Získávání energie ze sopečné činnosti je daleko těžší a nepředvídatelnější, než by se mohlo zdát

Získávání energie ze sopečné činnosti je jedním z nejudržitelnějších způsobů získávání energie, přesto tento způsob není po světě příliš rozšířen. Vulkanolog Vladislav Rapprich se byl podívat ve dvou geotermálních elektrárnách, které leží daleko za našimi hranici. V rozhovoru, který předcházel jeho přednášce o českých sopkách na festivalu populárně-vědeckých filmů AFO v Olomouci, vysvětlil, jaké obtíže jsou se získáváním geotermální energie spojené, jak taková těžba probíhá a zda může dojít k vyčerpání tohoto zdroje.

Geotermální energii najdeme všude?
Jak už název říká, jedná se o energii Země, je tedy všude. Druhá věc ale je, kde je využitelná. Když se koukneme do hloubky zemského tělesa, tak teplota stoupá, aby ale byla energeticky využitelná, tak na drtivé většině planety nestoupá dostatečně rychle. To znamená, že kdybychom tady v Olomouci vyvrtali vrt a hnali tam vodu, tak v hloubce kilometr bude mít třeba 40 °C, což ale nerozhýbá žádnou turbínu. Navíc při výstupu jsou ohromné tepelné ztráty. Z toho důvodu je geotermální energie nějak využitelná v místech, kde je nárůst teploty s hloubkou dostatečně razantní. A to je většinou ve vulkanicky aktivních oblastech, kde se ještě může rozlišovat, jestli je geotermální energie využitelná pro výrobu elektřiny, kde je potřeba velký nárůst teploty, anebo jestli stačí vytápění skleníků, úřadů a obecních budov, kde stačí menší nárůst a nepotřebujeme, aby voda měla 200 °C, stačí, když bude mít 60 °C.

Pro energetické využití jsou klasické oblasti Island, Itálie, pacifické pobřeží, Jižní, Střední i Severní Amerika, Japonsko, potenciál by bylo možné rozvíjet i na Filipínách, v Indonésii, a momentálně se hodně investuje a staví geotermální elektrárny ve východní Africe, kde je velký ekonomický růst a velká poptávka po energiích.

Je činná sopka znakem, že se na tom místě dá geotermální energie těžit?
Činné sopky jsou průvodním znakem, problém je, že ne každá činná sopky vytváří vhodné prostředí k vybudování geotermální energie. Aby byla energie získatelná, musí mít určité předpoklady, je potřeba, aby se ta sopka chovala určitým způsobem – aby neměla erupce moc často, aby byla životnost elektrárny tak 30 let. Takže riziko, že během 30 let dojde k nějaké výraznější erupci, musí být co nejmenší. Ta sopka by pod sebou měla mít něco, co označujeme za magmatický krb, což je zásobník magmatu pro erupce, a nad ním by mělo být něco, čemu se říká hydrotermální systém, to znamená horniny silně nasycené vodou. Ten se dostává do styku s magmatem, ohřívá se na vysokou teplotu a takhle to tam cirkuluje. Není samozřejmě šance zavrtat se přímo do magmatu, na to nemáme technologie, takže je zapotřebí využívat tenhle přírodní výměník a teplo z hydrotermálního systému. To jsou ty hlavní omezující faktory, které ukazují, která sopka je použitelná. Často to může být i sopka, která viditelně aktivní není, ale má pod sebou magmatický rezervoár a je tam geotermální systém. Když si jako příklad vezmeme středoamerický stát El Salvador, tak tam mají dvě velké geotermální elektrárny, a obě jsou umístěné pod sopkou, kterou by laik ani nepoznal, protože nečoudí. Aktivních sopek je tam osm, z toho výrazně aktivní jsou dvě a ani jedna z těch osmi není vhodná pro výstavbu elektrárny.

vulkán
Zdroj: Free-Photos

Jak se zjišťuje, která sopka je vhodná?
To je běh na dlouhou trať. První znak může být pára na povrchu, horké prameny, které jsou tak horké, že voda vře, pak se zjišťuje složení páry, stabilita, zjišťuje se, jestli je ten systém z energetického pohledu stálý, jestli třeba dešťová voda výrazně nesrazí teplotu. Pak se geofyzikálními metodami zjišťuje, jak to vypadá do hloubky, jak velký je krb a hydrotermální systém. Poté začnou vrty, opravdu se navrtají díry do země a zjišťuje se, jak to celé vypadá pod povrchem, jestli by tam byla šance, aby tam voda cirkulovala, jaké je složení plynů, často tam cirkuluje kyselina sírová, která narušuje potrubní systémy, které táhnou páru k turbínám.

Jak dlouhé se dělají vrty?
Ve Střední Americe to dělají tak, že pokud v hloubce 500 metrů nemají řádově 200–250 °C, tak je to pro ně nezajímavé a nejdou do toho. S každým metrem navíc rostou náklady a klesá účinnost, protože tam jsou ztráty při výstupu. Běžně do 500 metrů, optimálně v lepších systémech jsou všichni šťastní, když se to povede třeba už v hloubce 200 metrů.

Je vrtání vrtu ekonomicky náročné?
Velmi drahé. Když se bavíme třeba o východní Africe, tak investoři vidí prameny na povrchu a dají peníze na tři vrty. Jakmile ty vrty nesplní předpoklady, tak se do další přípravy nedá ani koruna a projekt se opustí. Naopak když tam jsou, tak se hned začne řešit zajištění území, začnou se dělat hydraulické zkoušky a výpočty.

Jde o obnovitelný zdroj? Nebo jak dlouho to vydrží?
Musíte si představit, že celá Země je jeden jaderný reaktor, to znamená, že běží bez ohledu na to, jestli tu energii čerpáme nebo ne. I když ji čerpáme, tak lidská aktivita v porovnání s aktivitou Země je nicotná. Takže se to vlastně neobnovuje, víceméně vulkány i tyhle hydrotermální systémy jsou vlastně způsob, jak se Země zbavuje přebytečného tepla. A to, že my zařídíme, aby to teplo po cestě ještě vykonalo nějakou práci, tak je jen projev neplýtvání s něčím, co je tady naprosto zadarmo a co by tady proudilo.

Dalo by se říct, že jde o nejekologičtější zdroj energie?
Stoprocentně.

Nemůže vrt v okolí sopky pomoct s tím, aby sopka nevybuchla?
Ten vrt je strašně malý nepatrný zlomek energie. Když sopka vybuchne, vylítne porce magmatu, což může být pro představu 1 km3 roztavené horninové masy o teplotě 1300 °C. Když si vezmeme tepelnou kapacitu té horniny, objem a teplotní rozdíl, tak proti tomu, když se odebírá pára o teplotě 250 °C, byť v nějakém objemu, tak je to pořád jen zlomek.

Témata:

Doporučujeme

Získávání energie ze sopečné činnosti je daleko těžší a nepředvídatelnější, než by se mohlo zdát
Další
„Zelené střechy se hodí na většinu novostaveb s plochou střechou“ říká Pavel Dostal z GreenVille