Geotermální energie

Některé části zemské kůry se více zahřívají vlivem tepla vznikajícího při radioaktivních přeměnách v ložiscích radioizotopů, nebo díky vulkanické činnosti. Energeticky je možné využít teplo z horkých pramenů nebo horké horniny – čerpá se přes ně voda, kterou ohřívají, a vzniklá pára se energeticky využívá. Čerpat lze i teplou vodu a přes tepelné výměníky odvádět získané teplo přímo k vytápění. Na některých místech je možné dokonce postavit geotermální elektrárny, které klasickým způsobem pomocí turbíny a generátoru vyrábějí elektřinu.

První geotermální elektrárna byla vybudována v roce 1904 v severní Itálii na místě, kde ze země při teplotách 140 až 260 °C uniká pára. Pára pohání přímo elektrické generátory. Na místech s přírodním únikem zemského tepla byly geotermální elektrárny postaveny také na Novém Zélandu, Filipínách, Islandu, v Kalifornii a v Mexiku. Ve většině případů však geotermální zdroj závisí na hlubinných vrtech.

Podle odhadů je ve velkých hloubkách planety k dispozici výkon 40 tisíc gigawattů energie (to je jako 20 tisíc Jaderných elektráren Temelín). Celkový instalovaný výkon geotermálních elektráren ve světě se odhaduje na osm tisíc megawattů, tedy na čtyři Temelíny.

Princip
Využití zdroje geotermální energie začíná vyhloubením dvou vrtů, do kterých se čerpá voda. Využívají se vrty hluboké dva až osm kilometrů, do nich se tlačí voda. V pětikilometrové hloubce dosahuje voda již nejméně 200¨°C. Prvním vrtem proudí do skály, protéká jejími štěrbinami, a druhým vrtem se vrací na zemský povrch. Po návratu na povrch do atmosférického tlaku se přemění na páru, která pohání turbínu. Jedna elektrárna bývá napojena na několik vrtů. Další systém elektrárny je podobný jakékoliv jiné klasické tepelné elektrárně. Vystupující voda se vypouští do řek anebo vrací zpět do vrtu.

Typické jsou takové zdroje např. pro Island. Mezi státy s nejvyšším instalovaným výkonem geotermálních elektráren patří USA, Japonsko, Filipíny, Itálie a Mexiko.

Výhody
Jde o čistý, nevyčerpatelný, obnovitelný zdroj energie. Vyžaduje zpravidla větší investiční prostředky, ale v provozu je velice ekonomický, protože „palivo“ je zdarma.

Problémy

• jen málo míst na zemském povrchu vyhovuje
  
• minerály z horké vody se usazují v trubkách a způsobují korozi turbín
  
• ztráta vody pumpované do vrtů – v podobě horké vody se vrací pouze třetina vody vháněné do vrtů
  
• nutnost vrtání velmi hlubokých vrtů
  

Náklady na výrobu elektřiny klesají s rostoucí teplotou geotermálního zdroje. Elektrárna je ekonomicky efektivní pokud je průměrná teplota zdroje vyšší než 180 °C. Elektřinu je možné vyrábět i při nižších teplotách, ale v tom případě je třeba použít místo vody organickou kapalinu, jejíž páry proudí turbínou. Tato kapalina se odpařuje v tepelném výměníku pomocí geotermálního tepla.

Plány i v Česku
I když v České republice není dostatečný potenciál geotermálních zdrojů, s jejich využitím se počítá i zde. Pokud vše půjde podle plánu, do konce letošního roku by na severu Čech měly být zahájeny tři kontrolní vrty do hloubky pěti kilometrů. Celkové náklady na výstavbu geotermální elektrárny v Liberci město odhaduje na 1,2 miliardy korun, dokončena by mohla být do roku 2010, nejpozději do roku 2013. Geotermální elektrárna by měla podle předběžných odhadů poskytnout zhruba 50 megawattů tepelné a asi pět megawattů elektrické energie. Záleží však na výsledcích průzkumných vrtů.

Kromě Litoměřic a Liberce se o využití geotermální energie zajímá celá řada měst a obcí jako Pardubice, Dobruška, Rumburk, Český Krumlov nebo Heřmanův Městec. Průzkumné vrty plánují Úvaly u Prahy, Nová Paka, Nové Město pod Smrkem, Opočno či Semily. Odborníci už vytipovali na území České republiky nejméně šedesát lokalit vhodných pro výrobu elektřiny s celkovým výkonem 250 megawattů a v případě tepla na vytápění s výkonem okolo dvou tisíc megawattů. Experti předpokládají, že do budoucna by se v České republice mohly postavit geotermální elektrárny o celkovém výkonu 3200 megawattů.

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. Geotermální teplo využívá i město Děčín, a to z podzemního jezera v hloubce 550 metrů.