Geotermálna energia je najstaršia energia na našej planéte a pochádza z vesmíru. Dnes jednoducho využívame to, čo sa v zemskom povrchu nahromadilo pri vzniku materskej hmloviny a pri následných zrážkach s rôznymi kozmickými telesami.
Geotermálna energia môže mať mnoho podôb. Od výbuchov sopiek cez gejzíry až po horúce pramene a výrony horúcej pary. Kým výbuchy sopiek považujeme za jav ohrozujúci človeka a prírodu, pretože ich vieme do istej miery predpovedať, ale nie ovládať a využívať, geotermálne pramene a horúcu paru využíva ľudstvo okrem rekreácie a liečebných procedúr aj na získavanie energie.
Zdroje geotermálnej energie sa delia na dva typy: petrotermálne a hydrotermálne. Petrotermálna energia je založená na využití rozdielu teplôt pôdy na povrchu a v hĺbke, zatiaľ čo hydrotermálna energia využíva zvýšenú teplotu podzemnej vody.
Využívanie geotermálnej energie
Geotermálna energia sa považuje za obnoviteľný zdroj energie, z ktorého sa vyrába teplo aj elektrická energia. Zároveň však platí, že niektoré zdroje geotermálnej energie sú vyčerpateľné, takže obnoviteľnosť neplatí stopercentne.
Aj keď je celosvetovo geotermálnych zdrojov dostatok, v porovnaní s inými zdrojmi energie tvorí geotermálna energia iba 1 % zo všetkých zdrojov energie.
Teplo sa pomocou geotermálnej energie získava buď priamo využívaním horúcej vody alebo pary, alebo sa získava sekundárne vháňaním studenej vody do geotermálnych štruktúr, aby sa v nich voda zohriala a následne putovala teplá až horúca do potrubí.
Elektrina sa z geotermálnych zdrojov vyrába v geotermálnych elektrárňach. Prvý geotermálny generátor dal skonštruovať taliansky politik a obchodník Prince Piero Ginori Conti. Vyskúšali ho už v roku 1904 v malej talianskej dedinke Larderello v južnom Toskánsku.
O pár rokov neskôr v roku 1911 tu uviedli do prevádzky prvú geotermálnu elektráreň na svete. Funguje dodnes, ročne vyrobí 4 800 GWh, čo je približne 10 % zo všetkej geotermálnej elektriny na svete.
V celosvetovom meradle sa najviac geotermálna energia ako obnoviteľný zdroj energie na výrobu elektriny nevyužíva na Islande, ako by sme si mohli myslieť, ale v Kalifornii v USA.
Ako funguje geotermálna elektráreň?
Výroba geotermálnej elektriny si vyžaduje zdroje vysokej teploty, ktoré sa nachádzajú vo veľkých hĺbkach pod povrchom zeme. Toto teplo treba prepraviť do elektrárne tak, aby sa cestou nestrácalo. To zabezpečujú magmatické potrubia v dômyselnej kombinácii s fungovaním hydrotermálnej cirkulácie a studní.
Prevádzka geotermálnej elektrárne je pomerne zložitá. Aby vôbec mohla byť postavená, musí existovať dostatočne výdatný vrt s dostatočne horúcou vodou. Tá sa potrubím v uzavretom systéme prepraví k druhému uzavretému systému, v ktorom je kvapalina s nižším bodom varu, napríklad izobután.
Po zohriatí sa kvapalina rýchlo odparuje a vďaka tomu poháňa turbínu generátora. Zelená elektrina sa týmto spôsobom vyrába v našom okolí napríklad v Nemecku, v Maďarsku a Rakúsku.
Využívanie geotermálnej energie na Slovensku
Na Slovensku sa geotermálna energia využíva najmä na rekreačné účely. Slovensko je známe ako krajina horúcich prameňov.
Geotermálna energia má však u nás využitie aj v poľnohospodárstve na vykurovanie skleníkov (Žitný ostrov a Horná Nitra), na chov rýb a na centrálne vykurovanie domácností.
Ako hlavný a jediný zdroj tepla pre domácnosti sa geotermálna energia na Slovensku využíva v malej lokalite na južnom Slovensku. Konkrétne v Galante, v Šali, vo Veľkom Mederi a v Seredi.
Ohlásený je projekt geotermálnej teplárne v Košiciach. Vrt v obci Ďurkov by mal po dokončení projektu zabezpečiť teplo a teplú vodu pre 30-tisíc domácností.
Geotermálna elektráreň na Slovensku
Slovensko by sa malo čoskoro dočkať aj prvej geotermálnej elektrárne. A možno až dvoch.
Prvým projektom je geotermálna elektráreň pri Žiari nad Hronom v obci Lovča s inštalovaným energetickým výkonom 13 MWe, čo pokryje spotrebu pre 40-tisíc domácností.
V okolí Žiaru nad Hronom sa postupne počíta s vybudovaním troch geotermálnych stredísk s kapacitou až 20 MWe. Tento projekt sa rozbehol už pred niekoľkými rokmi, keď sa dostupné zdroje v oblasti vyhodnotili ako jedny z najperspektívnejších na Slovensku z hľadiska ich využitia na energetické účely.
Aktuálne prebieha finálna fáza posudzovania vplyvu projektu na životné prostredie, tzv. EIA. Predpokladá sa, že následne sa bude prostredníctvom hlbinných geotermálnych vrtov v lokalite čerpať horúca geotermálna voda s teplotou 130 – 140 stupňov Celzia.
Elektrická energia sa bude z geotermálnej vody vyrábať v modernom technologickom zariadení na povrchu. Zostatkové teplo z procesu výroby elektriny bude možné využiť na vykurovanie domácností a budov, ale aj v priemysle, poľnohospodárstve alebo na rekreačné účely.
So spustením skúšobnej prevádzky sa počíta v roku 2026.
Vhodné podmienky na vybudovanie a spustenie geotermálnej elektrárne na Slovensku sa potvrdili aj neďaleko Prešova, konkrétne v katastri obce Ľubotice. Geotermálna elektráreň má mať inštalovaný výkon 6,3 až 6,5 MWe.
Výhody a nevýhody geotermálnej energie
Medzi nesporné výhody využívania geotermálnej energie patrí ich obnoviteľnosť, nízka, takmer nulová uhlíková stopa a široké spektrum využitia.
V porovnaní s ostatnými zelenými zdrojmi energie ide o stály zdroj, ktorý je rovnako dostupný bez ohľadu na denný či nočný čas a ročné obdobie. Účinnosť geotermálnej elektrárne závisí výlučne od teploty zdroja a zostáva nezmenená bez ohľadu na ročné obdobie a počasie vonku.
Vysoké investičné náklady, ktoré sú potrebné na vybudovanie systému na využívanie tepla z geotermálnych zdrojov alebo na výrobu elektrickej energie, sa nepovažujú za nevýhodu, pretože majú rýchlu návratnosť, ktorá sa počíta v niekoľkých desiatkach rokov.
Medzi nevýhody využívania geotermálnej energie patrí zvyšovanie rizika zemetrasení a prepadávania zemskej kôry, ako aj riziko úniku jedovatých zlúčenín z vrtu.
Nevýhodou, ktorá bráni širšiemu využívaniu geotermálnej energie, je aj to, že geotermálna voda zvyčajne obsahuje veľké množstvo solí, a preto sa nemôže priamo viesť vodovodnými potrubiami a využívať ako zdroj pitnej vody. Jednou z hlavných nevýhod pri získavaní energie z hydrotermálnych zdrojov je nutnosť čerpania odpadovej (ochladenej) vody do podzemia, čo znižuje účinnosť geotermálnej elektrárne a zvyšuje prevádzkové náklady. Vypúšťanie týchto vôd je vylúčené, pretože obsahuje veľké množstvo toxických látok.
Zaujímavosti o geotermálnej energii
Z geotermálnej energie ťaží človek v podstate odnepamäti. Existujú archeologické záznamy o tom, že americkí Indiáni už pred viac ako 10-tisíc rokmi osídľovali územia v blízkosti geotermálnych zdrojov.
Geotermálne zdroje vyhľadávali staré civilizácie naprieč kontinentmi a využívali ich prioritne na kúpanie a na vykurovanie (primitívne podlahové kúrenie).
V Japonsku slúži geotermálna energia napríklad aj na vykurovanie ciest, aby nebolo nutné odhŕňať z nich v zime sneh.
Geotermálnu energiu využívajú aj domácnosti, ktoré majú tepelné čerpadlá pracujúce na systéme zem-voda alebo zem-vzduch.
Princíp činnosti tepelného čerpadla je rovnaký ako pri priemyselných zariadeniach pracujúcich v tepelných zónach, jediný rozdiel je v tom, že ako nosič tepla sa v tomto type zariadenia používa špeciálne chladivo s nízkym bodom varu, vďaka čomu sa získava tepelná energia prerozdeľovaním nízkoteplotného tepla.
Na efektívnu prevádzku tepelného čerpadla postačuje teplota pôdy alebo podzemnej vody okolo 8 stupňov, to znamená, že na zariadenie stačí malá hĺbka vonkajšieho okruhu.
