Geotermální energie

Úvod

Geotermální energie je nejstarší energií na naší planetě. Jedná se o projev tepelné energie zemského jádra, která vzniká rozpadem radioaktivních látek a působením slapových sil. Geotermální energie má mezi OZE nezastupitelnou úlohu, a to především proto, že je jedním z mála obnovitelných zdrojů, který nemá původ ve sluneční energii. Jejími největšími výhodami je především regulovatelnost výroby el. energie, příp. tepla, a nezávislost na povětrnostních podmínkách. V rámci České republiky se však její využití omezuje na určité oblasti, kde lze předpokládat tzv. tepelné anomálie, tedy vyšší hodnoty teplot v dané hloubce, než je běžný průměr. V České republice je geotermální energie využívána prostřednictvím teplých minerálních pramenů. V Děčíně z podzemního jezera vytéká voda o teplotě 30 °C, která vytápí téměř polovinu města a využívá se také pro pitné účely po její úpravě a ochlazení na teplotu 10 °C. V Ústí nad Labem se geotermální energie využívá k vytápění plaveckých bazénů a zoologické zahrady. V současné době je připravován projekt geotermální elektrárny v Litoměřicích s instalovaným výkonem 5 MW elektrické energie. Elektrárna by měla zásobovat teplem město Litoměřice. Česká republika obecně nepatří k zemím s vysokým potenciálem zdrojů geotermální energie, z tohoto důvodu se stále více uplatňují tepelná čerpadla, která využívají nízkopotenciální teplo.

Popis vrstvy

Vrstva slouží k zobrazení geotermicky abnormálních prognózních oblastí ČR, kde lze v hloubce kolem 5 km předpokládat teplotu vyšší než odpovídá geotermickému stupni, tedy 160 °C a více. Mapa vyznačuje oblasti s vysoce až středně pravděpodobnými tepelnými anomáliemi, které signalizují potenciálně vhodné oblasti pro využití geotermální energie.

Použitá data

Základem pro vrstvu geotermální energie byla Mapa vhodnosti využití geotermální energie na území ČR, kterou zpracovali V. Myslil a S. Zemánek. Mapa ukazuje oblasti vhodné pro využití geotermální energie podle výpočtové hodnoty tepla v hloubce 5 km. Jde o nejnovější publikovanou geotermickou mapu ČR, ve které se její autoři snažili využít zkušenosti z tvorby a interpretace starších geotermálních map z našeho území. Tato mapa byla zpracována na základě více než 3500 vrtů hlubších než 100 m s měřením teplot. Teplotní křivky těchto vrtů byly matematicky extrapolovány do hloubky přibližně 5 km následujícím způsobem: Propočtené hodnoty tepelného gradientu, tepelného toku a teplot v hloubce 200 m pod povrchem a pro kótu 0 m n. m. byly porovnány s výsledky termokarotážních měření a pro takto získané dvojice hodnot byla vypočtena regresní závislost. Pro vztah hodnot tepelného toku vyšel regresní koeficient R2 = 0,9099 a pro obdobné řešení teplot na úrovni 0 m n. m. je R2 = 0,8509.

Metodika

Abychom docílili co největší věrohodnosti dat, musely být údaje získané z Mapy vhodnosti využití geotermální energie na území ČR částečně aktualizovány a upraveny podle následujících bodů:

• výběr vrtů s nejvěrohodnějšími teplotními údaji (tj. co nejhlubší vrty věrohodným měřením teplot, které odpovídá geologické stavbě v místě vrtání vrtu)
• revize geotermických anomálií vyčleněných v mapě teplotních poměrů v hloubce 5 km s využitím nejvěrohodnějších vybraných vrtů a rozčlenění těchto anomálií do tří kategorií podle jejich hodnověrnosti (tj. na základě různé hodnověrnosti teplotních údajů a znalostí o geologické stavbě daného území)
• úprava vymezení některých anomálních oblastí v mapě a podrobnější popis hlavních vyčleněných anomálií první, případně i druhé kategorie.

Výstupy

Výstupem vrstvy geotermální energie je mapa s vyznačením vysoce a středně pravděpodobných geotermicky anomálních prognózních oblastí (kategorie 1 a 2).

1. Vysoce pravděpodobné tepelné anomálie

Jde o anomálie, které jsou podloženy karotážními měřeními teplot z hlubších vrtů (přes 1000 m, někde případně i z mělčích, tj. 500–1000 m). Současně jsou podloženy i existencí geotermálně příhodných hlubinných geologických struktur. V některých těchto anomáliích se teplota v hloubce 5 km může blížit 200 °C, nebo i tuto teplotu překročit.

2. Středně pravděpodobné tepelné anomálie

Tyto anomálie nejsou spolehlivě potvrzeny teplotními údaji z vrtů hlubších než 500 m, vznikly tedy extrapolací na více než 10násobnou hloubku a jsou proto nejisté. Jsou ale podloženy existencí nebo možností existence geotermálně vhodných hlubinných geologických struktur nebo jinými geotermicky významnými geologickými faktory. Do této kategorie jsou zařazeny i anomálie vyčleněné pouze na základě přítomnosti vývěrů teplých vod.

Úzká místa a budoucnost

V rámci využití geotermální energie je Česká republika v počátcích rozvoje této technologie. V lokalitách, jako například Nová Paka, Semily a Lovosice jsou prováděny předběžné geofyzikální průzkumy, v Litoměřicích se připravuje projekt geotermální teplárny s instalovaným elektrickým výkonem 5 MW. Všechny tyto průzkumy a studie mohou přispět k vytvoření dokonalejšího a přesnějšího modelu geotermálních podmínek České republiky. Avšak vzhledem k vysokým nákladům spojeným s průzkumy jednotlivých oblastí, a především k výši případné investice na realizaci projektů týkajících se energetického využití geotermální energie, není očekáván převratný rozvoj tohoto druhu OZE v ČR. Aktualizace dat bude tedy probíhat podle potřeby, nejdéle však jednou za 5 let. V současné době je nedostatek adekvátních informací pro odvození přesných dat týkajících se teploty v různých hloubkách litosféry. Mapa teplotních poměrů v hloubce kolem 5 km V. Myslila a S. Zemánka obsahuje některé nedostatky, které vyplývají především z nízké kvality vstupních dat. Základním problémem studia teplotních poměrů ve větších hloubkách v ČR je absolutní nedostatek teplotních údajů z větších hloubek. V Čechách je k dispozici pouze 8 vrtů s měřením teplot hlubších než 1500 m, na Moravě je takových vrtů přibližně 40. V ČR je pak celkem jen asi 15 vrtů s měřením teplot hlubších než 2000 m, z toho v Čechách jsou pouze 2 takové vrty. Aby byla získána představa o teplotách v hloubce kolem 5 km, je nutné teplotní údaje z vrtů extrapolovat do několikanásobné hloubky, což však nepřispívá k přesnosti výsledků. Dalším problémem je nerovnoměrné rozmístění průzkumných vrtů a nízká hodnověrnost měření ve starších vrtech. Jak bylo již zmíněno výše, do budoucna by bylo pro zvýšení přesnosti dat potřeba postupně rovnoměrně doplnit údaje týkající se jednotlivých regionů, tak abychom mohli bezpečně odvodit přibližný teplotní gradient daných oblastí.

Licence a aktualizace dat

1. Mapa geotermicky anomálních prognózních oblastí České republiky, zdroj BIOM.CZ,

• 1. aktualizace dat, 2013

• aktualizace dat se nepředpokládá

Prezentace

Prezentace představuje vrstvu geotermální energie jednodušší formou doplněnou o obrazový doprovod.
Prezentace Geotermální energie

Expertní popis

Pro vrstvu geotermální energie představuje expertní popis detailní obecnou charakteristiku této vrstvy.
Expertní posudek Geotermální energie