Geotermální energie nabízí ekologické a ekonomické vytápění administrativních budov. Potenciál má i v Česku

Island získává z geotermálních zdrojů téměř třetinu veškeré elektřiny. Vděčí za to zejména svému sopečnému původu, díky kterému má tamní půda vysokou teplotu, takže dokáže ohřívat vodu, jež následně pohání vodní turbíny. V České republice by bohužel něco takového kvůli menšímu teplotnímu gradientu půdy možné nebylo. Z podzemí u nás ale můžeme čerpat alespoň teplo.

Jak funguje geotermální energie?

V jádru naší planety se nachází magma, které má vyšší teplotu než povrch Slunce.. To má za následek to, že čím hlouběji do země vrtáte, tím bude půda teplejší. Tento jev se nazývá teplotní gradient a měří se ve °C/metr. 

Geotermální elektrárny tohoto faktu využívají. Do země vyhloubí potřebný počet vrtů, často i do hloubky několika kilometrů, vrty napustí studenou vodou, která se zde ohřeje, a následně ji odčerpají teplou zpět. Voda pak roztočí turbínu, která vytvoří energii potřebnou pro výrobu elektřiny. V některých místech se už v podzemí voda nebo pára vyskytují přirozeně, tudíž je stačí pouze odčerpat.

Teplotní gradient půdy se však v různých částech světa liší. Nejvyšších hodnot ale dosahuje v místech se sopkami, gejzíry nebo jinými přirozenými zdroji geotermální energie. Aby bylo možné tímto způsobem získávat elektřinu, je potřeba, aby půda na dně vrtu měla teplotu okolo 100 °C. Takže zatímco třeba na již zmíněném Islandu může stačit vrt hluboký 1-2 km, v Česku by to muselo být třeba 4 a více km. To je nejen finančně náročné, ale i celkově obtížně proveditelné.

Geotermální energie v České republice

Jenže to neznamená, že geotermální energie nemá ve střední Evropě žádné využití. Již v hloubce okolo 150 metrů totiž může půda běžně dosahovat teploty několika desítek stupňů. To sice nestačí pro pohánění turbíny, ale lze tímto způsobem z půdy získat alespoň teplo potřebné jak pro vytápění vzduchu a vody, tak pro ochlazování. 

Stále častěji můžeme u rodinných domků vidět tepelná čerpadla. Ta na bázi principu země-voda také získávají geotermální energii pro ohřívání a chlazení. Čerpadlo stačí připojit buď k již zmíněnému vrtu (který u malých budov dosahuje hloubky pouze desítek metrů), nebo k zemnímu kolektoru, který lze vybudovat přímo pod povrchem zahrady. Tento způsob ale vyžaduje dostatečně velký pozemek, a ne vždy je proveditelný.

Využití geotermální energie ale mohou najít i velké administrativní budovy. Příkladem může být třeba ústředí ČSOB v Radlické ulici na Praze 5. Pod tím se nachází 177 vrtů s hloubkou až 150 metrů. Takové systémy mohou mít výkon stovek kW až několik MW, což je dost pro vytopení či ochlazení celých kancelářských budov, obchodních center nebo nemocnic.

Výhody a nevýhody geotermální energie

Mezi hlavní výhody geotermálního vytápění budov patří úspora, bezúdržbový i bezobslužný systém, dlouhá životnost a šetrnost k životnímu prostředí. Nevýhodou je poměrně vysoká pořizovací cena. Ta se však zpravidla díky úspoře energií vrátí během pár let. V České republice je navíc možné na tepelná čerpadla získat poměrně štědrou dotaci. 

„U menších rodinných domů cena začíná na sto tisících a u těch největších projektů to mohou být i desítky milionů korun,“ říká Ondřej Chalupa ze společnosti Gerotop zabývající se geotermální energií. „Při správně dimenzovaném systému jsme schopni za 1 kW elektřiny vyrobit 5 – 6 kW tepla, v případě pasivního chlazení nám k 5 – 6 kW chladu postačí pouhých cca 80 – 100W elektřiny, tedy ještě do nedávna příkon běžných žárovek,“ dodává.

Geotermální vrty od společnosti Gerotop zajišťují teplo například budově Astrid Offices v pražských Holešovicích

Podle něj tepelná čerpadla při současných cenách energií běžně dosahují návratnosti kolem 5-10 let, vždy však záleží na konkrétní aplikaci. Životnost běžného čerpadla pak bývá vyšší než 20 let. Samotný vrt, z něhož čerpadlo geotermální energii získává, většinou vydrží navždy.

Tepelné čerpadlo vs. hloubková geotermální energie

„Rozlišujeme dva druhy energie ze Země. Tepelná čerpadla země-voda slouží k získávání tzv. mělké geotermální energie, která se využívá pro vytápění, případně chlazení objektů. Pak je ale možné získávat hlubinnou neboli také hloubkovou geotermální energii pro výrobu elektřiny prostřednictvím geotermálních elektráren s vrty. V případě mělké geotermální energie mluvíme o vrtech do hloubky kolem sta metrů, kdežto u hlubinné geotermální energie jde o vrty hluboké v řádech kilometrů,“ vysvětluje Chalupa. 

Pro vytápění a ochlazování budov se v současnosti nejčastěji využívají tepelná čerpadla na principu země-voda nebo země-vzduch. První zmiňovaný typ je zpravidla výhodnější, a oproti druhému spotřebovává až o 30 % méně energie. Nemusí však fungovat všude. Proto je při zařizování tepelného čerpadla nejprve nutná konzultace s odborníky, kteří vám doporučí takové řešení, které je ideální pro vaše potřeby.