Geotermální elektrárny nejsou ničím novým, najdeme je dnes na řadě míst po celé planetě – v Evropě jde především o Island, Itálii či Turecko. Jejich kritici ale často namítají, že vrtání a především tzv. frakování (hydraulické štěpení) v seismicky aktivních oblastech s sebou přináší značné riziko zemětřesení a spotřebuje obrovské množství vody i chemikálií vypouštěných pod povrch.
Americká firma Quaise Energy sídlící na dohled od slavného Massachusettského technologického institutu (MIT) proto pracuje na projektu, který potenciál geotermální energie posouvá na zcela novou úroveň.
Hlouběji než kdy dříve: Cesta k nekonečnému zdroji elektřiny a tepla
Pomocí unikátní technologie vrtů dosahujících až do hloubky 20 kilometrů pod povrchem chce získat nekonečný zdroj elektřiny a tepla, využitelný téměř kdekoliv na světě. Současné geotermální elektrárny či teplárny vytěžují energii uvnitř naší planety přibližně do hranice 3 kilometrů. Jenže když začneme vrtat hlouběji, najdeme vrstvy s teplotou pohybující se mezi 300 až 500 °C. Právě ty mají kapacitu úplně proměnit energetický průmysl a stát se skutečnou náhradou fosilních paliv.
Jak se bude vrtat? Revoluční technologie gyrotronu
První tři kilometry má společnost Quaise Energy v plánu vrtat konvenčním způsobem, podobně jako vznikají současné vrty. Jenže pak přichází zvrat – tam, kde jiní končí, vědci a technologové pocházející z MIT i dalších špičkových pracovišť chtějí zapojit do práce tzv. gyrotron.
Toto zařízení, původně vyvinuté v Sovětském svazu a využívané například k zahřívání částic při výzkumu jaderné fúze, umí „vystřelovat“ elektromagnetické vlny různých délek. Gyrotron by v tomto případě měl výkon 1 megawattu a pracoval na technologii milimetrových vln schopných prorazit hluboko pod povrch Země. Výsledek je, že se horniny pod náporem záření v podstatě vypařují.
Výhody oproti solárním, větrným a jaderným elektrárnám
Tuto technologii by podle propočtů mělo být možné použít až na 90 % míst na celé zeměkouli. V porovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie, jako jsou solární či větrná, zaberou při stejném výkonu hluboké vrty jen asi jedno procento plochy, co stávající „zelené“ elektrárny.
A obrovskou výhodu mají i oproti jaderným reaktorům. Vzhledem k tomu, že neprodukují žádný dlouhodobý odpad a nejsou nebezpečné, je prý menší riziko politických omezení, tak jak se to často děje u jaderných elektráren či hlubinných úložišť odpadu z nich.
Vzhůru ke klimatické neutralitě
„Náš vrtný systém odemyká největší zdroj koncentrované čisté energie na Zemi. Může jít o úplnou změnu pravidel hry při současném přechodu na obnovitelné zdroje,“ vysvětluje zakladatel firmy Carlos Araque. A dodává, že je to jediné řešení pro zisk obnovitelné a naprosto nevyčerpatelné energie, která nás má potenciál dostat na hranici klimatické neutrality už do roku 2050.
Přes 100 metrů denně: Rychlost vrtání a síla superkritické vody
K tomu, aby vrtná souprava s milimetrovými vlnami dosáhla potřebné hloubky až dvaceti kilometrů, prý nebude potřeba více než sto dní, což je další výhoda při porovnání se stavbou současných elektráren. Důležité je dostat se až do bodu, ve kterém lze získat superkritickou vodu. To je taková voda, jejíž teplota překračuje 374 °C a tlak 22,1 MPa. Zařízení využívající tuto speciální tekutinu je oproti běžné geotermální elektrárně či teplárně až desetkrát účinnější!
Zpevnění vrtu: Jak se hornina mění ve sklo
Největší překážku pro Quaise Energy aktuálně představuje otázka, co udělat s veškerým vyvrtaným materiálem. Část z něj by měla být vrtnou soupravou přímo využita k tomu, aby na krajích vrtu vznikla jakási výztuž, tedy ochrana proti budoucímu kolapsu vrtu. Toho vrtná souprava dosáhne tak, že kombinací horniny a vysokých teplot přímo uvnitř vrtu vyrobí materiál podobný sklu, ze kterého postaví kulatou „stěnu“ o výšce až dvacet kilometrů.
Přestavba uhelných elektráren: Stačí vyměnit zdroj páry
Majitelé současných uhelných elektráren se jejich provozu určitě nebudou chtít vzdát bez boje, ale i na ně v Quaise Energy mysleli. Technologie vzniká i ve variantě, kdy představuje přímou náhradu uhlí jako paliva v existujících elektrárnách. Stačí jen relativně malá přestavba zahrnující výměnu zdroje páry pro generátory a elektřina „zadarmo“ je na světě.
Nedávné prezentace a technologické ukázky vrtání se zúčastnili nejen potenciální investoři či zákazníci, ale také vrcholní zástupci Ministerstva energetiky Spojených států amerických.
Od centimetrů po stovky metrů: Testovací vrty stále postupují
Prototypy vrtů v posledních měsících vznikají na jednotném principu, kdy se firma vždy snaží provrtat do násobně větší hloubky než v minulosti, a to s menšími i většími úspěchy. Zatímco úplně první zkušební verze ještě v prostorách učebny na MIT dokázala provrtat asi pět centimetrů horniny, druhá už zvládla 305 cm a třetí letos v květnu 12,2 metru.
Cílem červencové ukázky v Texasu bylo provrtat už asi 129,5 metru žulového podloží, a to s využitím gyrotronu o výkonu sto kilowatt, tedy deseti procent plánovaného v komerčním provozu.
Energie z nitra Země: Téměř nekonečný potenciál
Carlos Araque vysvětluje, že dosavadní zdroje energie jako ropa či zemní plyn byly vždy spojené s nejistotou – firmy totiž vynakládají obrovské množství prostředků na to, aby našly nová ložiska, z nichž se vyplatí suroviny těžit. „Horko je ale pod zemí téměř všude, jen se nám doposud nepodařilo vynalézt a prakticky ověřit technologii, kterou by se nám jej povedlo získat,“ dodává.
Jakmile budeme úspěšní, důsledky pro lidstvo můžou být obrovské – pod zemí je totiž k dispozici asi dvacetmiliardkrát více energie, než celá naše civilizace spotřebuje za rok.
