Energie z nitra Země

OD NAŠEHO DOPISOVATELE NA FILIPÍNÁCH

Pod zemským povrchem leží ohromný poklad. Není to však zlato, stříbro ani drahokamy. Je to obrovský zdroj tepelné energie označované jako geotermální energie.

ZNAČNÁ část této energie je ukryta v podzemních vrstvách roztavené horniny, které se říká magma. Teplo naší Země je skutečně poklad, protože je to čistá energie, která má jednoznačné výhody oproti energii získávané z ropy, uhlí, zemního plynu a také oproti jaderné energii.

Teploty hluboko uvnitř Země se udávají ve stovkách, či dokonce v tisících stupňů Celsia. Množství tepla, které je během jednoho roku odvedeno z nitra Země až k jejímu povrchu, údajně odpovídá asi 100 miliardám megawatthodin, což je mnohokrát více než množství elektrické energie spotřebované na celém světě. Využít takový nezměrný poklad je však náročný úkol.

Cesta k pokladu

Určité množství tepla je nahromaděno ne příliš hluboko pod zemským povrchem. Toto teplo může být odváděno pomocí tepelných čerpadel napojených na potrubí, které je uložené v zemi. Takto získaná energie může být využita například k vytápění domů. Lidé, kteří žijí v blízkosti horkých pramenů nebo v jiných geologicky aktivních oblastech, využívají zemské teplo ještě dalšími způsoby. Například vodu z horkých zřídel starověcí Římané využívali v lázních.

Větší koncentrace tepla je pod zemskou kůrou ve vrstvě, která je označována jako zemský plášť. Průměrná tloušťka zemské kůry je asi 35 kilometrů, což je podstatně hlouběji, než kam je možné se dostat s pomocí současné vrtné technologie. Zemská kůra se však skládá z desek a na určitých místech je tenčí, zejména tam, kde se desky setkávají. Na těchto místech magma vystupuje blíže k zemskému povrchu a ohřívá vodu, která je zachycena mezi jednotlivými vrstvami hornin. Tyto vodní kapsy jsou obvykle jen dva až tři kilometry pod povrchem a lze se k nim pomocí vrtů dostat. Pak je možné tepelnou energii spoutat a využít. Podívejme se jak.

Využívání zemského tepla

V nulové nadmořské výšce voda vře při teplotě 100 stupňů Celsia. V zemské kůře je však daleko vyšší tlak, a proto voda zůstává v kapalném skupenství i při vyšších teplotách. * Když se při vrtech narazí na vodu, která má teplotu vyšší než 175 stupňů Celsia, je možné ji použít k pohonu elektrických generátorů.

Voda o vysokých teplotách se obvykle vyskytuje v oblastech sopečné aktivity, například v takzvaném cirkumpacifickém pásu, což je pás činných i spících sopek v oblasti Tichého oceánu. V tomto pásu leží Filipíny. V posledních letech se tam udělal velký pokrok ve využívání geotermální energie k výrobě elektřiny. Filipíny se staly jedním z největších světových výrobců elektřiny z těchto zdrojů. Více než 20 procent elektřiny, která se v této zemi používá, pochází z geotermálních zdrojů.

Abychom se dozvěděli více o tom, jak se vyrábí elektřina ze zemského tepla, náš redaktor navštívil velké geotermální zařízení ve filipínské provincii Laguna, které se nazývá Mak-Ban. Jeho výrobní kapacita je 426 megawattů. Podívejme se tam společně.

 Návštěva geotermální elektrárny

Sjíždíme z dálnice a dvouproudová silnice nás vede ke geotermálnímu poli. Vidíme zde spleť mohutného parního potrubí vedoucího od geotermálních studní k vlastní elektrárně. Další potrubí přivádí páru ze studní, které jsou v blízkých kopcích. Na potrubí jsou v pravidelných intervalech kompenzační ohyby. Dozvídáme se, že tyto ohyby vyrovnávají změny délky potrubí způsobené jeho ohříváním a ochlazováním.

V blízké vesnici jsou kanceláře společnosti Philippine Geothermal, Inc., kde nás vítá provozní ředitel Roman St. Maria, který nás vezme na prohlídku elektrárny.

Několik geotermálních studní je hned vedle kanceláří. „Používáme stejnou technologii jako u ropných vrtů. Jediný rozdíl je, že naše vrty mají větší průměr,“ říká Roman. „Studnami se na povrch dostává horká voda a pára, které jsou pod velkým tlakem, a ty potom odvádíme do elektrárny.“ Dvě další studny, na které se díváme, jsou velmi blízko u sebe. Když se ptáme, proč to tak je, náš průvodce vysvětluje: „Takhle blízko u sebe jsou pouze na povrchu. Jedna jde přímo dolů. Ta druhá vede pod zemí jiným směrem. Je to kvůli tomu, abychom nemuseli platit za další pozemek. Tím, že vrtáme studny blízko u sebe, ušetříme náklady.“

Chceme vědět něco více o způsobu práce, a tak se ptáme, jakou technologii zde používají. Roman říká: „Nejhlubší studny sahají do hloubky 3 700 metrů. Ve velkých hloubkách je horká voda pod vysokým tlakem. Když ji ale přivedete na povrch, její tlak klesne a většina vody se okamžitě přemění v páru.“

Od studny pak potrubí vede do zařízení, kterému se říká výparník, kde se pára oddělí od horké vody. Tím však pára ještě není připravena k výrobě elektřiny. Roman vysvětluje: „V páře jsou stále ještě kapky vody. Tyto kapky obsahují minerály, které by se mohly usazovat na turbíně a poškodit ji. Z výparníku proto pára jde do lapače, jehož úkolem je tyto kapky odstranit.“

Náš průvodce ukazuje na velké izolované potrubí, kterým je vyčištěná pára odváděna do elektrárny, jež je odsud vzdálená asi kilometr. Vzhledem k tomu, že cestou opět dochází ke kondenzaci, pára projde ještě jedním lapačem, než se dostane k turbíně, která pohání generátor.

Nyní přicházíme na vrchol kopce, odkud máme výhled na celé geotermální pole. „Celkem se jedná o plochu asi sedmi čtverečních kilometrů,“ říká Roman a dodává: „Máme zde sto dvě studny. Šedesáti třemi dostáváme vodu na povrch a ostatními studnami ji vracíme nazpět.“ Roman dále říká: „Každou hodinu vytěžíme ohromné množství vody a páry. Aby nedošlo k poškození životního prostředí, je nutné vrátit vodu do podzemního rezervoáru. Zpět je odvedeno sto procent kapaliny.“ Dozvěděli jsme se, že díky tomuto postupu je geotermální pole prakticky nevyčerpatelným zdrojem energie.

Jak geotermální elektrárna ovlivnila celkový vzhled krajiny? O existenci elektrárny svědčí vystupující pára. Jinak vidíme jen kokosové palmy a jiné stromy. Dole v údolí je také mnoho domů. Zdá se, že když je vše dobře promyšleno, geotermální elektrárna neškodí ani lidem, ani životnímu prostředí.

Zařízení jako například to, které jsme navštívili, využívá k tvorbě energie pouze páru o vysoké teplotě. Nedávno se však začalo pracovat na tom, aby se energie mohla získávat i z vody o teplotě nižší než 200 stupňů Celsia. Za tímto účelem byla vytvořena technologie, která využívá binární oběh. Při této metodě se odčerpaná horká voda používá k tomu, aby přeměnila v páru jinou tekutinu, a ta pak uvádí do pohybu turbínu.

 Výhody a nevýhody

Geotermální energie má mnoho výhod. Státy, které ji produkují, nejsou tolik závislé na ropě. Každými deseti megawatty elektrické energie, které se tímto způsobem vyrobí, se ušetří 140 000 barelů surové ropy. Geotermální zdroje jsou navíc obrovské a na rozdíl od jiných zdrojů energie je daleko menší nebezpečí, že bychom je někdy vyčerpali. Také jsou u nich daleko menší problémy se znečištěním. Ve srovnání s jinými zdroji je navíc využití geotermální energie poměrně levné.

Negativní stránkou však přece jen zůstávají určité obavy týkající se životního prostředí. Geotermální pára obvykle obsahuje sirovodík, který v malém množství nepříjemně páchne a ve velkém množství je toxický. Existují však efektivní postupy, jak jej lze odstranit. Ty jsou daleko účinnější než odstraňování emisí v elektrárnách na fosilní paliva. Čerpaná voda navíc může obsahovat malé množství arzénu nebo jiných toxických látek. Když je voda vrácena do země, sníží se nebezpečí na minimum. Dalším problémem by mohla být kontaminace podzemních vod v případě, že by geotermální studna nebyla do dostatečné hloubky izolována ocelí a betonem.

Náš Stvořitel nám dal jedinečnou planetu s mnoha poklady. Jedním z nich je také geotermální energie. Lidé se teprve začínají učit, jak s ní zacházet. Budoucnost nám nepochybně pomůže, abychom se naučili využívat tyto poklady ještě užitečnějším způsobem a současně se dobře starat o naši nádhernou zemi, kterou nám Jehova Bůh svěřil do péče. (Žalm 115:16)

[Poznámka pod čarou]

[Nákres a obrázky na straně 15]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

Geotermální elektrárna Mak-Ban, Filipíny (schéma)

vrtná věž

↓

geotermální rezervoár

elektrické vedení

↑

transformátor

↑

generátor

↑

přiváděcí studna → výparník → pára → lapač → lapač → turbína

↓ ↓

↑ horká voda → odváděcí studna ← voda ← chladící věž

↑ ↓

geotermální rezervoár

[Obrázky]

PŘIVÁDĚCÍ STUDNA

PARNÍ POTRUBÍ

ELEKTRÁRNA

[Podpisky]

Strana 13, muži otevírající ventil: S laskavým svolením Philippine National Oil Corporation; strana 13, potrubí, a strana 15, letecký pohled a elektrárna: S laskavým svolením National Power Corporation (Philippines); strana 15, přiváděcí studna a parní potrubí: S laskavým svolením Philippine Geothermal, Inc.