Do zeme vypália vrt hlboký vyše 5 km. Američania stavajú elektráreň, aká nemá vo svete obdobu

Americká spoločnosť Quaise Energy získala 180 miliónov dolárov na technológiu, ktorá namiesto klasického vrtáka využíva milimetrové vlny. Ak uspeje, geotermálne elektrárne by nemuseli byť odkázané iba na miesta s horúcou vodou tesne pod povrchom. Zaujímavý je aj slovenský kontext – podzemného tepla máme dosť, no zatiaľ ho využívame najmä v kúpeľoch a na vykurovanie.

Hlboko pod zemským povrchom sa nachádza prakticky nevyčerpateľný zdroj tepla. Problémom nie je jeho množstvo, ale dostať sa k nemu za cenu, pri ktorej sa výroba elektriny oplatí. Bežné vrtné súpravy sa pri prenikaní cez extrémne tvrdé horniny opotrebúvajú a s rastúcou hĺbkou prudko stúpajú náklady aj riziko zlyhania.

Quaise Energy chce tento problém obísť nezvyčajným spôsobom. Namiesto toho, aby horninu iba mechanicky drvila, plánuje ju odparovať vysokovýkonnými milimetrovými vlnami. Firma teraz uzavrela investičné kolo série B v hodnote 180 miliónov dolárov, čím sa jej celkové financovanie zvýšilo na 280 miliónov dolárov.

Ropný gigant jej poskytne techniku aj skúsenosti

Do firmy vložila 35 miliónov dolárov spoločnosť Nabors Industries, jeden z najväčších prevádzkovateľov pozemných vrtných súprav na svete. Nejde pritom iba o finančnú injekciu.

Quaise získa prístup k vyhradenej vrtnej súprave a k platforme, ktorá spája modelovanie podzemného rezervoára, návrh vrtu a plánovanie vŕtania. Nabors po investícii vlastní 14 % spoločnosti Quaise a stal sa jej najväčším akcionárom.

Spolupráca ukazuje zaujímavý posun. Skúsenosti, zariadenia a dodávateľské reťazce vybudované pre ropný a plynárenský priemysel sa môžu stať základom novej geotermálnej energetiky. Podľa Medzinárodnej energetickej agentúry sa viac než tri štvrtiny investícií potrebných pri geotermálnych technológiách novej generácie prekrývajú so schopnosťami ropného a plynárenského sektora.

Práve vŕtanie môže predstavovať až 80 % nákladov geotermálneho projektu. Každé zrýchlenie alebo predĺženie životnosti techniky preto výrazne ovplyvní výslednú cenu elektriny.

Horninu nerozdrví, ale odparí

Systém Quaise je hybridný. Vrchné vrstvy zeme má prekonať klasická rotačná súprava. Po dosiahnutí tvrdých hornín nastúpia milimetrové vlny vytvárané zariadením nazývaným gyrotrón. Energia sa cez vlnovod prenesie na dno vrtu, kde horninu prudko zahreje a rozruší bez priameho kontaktu mechanického vrtáka s materiálom.

Cieľom sú hĺbky presahujúce päť kilometrov a horniny s teplotou približne 300 až 500 °C. Americká agentúra ARPA-E používa pri „superhorúcich“ geotermálnych zdrojoch prísnejšiu hranicu najmenej 375 °C a tlak okolo 22 MPa. Pri takých podmienkach môže mať voda vlastnosti medzi kvapalinou a plynom a prenášať podstatne viac energie.

Podľa odhadu ARPA-E by jeden superhorúci vrt mohol dosahovať priemerný elektrický výkon približne 20 MW. Pri súčasných geotermálnych vrtoch ide asi o 7 MW. Firma prezentuje ešte vyššie hodnoty, tie však zatiaľ nepotvrdila dlhodobá komerčná prevádzka.

Midjourney (Úprava redakcie)

Prvý test má vyrásť v Oregone

Peniaze smerujú najmä do projektu Obsidian v centrálnom Oregone. Quaise ho označuje za prvú komerčnú superhorúcu geotermálnu elektráreň na svete. Prvá etapa má dosiahnuť výkon 50 MW, druhá 250 MW a dlhodobým cieľom je prekročenie hranice jedného gigawattu.

Tieto čísla zatiaľ predstavujú plán, nie hotový energetický zdroj. Projekt musí preukázať, že milimetrové vŕtanie funguje nielen pri demonštrácii, ale aj pri kilometroch horniny, že vrt zostane stabilný a že potrubia, cement, senzory a ďalšie prvky vydržia extrémnu teplotu, tlak, koróziu a opakované tepelné namáhanie.

Otáznik visí aj nad cenou. Medzinárodná energetická agentúra odhaduje, že pri dostatočnom rozvoji by náklady geotermálnych systémov novej generácie mohli do roku 2035 klesnúť o 80 %. Bez úspešných prvých projektov však zostáva takýto pokles iba scenárom.

Pri systémoch, ktoré vytvárajú alebo rozširujú pukliny v hornine, treba riešiť aj indukovanú seizmicitu. Americké ministerstvo energetiky upozorňuje, že pohyb kvapalín do vrtu a z vrtu môže vyvolávať mikrootrasy. Riziko závisí od tlaku, geologických pomerov aj vzdialenosti od obývaných oblastí a musí sa priebežne monitorovať.

Mohla by táto technológia fungovať na Slovensku?

Slovensko má geotermálny potenciál, no naša súčasná situácia je od plánov Quaise výrazne vzdialená. Domáce projekty počítajú najmä s klasickými hydrotermálnymi zdrojmi, pri ktorých sa čerpá prirodzene horúca podzemná voda.

V Košickej kotline vzniká projekt využitia vrtov pri Ďurkove. S podporou 56,2 milióna eur z Fondu na spravodlivú transformáciu má do roku 2028 priniesť tepelný výkon 30 MW a pokryť približne štvrtinu dodávok košickej teplárne.

Pri Ľuboticiach neďaleko Prešova sa zase pripravuje elektráreň s plánovaným výkonom 6,5 MW. Prieskumný vrt má siahať do hĺbky 3,5 až 4 kilometre, kde investor očakáva vodu s teplotou okolo 140 °C. Ak sa projekt podarí dokončiť, išlo by o prvú geotermálnu elektráreň svojho druhu na Slovensku.

Technológia Quaise by teoreticky mohla rozšíriť počet vhodných lokalít aj u nás, no tvrdenie, že umožní stavať elektrárne kdekoľvek, treba brať opatrne. Rozhoduje teplotný gradient, zloženie hornín, dostupnosť vody, seizmické riziko aj cena pripojenia do siete. Bez detailného geologického prieskumu nemožno tvrdiť, že by slovenské podložie poskytlo superhorúcu horninu už v ekonomicky dosiahnuteľnej hĺbke.

Project Obsidian preto nebude iba ďalšou elektrárňou. Bude testom, či sa technológia pôvodne pôsobiaca ako vedecká fantastika dokáže zmeniť na spoľahlivý energetický zdroj. Ak uspeje, podzemné teplo môže prestať byť výsadou Islandu a vulkanických regiónov. Ak zlyhá, ukáže, že najväčšou bariérou geotermálnej energie stále nie je nedostatok tepla, ale cena a náročnosť cesty k nemu.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia