Co je to geotermální energie?
Určitě jste se již s pojmem geotermální energie někdy setkali a víte, že se jedná o teplo z nitra planety Země. Ale jak takové geotermální teplo vzniká, a jaké může mít podoby a využití?
Geotermální energie je teplo, které vystupuje z nitra země na povrch ve formě vulkanické činnosti, horké vody a páry nebo horkých plynů. Teplo uvnitř zemského nitra pochází ze zbytkového tepla z dob vzniku Země, ale z větší části vzniká rozpadem jader radioaktivních prvků. Teplota u zemského povrchu se v průměru pohybuje kolem 10 – 15 °C a směrem k zemskému jádru se zvyšuje až do cca 6 000 °C. Po každém kilometru směrem do středu planety se teplota horninového podloží zvyšuje o 25 až 30 °C. Nejlepší podmínky pro získávání geotermální energie jsou v místech styku litosférických desek, kde je zemská kůra nejtenčí.
Teplo ze Země rozdělujeme na mělkou geotermální energii a hloubkovou geotermální energii. Jde o energii, která může být člověkem nějak využívána a získává se pomocí vrtů.
Hloubková geotermální energie
Využití hloubkové (nebo také hlubinné) geotermální energie je závislé na oblasti a jejím geologickém podloží. V České republice je získávání hloubkové zemské energie značně omezeno vysokými náklady na její čerpání. Příhodné podmínky jsou v rámci Evropy třeba na Islandu, v Itálii, Řecku nebo na Azorech.
Hloubková energie se nejčastěji využívá pro výrobu elektřiny v tzv. geotermálních elektrárnách, nebo pro přímé vytápění. Nejhlubší geotermální vrty do hloubky 12 km se prováděly na ruském poloostrově Kola pro výzkumné účely. Většinou se ale pro praktické využití počítá s vrty do 5 až 6 km. Průměrně je v hloubkách kolem 6 km teplota hornin až 180 °C. V České republice je na stole několik projektů, které do budoucna plánují výzkum i využití geotermálního tepla. Reálné a fungující aplikace v našich krajinách však zatím nenajdeme.
Mělká geotermální energie
Velmi rozšířenou a v poslední době mnohem častěji vyhledávanou alternativou vytápění a chlazení je mělká geotermie (GE), která se vlivem několikanásobného zdražení energií, nejistoty ohledně dodávek plynu apod. ale i legislativním požadavkům PENB stává více méně standardním zdrojem moderních staveb. Právě mělká geotermie a její využití je těžištěm tohoto odborného webu.
Mělká GE v podobě tepla a chladu pochází z podstatně nižších hloubek. To ji činní daleko dostupnější i v našich geografických podmínkách. Za pomoci tepelných čerpadel země-voda jsme schopni tuto energii převádět na vyšší úroveň/teplotu a následně ji využít pro „jakoukoliv“ výrobu tepla (vytápění, teplá voda, ohřev bazénové vody…). Na druhou stranu, vzhledem ke stálosti teploty kolem cca 9 – 13°C a velké kapacitě horninového prostředí jsme schopni využívat i tento „chlad“ a to jak napřímo (pasivně), nebo strojně (aktivně) opět s pomocí tepelného čerpadla. To v ten okamžik využívá mělkou GE pro ukládání odpadního tepla.
Využívání této mělké GE se provádí pomocí uzavřených, trvale oddělených systémů, tvořených svisle či vodorovně uloženým potrubním výměníkem naplněným nemrznoucí kapalinou. Nejčastěji je využíván plastový materiál PE 100 RC, který je velmi houževnatý a odolný. Nemrznoucí (teplonosná) kapalina je nejčastěji na bázi glykolů či ethanolu v cca 30% koncentraci ve směsi s vodou.
Svislé systémy, neboli geotermální vrty bývají hluboké až několik set metrů. Horizontálním systémům říkáme zemní plošné kolektory a pokládáme je nejčastěji v hloubkách cca 1,2 -1,5 m pod povrch. Jakýmsi hybridem mezi svislými a horizontálními systému mohou být geotermální koše, které se však řadí spíše do plošných systémů vzhledem k jejich hloubkovému dosahu. Dále je pro vytápění a chlazení větších objektů možné energii získávat pomocí energetických základů budov.
Výhody využití geotermální energie pomocí TČ
- – obnovitelný zdroj energie se stálým výkonem
- – ekologický a dlouhodobě udržitelný zdroj energie bez emisí v místě spotřeby
- – stabilní produkce energie po celý rok (na rozdíl od FVE, větrných elektráren, ale i tepelných čerpadel vzduch – voda)
- – využití mělké GE prostřednictvím tepelných čerpadel je díky mnoha možnostem čerpání energie možné téměř všude
- – bezobslužný provoz
- – systém je „bezhlučný“ – venkovní hluk = 0 dB, uvnitř je emise hluku na úrovni velmi kvalitních chladniček
- – systém je „neviditelný“ – venku je systém pod zemí, uvnitř není nijak prostorově náročný
