Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 254

13. dubna 2022

Voda ze zatopených důlních šachet – další netradiční zdroj energie

Až čtvrtina britských domů leží na uhelných polích, která se táhnou přes Wales, centrální Skotsko, severní Anglii a Midlands. Devět z deseti největších městských center leží nad oblastmi bývalé těžby. Opuštěné doly jsou zaplavené, pod zemí jsou dvě miliardy krychlových metrů vody, která má po celý rok stálou teplotu a představuje tepelný potenciál přibližně 2,2 TWh, což zhruba odpovídá roční výrobě elektřiny největší české uhelné elektrárny Dětmarovice.

Fotogalerie (1)

Ostravský černouhelný důl Jeremenko (zdroj Boris Renner, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Zdrojem energie pro vytápění je v Británii z téměř tří čtvrtin zemní plyn. Vládní Coal Authority proto nyní zkoumá přes 70 projektů na ohřev domácností pomocí důlní vody. Jeden z nejambicióznějších je v Seaham, přímořském městě v hrabství Durham, kde je starý důl Dawdon. Voda je dostatečně horká na to, aby vytopila domy v zimě, a dostatečně chladná, aby je ochladila, když teploty stoupají. Tepelné čerpadlo produkuje zlomek emisí v porovnání s vytápěním plynem a podle odhadů bude takto získané teplo asi i o 10 % levnější. Zkušenosti s využitím důlních vod už má v hrabství Durham společnost Lanchester Wines, která s jejich pomocí temperuje sklad vín, vytápí místní pekárnu a brzy má přijít na řadu i nedaleký autosalon. V červnu roku 2023 má být dokončen projekt Hebburn Minewater za 10,4 milionu USD na severovýchodě Anglie, který bude využívat geotermální energii ze zatopených dolů, jež ukončily těžbu v roce 1932.

Nejen Velká Británie - na důlní vodu sází i jiné státy

Společnost Mijnwater BV v nizozemském Heerlenu vytápí důlní vodou na 500 domů a dalších komerčních staveb s celkovou plochou více než 250 tisíc metrů čtverečních. Systém funguje jako uzavřená smyčka, takže přebytečná energie jde zpět do podzemní vody. Firma chce navíc do napájení elektrických tepelných čerpadel zapojit solární a větrné zdroje.

Pouze zelenou elektřinu už dnes používá k čerpání teplé vody ze zatopených dolů společnost Hunosa v hornaté Asturii na severu Španělska. Teplo za ceny, které jsou nižší než ceny tepla z fosilních zdrojů, dodává do několika stovek rezidenčních nemovitostí, místní nemocnice, univerzity, střední školy a několika dalších veřejných budov.

V kanadském Springhillu funguje v tamní společnosti Mauser Packaging Solutions kruhový systém klimatizace, který je v současné době 100% obnovitelný dvanáct měsíců v roce. Zdrojem vytápění i chlazení je voda z uhelných šachet zatopených před více než třiceti lety.

Historie je překvapivě dlouhá, první bylo vězení

Ve Spojených státech byla podle záznamů z roku 1906 prvním zařízením, které využívalo energii důlních vod, ženská věznice Richland County v Ohiu, na jehož území jsou tisíce starých dolů. Od té doby bylo v Ohiu zprovozněno více než 1 800 menších zařízení. Vrchol rozvoje nastal v roce 2006, kdy bylo spuštěno 214 nových systémů, ale v letech 2019 a 2020 už bylo uvedeno do provozu jen kolem dvaceti větších jednotek operujících s důlní vodou a Ohio ani celé Spojené státy dnes tento zdroj energie příliš nevyužívají. Je to kromě jiného důsledek poklesu cen plynu i uhlí v souvislosti s masivním rozvojem těžby zemního plynu z břidličných vrstev v USA, která je ale v mnoha jiných státech světa kvůli ekologickým rizikům zakázaná.

Potenciál je i v Česku

Ani v Česku není energie důlních vod zatím příliš využívaná, přestože celková oblast zatopení důlních děl na Ostravsku přesahuje plochu 70 čtverečních kilometrů. Jedinou drobnou výjimkou je vodní jáma bývalého dolu Jeremenko ve Vítkovicích, ze které státní podnik Diamo čerpá ročně 5,5 milionu kubíků vody teplé až 29^oC, což představuje tepelný potenciál asi 10 MW výkonu. Část této vody se používá k vytápění jedné budovy v areálu bývalého dolu a v tamních zaměstnaneckých sprchách. Většina ale končí v řece Ostravici a způsobuje její oteplování.

Zdroje:

https://www.bbc.com/future/article/20210706-how-flooded-coal-mines-could-heat-homes

https://www.cnbc.com/2022/02/14/flooded-disused-coal-mines-could-change-how-our-homes-are-heated.html

https://www.reuters.com/markets/commodities/israeli-firm-uses-air-water-store-solar-energy-nighttime-2021-12-13/

https://www.euronews.com/green/2022/02/14/flooded-and-forgotten-how-europe-s-disused-coal-mines-could-help-heat-our-homes

https://www2.groundstability.com/geothermal-energy-from-abandoned-coal-mines/

https://www.weforum.org/agenda/2020/06/flooded-coal-mine-britain-heating-carbon/

https://www.lanchesterwines.co.uk/what-we-do/sustainability/

https://energynews.us/2021/02/09/ohio-geologists-study-potential-for-geothermal-in-abandoned-coal-mines/

https://www.southtyneside.gov.uk/article/70283/Hebburn-Minewater-Project

https://geothermie.nl/index.php/nl/geothermie-aardwarmte/geothermie-in-nederland/projectoverzicht/37-mijnwaterproject-heerlen

https://portal.cenia.cz/eiasea/download/RUlBX01TSzU0MV9vem5hbWVuaURPQ18%20xLnBkZg/MSK541_oznameni.pdf