Geotermálna energia zostáva na Slovensku na okraji záujmu, najmä toho energetického. Pritom máme vo viacerých regiónoch pod nohami potenciál, ktorý by dokázal pokryť významnú časť našej spotreby. Ak už nie priamo pri výrobe elektriny, tak určite pri výrobe tepla. A teplo je komodita, ku ktorej sa čoraz viac s postupujúcim dátumom v kalendári budú upínať zraky obyvateľstva aj politikov.

To, že o podzemné zdroje nemáme núdzu, dokazuje aj to, že termálne pramene sú u nás pomerne lákavou súčasťou cestovného ruchu. No vzhľadom na to, kde všade sa dá geotermálna energia využiť, ide o ten najmenej produktívny spôsob jej využívania.

A svojím spôsobom aj primitívny (nie v hanlivom zmysle). Využívanie horúcich prameňov siaha do ľudskej prehistórie a rekreačný potenciál tohto zdroja bol naplno objavený už v časoch Rímskej ríše.

Hádam najznámejšou krajinou, ktorá využíva geotermálnu energiu, je Island. Inštalovaný výkon aj výroba energie z tohto zdroja je však rozšírená po celom svete, najmä v oblastiach tektonických zlomov a dávnej či súčasnej vulkanickej aktivity. Využívajú ju Spojené štáty, Filipíny, Taliansko, Mexiko, Indonézia, Japonsko či Nový Zéland, ale aj malé stredoamerické štáty ako El Salvador a Kostarika.

Na Slovensku je 27 perspektívnych lokalít, ktoré majú potenciál na to, aby sa z geotermálnej energie mohla vyrábať elektrina a zvyškové teplo sa centrálnym rozvodom vykurovania dostávalo do domácností, administratívnych budov a priemyslu. Doteraz sa v týchto oblastiach urobilo okolo 180 vrtov.

Najviac ich je na južnom Slovensku pri Komárne, Dunajskej Strede a Nových Zámkoch

Výnimočnosť nášho územia spočíva v tom, že tzv. tepelný gradient, teda stúpanie teploty s hĺbkou je u nás 38 stupňov Celzia na kilometer hĺbky, pričom svetový priemer je 30 stupňov Celzia. To znamená, že aj pri plytších vrtoch dostaneme vyššiu teplotu. To je nielen viac tepla zo zeme, ale aj menšie náklady na vrty.

Predpokladaný geotermálny potenciál nášho územia je 5500 tepelných MW. V praxi sa však u nás zatiaľ využíva len približne 250 tepelných MW.

Na nasledujúcej mapke môžeme vidieť, aké teploty sa pod naším povrchom nachádzajú, ak by sme vŕtali až do hĺbky 5000 metrov.

Zdroj: Atlas geotermálnej energie, Štátny geologický ústav Dionýza Štúra

Doslova poklad leží pod Východoslovenskou nížinou. Vo východnej polovici Košického kraja je v hĺbke 5000 metrov teplota podložia od 190 stupňov vyššie.

To je perspektívou nielen pre výrobu elektriny a tepla, ale aj pre poľnohospodárov. Tým dáva možnosť celoročnej produkcie najmä zeleniny vo vykurovaných skleníkoch. Takýmto spôsobom výrazne využíva geotermálnu energiu Maďarsko. A teplotne nadpriemerné podložie Východoslovenskej nížiny je de facto len výbežkom rozsiahlej „panvy“, ktorá sa nachádza pod celou karpatskou kotlinou.

Veľký potenciál v okolí Košíc má vrt Ďurkov. Ten by mal podľa terajších plánov začať naplno fungovať v roku 2026 a zásobovať teplom veľkú časť obyvateľov Košíc. Vrty v Ďurkove urobili ešte na konci 90. rokov minulého storočia. Geotermálna voda pochádza z hĺbky 3000 metrov a na ústí má teplotu 135 stupňov. Využiteľné množstvo energie je odhadované na 100 tepelných MW.

Na to, aby mohla byť využiteľná na vykurovanie, treba vodu čistiť od minerálov a postaviť asi 20-kilometrový horúcovod, ktorý sa napojí na existujúcu sieť centrálneho vykurovania v Košiciach. Uvedený tepelný potenciál by vystačil na vykurovanie 60-tisíc košických bytov.

Tepláreň Košice dnes vyrába viac ako 1,2 TWh tepla, z geotermálneho zdroja by sa v prvej fáze dalo získať 0,58 TWh. Tým by sa napríklad znížila potreba zemného plynu o polovicu. V prípade ak sa podarí získať dosť energie pre všetky košické byty, ročne by to ušetrilo asi 130 miliónov metrov kubických plynu.

Takýto spôsob sa už využíva v niekoľkých menších mestách – v Galante, v Šali, v Seredi, či vo Veľkom Mederi. Celkovo sa na vykurovanie a ohrev teplej úžitkovej vody využíva u nás asi 17 percent zdrojov geotermálnej vody. Až 60 percent smeruje do rekreačných oblastí, tzv. aquaparkov.

Košický projekt využitia geotermálnej energie by mal získať aj štátnu podporu vo výške od 40 do 50 miliónov eur.

Existujú však aj súkromné investície v tejto oblasti, napríklad výstavba geotermálnych elektrární v Prešove a v Žiari nad Hronom.

Geotermálne vrty a rozvoj využívania tejto energie by po novom mohol byť podporovaný aj z eurofondov. Problémom je však stále náročný proces posudzovania vplyvov na životné prostredie, tzv. EIA, ktorá od geotermálneho prieskumu vyžaduje podobné procesy ako pri prieskume a možnej ťažbe fosílnych palív, ako v rozhovore pre portál euractiv upozornil manažér súkromnej spoločnosti PW Energy Michal Mašek.

Široké využitie

Aj vzhľadom na to, aké rozpätie teplôt sa nachádza pod naším povrchom, využiteľnosť geotermálnej energie je u nás možná v širokom spektre činností. Na rekreačné kúpenie nám stačí voda aj s teplotou okolo 30 stupňov. Takéto teploty sú využiteľné napríklad aj na chov rýb, mierne vyššie na pestovanie húb, zeleniny v skleníkoch, produkciu bioplynu či dokonca sýtenie nápojov oxidom uhličitým.

Pri teplote 45-50 stupňov sa otvárajú možnosti na ohrev teplej úžitkovej vody, vykurovanie a chladenie budov. Teploty geotermálnej vody nad 100 stupňov sú využiteľné v mnohých oblastiach priemyslu – napríklad sušenie ovocia a zeleniny, sušenie reziva, farbenie textilu, spracovanie celulózy a papiera atď.

Teploty okolo 100 stupňov sú tiež teoreticky vhodné na výrobu elektriny, súčasné technológie však na efektívnu výrobu potrebujú minimálne 120 stupňov Celzia. Výroba etanolu a biopalív, výroba ľadu a mrazenie potrebujú teplotu na úrovni 150 stupňov.

Ešte vyššie teploty možno využiť na získavanie minerálov a výrobu vodíka. Pri dvestostupňových teplotách je možná výroba elektriny klasickým parocyklom.

Zdroj: Slovenská akadémia vied

Pri spracovaní geotermálnej vody je dôležité aj jej využitie po tom, čo „odovzdá“ svoje teplo. Výstupná teplota závisí najmä od toho, čo sa s vodou robí po využití jej potenciálu. Ak sa voda vypúšťa do povrchových tokov, musí spĺňať ekologické kritériá – najmä teplotu a obsah minerálov. Po využití sa teda často ešte dochladzuje a filtruje.

Pri reinjektáži, teda procese, pri ktorom sa termálna voda vracia späť do podložia, je teplota najčastejšie na 80 stupňoch.

Tiež treba dodať, že tá istá voda sa môže postupne využiť v rôznych stupňoch podľa vyššie znázornenej schémy. Napríklad po výrobe elektriny v parocykle sa po ochladení dá ešte využiť pri výrobe elektriny v binárnom cykle, ohrev teplej vody vo vykurovacích systémoch alebo v skleníkoch a nakoniec napríklad na chov rýb.

Nejde pritom iba o to, či je v horúcom podloží zároveň aj voda. Teplo sa dá z hlbín čerpať aj tým, že sa do vrtu pumpuje povrchová voda, ktorá sa následne čerpá na povrch.

Samozrejme, nedá sa vŕtať kdekoľvek. To by malo zostať na prísnom posúdení geológov. V prípade narušenia nestabilného podložia totiž hrozia aj zemetrasenia.

Výhody geotermálnej energie sú však pri dodržaní základných bezpečnostných pravidiel vŕtania, čistenia a dochladzovania vody nespochybniteľné.

Ide o náš lokálny zdroj, Slovensko tak v tomto prípade nemusí byť závislé od geopolitickej situácie ani od rozmarov kľúčových exportérov energetických surovín. Keďže ide po prečistení o de facto obyčajnú vodu, vrty môžu byť umiestnené aj blízko obydlí či priemyselných zón.

A výhody nemá len oproti fosílnym palivám, ale aj voči svojim obnoviteľným konkurentom. Teplo, ktoré ohrieva vodu, pochádza zvnútra planéty a je pre ľudí prakticky nevyčerpateľné. Zároveň ide o stabilný zdroj, na rozdiel od slnka či vetra. Výkon solárnych a veterných elektrární je totiž závislý od momentálneho počasia.

Tento nedostatok slnka a vetra sa neodstráni ani s rozvojom dotyčných technológií, preto vždy bude potrebné mať k dispozícii rýchly zdroj energie, ktorý bude vyrovnávať prenosovú sieť. Dnes sa na tento účel využívajú najmä plynové elektrárne, ktoré je možné rýchlo zapnúť aj rýchlo bezpečne vypnúť.

Rovnakú úlohu dokážu zohrať aj geotermálne elektrárne, ktoré môžu energiu do siete dodávať podľa potreby a bez ohľadu na počasie a dennú či nočnú hodinu.

Ale rovnako ako v prípade každého zdroja energie platí, že má byť v ideálnom prípade súčasťou pestrého mixu zdrojov tak, aby sme neboli závislí len od jedného typu energie, nehovoriac o jednom dodávateľovi.

Slovenský vynález

Tepelná energia uložená v zemi sa dá využiť aj pomocou tepelných čerpadiel. Ide o relatívne jednoduchú technológiu, ktorá je využiteľná napríklad v individuálnych podmienkach rodinných domov. Stačí relatívne malá hĺbka a už teplotný rozdiel o 10 stupňov medzi povrchovou teplotou a teplotou v podzemí dokáže zabezpečiť vykurovanie či chladenie obytných priestorov cez tepelný výmenník.

Princíp tepelného čerpadla je známy už viac ako 100 rokov. Konštruktér prvého tepelného čerpadla na svete bol Slovák Aurel Stodola. Jeho tepelné čerpadlo z roku 1928 dodnes pracuje vo Švajčiarsku a vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z vody jazera.

Tepelné čerpadlo podobne ako chladnička využíva kvapalinu s nízkym bodom odparovania. A kým v prípade chladničky či mrazničky ide o odčerpávanie tepla, v prípade tepelného čerpadla je to naopak. Ide o to, aby sa získalo z okolia či zo zeme teplo a previedlo sa na vyššiu hodnotu.

Tepelné čerpadlá takto dokážu teplo z uvedených médií (napr. okolo 2 stupňov Celzia) previesť na vyššiu teplotnú hladinu (napr. okolo 80 stupňov), ale nato potrebujú dodať inú, zvyčajne elektrickú energiu. Zisk tepla z okolitého prostredia na vykurovanie je však vyšší v porovnaní so spotrebou elektriny na pohon tepelného čerpadla: z 1 kWh spotrebovanej elektriny je možné bežne získať 3 až 4 kWh tepla.