Do hluboké geotermie investuje i Bill Gates

Geotermie má obrovský potenciál v rámci obnovitelných zdrojů energie

Šestá konference „Praxisforum Geothermie.Bayern 2018“ s více než dvěma sty odbornými účastníky z Německa, Itálie, Rakouska, Nizozemska, Velké Británie a Japonska byla přehlídkou novinek především z bavorské hluboké geotermie. Bavorsko si udržuje špičkové postavení v německé geotermii také v oboru mělké geotermie – tedy u tepelných čerpadel. I z globálného hlediska se hluboká geotermie velmi čile rozvíjí, zejména v Turecku, východní Africe, jihovýchodní Asii a po celé Americe. Potenciál geotermie již objevil také slavný zakladatel Microsoftu, který ji považuje za jeden z pěti klíčových oborů, podporovaných z energetického fondu pro čisté energie Breakthrough Energy Ventures. Ten založil před třemi léty spolu s dalšími filantropy.

Ke geotermii Gates trefně prohlásil: „Pod povrchem Země se nachází fenomenální množství energie ve formě tepla – mnohokrát více energie, než bychom mohli získat ze všech známých ložisek uhlí a ropy.“ Jeden z prvních projektů, který fond finančně podporuje, je zaměřen na rozvoj tzv. EGS, tedy „Enhanced Geothermal Systems“, neboli petrotermické geotermie bez přirozených zdrojů geotermické vody - ty představují více než devadesát procent světových kapacit hluboké geotermie. Geotermie na rozdíl od většiny ostatních obnovitelných energií je schopná pokrývat elektrický výkon pro základní zatížení bez ohledu na rozmary počasí.

Evropská Vize pro hlubokou geotermii

Philippe Dumas z Evropské geotermické rady – EGEC prezentoval studii „Vision for Deep Geothermal“ rozvoje evropské geotermie do roku 2050 a dále zmínil, že tzv. vyrovnané náklady na energii – LCOE – jsou u geotermie jedny z nejnižších mezi obnovitelnými zdroji. Nižší jsou pouze u větrné energie a úzkého segmentu fotovoltaiky. V Evropě se nyní nachází více než sto geotermálních elektráren v sedmi zemích. Celkový výkon je zhruba 2,5 GWel, tedy přibližně odpovídající výkonu Jaderné elektrárny Temelín. Významnější je proto aktuálně 280 geotermických tepláren ve více než dvaceti evropských zemích, protože výroba tepla a chladu představuje asi polovinu spotřeby energie v Evropě. I tak využívají geotermické teplárny stále jen zlomek z celkového potenciálu Země. Proto je dalších více než stopadesát evropských geotermických tepláren ve stadiu stavby nebo projektového plánování. Největší rozvoj hluboké geotermie se očekává po dovršení výzkumu a vývoje zmíněných EGS systémů – poté bude možný rozvoj petrotermické geotermie prakticky ve všech zemích Evropy.

Pokračuje také vývoj systémů na akumulaci energie pomocí ukládání tepla v podzemí a dále hybridní, synergické systémy, například kombinované zařízení biomasa-geotermie v italské Cornii.

Možná jediná šance Wärmewende v Německu

Podle Christiane Lohseové ze Spolkového úřadu pro životní prostředí (UBA), je vytápění domů segmentem trhu, který rozhodne, zda Německo dosáhne svých cílů na ochranu klimatu dle Pařížské dohody alespoň v roce 2030, když už je jisté, že v roce 2020 země své plány snižování CO₂ nesplní.

V SRN je více než dvacet milionů budov a jen 13 % jejich spotřeby tepla je kryto z obnovitelných zdrojů. Samotná výměna topných kotlů ani využívání biomasy zdaleka nestačí - rozhodující roli sehraje hluboká a středně hluboká geotermie – bez jejich důsledného využití není šance na splnění cílů snižování emisí CO₂ v roce 2030 ani 2050. Potenciál  německé hluboké geotermie v dálkovém vytápění se pohybuje okolo – 15-20 % budoucí spotřeby v cílovém roce 2050, která bude navíc průběžně snižována pomocí růstu energetické efektivnosti budov. UBA považuje  geotermii za ekologicky nejvýhodnější  obnovitelný zdroj a doporučuje  přesměrovat investice např. z podpory na výměnu kotlů – které představují jen přechodné řešení – na geotermii, která má jasnou a dlouhodobou perspektivu.

Bavorsko zůstává tahákem pro investory

Potřetí se v rámci konference uskutečnilo fórum „Invest Geothermal“, jehož se zúčastnily například silná finská společnost TAALERI, která je investorem goetemického projektu Dorfen u Ickingu asi dvacet kilometrů jižně od Mnichova. Společnost s velkým očekáváním vyhlíží první výsledky projektu Dorfen, které se očekávají do konce roku 2018. V případě úspěchu je připravena investovat do dalšího geotermálního projektu, i když jsou v tomto oboru počáteční investice zvláště do hlubokých vrtů značně vysoké a navíc u hydrotemických systémů existuje riziko v podobě nenalezení geotermické vody. Dalším významným investorem na konferenci byla společnost Storengy, která provozuje dvě desítky podzemních zásobníků plynu v Německu, Francii a Velké Británii. Nyní ale Storengy plánuje nové geotermální projekty ve Francii a Německu. Lákadlem pro investory zůstává jedna z nejvyšších výkupních sazeb za geotermickou elektřinu v Německu – 25,2 centů/kWh na období 20 let. Tato sazba platí při uvedení geotermické elektrárny do provozu nejpozději do konce 2020. Poté od 1. ledna 2021 má vstupit v platnost meziroční degrese této sazby o 5 procent ročně.   

Mnichov důsledně rozvíjí geotermii

Výskyt přírodních zdrojů geotermické vody v podzemí je pro bavorskou metropoli podobnou výhrou jako pro Paříž, která rovněž vytápí celé městské čtvrti pomocí hluboké geotermie. Mnichov systematicky pracuje na již dříve vyhlášeném cíli dosažení výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů ve vlastních kapacitách po Evropě, odpovídající kompletní spotřebě Mnichova do roku 2025 a dále na pokrytí veškeré mnichovské spotřeby tepla z obnovitelných zdrojů do roku 2040. Komunální podnik Stadtwerke München (SWM) se silně angažuje zejména v oboru geotermie, která je pro tento záměr klíčová. V dubnu 2018 zahájila firma Daldrup první ze šesti hlubokých vrtů pravděpodobně největšího evropského geotermického projektu současnosti. V červenci 2018 bylo oznámeno, že první vrt byl úspěšný – v cílovém horizontu ve vertikální hloubce téměř tří kilometrů byl nalezen zdroj geotermické vody s teplotou 104 °C a vydatností 120-150 litrů za sekundu. Pokud budou i zbývající vrty s délkami okolo čtyř kilometrů úspěšné, bude v roce 2020 připojena na síť dálkového topení geotermická elektrárna s tepelnou kapacitou 50 MW, která bude stačit pro zásobování 80 tisíc obyvatel Mnichova teplem.

Bavorské projekty prezentované na fóru

Geotermický projekt BRUCK v Garching an der Alz – asi 80 km východně od Mnichova - je po dlouhé době prvním geotermickým vrtem v bavorské molasové pánvi, u kterého byla s pomocí NW Assekuranz pojištěno riziko nenalezení ložiska geotermické vody, což by mohlo být vzpruhou i pro další bavorské geotermické projekty. Právě velké finanční riziko spojené s hlubokými vrty je jednou z největších překážek pro rozvoj hydrotermální geotermie. Projekt provádí společný podnik firem RAG a STRABAG s názvem SILENOS s 300tunovou soupravou BENTEC. První vrt v roce 2018 s délkou 5010 metrů byl úspěšný („fündig“) s teplotou 125 °C a 105 l/s – tedy dostatečnými parametry i pro výrobu elektřiny. Přesto vrtná společnost  RAG připustila, že vrtné práce neprobíhaly zcela hladce - o mnohá „geologická překvapení“ nebyla nouze. Došlo ke ztrátám vrtného nářadí a k jednomu vynucenému „obchvatu“ (sidetrack) proti plánované trajektorii vrtu.   

Už v říjnu 2016 bylo zahájeno hloubení prvního vrtu zatím největšího bavorského geotermického projektu Weilheim asi padesát kilometrů jihozápadně od Mnichova, jehož investorem byl italský energetický koncern ENEL, který byl připraven do projektu investovat až 80 milionů eur. Na fóru byla upřesněna poněkud nepřehledná situace u tohoto projektu, který sice objevil ložisko geotermické vody, ale přesto byl projekt po 14 (!) měsících vrtných prací a dosažení cílové hloubky okolo 5000 metrů kvůli nečekanému výskytu zemního plynu a nemožnosti jeho eliminace definitivně zastaven z bezpečnostních důvodů. Délka vrtání – téměř trojnásobná, proti srovnatelným projektům – svědčí o obtížnosti díla a vynucených pauzách. Byla ale prokázána permeabilita výpencových horizontů i vysoká teplota 165 °C proti očekávaným 140 °C, ale vydatnost geotermického ložiska byla neekonomicky nízká.

Z jihomoravské MND Drilling&Services se stává „Big Player“ v Evropě

Jihomoravská vrtná společnost MND Drilling&Services a.s., Lužice ze skupiny KKCG, rozšířila v posledních letech své pole působnosti v západní Evropě. Mimo několika vrtů v Německu - i v oboru ropy a plynu - byla činná také ve Francii a Belgii, Itálii a Rakousku. V roce 2018 odkoupila 4 těžké vrtné soupravy od společnosti ITAG, která po stošesti letech končí s vlastní vrtnou činnosti. MND Drilling & Services se tak stala jednou z největších a nejzkušenějších vrtných společností v Evropě rovněž s vlastní více než stoletou úspěšnou tradicí. Disponuje spektrem moderních vrtných souprav, schopných pronikat do hloubek resp. délek vrtů i více než 6000 metrů a sedmi zkušenými vrtnými osádkami, jejichž počet se ještě asi bude zvyšovat s celkovým růstem kapacity. Jen málokterá evropská vrtná společnost jí může konkurovat v komplexnosti nabízených služeb a výkonů.

Šance pro Česko u petrotermální geotermie

Na rozdíl od hydrotermálních systémů, které i v Bavorsku využívají přírodních zdrojů geotermické vody, u petrotermální systémů se vstřikuje voda z povrchu do podzemí a po jejím ohřátí v „horké suché skále“ se opět čerpá na povrch k energetickému využití. Tyto systémy – nazývané také EGS (Enhanced Geothermal System) nebo „Hot Dry Rock“ představují obrovský potenciál a energetickou šanci pro většinu zemí světa. Nejznámějším evropským pilotním projektem tohoto druhu v EU je původně výzkumný a nyní komerčně využívaný alsaský Soultz sous Forêts. Začátkem roku 2018 byla zahájena stavba „Centra pro výzkum geotermální energie“ v Litoměřicích, zaměřeného na petrotermální geotermii. Mezinárodní projekt, který zde bude mít sídlo a bude zahájen v druhé polovině roku 2019, se jmenuje RINGEN – „Research Infrastructure for Geothermal Energy“. Řízen bude mezinárodní vědeckou radou se zástupci geotermického výzkumu z ČR, Německa, Francie a Švýcarska. Manažerem projektu je Antonín Tym z Přírodovědecké fakulty Karlovy univerzity. Zkoumají se také možnosti dalšího průzkumného vrtu resp. dvou vrtů v Litoměřicích v letech 2021-22. Litoměřice tak mají velkou naději stát se geotermickým centrem evropského významu pro výzkum EGS systémů. O spolupráci se již v této přípravné fázi silně zajímají německé instituce jako Spolkový svaz geotermie (BVG). 

Příští geotermické konference v Mnichově

Sedmý ročník konference Praxisforum Geothermie.Bayern 2019 se bude konat v Mnichově ve dnech 7. - 9 října 2019 (www.praxisforum-geothermie.bayern). Německý geotermický kongres DGK 2019 se vrací do Mnichova ve dnech 19. - 21. listopadu 2019.

Zdeněk Fajkus, Mnichov