlediska geologických a hydrologických podkladů a reálného
ocenění potenciálu výroby energie.
Geologické a hydrologické podklady
Hodnotí se vhodnost použití navrhovaného zdroje geotermálního energie jak ve vztahu k výrobnímu zařízení
(spotřebiči), tak k širšímu okolí - a zvláště k životnímu prostředí.
Potenciál ploch pro využití geotermální energie v ČR znázorňuje následující mapka:
Na základě geologického posudku se zhodnotí vydatnost zdroje a náklady na jeho využití (hloubka uložení,
max. čerpané množství, teplotu a využitelný teplotní spád). Dále hodnotí rizika využití. U geotermálních vod
jde zejména o mineralizaci na základě chemických rozborů čerpaných vod. Posoudí možnost vypadávání rozpuštěných
minerálů při ochlazení vod. S tím posoudí navrhovaná technická opatření (pevné zařízení pro chemické čistění
výměníků, plastové výměníky, demineralizační stanice). V neposlední řadě porovná podle geologických podkladů
dobu vyčerpání zdroje a životnost systému.
Zvláštní částí posouzení projektu na využití geotermálních vod je problematika odvodu využitých vod. Je nutná
konzultace se správcem povodí, nebo majitelem kanalizace a ČOV o zpoplatnění vypouštění vod. Vypouštění vod
se značným obsahem minerálních látek může ohrozit realizaci projektu. Pokud nelze použité vody vypouštět do
vodoteče, je nutno provádět reinjektáže vod do blízkosti původních horizontů.
Ocenění potenciálu výroby energie
Zdroj geotermální energie je stabilním zdrojem, obvykle pracuje řadu let bez fluktuací. Problémy spíše nastávají
se spotřebitelskou částí u mineralizovaných vod.
Výpočet potenciálu se provádí na základě geologického a hydrologického posudku. Při větších projektech se
investor neobejde bez provedení zkušebních vrtů.
Následují výpočty roční výroby na geotermálním zdroji a roční spotřeby energie na využití zdroje (převážně
čerpací práce).
Roční spotřeba elektrické energie je pouze částí provozních nákladů. Ty bývají silně ovlivněny náklady na
údržbu zařízení, zvláště u mineralizovaných vod. Pokud se počítá s vypouštěním znečistěných vod do vodoteče,
pak sankční poplatky mohou ekonomii projektu naprosto zvrátit.
Ze řady výzkumných studií je možné odvodit, že na našem území je podle prvních výpočtů možné identifikovat
minimálně 60 lokalit vhodných pro výrobu elektřiny s celkovým výkonem cca 250 MW a tepla
na vytápění s výkonem cca 2 000 MW, což představuje roční výrobu
cca 2 TWh elektřiny a 4 TWh využitého tepla.
Geotermální energii využívají rovněž tepelná čerpadla s půdním vrtem nebo kolektorem. Jsou
uvedena v samostatné kapitole.
|
