Geotermální energie je obnovitelný a v podstatě nevyčerpatelný zdroj energie. V české legislativě ale nejsou ukotvené ani základní pojmy, například co to vlastně geotermální energie je, říká v rozhovoru pro Euractiv.cz Jan Holeček z České geologické služby.

Výzkumník Jan Holeček v současné době vede projekt zaměřený na mapování potenciálu geotermální energie v České republice. „Potenciál je vyšší zejména v Krušnohoří a v západních Čechách. Další významnou lokalitou je Liberecko, okolí Semil a Broumova, Jesenicko, ale zdroje jsou i na jižní Moravě,“ vypočítává perspektivní lokality v Česku.

Můžeme považovat geotermální energii za obnovitelný zdroj? Je srovnatelná třeba s energií sluneční či větrnou?

Určitě. Z čistě fyzikálního pohledu existují pouze dva primární obnovitelné zdroje, a tím je solární a právě geotermální energie. Větrná a hydrodynamická energie jsou jen projevy působení slunečního záření v atmosféře. Geotermální energie je na tom, co se týče stability, ze všech druhů obnovitelných zdrojů nejlépe, protože není závislá na změnách počasí a klimatu. Zatímco fotovoltaika je závislá na slunečním svitu, geotermální energie je dostupná 24 hodin, 365 dní v roce. Je to stabilní lokální zdroj energie.

Text Anety Zachové vyšel původně na serveru Euractiv, s nímž HlídacíPes.org spolupracuje.

Musíme ale dávat pozor, jakým způsobem tuto energii využíváme. Týká se to zejména mělké geotermální energie, kde může dojít k takzvanému „přečerpání“ zdroje. To nastává v případě, kdy člověk geotermální vrt přetěžuje a odebírá takové množství tepla, že se energie nestíhá doplňovat z okolí. V důsledku prochlazení blízkého okolí se může stát, že poklesne výkon zdroje nebo přestane fungovat úplně. Teplo se časem doplní samo zpět, ale může to trvat i řadu let. Pokud je geotermální instalace dobře zkonstruována a správně využívána, jedná se v podstatě o nevyčerpatelný zdroj energie.

Ekologičtější než vítr a fotovoltaika?

S některými obnovitelnými zdroji energie se pojí vedlejší negativní efekty. Příkladem jsou solární panely a nutnost jejich likvidace. Jak je to u geotermální energie?

Zatímco u solární energie řešíme, jak naložit s vysloužilými panely, u větrných elektráren nás trápí jejich estetický vliv v krajině a složitá recyklace kompozitních dílů na konci jejich životnosti. U mělké geotermální energie, bavíme se tedy o tepelných čerpadlech typu země-voda, tam pracujeme obvykle s pevnou polyetylenovou trubicí. Ta se při likvidaci vrtu ze země vytáhne a zlikviduje jako každý jiný plast, což je odpad, který umíme celkem dobře recyklovat. U mělkých geotermálních instalací je výhodou i to, že nemusí být ani na první pohled viditelné. Zábor půdy je v porovnání s ostatními zdroji energií jeden z nejmenších, a to i u velkých průmyslových instalací.

Geotermální energii dokonce můžeme využívat i pro chlazení, přesněji řečeno horniny v prvních sto metrech pod povrchem s teplotou většinou mezi 8 a 15 °C mohou být využity jako chladič.

Můžeme říct, že ať už vybudujeme vrt kdekoli, nějakou energii najdeme, ale v některých místech je jí zkrátka více?

Přesně tak. Potenciál pro využití geotermální energie je v podstatě na celém území republiky. Otázkou ale je, jak je veliký a technicky využitelný. Tepelné čerpadlo pro vytápění či chlazení rodinného domu můžeme postavit v podstatě kdekoliv, ale existují i různá omezení, tzv. střety zájmů. Jde například o ochranná pásma, existující dopravní či energetickou infrastrukturu, místa se svahovou nestabilitou či rizikem pro vodní zdroje. Proto je vždy nutné před výstavbou provést kvalitní geologické a hydrogeologické posouzení, aby se rizika eliminovala.

Čím to je, že v některých oblastech je potenciál vyšší než jinde?

Je to dané zejména geologií, tedy geologickou stavbou území a samozřejmě i typem přítomných hornin. Například v Podkrušnohoří v oblasti oháreckého riftu je vyšší potenciál dán přítomností zlomů zasahující do velkých hloubek, což usnadňuje přítok tepla ze svrchní kůry blíže k povrchu. Na Liberecku je naopak zvýšený potenciál dán přítomností přirozeně radioaktivních žul. V případě mělké geotermální energie hraje roli i vliv terénu – v údolích je potenciál mírně vyšší, na kopcích naopak nižší.

Geotermální energie může i chladit

Jak vlastně takový geotermální potenciál v daných místech zjišťujete?

Geotermální potenciál se zjišťuje měřením ve vrtech. V nich se provádí takzvaná termometrická karotáž, což znamená, že do vrtu je spuštěn teploměr a v každé jeho části se měří teplota. Ta vzrůstá s hloubkou vrtu, a podle toho, jak strmě vzrůstá, tak z toho pak můžeme usuzovat, jaký je teplotní gradient v daném místě. Do výpočtu geotermálního potenciálu kromě teploty pak vstupují další veličiny, jako je tepelná vodivost hornin, tedy schopnost horniny vést teplo. Horniny jsou složené z různých minerálů, některé vedou teplo dobře, jako například křemen, jiné špatně, jako například jílové minerály nebo voda obsažená v horninách.

Jaká teplota je vlastně ideální, pokud ji chceme využít například k výrobě elektřiny?

Samozřejmě záleží na tom, jakým způsobem chceme geotermální energii využít – zda potřebujeme vytápět dům nebo skleník na farmě, nebo jestli chceme vyrábět elektrický proud a zásobovat teplem centrální vytápění. Geotermální energii dokonce můžeme využívat i pro chlazení, přesněji řečeno horniny v prvních sto metrech pod povrchem s teplotou většinou mezi 8 a 15 °C mohou být využity jako chladič.

Tato obrovská výhoda se velice málo zmiňuje a využívá. Řada budov přitom potřebuje spíše chlad než teplo, příkladem jsou administrativní budovy nebo nákupní centra – to jsou zkrátka typická místa, kde se v létě spotřebovává velké množství energie na chlazení. S pomocí geotermální energie můžeme teplotu v těchto budovách efektivně řídit. Mezinárodní agentura pro obnovitelné zdroje IRENE předpokládá, že v období kolem roku 2050 převáží spotřeba energie na chlazení nad spotřebou pro vytápění, na což dnes nejsme vůbec připraveni.

Co je geotermální energie? Odpovídá Jan Holeček:

Geotermální energie existuje od prvopočátku původu Země. Jejím prvním zdrojem je zbytková tepelná energie, která vznikla při formování zeměkoule. Dalším zdrojem je rozpad radioaktivních prvků v zemské kůře – izotopů uranu, thoria a draslíku – při kterém se uvolňuje teplo. Zdrojem je i Slunce, respektive sluneční záření dopadající na Zemi a určující teplotu zemského povrchu, od které se teplota pod povrchem s rostoucí hloubkou zvyšuje v závislosti na geologických podmínkách daného místa. Existují ještě další zdroje geotermální energie (např. přílivové tření) představující ale méně než desetinu tepelných zdrojů Země.

Každá aplikace geotermální energie má nějaké vhodné rozmezí teplot. Když se budeme bavit o vytápění rodinného domu či nákupního centra pomocí tepelných čerpadel, mluvíme o teplotách okolo 8 °C do nějakých 15 °C. Když budeme chtít stavět geotermální elektrárnu, tak budeme potřebovat teploty 120 až 150 °C nebo i více. Pokud se podíváme do světových geotermálních velmocí, jako jsou Island, Itálie nebo Filipíny, tak tam se maximální teploty pohybují v nižších stovkách °C. V geotermálních elektrárnách poháněných takovými teplotami je pak možné získat přehřátou páru, která pak stejně jako v konvenční elektrárně pohání turbíny pro výrobu elektrické energie. V podmínkách České republiky máme k dispozici nízko a středně-teplotní zdroje geotermální energie.

Geologický výzkum snižuje investiční rizika

Vraťme se ještě přímo k vašemu projektu. Co je přesně jeho cílem?

Já to vezmu z opačné strany, tedy proč jsme vůbec projekt připravili. V Česku existují starší mapy geotermálního potenciálu vycházející z poznání z konce 80. a 90. let, které pracovaly s tehdejší úrovní výpočtů, metodikami a množstvím dat. Ty mapy ale mají svá omezení. Zároveň je tu několik datových zdrojů a moji dlouhodobou vizí bylo udělat jednotnou geotermální databázi, tedy aby se všechna dostupná data sesypala na jednu hromadu, protože čím více máte dát, tím přesnější je pak to poznání.

V dnešní době, kdy se postupně uzavírají uhelné elektrárny a obnovitelné zdroje jdou do popředí, je geotermální energie jednou z možností, jak snížit emise a jejich klimatické dopady.

S kolegy z geofyzikálního ústavu Akademie věd jsme se dohodli, že připravíme projekt a vytvoříme novou aktualizovanou mapu geotermálního potenciálu České republiky. Považujeme to za velmi důležitý podklad, protože dříve se na geotermální energii pohlíželo spíše akademicky, než že by ji bylo možné využívat v praxi. Zároveň v dnešní době, kdy se postupně uzavírají uhelné elektrárny a obnovitelné zdroje jdou do popředí, je geotermální energie jednou z možností, jak snížit emise a jejich klimatické dopady. Přitom se dosud přesně neví, jaký potenciál u nás geotermální energie má. Se znalostí geotermálního potenciálu území mohou státní úřady lépe plánovat národní energetickou koncepci a podporu rozvoje obnovitelných zdrojů.

V dalším navazujícím projektu bychom se rádi zaměřili na oblasti, kde by mohl být dobrý potenciál pro průmyslové využití a ověřili ho výzkumnými metodami. Důležité je, že v lokalitách, kde se provede výzkumný vrt a ověří se geotermální potenciál, začne být místo zajímavé pro investory. Jedním z největších rizik při výstavbě velkých geotermálních zdrojů je právě geologická nejistota. Geologický výzkum a znalost geologických podmínek výrazně snižují riziko ekonomického neúspěchu připravovaných geotermálních projektů. V počátcích rozvoje těchto obnovitelných zdrojů je podpora státu nevyhnutelná.

Co dalšího kromě nedostatku dat brání rozvoji geotermální energie v Česku?

Máme tu dlouhodobě děravý legislativní rámec. Co se týče využívání geotermální energie, tak v naší legislativě nejsou ukotvené ani základní pojmy, například co to vlastně geotermální energie je. Není nikde definováno, ani kdo je vlastníkem toho tepla. Jestli je to majitel pozemku, nebo jestli je to stát. Vyvstávají pak otázky typu: Je to teplo moje, nebo patří státu? Mohu ho čerpat? Když to není zakotveno v legislativě, tak ani stát nemůže vyžadovat žádné licenční poplatky za jeho využívání.

Překážkou rozvoje geotermální energie je nízké povědomí veřejnosti, politiků a investorů o možnostech využití geotermální energie, stejně jako nízká ekonomická podpora státu.

Neexistuje u nás žádný jednotný proces povolování geotermálních zdrojů, s čímž se pak potýká každý investor. V rámci našeho projektu se tedy budeme snažit vytvořit i dokument, který poukáže na legislativní nedostatky. Budeme chtít státním orgánům předložit nějaká doporučení, co by bylo dobré udělat. Neexistuje registr geotermálních instalací a stát dnes ani neví, kde se geotermální instalace nachází. Ví se pouze o těch větších, ale místa malých geotermálních zdrojů nejsou známá.

U nás to sice ještě není tak žhavé téma, ale třeba v Rakousku už se dostávají do stavu, kde v hustě obydlených oblastech je množství drobných instalací natolik velké, že dvě blízké instalace si vzájemně konkurují a nefungují efektivně. Dostáváme se pak do roviny zmařených investic, čemuž se musíme vyhnout.

Další překážkou rozvoje geotermální energie je nízké povědomí veřejnosti, politiků a investorů o možnostech využití geotermální energie, stejně jako nízká ekonomická podpora státu, bez které bude masivnější rozvoj zdrojů geotermální energie pozvolný a zdlouhavý. Mělká geotermální energie již dnes patří z dlouhodobého hlediska mezi nejlevnější zdroje tepla, avšak vysoké počáteční náklady jsou bariérou, kterou se bez dotací a půjček řadě investorů nedaří překonat.