Technologie

Geotermální energie v roce 2021. Jak funguje a co nového přináší

Při návštěvě Islandu nejednoho návštěvníka okouzlí gejzíry, jež prýští ze země pod obrovským tlakem. Takovým způsobem se běžně na některých místech světa uvolňuje tepelná energie, která pochází až ze zemského jádra. Dere se na povrch skulinami, které se nacházejí v sopkách, ale také právě pomocí gejzírů. Geotermální energii lze využívat také jako obnovitelný zdroj pro výrobu tepla a elektřiny.

28. července 2021
Geotermální energie v roce 2021. Jak funguje a co nového přináší
Geotermální energie v roce 2021. Jak funguje a co nového přináší

Jak lze geotermální energii využít?

Pro vyhřívání se geotermální energie využívá hojně v západním světě. Obyvatelé Islandu ji používají v domácnosti, průmyslu, zemědělství a mnoha dalších odvětvích. Podobně je na tom také Německo, Francie, Velká Británie, Švýcarsko, ale i USA. 

Využití geotermální energie pro výrobu elektřiny je ale náročnější a k dispozici je hned několik variant. Princip u každé z nich zůstává stejný. Hlavní je totiž zajistit způsob, který bude pohánět turbínu. 

Jedním ze způsobů získávání páry ze země, která poté pohání turbínu. Další metoda počítá nejprve s použitím horké vody, která se následně mění na páru, a teprve poté pohání turbínu. Nakonec lze využít také horkou vodu, jež ohřívá jiné látky, které k varu potřebují nižší teplotu. Konkrétně se jedná například o butan, jenž pak v plynné formě a opět pohání turbínu. 

Technologie

Teplota

Dry Steam (princip suché páry)
  • Pára o teplotě 200-300 °C

Flash Steam  (princip využití horké vody)
  • Voda o teplotě 180 °C

ORC  (princip zahřívání jiné látky pomocí vody)
  • Voda o teplotě 100 °C – zahřívá propan, freon, isobutan

Horká pára se obvykle získává pomocí hlubokých vrtů, kde čerpá tepelné zdroje pocházející z období vzniku Země. Kromě toho se v jádru rozpadají radioaktivní prvky, jejichž vedlejším produktem je také právě tvorba tepla.

 Pro výrobu elektřiny lze využít pouze vysokoteplotní a středněteplotní zdroje, jelikož mají teplotu od 150-200 stupňů. Nízkoteplotní zdroje se využívají převážně pro vytápění domů, skleníků nebo průmyslových objektů. Na Islandu tento princip využívají již od roku 1888. 

Vývoj obnovitelných zdrojů v ČR: Jaký podíl tvoří?

Pozitivní a negativní dopady na životní prostředí a životní úroveň

Pozitiva

Negativa

Minimální produkce CO2 a dalších škodlivých látek

Možnost zemětřesení

Počátečně vysoké náklady, ale do budoucna ekonomické řešení

Na začátku větší ztráty vody

Decentralizace elektrické energie a tepla

V oblasti Evropy nutnost vytvořit vrty až kolem 3000 metrů pod zemí

Získání energie v jakémkoliv čase – není ovlivněno podnebím, jako v případě větrné nebo sluneční elektrárny

Zanášení zařízení minerály, což vyžaduje častou výměnu

Neomezené zdroje

Hluk

Minimální ztráty v průběhu 

Uvolnění tepla do atmosféry

Aktuální využívání ve světě

Na geotermální zdroje je ideální prostředí, kde se nacházejí sopky a gejzíry. Proto je zmíněn právě Island, ale velmi dobré podmínky najdeme také v USA, Indonésii nebo v Turecku. Ani ve střední Evropě není o takové prostředí nouze, akorát je třeba provádět vrty do podstatně výraznějších hloubek. Zatímco v oblasti Islandu narazíme na vysoké teploty již do sta metrů pod zemí, v Evropě je třeba zasáhnout až do několika tisíc metrů.  V Německu například funguje elektrárna na principu ORC, a to v oblasti Neustadt. 

Státy využívající geotermální energii

Země

MW v roce 2019

USA

3, 676

Indonésie

2,133

Filipíny

1,918

Turecko

1,526

Nový Zéland

1,005

Mexiko

963

Itálie

944

Keňa

861

Island

755

Japonsko

601

Ostatní

1,025

Zdroj: www.thinkgeoenergy.com

Možnost využití geotermální energie v České republice 

Pro plány na využití geotermální energie v České republice vypracovala Česká geotermální asociace plán, který mapuje území našeho státu a posuzuje, kde se přesně nacházejí nízkoteplotní a vysokoteplotní zdroje. Při výzkumu, které provádělo Ministerstvo životního prostředí, navíc bylo určeno, že se v České republice nachází více než 3500 míst, která jsou vhodná k vrtům hlubším než 100 metrů. 

Závěry a poznatky výzkumu Ministerstva životního prostředí
  • Potenciál hlubinné geotermální energie převyšuje celkovou potřebu tepla a elektrické energie v ČR
  • Zdroje hydrotermálního charakteru má ČR značně omezené
  • Prakticky neomezené zdroje nabízí v ČR v oblasti nízkopotenciálního geotermálního tepla
  • Hlubinná geotermální energie by umožnila decentralizaci tepla i elektrické energie (nezávislost lokalit na dodávkách)
  • Nákladné provedení, ale nabídka šetrného zacházení s životním prostředím a do budoucna ekonomická úspora

Zdroj: Česká geotermální asociace

http://www.cgta.eu/2020/12/03/potencial-geotermalni-energie-na-uzemi-ceske-republiky/

Geotermální energie je již na některých místech, jako je Ústí nad Labem nebo Děčín, využívána převážně k zahřívání bazénů, a dokonce i zoologické zahrady. Aby mohla být geotermální energie využita k tvorbě elektrického proudu, bylo nejprve třeba na území ČR provést zkušební vrty. Takový proces sponzoroval ČEZ v oblasti Liberce, ale kvůli malé výnosnosti bylo od projektu odstoupeno. 

Současné výzkumy

K aktuálnímu datu lze zmínit projekt Litoměřice geotermální energie, který se ve spolupráci s významnými institucemi, jako je například Univerzita Karlova, podílí na výzkumu a plánech první geotermální elektrárny v České republice, jež se nebude zaměřovat na výrobu tepla, ale na výrobu elektrické energie. Hlavní překážkou jsou finanční prostředky, které je obtížné získat. Projekt není ověřený, proto může být těžké na něj získat finanční prostředky od banky. 

Do probíhajících projektů se řadí Modernizace výzkumné infrastruktury RINGEN. Skupina institucí a odborníků buduje geotermální centrum v Litoměřicích, které by mělo sloužit jako zázemí pro budoucí výzkum. Projekt má stanovený rozpočet na 103 milionů korun a měl by přinést tyto výsledky:

Autor: Tereza Málková