O pokročilé geotermální systémy EGS má velký zájem Google. Jak fungují?

Z geotermálních zdrojů pochází v současné době přibližně 16 GW světové produkce energie, což je jen asi 0,2 % její celkové globální spotřeby. Je to zejména proto, že se konvenční geotermální energetika omezuje na oblasti, kde je zemské teplo blízko u povrchu, tedy v okolí sopek (Island), nebo v místech s relativně tenkou zemskou kůrou. 

Větší využití tohoto bezemisního zdroje energie by mohly přinést pokročilé geotermální systémy EGS (Enhanced Geothermal Systems neboli stimulované geotermální systémy), jejichž rozvoji se věnuje řada společností v USA, Japonsku, Itálii, Mexiku a na Novém Zélandu.

EGS, lze vlastně říci, obcházejí geografické limity klasických geotermálních elektráren nejprve vytvářením umělých nádrží v horkých a suchých skalních útvarech pomocí horizontálních vrtů a poté jejich následným využíváním jako zdrojů teplé vody.

Čili aby mohl přírodní geotermální systém vyrábět elektřinu, potřebuje kombinaci tepla, kapaliny a propustnosti hornin. V mnoha oblastech má sice hornina potřebnou úroveň tepla, ale nemá dostatečnou propustnost, aby jí mohla proudit kapalina. EGS tuto propustnost vytváří uměle tak, že vrtá hluboko pod zem, kam následně vstřikuje kapalinu, která v hornině vytváří trhliny. Tento postup může výrazně zvýšit počet potenciálních míst pro vybudování geotermálních elektráren.

Úložiště energie

Vývojáři EGS kromě toho v poslední době přišli s nápadem využívat takto vytvořené zásobníky také jako úložiště energie z přebytků výroby elektřiny v jiných bezemisních zdrojích. Zásobníky pro zemské teplo kombinované s úložištěm pro přebytečné teplo z jiných zdrojů by tak sloužily podobně jako přečerpávací vodní elektrárny – jako obří baterie.

Americká společnost Fervo Energy získala na rozvoj této technologie 138 milionů amerických dolarů rizikového kapitálu a dalších 4,5 milionu jí poskytla i americká vláda. Její systém by mohl ukládat elektřinu v intervalu od několika hodin až po mnoho dní. Není přitom příliš složitý; kromě zásobníku vyžaduje pouze technologické zařízení na povrchu.

První simulace naznačují, že účinnost by mohla být až 90 %, což je srovnatelné s lithium-iontovými bateriemi nebo přečerpávacími vodními elektrárnami.

Fervo Energy hodlá získané peníze využít na dokončení dvou pilotních projektů v Nevadě. Na jednom z nich se podílí i Google, který chce nejpozději od roku 2030 spotřebovávat pouze bezemisní elektřinu; Google a Fervo podepsaly v roce 2021 dohodu o vývoji „projektu geotermální energie nové generace“.

Průlom v Nevadě

Fervo oznámila přitom nedávno průlom. Provedla třicetidenní test vrtu a tvrdí, že se jí podařilo dosáhnout „průtoku 63 litrů za sekundu při vysoké teplotě, což umožňuje výrobu 3,5 megawattů elektrické energie.“

Podle agentury Bloomberg je to poprvé, kdy energetická společnost prokázala, že rozšířený geotermální systém EGS může fungovat v průmyslovém měřítku. Cesta k tomuto důležitému milníku byla poměrně dlouhá – vědci se snažili EGS realizovat již od 70. let minulého století.

Fervo Energy uvádí, že je první firmou, která „úspěšně vyvrtala dvojici horizontálních vrtů pro komerční geotermální výrobu elektřiny, dosáhla délky bočních vrtů 3 250 stop (990 metrů), dosáhla teploty 191 °C a pomocí přísných trasovacích testů prokázala řízený průtok.“

Společnost doufá, že se jí podaří zopakovat svůj úspěch na dalším pracovišti v Utahu. Pokud i tam dosáhne podobných výsledků a úspěšně provede modernizaci konstrukce s cílem maximalizovat výkon, očekává se, že tato lokalita bude vyrábět dostatek elektřiny pro napájení 300 000 domácností současně. To je přibližně čtvrtina všech domácností v Utahu.

Google: Jsme nadšení

„V roce 2021 jsme navázali partnerství s firmou Fervo, protože v její geotermální technologii vidíme významný potenciál pro uvolnění kritického zdroje nepřetržité bezuhlíkové energie ve velkém měřítku, a jsme nadšeni, že dosáhla tohoto důležitého technického milníku,“ uvedl vedoucí pracovník Googlu pro energetiku a klima Michael Terrell.

Geotermální elektrárny mohou pracovat nepřetržitě, a poskytovat tak stálý a spolehlivý zdroj elektřiny. Na rozdíl od jiných obnovitelných zdrojů energie, jako jsou solární a větrné elektrárny, není geotermální energie žádným způsobem závislá na povětrnostních podmínkách, což z ní činí vysoce spolehlivou volbu.

Nedávno zveřejněné americké studie ukazují, že náklady na energii z EGS by se mohly pohybovat mezi 20 až 35 dolary za jednu MWh, což je cena konkurenceschopná s výrobou elektřiny ze zemního plynu, a dokonce o něco nižší než průměrná globální cena elektřiny z větrných a solárních zdrojů. EGS by se tak mohly stát relativně levným obnovitelným zdrojem s malými požadavky na prostor, jelikož právě obrovský záběr ploch dost významně omezuje například využití solární a větrné energie.