Geotermální energie

Pohled na zemní projev geotermální energie – gejzír

Geotermální energie je přirozený projev tepelné energie zemského jádra, která má původ ve zbytkovém teplu planety Země, vzniká rozpadem radioaktivních látek nebo působením slapových sil. Jejími projevy jsou erupce sopek a gejzírů, horké prameny či parní výrony. Využívá se ve formě tepelné energie (pro vytápění nebo i chlazení), či pro výrobu elektrické energie v geotermálních elektrárnách. Řadí se mezi obnovitelné zdroje energie, avšak nemusí to platit vždy — některé zdroje geotermální energie se mohou vyčerpat v horizontu desítek let.

Charakteristika

Tuto energii získala Země při svém vzniku z mateřské mlhoviny, následnými srážkami kosmických těles. V poslední době je energie částečně generovaná radioaktivním rozpadem některých prvků v zemském tělese.

Využití geotermální energie

Geotermální elektrárna Nesjavellir ležící v národním parku Þingvellir je největší svého druhu na Islandu, produkuje 120 MW elektrické energie a zároveň ohřívá 1800 litrů vody za minutu.

Tuto energii lze v příznivých podmínkách využívat k vytápění nebo výrobě elektřiny v geotermálních elektrárnách. Využívání mělké geotermální energie z hloubek desítek až stovek metrů pro vytápění/chlazení budov pomocí technologie tepelných čerpadel je dnes již běžně dostupné, avšak v ČR není příliš rozšířené, jako v jiných částech Evropy. Nejčastěji je mělká geotermální energie využívána ve Švédsku, Německu a Rakousku. Popularizaci a přínos relevantních informací poskytuje webový portál projektu GeoPlasma-CE.[1] Využívání geotermální energie však může způsobovat zemětřesení.[2]

Zužitkování hluboké geotermální energie z hloubek prvních kilometrů (obvykle 2-5 km) je 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.[3] Životnost vrtu může být jen několik desetiletí, protože se gradient tepla vyčerpá.[4]

V největším měřítku se hluboká geotermální energie využívá např. na Islandu, kde se využívá pro vyhřívání obytných domů, skleníků, veřejných budov, bazénů, pro vyhřívání chodníků, aby se v zimě nemusely příliš upravovat a dokonce i pro pěstování banánů či jiného jižního ovoce.[5] Uvádí se, že geotermální energie se podílí až z 85 % na vyhřívání islandských domů.[6] Další země, které geotermální energii ve větším využívají jsou USA, Velká Británie, Francie, Švýcarsko, Německo a Nový Zéland. Geotermální čerpadla je možno využít k ohřívání i chlazení individuálních objektů. Jedná se o využití zemního tepla (či v létě chladna), které se nachází v prvních desítkách metrů pod zemí a zůstává stabilní během roku.

Výroba elektrické energie

Dnes se využívají tři druhy elektráren – na suchou páru, na mokrou páru a horkovodní (binární). Systém suché páry používá přímo páru získanou ze země na pohon turbíny. Systém mokré páry nechá nejprve horkou vodu přeměnit v páru a ta pak slouží k pohonu turbíny. Horkovodní (binární) systém použije vodu s vysokou teplotou, která předá ve výměníku teplo organické kapalině (např. propan, isobutan a freon) s nižším bodem varu, a teprve její pára pak pohání turbínu.

První geotermální elektrárna byla otevřena v Larderello, Itálie už v roce 1904. V roce 2014 byla celosvětová instalovaná kapacita geotermálních elektráren 12 013 MWe, z toho absolutně nejvíce v USA – 3 442 MWe.[7] V roce 2012 geotermální elektrárny vyrobily 72 143 milionů kWh elektrické energie.[8] Absolutně nejvíce elektrické energie bylo opět vyrobeno v USA, relativně nejvíce pak na Islandu a v Salvadoru, kde geotermální elektrárny vyrobily čtvrtinu elektrické energie.

ZeměInstalovaná kapacita 2014 (MWe)[7]Výroba elektřiny v roce 2012 (GWh)[8]Podíl na výrobě elektřiny 2012 (%)
Spojené státy americké3 44215 5620,38
Filipíny1 9049 93415,05
Indonésie1 33310 5566,11
Mexiko1 0055 7922,09
Itálie9018 7683,06
Nový Zéland8956 01514,02
Island6644 97428,93
Japonsko5372 9170,30
Turecko2758500,37
Keňa2371 51819,93
Kostarika2081 47314,90
Salvador2041 52525,45
Nikaragua10455015,63
Rusko975050,05
Papua Nová Guinea5640012,03
Guatemala422713,24
ostatní>30>250-

Využití v Česku

V Česku využívá geotermální energii např. město Ústí nad Labem, kde slouží k vytápění plaveckých bazénů a od května 2006 také k vytápění zoologické zahrady v Ústí nad Labem.

Ojedinělý projekt využití geotermální energie pro výrobu tepla je v Děčíně. Od roku 2002 je zde v provozu výtopna na Benešovské ulici,[9] která jako jediná v České republice využívá geotermální energii pro zásobování poloviny města teplem.

V Litoměřicích byl vyhlouben průzkumný vrt PGV-LTV01 o hloubce 2,1 km a koncové teplotě 63 °C. Pokud budou výsledky měření příznivé, začnou se hloubit další dva vrty – tentokrát již produkční. Tyto vrty mají dosáhnout hloubky až 4500 metrů. Geotermální kogenerační teplárna bude založena na metodě HDR, která ještě nebyla ve střední ani východní Evropě použita. Tato metoda spočívá v tom, že se do jednoho vrtu vhání voda, a ze druhého se čerpá, přičemž se voda v hloubce ohřívá. Jedná se o uzavřený oběh média – vody. Tepelná energie se může přeměnit na energii elektrickou. V zimě se bude energie využívat především pro vytápění, v létě naopak pro vytváření elektrické energie. Náklady na vybudování vrtů a geotermální elektrárny mají být kolem 1,11 miliardy Kč, na jejich krytí se bude podílet i EU. Elektrárna má mít tepelný výkon 50 MW a elektrický pak 5 MWe.

V Liberci hloubila v roce 2010 zkušební vrt společnost ze Skupiny ČEZ, případný elektrický výkon elektrárny měl být v řádu jednotek či desítky MWe.[10]

Odkazy

Reference

  1. GeoPLASMA-CE - Mělká geotermální energie ve Střední Evropě. portal.geoplasma-ce.eu [online]. [cit. 2018-08-09]. Dostupné online. (česky) 
  2. https://phys.org/news/2019-05-geothermal-energy-earthquake-problem.html - Solving geothermal energy's earthquake problem
  3. Archivovaná kopie. www.ekowatt.cz [online]. [cit. 2007-06-16]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-06-19. 
  4. https://techxplore.com/news/2021-02-geothermal-limited-longevity.html - New research shows geothermal heating may have limited longevity
  5. Archivovaná kopie. www.janburian.cz [online]. [cit. 2007-06-16]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-08-25. 
  6. SIGURDSSON, Haraldur. Encyclopedia of Volcanoes. [s.l.]: Academic Press, 1999. Dostupné online. ISBN 978-0-12-643140-7. Kapitola Introduction, s. 11. (anglicky) 
  7. a b Geothermal Energy Association: 2014 Annual U.S. & Global Geothermal Power Production Report
  8. a b International Energy Statistics. www.eia.gov [online]. [cit. 2019-05-24]. Dostupné online. 
  9. TERMO Děčín a.s.. ted.mvv.cz [online]. [cit. 2019-05-24]. Dostupné online. 
  10. První geotermální elektrárna v ČR: Liberec nebo Litoměřice?. Nazeleno [online]. Narrative Media, 2010-01-20 [cit. 2019-05-07]. Dostupné online. ISSN 1803-4160. 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

1972 Iceland Geysir-2.jpg
Autor: No machine-readable author provided. Roger McLassus 1951 assumed (based on copyright claims)., Licence: CC-BY-SA-3.0
Geysir in Iceland on 25 Jul 1972. Picture taken and uploaded by Roger McLassus.
NesjavellirPowerPlant edit2.jpg
The Nesjavellir Geothermal Power Plant in Þingvellir, Iceland