Energie v zemi zrozená

V současnosti geotermální elektrárny produkují více než 60 terawatt-hodin (TWh) elektrické energie za rok. Potenciál geotermální energie však ještě stále není zcela využit. Do roku 2050 by mohl výkon těchto elektráren stoupnout na 1 400 TWh ročně, tj. až na 3,5 procenta celosvětové výroby elektrické energie.Nejvhodnější místo k vybudování geotermální elektrárny je takové, kde vysoké teploty dosahují do blízkosti zemského povrchu a kde je pochopitelně vysoká poptávka po elektrickém proudu. Prim zatím hraje západní pobřeží USA, Indonésie, Filipíny, Grónsko a Keňa. V Evropě se však geotermální energie využívá již řadu let. První geotermální elektrárny byly postaveny v Itálii na počátku 20. století. Dnes se k této technologii přiklání také Německo a Švýcarsko. Problém však je, že ve střední Evropě je dostatečně teplá voda dosažitelná pouze z velmi hlubokých vrtů a s pomocí složitých technologií.

Jak to funguje

Horká vrstva země naplněná vodou, která se často nachází v hloubce větší než 1 000 metrů pod zemským povrchem, se navrtá hloubkovým vrtem. V této vrstvě má voda tlak 3,5 až 15 barů. Tlak vody způsobí, že voda tryská skrze vyvrtanou díru na povrch buďto v kapalné fázi nebo ve formě páry. K pohonu turbíny a připojeného generátoru se používá pára s teplotou kolem 250 °C.  Poté, co se pára ochladí a zkapalní, pumpuje se voda zpět pod zem do horké zóny. Jednotlivé metody k výrobě elektřiny z geotermálních zdrojů se liší podle teploty vody v daném místě. Za nízkých teplot, řekněme kolem 150 °C, se voda z podzemí používá k ohřevu druhého uzavřeného okruhu, do něhož se současně přivádí organická kapalina s bodem varu nižším, než má voda. Organická kapalina se tímto ohřevem přemění na páru, která nakonec pohání vlastní turbínu. Při vyšších dosažitelných teplotách lze na turbínu poslat z hlubin Země přímo suchou páru. To pochopitelně zvyšuje účinnost elektrárny a snižuje náklady na výrobu elektřiny.

Podzemní záškodníci

Čím je pára chladnější, tím více obsahuje kapalné vody. Ta se však před tím, než se pára odešle na turbínu, musí odstranit. K tomuto odvodnění se používá centrifuga, která bývá v okruhu zapojena nad turbínou. Kromě vody se však musí z páry odstranit i další substance, jako jsou různé soli, sulfidy, ostatní plyny nebo dokonce kamínky, které pára s podílem vody absorbovala cestou přes vrstvy hornin. Mnoho z těchto příměsí dokážou odstranit čisticí systémy, ne však všechny. A to je právě největší problém, kterému musejí čelit turbíny, které využívají páru přicházející přímo ze země. Substance z podzemí způsobují větší poškození turbínových lopatek i dalších komponent geotermálních elektráren, než tomu bývá u konvenčních parních turbín. Výsledkem je koroze, eroze a snížená účinnost. Proto se musejí tyto turbíny mnohem častěji vyměňovat, a to přibližně každé tři až deset let podle kvality páry. Na tyto specifické podmínky se však musí myslet už při samotné konstrukci turbín. Záleží nejen na jejich tvaru, ale i na použitém materiálu.

Pozor na zemětřesení

Kromě těžkých podmínek, za kterých musejí pracovat parní turbíny v geotermálních elektrárnách, musejí konstruktéři počítat i s jiným nebezpečím, kterým je zemětřesení. Horká voda se totiž přibližuje zemskému povrchu právě v místech se zvýšenou vulkanickou aktivitou a poblíž tektonických zlomů.  Proto je žádoucí, aby byly turbíny vybaveny automatickým vypínacím systémem, který je v okamžiku zvýšení seizmické aktivity okamžitě bezpečně vypne. Tím se snižuje nebezpečí poškození, poněvadž turbíny jsou mnohem citlivější k vnějším otřesům, když jsou v chodu. Otřesuvzdorné však musejí být i samotné základy celé elektrárny. I přes tyto obtíže se geotermální energie může za správných podmínek vyplácet, poněvadž v sobě spojuje výhody konvenčních elektráren a obnovitelných zdrojů. Na rozdíl od větrných a solárních systémů lze geotermální elektrárny provozovat po celý rok, a proto mohou fungovat jako vyrovnávací zařízení v kritických časech. Stejně jako u ostatních obnovitelných zdrojů zde nejsou žádné náklady na palivo.

Stavitelský oříšek 

Postavit geotermální elektrárnu je poměrně obtížné. Pokud se to všechno podaří, vznikne jeden z nejefektivnějších nástrojů k výrobě elektřiny. Skutečnost je dokonce taková, že tyto elektrárny mohou snadno konkurovat konvenčním elektrárnám. A nejen jim. Geotermální elektřina je například levnější než solární. A geotermální systémy jsou současně mnohem cenově efektivnější než většina uhelných elektráren.