Žhavé horniny

CANBERRA – Zeptejte se kteréhokoliv inženýra energetických systémů na obnovitelnou energii a pravděpodobně se vám dostane odpovědi, že tato energie nedokáže pokrýt základní zatížení. Jinými slovy nelze spoléhat na to, že bude poskytovat energii 24 hodin denně a 7 dní v týdnu: vítr neroztáčí turbíny na kopci neustále, slunce nedokáže svítit na solární elektrárny v noci, a dokonce i hydroelektřiny může být nedostatek, pokud nepřijdou deště.

V podstatě nevyzpytatelné chování hlavních technologií obnovitelné energie staví plánovače energetických systémů před vážné problémy. Omezuje totiž objem těchto druhů obnovitelné energie, který lze užitečně dodávat do světových energetických sítí. Spotřebitelé přece čekají, že energie bude k dispozici vždy.

Inženýrským řešením je ponechat velké množství spolehlivé energie základního zatížení jako hlavní složku v paletě vyráběné energie a doplnit ji „elektrárnami pro špičky“, které lze v případě potřeby zapojit do sítě. V některých zemích se tyto kapacity budují kolem hydroelektrických systémů, ale obvykle jsou založeny na spalování fosilních paliv, jako jsou plyn, nafta nebo palivové oleje.

Také energie pro základní zatížení je založena převážně na fosilních palivech, přičemž zhruba 39% světové výroby energie pochází ze spalování uhlí. V některých zemích hledají odpověď v jaderné energetice, ale světové zásoby vysoce obohaceného jaderného paliva se zdají omezené a dlouhodobé náklady na ukládání odpadu a vyřazování elektráren z provozu vysoké.

Úkolem je tedy snížit naši současnou odkázanost na fosilní a jaderná paliva coby zdroje energie základního zatížení. Odpověď nám možná leží přímo pod nohama.

Země je mimořádně horká planeta. Šest tisíc kilometrů pod povrchem je zemské jádro stejně žhavé jako povrch Slunce. Přesto jsou teploty vhodné pro výrobu energie mnohdy dosažitelné i v menších hloubkách. Tato „konvenční“ geotermální energie slouží k výrobě spolehlivé elektřiny základního zatížení už více než 100 let a dnes ji využívá řada zemí, jako jsou Island, Itálie, Japonsko, Nový Zéland nebo západní Spojené státy.

SPRING SALE: Save 40% on all new Digital or Digital Plus subscriptions
PS_Sales_Spring_1333x1000_V1

SPRING SALE: Save 40% on all new Digital or Digital Plus subscriptions

Subscribe now to gain greater access to Project Syndicate – including every commentary and our entire On Point suite of subscriber-exclusive content – starting at just $49.99.

Subscribe Now

Technologie je dobře zavedená a v minulosti bylo spolehlivě vyrobeno více než 9000 megawattů energie. Konvenční geotermální energie však vyžaduje přírodní zdroje v podobě velkého množství páry nebo horké vody a takové zdroje se obvykle nacházejí pouze v sopečných oblastech, což jejich využití ve velké části světa vylučuje.

Pro potřebu široce dostupné a čisté energie základního zatížení je mnohem lákavější nekonvenční geotermální energie zvaná „žhavé suché horniny“ neboli HDR. V těchto horninách se využitelné teplo nachází pouhých několik kilometrů pod zemským povrchem. Protože však tuto energii nemůže vynést na povrch přírodní pára nebo horká voda, je zapotřebí inženýrské řešení – a v posledních 35 letech se do jeho vývoje celosvětově investovalo více než 600 milionů dolarů.

Koncept je úchvatně prostý: vyvrtat nejméně dva pětikilometrové vrty, nalít do jednoho z nich chladnou vodu, nechat ji projít žhavou horninou a vyčerpat ji zpátky na povrch, kde se získaná energie zužitkuje v elektrárně. Ochlazená voda se pak znovu vpraví do dalšího průchodu pod povrchem. Na povrch se vytahuje pouze teplo a veškeré vyčerpané látky se znovu vpravují do země, což eliminuje veškerý odpad.

O dlouhodobém významu geotermální energie z HDR však nakonec rozhodne její ekonomičnost, poněvadž vrtání hlubokých vrtů je drahé, a než mohou elektrárny začít vyrábět energii, je třeba řešit jejich náklady. V čím nižší hloubce jsou zdroje tepla uložené a čím levnější je kapitál, tím konkurenceschopnější bude i projekt HDR. Rostoucí náklady na fosilní a štěpná paliva nicméně učiní HDR zajímavějšími, poněvadž dlouhodobá ekonomika geotermální energie je v podstatě chráněna před cenovými pohyby paliv.

Ložiska žhavých suchých hornin jsou běžná a na mnoha místech jsou dosažitelné velké objemy tepla. Vědecké a inženýrské aspekty HDR jsou však složité a první elektrárny vznikají teprve nyní. Jedna malá elektrárna funguje v německém Landau a další se budují ve Francii a v Austrálii.

Tyto první elektrárny přinesou nové poznatky o provozním a finančním výkonu, které budou nezbytné, než může geotermální energie z HDR začít ovlivňovat světové dodávky energie. Přebudování energetických systémů lidstva bude drahý podnik bez ohledu na to, jakou směsici technologií použijeme, a zvolené systémy budou muset být spolehlivé a široce dostupné.

Cesta ke geotermální energii z HDR je dlouhá a nákladná a stejně jako u všech rozvojových technologií je třeba provést základní výzkum a vývoj, než bude možné přistoupit ke komerčnímu využití. V případě HDR se však již budují elektrárny, což dává nadějné vyhlídky na široké využití této technologie k výrobě čisté a emisí zbavené energie základního zatížení.

https://prosyn.org/CPZqNkacs