Když se v podzemí nachází dostatek vroucí páry nebo vody, je výroba elektřiny skoro hračkou. Například v USA dodávají geotermální elektrárny víc proudu než Temelín. V našich zeměpisných šířkách však tak výhodné lokality nejsou. Ano, v Karlových Varech rovněž prýští horké prameny, ale jen šílenec by čerpal jejich vodu pro elektrárnu s rizikem, že strhne zdroje léčivé vody a zahubí slepici snášející zlatá vejce v podobě lázeňských hostů.
Sedm set vrtů za 250 miliard Ovšem už od základní školy víme, že s hloubkou roste teplota. V Česku s každým kilometrem stoupne o 15 až 40 stupňů Celsia. Záleží na geologickém charakteru podzemních útvarů.
Jak mnohaletým výzkumem zjistil Vladimír Čermák z Geofyzikálního ústavu Akademie věd, existují lokality s poměrně vysokou teplotou zejména v Podkrušnohoří, Polabí a na severovýchodě Moravy a Slezska. Dobrá zpráva má ale i druhou stranu mince. „V Česku lze pro geotermální elektrárny využívat jen teplo suchých hornin,“ říká Čermákův kolega Jan Šafanda.
Co to znamená? Teplo z podzemí lze získávat jen pomocí vody vháněné pod tlakem do vrtu, odkud se už ohřátá pumpuje zpátky na povrch a využívá k výrobě páry pro turbínu. Ovšem aby se v hlubinách zahřál dostatek vody, musí se vytvořit tzv. podzemní výměník tepla.
Jde o velice složitou operaci. Nejprve se hlavním vrtem vžene do podzemí pod velkým tlakem pořádná dávka vody, až se drobné trhliny v hornině rozšíří a vznikne rozsáhlá síť větších puklin. Horotvorné napětí je nepatrně posune, takže už „nesednou“ přesně zpět, což zvětší propustnost horniny. Pomocí seizmických přístrojů pak odborníci z povrchu zjistí, kde je spleť trhlin nejhustší, a do těchto míst, většinou ve vzdálenosti několika stovek metrů od hlavního vrtu, provedou další hlubinné vrty. Pak už odborníci musí spoléhat jen na to, že studená voda napumpovaná do hlavního vrtu pronikne trhlinami k postranním vrtům a během prosakování se dostatečně ohřeje.
„Pokusy získávat teplo ze suchých hornin probíhaly od osmdesátých let minulého století ve Spojených státech, Velké Británii a Japonsku. Ale zatím jen v německém Soultzu dovedli výzkumný projekt až do podoby geotermální elektrárny,“ říká Šafanda. Její výkon činí jeden a půl megawattu. (Pro ilustraci – Temelín vyrábí 2000 MW.) Dalším problémem je dostatečná teplota v hloubce. Pro roztočení turbíny je potřeba minimálně 85 stupňů Celsia. Hornina v podzemním výměníku se ale během 20 až 30 let, což je životnost elektrárny, stálým vháněním studené vody ochlazuje. Proto musí být na dně vrtu alespoň 150 stupňů Celsia. Tak vysoké teploty se v Česku vyskytují až v hloubkách okolo pěti kilometrů. Můžeme mluvit o štěstí, neboť to je hranice dostupnosti pro vrtné soupravy.
Komplikovanost a značnou nejistotu při odhadování teplot v takových hloubkách demonstruje vrt v Litoměřicích. Vloni skončil v hloubce 2,1 km. Odborníci propočetli, že v hloubce pěti kilometrů může být teplota v rozmezí 126 až 159° C. První hodnota je pro geotermální elektrárnu nízká, druhá dostačující. Pokračovat, nebo ne, když geologické podmínky dalšímu postupu vrtného hrotu příliš nepřejí?
„Pokud se má s pomocí geotermální energie vyrobit tolik elektřiny, kolik činí prognózy do roku 2030, pak bychom museli pětikilometrových vrtů udělat v celé republice přibližně 700 a celkové náklady na vybudování geotermálních elektráren by se vyšplhaly na 250 miliard korun,“ říká Jan Šafanda z Geofyzikálního ústavu AV ČR.
Pokračování a další text strana 27
Josef Matyáš Teplo z hlubin...
Dokončení ze strany 25
Podle něho je teplo z hlubin vhodné spíše pro vytápění rodinných domů. K tomu stačí vrt o hloubce do 100 metrů a malé tepelné čerpadlo. Využití tepla je mnohem účinnější, než když se přeměňuje na elektrickou energii.
Červená pro favorita Sláma, dřevo z lesních těžeb a rychle rostoucích dřevin, šťovík, křídlatka, řasy. Jedním slovem – rostlinná biomasa. Část shoří volně, část v podobě štěpky nebo briket v kotlích elektráren a tepláren. Z některých lze vyrábět bioplyn. Mezi obnovitelnými zdroji energie má biomasa hrát prim. Její produkce stoupne podle komise do roku 2030 více než třikrát.
„V republice je přes jeden milion hektarů půdy vhodné pro pěstování energetických bylin, například určitých druhů trav, šťovíku, rákosu. Ale plán na využití biomasy považuji za nereálný,“ říká Sergej Usťjak z chomutovského pracoviště Výzkumného ústavu rostlinné výroby v Praze-Ruzyni. Pěstitelé řepky většinou udají na trhu jen semena na olej, ale o slámu vhodnou pro spalování není zájem. Farmáři ji tedy raději rozdrtí a nechají na poli. Traktory a další technika pak spotřebuje někdy i více energie, než se z řepky vyrobí.
Z hlediska výnosu je favoritem mezi plodinami pro biomasu křídlatka. Vytrvalá, mohutná, až čtyři metry vysoká bylina, která se velmi dobře rozrůstá zejména na březích. Po usušení má výhřevnost stejnou jako hnědé uhlí. Ovšem jako nepůvodní a invazní druh ve zdejší krajině dostává od ochrany životního prostředí červenou kartu. Pokud nebereme v úvahu řasy, tak potenciálně nejvýnosnější energetická plodina u nás je v podstatě na indexu.
Pěstování rychle rostoucích dřevin, vrb a topolů, pro výrobu biopaliv je popelkou Větší šanci dává Sergej Usťjak plodinám pro výrobu bioplynu. Podle počtu firem, které chtějí toto palivo vyrábět, odhaduje, že do pěti let se začnou například šťovík a další vhodné byliny pěstovat na ploše až 600 tisíc hektarů. Cena silážovaného šťovíku je už dnes 2,5krát nižší než cena stejně upravené kukuřice.
Pěstování rychle rostoucích dřevin, nejčastěji vybraných vrb a topolů, je z hlediska pěstební plochy zatím popelkou. Hlavním produktem z tzv. výmladkových plantáží jsou až 15 centimetrů silné kmeny, které se každý třetí až šestý rok sklízejí a drtí na štěpku. „Rychle rostoucí dřeviny se nyní pěstují pouze na ploše 250 hektarů, ale pěstební potenciál současných klonů a odrůd u nás odhaduji na 60 tisíc hektarů, což je podle státní energetické politiky sedm procent rozlohy pro energetické plodiny,“ říká Jan Weger z Výzkumného ústavu krajiny a okrasného zahradnictví v Praze Průhonicích. Pro úspěch je důležitý výběr pozemku, proto odborníci sestavili tabulku a každý zájemce si může podle bonity půdy zjistit, jak je vyhlédnutá parcela k založení plantáže vhodná.
O pěstování mají stále větší zájem velké firmy schopné pomocí techniky obhospodařovat velké plochy. Dovedou si také lépe zajistit odbyt štěpky. Situace se postupně lepší, ale ekonomické podmínky nejsou doposud tak motivující, aby firmy začaly produkovat štěpku ve větším rozsahu. Pokud mají v roce 2030 rychle rostoucí dřeviny pokrýt 60 tisíc hektarů, pak je nejvyšší čas začít.
A energetická plodina třetí generace – řasy, je zatím zcela mimo hru. Pro jejich pěstování ve velkém, které se ujalo například ve Španělsku, nejsou v našem podnebí vhodné podmínky. Významně by mohlo pomoci odpadní teplo z uhelných i jaderných elektráren, které doposud odchází chladicími věžemi do vzduchu. Ale jeho využití pro pěstování biomasy pokračuje pomalu.
Primární energie z obnovitelných zdrojů / v PJ
období nyní 2010 2020 2030 2040 2050
voda 7,6 7,7 8,7 8,9 9,2 9,2
vítr 0,7 2,2 9,2 17,0 19,8 21,6
biomasa 74,0 108,0 214,0 246,0 263,0 280,0
solární 0,2 0,8 5,8 24,5 50,7 74,0
geotermální 1,0 2,2 12,2 50,4 75,4 113,0
celkem 83,5 120,9 249,9 346,8 418,1 497,8
