Ministr životního prostředí Petr Hladík oznámil novinku v rozvoji geotermální energie: uhelné elektrárny, kterým zvoní hrana, budou v Česku za účelem zajištění centrálního vytápění nahrazeny bezemisními technologiemi schopnými získávat teplo přímo z „hlubin“ Země.
Geotermální elektrárna Krafla v regionu Nordurland eystra na severním Islandu © Sasha64f/iStock
Ministr průmyslu a obchodu Jozef Síkela chce do poloviny roku 2025 připravit zákon, který v energetice zajistí do roku 2033 řízený odchod od uhlí. V okolních zemích je přitom běžným a osvědčeným postupem náhrady za uhlí přechod k využití geotermální energie. Nejvíce se nyní uplatňuje v Německu či Polsku, zelenou by tato cesta ve větším měřítku měla konečně dostat i v ČR. Hladík a jeho rezort proto po vzoru našich sousedů připravují Strategii geotermální energie, kterou má v prvním pololetí letošního roku schválit vláda. Strategie bude součástí nové energetické koncepce.
„Potřebujeme primárně vyřešit přechod od uhlí a já mám v tomto pro vás jednu novinku: píšeme strategii geotermální energie, kterou chci, aby v tomto pololetí schválila vláda. Intenzivně jednáme s Teplárenským sdružením. A my tam tedy i po debatách s ČGS [s Českou geologickou službou — pozn. red.] a s Teplárenským sdružením vidíme největší potenciál náhrady lokálních zdrojů do 5 MW výkonu. Jsme úplně v jednotě, že potenciál je v soustavách centrálního zásobování teplem, a musí to být tedy poblíž rozvodů — investorsky, pragmaticky,“ řekl Hladík serveru Geotermie.cz.
Podle Komory obnovitelných zdrojů energie zde existuje značný potenciál, i když geologické podmínky u nás objektivně vzato nejsou až tak příhodné, jako například v Maďarsku či sousedním Bavorsku. Do roku 2030 by se ovšem podle středního scénáře dalo očekávat, že by mohlo vzniknout nejméně pět geotermálních tepláren a deset geotermálních výtopen.
„Jestliže tady máme velké centrální zásobování teplem na uhlí, musíme sbírat to nízko položené ovoce. Musíme jít cestou pragmatickou, cestou inovace a modernizace. Samozřejmě pracujeme s Teplárenským sdružením, které plánuje využití geotermální energetiky jako jeden z velkých potenciálů pro centrální zásobování teplem,“ prohlásil ministr pro novináře.
Jak čerpat teplo z hlubin
Geotermální energie funguje na jednoduchém principu, že hlubší geologické vrstvy jsou teplejší než povrch planety. Prakticky se nabízejí tři možnosti:
První je provozovat velmi mělké vrty, které sahají do hloubky pár stovek metrů, a doplnit je tepelným čerpadlem. V tomto případě však nejde o masivní zdroj energie. Ušetří „jen“ zhruba 30 % 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 až 3 km. Zvláště pokud jsou hodně propustné (tedy ideálně nějaké měkčí usazeniny), je možné z takových hloubek celkem účinně čerpat vodu o teplotách, které se už hodí na vytápění přímo.
Třetí, technicky nejnáročnější možnost si žádá vrty do míst, kde teploty dosahují alespoň 120 °C. Což obvykle znamená vrty do hloubek přesahujících 4 km. Pokud je v takovém vrtu dostatek vody (dává přes 100 l/min), lze z nich už vyrábět nejen teplo, ale také elektřinu.
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 těžební postup známý jako hydraulické štěpení. Ten má ovšem mezi veřejností velmi špatné jméno. V několika případech totiž jeho nasazení způsobilo vážné potíže na povrchu, například ve švýcarském St. Gallenu. I když lze štěpení provádět při dodržení správných postupů velmi bezpečně, prosazení takových projektů bývá tedy problematické.
Pro získání tepla na účely vytápění přitom stačí poměrně nízké teploty (pod 100 °C). Proto se u nás s velkými hloubkami vrtů spíše nepočítá. Ve středoevropské oblasti bývají hloubky do 2 000 m dostačující.
Typickou vytápěcí jednotku tvoří dva vrty hluboké přibližně kolem 1,7 km, přičemž jeden je čerpací, druhý vsakovací. Vrty bývají od sebe vzdáleny obvykle 5—10 km. Tepelná kapacita takové jednotky dosahuje 10 MW a cirkulace vody 40—80 l/s. Náklady na zařízení nejsou malé, výtopny jsou však z ekonomického hlediska dlouhodobě výhodné. Počítá se s jejich životností 25—40 let.
Zatím jen „vlaštovky“
Celosvětově se dnes využívá jen malá část geotermálního potenciálu, zřejmě kolem 0,1 %. V některých zemích je ovšem podíl využívané energie vcelku vysoký. Island jej například využívá z 28 %, Salvador z 25 %, Keňa z 20 %. Z velkých evropských zemí má největší kapacity Itálie, která z geotermálu pokrývá zhruba 3 % své spotřeby.
Inspiraci lze hledat například ve Francii. Nejzajímavější oblastí z tohoto hlediska je Pařížská pánev, kde byla většina zařízení vybudována v letech 1981—1986. Dnes je ve Francii přibližně 70 geotermálních výtopen, z nichž přibližně 80 % leží právě v okolí Paříže. Tato zařízení dodávají teplo do více než 200 000 bytů.
Celkový instalovaný výkon geotermální energie na konci roku 2023 činil podle analýzy webu ThinkGeoenergy 16,3 GW s meziročním nárůstem 0,2 GW. Z hlediska celosvětové kapacity jde tedy o zcela zanedbatelnou část. Jen celosvětová kapacita OZE činila ke konci minulého roku 510 GW.
Země EU přitom mají zdroje geotermální energie o celkovém výkonu zhruba 1,3 GW. Předpokládá se proto, že do roku 2050 by mělo dojít k výraznému (někde snad až tisícinásobnému) nárůstu využívání geotermálním energie v každé ze zemí EU. Bude ale záležet na místních podmínkách, které nejsou všude stejné.
Jak už bylo výše zmíněno, velmi zajímavý potenciál má například 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 tak zapotřebí mělčích, a tedy výrazně levnějších vrtů.
Český potenciál je mnohem menší. Pod našima nohama průměrně teplota na kilometr stoupne zhruba o 25 °C (zato ve zmíněném Maďarsku téměř o 70 °C). Relativně slibné oblasti jsou například na jižní Moravě, a to nejen kvůli geologii. Tamní oblast je také díky těžbě ropy velmi dobře zmapovaná, a nebylo by tedy zapotřebí dělat rozsáhlý a drahý průzkum. Zajímavé lokality by se našly například u Chebu či na opačném konci republiky, v okolí Frenštátu pod Radhoštěm.
Zatím se v Česku tento zdroj prakticky využívá jen na několika místech s vhodnou geologií a dosavadní příklady rozhodně nelze přenášet na celé území. Jedním je město Ústí nad Labem, kde slouží k vytápění plaveckých bazénů a od května 2006 také k vytápění zoologické zahrady.
Ojedinělý projekt využití geotermální energie pro výrobu tepla je v Děčíně. Od roku 2002 je zde v provozu výtopna na Benešovské ulici, která jako jediná v České republice využívá geotermální energii pro zásobování poloviny města teplem.