Geotermálna energia, tiché teplo ukryté pod našimi nohami, predstavuje čistý a obnoviteľný zdroj energie s potenciálom zásobovať domácnosti aj priemysel teplom a elektrinou. Tento článok sa zaoberá princípmi fungovania geotermálnej energie, jej výhodami a obmedzeniami, s dôrazom na jej využitie na vykurovanie budov a potenciál na Slovensku.
Čo je Geotermálna Energia a Ako Funguje?
Geotermálna energia je teplo zo zemského vnútra, ktoré vzniká najmä rozpadom rádioaktívnych prvkov ako urán, tórium a draslík v zemskom plášti. Toto teplo sa prenáša smerom k povrchu a môže byť využité na výrobu elektriny, vykurovanie či chladenie budov.
Princíp Získavania Geotermálnej Energie:
- Vŕtaním do zeme sa dosiahne horúca voda alebo para.
- Para sa privádza do turbíny, ktorá vyrába elektrinu.
- Nízko-teplotné systémy využívajú teplo priamo na vykurovanie či ohrev vody.
- Teplá voda sa môže použiť aj na chladenie alebo v priemysle.
Geotermálna energia sa využíva najmä v oblastiach s vulkanickou činnosťou (napríklad Island, Nový Zéland, Filipíny alebo Kalifornia), ale pomocou moderných technológií sa dá získať aj v menej aktívnych regiónoch - napríklad v Nemecku (Bavorsko), Francúzsku (Île-de-France), Maďarsku (Szeged), Dánsku či dokonca aj na Slovensku (napr. Galanta). Tieto oblasti využívajú predovšetkým nízkoteplotné zdroje vhodné na vykurovanie a priemyselné využitie.
História Využitia Geotermálnej Energie
História využitia geotermálnej energie siaha až do vzdialenej minulosti. Už staroveké civilizácie, ako boli Rímska ríša, Čína a Grécko, využívali geotermálnu energiu na kúrenie a liečebné účely. Prvým verejným geotermálnym vykurovacím systémom bol systém vybudovaný v roku 1892 v meste Boise, Idaho, v Spojených štátoch. Počas 20. storočia sa postupne zvyšoval záujem o využitie geotermálnej energie a začala sa vyvíjať aj technológia na jej efektívne využitie. V súčasnosti je geotermálna energia využívaná na celom svete a je súčasťou mnohých energetických stratégií krajín, ktoré sa snažia diverzifikovať svoj energetický mix.
Spôsoby Využitia Geotermálnej Energie
Využitie geotermálnej energie môže byť rozdelené do dvoch hlavných kategórií - výroba tepla a výroba elektriny.
Prečítajte si tiež: Možnosti vykurovania olejom
Výroba Tepla
Pri výrobe tepla je geotermálna energia využívaná na kúrenie a výrobu teplej vody pre domácnosti a priemyselné účely. Tento proces sa často využíva v oblastiach s vysokoteplotnými zdrojmi, kde geotermálna voda prirodzene vychádza na povrch. Nízkoteplotné zdroje sa uplatňujú pri výrobe tepelnej energie, ktorá sa využíva na vykurovanie bazénov, skleníkov a obytných domov (so systémom centralizovaného zásobovania teplom), na vetranie alebo aj klimatizáciu. Na Slovensku je 12 obcí, napríklad Bešeňová, Podhájska, Veľký Meder či Topoľníky, ktoré využívajú geotermálnu vodu v poľnohospodárstve pri produkcii rýchlenej zeleniny a kvetov. Iné obce vykurujú geotermálnym teplom kancelárske a technické priestory, napríklad Galanta, Komárno, Liptovský Trnovec a Poprad. V ďalších lokalitách ocenia geotermálnu vodu najmä milovníci relaxu v rekreačných zariadeniach.
Výroba Elektriny
Na druhej strane, pri výrobe elektriny je geotermálna energia využívaná na poháňanie turbín, čo vytvára elektrickú energiu. Tento proces je bežnejší v regiónoch so sopečnou činnosťou alebo s geotermálnymi prameňmi, ktoré sú schopné produkovať dostatočné množstvo pary na pohon turbín.
- Elektrárne na suchú paru využívajú zdroje pary.
- Elektrárne s bleskovou parou, najbežnejšie geotermálne elektrárne, využívajú vysokotlakovú horúcu vodu z hĺbky zeme. Voda sa v nádrži vyparuje (teda „bliká“) a mení sa na paru. Para poháňa turbíny generátora a vyrába elektrinu. Zvyšnú kvapalinu v nádrži možno preliať do druhej nádrže, aby sa vyrobilo ešte viac energie. Toto sa nazýva dvojitý blesk. Keď para vychladne, opäť skondenzuje na vodu.
- V elektrárňach s binárnym cyklom sa teplo prenáša z geotermálnej horúcej vody do inej (binárnej) tekutiny. Druhá kvapalina má oveľa nižšiu teplotu varu (bežne používaný amoniak alebo izobután). Viac ako 130 °C horúca voda prechádzajúca cez výmenník tepla spôsobuje vyparovanie binárnej kvapaliny. Para poháňa generátorové turbíny.
Výhody a Nevýhody Geotermálnej Energie
Geotermálna energia patrí medzi najspoľahlivejšie obnoviteľné zdroje, no ako každý systém, má svoje silné aj slabšie stránky. Pri rozhodovaní o jej využití je dôležité poznať obe strany.
Výhody Geotermálnej Energie:
- Nízke emisie: Pri výrobe energie nevzniká takmer žiadne znečistenie ani skleníkové plyny.
- Stabilná dodávka energie: Funguje nepretržite, bez ohľadu na dennú dobu či počasie. Dostupnosť geotermálnej energie dosahuje štatisticky až 97 %. V porovnaní so slnečnou či veternou energiou je preto podstatne spoľahlivejším zdrojom aj z pohľadu stability elektrickej prenosovej siete.
- Nízke prevádzkové náklady: Počiatočná investícia je síce vyššia, ale samotná prevádzka je lacná a spoľahlivá.
- Dlhá životnosť systémov: Kvalitná technológia vydrží desiatky rokov bez výrazných výkonových strát.
- Energetická sebestačnosť: Vhodná pre domácnosti, firmy aj samosprávy, ktoré chcú znížiť závislosť od externých dodávateľov.
- Geotermálne tepelné čerpadlá sú schopné ušetriť až 70 % na účtoch za kúrenie a 40 % na účtoch za chladenie. Sú skvelým doplnkom do každej ekologickej a modernej domácnosti.
Nevýhody Geotermálnej Energie:
- Vysoké vstupné náklady: Vŕtanie, projekt a inštalácia si vyžadujú značný kapitál na začiatku. Samotná realizácia geotermálnych vrtov pokrýva viac ako polovicu nákladov. Najnákladnejšie vrty sú tie s hĺbkou väčšou ako 3 kilometre, kedy začína krivka výdavkov rásť exponenciálne.
- Závislosť od geologických podmienok: Nie každá lokalita má vhodné podložie pre ekonomicky výhodné využitie.
- Environmentálne riziká: V niektorých prípadoch môže dôjsť k narušeniu podzemných vôd alebo k miernym seizmickým javom. Využívanie geotermálnej energie nesie so sebou aj riziko vyvolania seizmickej aktivity.
- Obmedzená škálovateľnosť: Veľké geotermálne elektrárne sú efektívne najmä v oblastiach so sopečnou alebo tektonickou aktivitou.
Potenciál pre Miestnu Ekonomiku
Geotermálna energia má významný potenciál pre miestnu ekonomiku a dlhodobú udržateľnosť, čo môže prispieť k rôznorodým oblastiam vrátane ekonomiky, životného prostredia a spoločenského rozvoja.
- Rozvoj miestneho hospodárstva: Vytváranie pracovných miest a rozvoj priemyslu a služieb.
- Dlhodobá udržateľnosť: Nízke emisie a environmentálna udržateľnosť, diverzifikácia zdrojov energie a stimulácia výskumu a inovácií.
Úspešné využitie geotermálnej energie v miestnej ekonomike a dlhodobá udržateľnosť si vyžadujú komplexný prístup zahŕňajúci spoluprácu medzi verejným sektorom, súkromnými podnikmi, miestnymi komunitami a odborníkmi z oblasti životného prostredia a energetiky. Preto je kľúčové zabezpečiť, aby boli pri vývoji geotermálnej energie zohľadnené sociálne, environmentálne a ekonomické potreby miestnych komunít a aby bol zohľadnený dlhodobý udržateľný rozvoj.
Prečítajte si tiež: Moderné vykurovacie riešenia pre kúpeľne
Geotermálna Energia na Slovensku
Geotermálna energia na Slovensku má veľký, no zatiaľ málo využitý potenciál, najmä kvôli vysokým investičným nákladom a pomalému rozvoju infraštruktúry, pričom južné Slovensko a východné regióny ako Košice disponujú kvalitnými ložiskami.
Potenciál a Využitie
Slovenská republika je relatívne bohatá na geotermálne zdroje. Geologické prieskumy naznačujú, že celkový potenciál geotermálnej energie SR činí cca 5,5 tis. MW výkonu. Evidovaných je 116 geotermálnych vrtov s teplotou v rozmedzí od 18 do 129 °C. Slovensko má obrovský potenciál najmä v súvislosti s vykurovaním horúcou geotermálnou vodou. Veľkou výhodou je, že vďaka lokálnym geologickým podmienkam netreba vytvárať umelé vodné okruhy. Horúca geotermálna voda je pod zemou prítomná prirodzene. Vykurovanie si navyše nevyžaduje príliš vysoké teploty, na rozdiel od geotermálnych elektrární.
Geotermálna energia sa u nás využíva už niekoľko desaťročí, v minulosti najmä v poľnohospodárstve. Dnes sa využíva predovšetkým na vykurovanie budov a rekreačné účely, celkovo v 36 lokalitách Slovenska. Využívaný tepelný výkon dosahuje 131 MW, čo je podiel 2,3 % z celkového potenciálu geotermie. Príčinu neuspokojivého využívania tohto zdroja možno hľadať vo vysokých finančných nárokoch na realizáciu geotermálnych vrtov, či zabezpečenie potrebnej technológie. Problémom je tiež nízke povedomie o možnostiach podpory z verejných zdrojov pre geotermálne projekty.
Projekt Prvej Geotermálnej Elektrárne na Slovensku
Najperspektívnejšou oblasťou využitia geotermálnej energie na Slovensku je ložisko v Košickej kotline s rozlohou 200 km2. Strategické je najmä územie obcí Svinica, Ďurkov, Bidovce a Olšovany. Práve v Košiciach sa realizuje najväčší geotermálny projekt v strednej Európe s investíciou viac ako 56 miliónov eur, ktorý má do roku 2028 zabezpečiť štvrtinu tepla mesta z obnoviteľných zdrojov a významne prispieť k rozšíreniu geotermálneho vykurovania na Slovensku. Počíta sa s vybudovaním geotermálnej elektrárne s výkonom 3,5 MW, pričom zvyškové teplo by sa využívalo na vykurovanie okolitých objektov. Odhaduje sa, že geotermálny zdroj by mal pokryť 40 % ročnej spotreby tepla mesta Košice.
Vývoj Vrtnej Platformy ULTRADRILL
Na Slovensku sa vyvíja unikátna technológia pre bezkontaktné ultra-hĺbkové vŕtanie ULTRADRILL. Od konvenčných metód sa líši tým, že na rozrušovanie horniny nepoužíva klasický vrták, ale pôsobenie plazmy v kombinácii s vysokotlakovým vodným lúčom. Zámerom vývojárskej spoločnosti Geothermal Anywhere je priniesť metódu pre vŕtanie do hĺbok 6-10 km s tým, aby sa zastavil exponenciálny rast nákladov na vŕtanie a znížilo sa riziko vyvolania seizmickej činnosti.
Prečítajte si tiež: Vykurovanie plynom a zásobníkový ohrev
Geotermálna Energia a Energetická Efektívnosť Bývania
V súčasnosti prebieha výskum a vývoj nových technológií, ktoré umožňujú efektívnejšie využitie geotermálnej energie a znižujú tak náklady na jej získavanie. S rastúcim dôrazom na ekologickú udržateľnosť a obnoviteľné zdroje energie sa očakáva, že geotermálna energia bude mať ešte významnejšiu úlohu v globálnom energetickom sektore v nasledujúcich desaťročiach.
Zníženie spotreby energie v domácnosti dosiahnete tiež používaním zariadení, napríklad elektrických spotrebičov, ktoré majú najnižšiu spotrebu elektriny. Spotrebiče s najnižšou spotrebou sa označujú písmenom „A“. Obnoviteľná energia a alternatívne zdroje sú kľúčové pre ekologické bývanie.
Príklady Využitia vo Svete
- Island: V niektorých oblastiach Islandu sa geotermálne potrubia používajú nielen na vykurovanie domov, ale aj na odhrievanie chodníkov a ciest, aby sa zabránilo poľadovici počas zimy. Island pokrýva 90 % potreby vykurovania geotermálnou energiou.
- The Geysers Geotermal Complex, Kalifornia: Najväčšou geotermálnou elektrárňou na svete je The Geysers Geotermal Complex v kalifornskom pohorí Mayacamas v USA. Komplex sa rozkladá na ploche 78 km² a obsahuje 350 vrtov s inštalovaným výkonom 1 517 MW.
- Rotorua termálne oblasti, Nový Zéland: Tieto termálne oblasti sú známe svojimi horúcimi prameňmi a lávovými poliami, ktoré sú dôležitou turistickou atrakciou. Geotermálna energia je využívaná na výrobu tepla, elektriny a liečebné účely vo wellness a kúpeľných zariadeniach.
- Yellowstonský národný park, USA: Tento národný park je známy svojimi unikátnymi geotermálnymi zdrojmi, ako sú horúce pramene, gejzíry a termálne plochy.
tags: #vykurovanie #budov #geotermalnou #energiou