Svet, v ktorom nás moderné technológie zbavia závislosti od plynu a ropy, je blízko
Aktuálny vývoj je hnacím motorom pre dynamický rozvoj obnoviteľných zdrojov vrátane geotermálnej energie. Očakáva sa množstvo inovácií, ktoré posunú odvetvie dopredu.
Na Slovensku sa zatiaľ geotermálnej energii nevenovala veľká pozornosť, hoci podmienky na jej využívanie máme nadpriemerné. Treba ale priznať, že ani inde vo svete nemal ešte donedávna tento zdroj vždy na ružiach ustlané.
Súvisí to najmä s tým, že objavovanie geotermálnych zdrojov a realizácia projektov je jednak nákladná aktivita, no najmä sa pri nej nedá stopercentne zaručiť výsledok. Do troj- či štvorkilometrovej hĺbky v zemi skrátka nevidíme, až kým sa tam reálne nepozrieme prostredníctvom vrtu. A ten si vyžaduje povolenie, prípravu projektu, samotné práce v teréne, teda roky úsilia, ktoré nie sú zadarmo.
Práve tieto otázky – pomyselné bariéry rýchlejšieho rozvoja – však odborníci na geotermálne projekty riešia po celej planéte s nebývalým zápalom. Dôvod je prostý: dopyt po dostupnej, bezpečnej a ekologickej energii, ktorú možno využiť v čo najväčšej škále, je momentálne historicky najväčší. Súvisí s tým dynamickejší rozvoj legislatívy, ako aj technológií, ktoré umožnia ľahšie sprístupnenie prirodzene sa vyskytujúcej energie zo zeme.
Geotermálna energia zažíva vo svete v posledných rokoch nebývalý boom. Tohtoročný vývoj, výrazne ovplyvnený ruskou agresiou na Ukrajine, ešte viac upriamil pozornosť na tento bezemisný zdroj, ktorého výhodou je aj to, že v rámci jedného zariadenia dokáže v prípade priaznivých podmienok produkovať pre región elektrinu a teplo zároveň. A to všetko na úspornej ploche, keďže energetickým zdrojom je horúca voda v horninovom podloží čerpaná cez vertikálny vrt.
Už teraz zapojenie geotermálnej energie rastie exponenciálne a počíta sa, že v ďalšom období sa toto tempo zrýchli ešte viac. Aktuálne desaťročie aj preto dostalo prívlastok „geotermálna dekáda“ – vzhľadom na obrovský počet rozbehnutých projektov.
Podzemné radiátory majú zmeniť (energetický) svet
Technológiám v odvetví sa venujem dlhodobo – napokon dôležité vybrať tie správne bolo aj v našich projektoch geotermálnych elektrární, ktoré pripravujeme v okresoch Prešov a Žiar nad Hronom. V ich prípade pôjde o takzvané binárne elektrárne, kde horúca voda vyťažená zo zeme zohrieva vo výmenníku pracovnú kvapalinu. Vzniknutá para poháňa turbínu generátora, čo umožňuje výrobu elektriny. Zostatkové teplo z procesu sa využíva ďalej na výrobu tepla, napríklad pre centralizované zásobovanie teplom (CZT).
Táto technológia je vo svete dobre zabehnutá a predstavuje jeden z čoraz viac sa rozširujúcich spôsobov využitia hlbinnej geotermálnej energie. Inžinieri a rôzne startupy sú však vo vývoji využívania tohto zdroja ešte ďalej. Jednou z hlavných oblastí, ktorej sa venujú, je, ako využiť prirodzené geotermálne teplo v oblastiach, kde nie je zaznamenaný výskyt vody, teda prirodzených podzemných kolektorov. Takýchto oblastí je viac ako tých, kde je voda aj vhodné podmienky na jej čerpanie.
Pravdepodobne najďalej je v tomto smere kanadská firma Eavor, ktorá prišla s konceptom „podzemných radiátorov“ (Eavor-Loop).
Pilotný systém zahŕňa dvojicu vertikálnych vrtov v hĺbke vyše dva kilometre, ktoré sú v zemi spojené rozvetveným horizontálnym potrubím a na povrchu je okruh prepojený cez výmenník tepla. Ide teda o uzatvorený systém, do ktorého sa pridá voda, ktorá sa v tomto systéme zachová a stále využíva. V hĺbke sa ohrieva a toto teplo sa prirodzeným tlakom (bez nutnosti čerpadiel, vďaka tzv. termosifónovému efektu) ďalej zužitkováva na povrchu. Pilotný systém za dva roky vyrobil vyše 11-tisíc MWh energie, teda objem na zásobovanie asi 450 domácností.
(Video obsahuje aj slovenské titulky)
Výhodou tohto riešenia je, že nevyžaduje prirodzený výskyt vodných kolektorov a teda ani špeciálne priepustné podložie, keďže spoločnosť sa zároveň špecializuje aj na realizáciu vrtov prakticky v každom type horninovej štruktúry.
Rieši teda dve veľké výzvy súčasne (absenciu vodonosných vrstiev aj potenciálnu prekážku v podobe tvrdých hornín), a tak je systém možné realizovať vlastne kdekoľvek na svete. Eavor hovorí, že priniesol koncept, ktorý geotermálnu energiu umožní využívať globálne v nebývalej škále a zmení tak navždy našu planétu.
Veľkou výzvou sú lacnejšie a hlbšie vrty
Množstvo firiem v geotermálnom odvetví sa venuje samostatne problematike vrtov, ktoré sú najnákladnejšou položkou. Platí pri nich, že čím hlbšie vŕtate, tým viac tepla získavate, no zároveň o to viac peňazí míňate.
Startup Quaise Energy, ktorý získal nedávno 40-miliónovú investíciu, chce umožniť vŕtať do 10- až 20-kilometrových hĺbok, kam dnes bežné komerčné vrty nejdú. V týchto vrstvách je obrovské množstvo tepla, je však problém získať ho efektívne bežne dostupnými metódami.
Quaise Energy pracuje na technológii gyrotronového vŕtania, umožňujúcej vysokovýkonné hĺbenie milimetrovými vlnami. Firma tvrdí, že po uvedení do praxe bude možné vŕtať rýchlejšie, hlbšie a získavať viac energie.
Mimochodom, v rovnakom segmente pracuje na vlastnom riešení už niekoľko rokov aj slovenská spoločnosť GA Drilling. Tá rozvíja technológiu plazmového vŕtania, ktorej účel je rovnaký – dostať sa čo najefektívnejšie do záujmových hĺbok s obrovskými zásobami zemského tepla.
Ďalšou veľkou kategóriou sú firmy, ktoré často pochádzajú z ťažkých odvetví, typicky z ropného priemyslu – giganti, ktorí majú skúsenosti s realizáciou vrtov, a teraz chcú svoje know-how zužitkovať v geotermálnom (zelenšom) odvetví. Prípadne spoločnosti, ktoré sa venujú využitiu existujúcich hlbinných vrtov (vo svete sú ich tisícky).
Jeden z príkladov máme aj v tomto prípade v regionálnom dosahu – ide o rakúsku spoločnosť GreenWell Energy, ktorá svoj výskum sústredila na južnej Morave. Startup založili práve dvaja zamestnanci ropného priemyslu, ktorí sa videli v zelenom smerovaní energetiky.
Príležitosť vnímajú vo využití starších vrtov namiesto realizácie nových, čo v prípade geotermálnych projektov môže priniesť zásadne úspory, a tak opätovne prispieť k väčšiemu využívaniu. Ropné vrty je však potrebné vyčistiť od uhľovodíkov. Firma uvádza, že len v Rakúsku sa každý rok zlikviduje 10 až 30 starých vrtov, pritom asi polovica z nich sa dá využívať na čerpanie geotermálnej energie.
Zlatá epocha geotermu
Ak súčasná kríza a rast cien energií priniesli niečo pozitívne, je to hlavne impulz pre vlády krajín, ale aj biznisových lídrov hľadať účinné riešenia, ako ropu a plyn nahradiť pokiaľ možno čo najrýchlejšie všade tam, kde sa to dá.
Celkové investície smerované do vývoja geotermálnych riešení a technológií sú v súčasnosti bezprecedentné. Pozitívne je, že to zvyšuje konkurenciu a rastie tak zároveň šanca, že sa v odvetví dočkáme prelomových riešení, ktoré ho posunú výrazne vpred.
Že ide o vskutku pokročilé nápady, dokazuje aj odovzdávanie „geotermálnych Oscarov“, ktoré v Európe zastrešuje organizácia EGEC. Každoročne oceňuje najinovatívnejšie geotermálne projekty. Ostatným držiteľom ceny je spoločnosť Baker Hughes, ktorá patrí k tým, čo svoj biznisový focus rozšírili z pôvodného zamerania práve na geoterm, lebo v ňom vidia veľký potenciál. Firma prišla s patentom na spôsob paženia vrtov, ktoré zabraňuje všetkým typom korózie, za čo dostala spomínanú cenu.
Baker Hughes vydal k rozvoju geotermálnej energie aj pozičný dokument, kde pomenúva najväčšie výzvy rozvoja, a zároveň vyzdvihuje súčasnú dynamiku výskumu. „Nové techniky a technológie znamenajú, že geotermálna energia je kúsok od skutočného prelomu. Momentálna úroveň expertízy ho umožní uskutočniť, čo bude znamenať zlatú epochu geotermu,“ predpovedá spoločnosť.
Odhaduje sa, že dnešnými metódami zatiaľ nedokážeme sprístupniť drvivú väčšinu dostupnej geotermálnej energie, zrejme až 99 % celkového potenciálu. Zároveň odborníci predpokladajú, že v budúcnosti by sme z geotermálnej energie mohli vyrábať 10 – 20 percent elektriny a odvážnejší odhad dokonca hovorí až o polovici celkovej globálnej spotreby.
Je zrejmé, že ak by sme už dnes túto energiu využívali, súčasná globálna energetická kríza by sotva mohla byť realitou. V každom prípade svet, v ktorom nebudeme závislí od plynu či ropy, a budeme sa naopak spoliehať na čisté, cenovo stabilné zdroje energie, nemusí byť až tak ďaleko.
