Geotermální elektrárny dozrávají

Podle odhadů geologů obsahuje zemská kůra do hloubky 10 km 70 000krát víc energie, než kterou by vydaly celosvětové zásoby vytěžitelného uhlí. Nízký tepelný prostup tepla horninami (v průměru 0,05 W/m2) umožňoval donedávna její omezené využití jen v místech tzv. geotermální anomálie, v podobě horkých termálních vod, výjimečně k vytápění (Island), a až v roce 1904 poprvé i k výrobě elektřiny v italském Larderellu. Mezinárodní Geothermální Associace IGA v letošním reportu uvádí, že ve 24 zemích světa je v provozu již 260 elektráren a tepláren s celkovým elektrickým výkonem 10 715 MW, které do rozvodných sítí přidávají ročně 60 GWh. Tabulku vedou USA (3000 MW) před Filipínami (1904 MW), Indonésií (1197 MW), Mexikem (958 MW) a Itálií (843 MW). Během příštích 5 let se očekává 20% přírůstek a řada zemí (zejména USA) vyhlásila geotermálním projektům výraznou podporu. I náš Energetický regulační úřad (ERU) je ochoten geotermální elektrárny podpořit výkupní cenou 4500 Kč/ MWh a „zelenými bonusy“. V energetických bilancích se však o geotermální energii významněji opírají jen čtyři země (Island, Filipíny, Kostarika a Nový Zéland) díky svým přírodním podmínkám. Spuštění naší první geotermální teplárny a elektrárny v Litoměřicích o celkovém výkonu 55 MW se očekává v roce 2014. NEJUSPĚŠNĚJŠI REALIZACE V MISTECH GEOTERMALNICH AKTIVIT Právě v místech kde se průnik žhavého magmatu k povrchu zemské kůry projevuje horkými prameny a gejzíry se od roku 1904 prosadily první geotermální výtopny a elektrány. Nejstarší v toskánském Larderellu, po několika inovacích s elektrickým výkonem 390 MWe, využívá až 250 °C horké páry vystupující z hloubek kolem jednoho km. Sirnaté a čpavkové zplodiny z nich oddělené navíc využívá k výrobě syntetických hnojiv a je mimořádně ekonomická: kilowatthodina v místě vychází až 6krát levněji než z uhelné elektrárny! Současná největší geotermální elektrárna světa The Geysers v Kalifornii svým elektrickým výkonem 1350 MW zásobuje elektřinou asi třetinu San Franciska a cena kWh je srovnatelná s cenou kWh z jaderných elektráren. Také největší 170MW novozélandská geotermální elektrárna Wairakei je zbudována ve vulkanicky „horkém“ prostředí přírodních horkých vývěrů. GEOTERMALNI ELEKTRARNY NA MOKROU PARU s výkony 10 až 60 MW pracující zejména na Islandu, v Japonsku, Mexiku, v Karibské oblasti, na Filipínách, v Japonsku a Novém Zélandu, využívají navrtáním získanou horkou vodu s teplotou od 180 do 380 °C, která se odtlakováním mění v páru použitelnou turbínami. V případech příliš nízkého tlaku a teploty (pod 60 °C) je horká voda v tzv. binárním systému využita k ohřívání médií s nižším bodem varu (propan, isobutan, freony). Jejich termická účinnost je vzhledem k malému teplotnímu spádu výrazně nižší (kolem 10 %) než u uhelných a jaderných elektráren. UMĚLE ODČERPAVANI TEPLA „HOT-DRY-ROCK“ Ve snaze pomoci zemskému teplu uvězněnému v suchých horninách v cestě nahoru, investovali Američané v 70. letech značné částky do metody „Hot-Dry-Rock“ (horká suchá skála). Odstřelem z vrtů v hloubkách kolem 5 až 8 km s teplotami nad 150 °C nebo vodní injektáží se vytvoří podzemní rezervoáry s mikrotrhlinami roztříštěnou horninou, zvětšujícími přestupní plochu tepla. Sem přivádějí potom vodu pod vysokým tlakem a souběžnými vrty (jakoby z přírodního výměníku tepla) odvádějí páru k turbínám, a kondenzační teplo pro zlepšení účinnosti se využívá k otopu. Nákladné pokusy dlouho končily zklamáním: obvykle až 2/3 injektované vody se beznadějně ztrácely v podzemní propasti, teplota vystupující páry postupně klesala, neobjasněna zůstává otázka možných poklesů půdy a místně indukovaných zemětřesení. EVROPA TO ZATIM JEN ZKOUŠI První pokus s využitím technologie „Hot-Dry-Rock“ ve švýcarské Basileji skončil krachem. Když konsorcium Geopower Basel v prosinci 2006 do vrtu hlubokého 3 km poprvé vstříklo vodní injekce, během několika hodin se lokalita začala otřásat indukovaným zemětřesením o síle 3,4 stupně Richterovy škály. Společnost musela projekt zastavit, zaplatit škody, a vedoucí pracovníci se zodpovídali před soudem. Mírnější zemětřesení (2,9 stupně) provázelo i spuštění francouzko-německé experimentální geoelektrárny v Soultz-sous–Forets o výkonu 2 MWe, která je v kombinaci s teplárnou. Německo „kontruje“ geotermální jednotkou ve pfalcském Landau. Elektrárna využívá vodu o teplotě 155 °C čerpanou z hloubky 3000 m a využitím tzv. Organického Rankinova cyklu (ORC) (binárního okruhu s isopentanem) předává 3 MW elektrického výkonu místní síti a až 6 MW tepla dodává k vytápění. Pionýrského projektu u nás – geotermální elektrárny a teplárny v Litoměřicích s celkovým výkonem 55 MW (z toho 5 MWe) se v důsledku opoždění zřejmě dočkáme až roku 2014. Asi 10 % ztráty vody v podzemí vzhledem k blízkosti Labe se nikdo nebojí, geologové se neobávají ani lokálního zemětřesení. Situaci nejlépe charakterizuje ředitel Švýcarské Seismické služby Domenico Giardiny: „ I geotermální systémy, jako každé jiné zdroje obnovitelné energie nesou určitá rizika: přehrady se mohou protrhnout, uhelné elektrárny, biomasa a spalovací turbíny přispívají exhalacemi ke globálnímu oteplování. Zemětřesení doprovází i těžbu uhlí. Všude ale hledáme cesty, jak tato rizika zmírnit a přijmout. JAN TŮMA