Smart cities vsadily na geotermální energii: Praha má co dohánět!

Smart cities přinášejí revoluci v městské energetice. Geotermální energie stojí v popředí tohoto přechodu k udržitelnosti. Čerpání tepla z nitra Země se tak stává klíčovou součástí strategií moderních měst, která usilují o ekologický rozvoj a energetickou soběstačnost. Přestože je implementace těchto systémů technologicky i finančně náročná, úspěšné příklady z celého světa dokazují, že se jedná o investici s dlouhodobým přínosem.

Světové metropole jako lídři v geotermii

Geotermální energie využívá teplo uložené pod zemským povrchem, které vzniká z rozpadu radioaktivních prvků a zbytkového tepla Země. Toto teplo lze čerpat v různých hloubkách – od mělkých vrstev, ideálních pro geotermální tepelná čerpadla, až po hluboké vrty vhodné pro výrobu elektřiny. Hlavní výhodou geotermální energie je její stabilita a nezávislost na klimatických podmínkách, což ji činí spolehlivým zdrojem energie.

Jedním z nejlepších příkladů využití geotermální energie je Reykjavik na Islandu. Více než 90 % domácností zde využívá geotermální teplo, což městu umožnilo minimalizovat emise skleníkových plynů a zároveň nabídnout obyvatelům stabilní a cenově dostupné zdroje energie. Geotermální systémy zde hrají zásadní roli také v zimním období, kdy se pomocí geotermální energie rozmrazují chodníky a silnice.

Berlín, jakožto metropole s ambiciózními cíli v oblasti udržitelné energetiky, postupně integruje geotermální energii do své infrastruktury. Tento proces zahrnuje jak využití tepelných čerpadel, tak realizaci geotermálních vrtů pro získávání tepla z podzemí.

Jedním z významných příkladů je EUREF-Campus, inovační centrum zaměřené na energetiku a mobilitu. V rámci tohoto komplexu byly vybudovány geotermální vrty sahající do hloubky přibližně 250 metrů, které slouží k získávání tepla pro vytápění a chlazení budov. Tento systém je integrován s dalšími obnovitelnými zdroji energie, což přispívá k dosažení cílů v oblasti snižování emisí CO₂.

V rezidenční čtvrti Schlachtensee byl realizován projekt, který zahrnuje geotermální vrty pro vytápění rodinných domů. Systém využívá teplo z hloubky kolem 100 metrů a představuje udržitelnou alternativu k tradičním způsobům vytápění, čímž snižuje závislost na fosilních palivech.

Polsko

V městském parku města Otwock nedaleko Varšavy bylo zahájeno vrtání geotermálního vrtu o hloubce 1 645 metrů. Cílem je zjistit zdroje termálních vod a následně využít geotermální energii pro městské účely. Odhaduje se, že vybudovaná geotermální teplárna umožní získat přibližně 4,21 MW tepla, což by mohlo výrazně snížit náklady na výrobu tepla až o 50 %. 

V Toruni bylo zahájeno vrtání geotermálního vrtu o hloubce 2 700 metrů. Cílem projektu je využít termální vody o teplotě kolem 65 °C pro vytápění městských budov, což by mohlo snížit náklady na výrobu tepla až o polovinu. 

Maďarsko

Szeged, třetí největší město Maďarska, realizuje jeden z nejrozsáhlejších projektů integrace geotermální energie do systému centrálního zásobování teplem. Projekt zahrnuje vybudování 27 vrtů, z nichž devět bude produkčních, a zbytek reinjekčních. Plánuje se těžba 70 m³/h geotermální vody s teplotou 90 °C, což umožní nahradit přibližně 17,5 milionu m³ zemního plynu ročně, tedy 68 % současné spotřeby. Očekává se také snížení emisí skleníkových plynů o 34 700 tun, což představuje 62 % současné produkce. Investiční náklady projektu činí 70 milionů eur, přičemž financování pochází jak ze soukromých zdrojů, tak z Evropského fondu pro regionální rozvoj. 

V západomaďarském městě Győr je geotermální energie využívána pro vytápění městských domácností i průmyslových objektů. Geotermální systém zde poskytuje přibližně 40 % z celkové potřeby tepla pro téměř 24 000 domácností a více než 1 000 dalších odběratelů v rámci městského systému dálkového vytápění. Kromě toho geotermální energie pokrývá minimálně 80 % potřeby tepla výrobního závodu společnosti Audi Hungaria Zrt. 

Rakousko

Vídeň, hlavní město Rakouska, plánuje významné investice do geotermální energie. Ve spolupráci s energetickým koncernem OMV připravuje výstavbu geotermálních elektráren s vrty do hloubky až pěti kilometrů. První z nich by měla být uvedena do provozu v městské části Aspern a zásobovat teplem až 20 000 domácností. Celkově město plánuje do roku 2030 vybudovat čtyři elektrárny s výkonem 120 MW, které by mohly pokrýt až 20 % vídeňského dálkového vytápění.

Tyto příklady ukazují, že města v okolních zemích úspěšně integrují geotermální energii do svých systémů vytápění, čímž snižují závislost na fosilních palivech a přispívají k udržitelnému rozvoji.

Jak si vede Praha?

Praha, jakožto hlavní město České republiky, disponuje značným potenciálem pro využití geotermální energie. Tento obnovitelný zdroj energie se začíná stávat součástí městské infrastruktury, zejména v souvislosti s novými stavebními projekty a plány na udržitelný rozvoj. Přesto však zůstává za některými evropskými metropolemi pozadu, zejména v realizaci rozsáhlých projektů a plném využití geotermálních zdrojů.

Jedním z nejvýznamnějších pražských projektů je plánované využití geotermální energie v souvislosti s výstavbou nové linky metra D. Na Nových Dvorech je v rámci této infrastruktury plánováno čerpání tepla z ostění tunelu.

Ostění tunelu je betonová konstrukce, která tvoří obal tunelu metra. Během výstavby linky metra D budou do betonového ostění integrovány speciální plastové trubky, kterými bude cirkulovat teplonosné médium (např. voda nebo směs vody a glykolu). Tento systém funguje podobně jako tradiční geotermální vrty, ale místo hloubkového vrtání se využívá tepelné energie uložené v masivu zeminy kolem tunelu.

Zemina v okolí tunelu má celoročně stabilní teplotu, která v hloubce kolem 10–20 metrů obvykle dosahuje přibližně 10–12 °C. Ostění tunelu přenáší tuto teplotu na cirkulující médium, které pak putuje do tepelných čerpadel. Ta dokáží nízkopotenciální teplo z okolí přetavit na vyšší teplotu, použitelnou pro vytápění nebo ohřev vody.

Cílem je získat dostatek energie pro vytápění i chlazení budov plánovaných v přilehlé oblasti. Tento systém představuje inovativní řešení, kdy se eliminuje potřeba vrtů, což snižuje náklady na realizaci.

Technické detaily projektu zahrnují odhadovanou potřebu tepla a chladu mezi 10 000 a 15 000 MWh ročně pro nově vznikající čtvrť o rozloze 200 000 m². Geotermální systém bude schopen dodávat energii s účinností až 5 kWh tepla nebo chladu na každou spotřebovanou kWh elektřiny. Tento systém má rovněž pokrýt potřebu administrativní budovy s pronajímatelnou plochou 8 000 m² a roční spotřebou energie mezi 300 a 500 MWh.

Výhody geotermální energie pro města

Přestože je tento projekt významný, je třeba poznamenat, že Praha zaostává za městy, jako jsou Reykjavík, Berlín nebo Budapešť. Zatímco tyto metropole již dlouhodobě využívají hlubinné geotermální vrty a rozsáhlé systémy dálkového vytápění, Praha se stále nachází ve fázi přípravy a pilotních projektů. Například v Berlíně jsou realizovány geotermální vrty hluboké až 3 000 metrů, které slouží k zásobování rozsáhlých městských čtvrtí. V Budapešti pokrývá geotermální energie podstatnou část vytápění veřejných budov a lázní. Podobný pokrok v Praze zatím chybí.

Hlavní překážkou pro rozsáhlejší využití geotermální energie v Praze je nedostatečná implementace technologií a chybějící komplexní strategie, která by tento zdroj energie začlenila do městského energetického mixu.

Praha má tedy potenciál stát se jedním z lídrů v oblasti geotermální energie. Ve srovnání s jinými metropolemi se ale české hlavní město zatím musí spokojit s menšími kroky, avšak inovativní přístupy, jako je využití tepla z tunelů metra, mohou znamenat zásadní obrat.

Největší výhody

Investice do geotermální energie přináší totiž městům řadu výhod. Mezi hlavní patří ekonomická úspora díky nízkým provozním nákladům, snížení závislosti na fosilních palivech, a především pozitivní dopad na životní prostředí. Kromě toho je geotermální energie dobře kombinovatelná s dalšími technologiemi, jako jsou chytré sítě a systémy využívající odpadní teplo. Tato symbióza umožňuje efektivní a udržitelnou správu městské energetiky, která se stává nezbytnou součástí konceptu chytrých měst.

Budoucnost městské infrastruktury je tak neoddělitelně spjata s konceptem smart cities, tedy chytrých měst, která využívají moderní technologie k efektivnímu řízení zdrojů a zlepšení kvality života obyvatel.

TOP 10

Města, která nejvíce využívají geotermii:

1. Reykjavík, Island: Hlavní město Islandu je průkopníkem v používání geotermální energie. Přibližně 90 % budov je zde vytápěno geotermálním teplem, což výrazně snižuje emise skleníkových plynů.
2. San Francisco, USA: V blízkosti města se nachází geotermální pole The Geysers, největší komplex geotermálních elektráren na světě s instalovaným výkonem 1 517 MW. 
3. Nesjavellir, Island: Toto město provozuje jednu z největších geotermálních elektráren na světě, která kombinuje výrobu elektřiny a tepla pro okolní oblasti.
4. Larderello, Itálie: Město s dlouhou historií využívání geotermální energie; první geotermální elektrárna zde byla postavena již v roce 1913.
5. Miskolc, Maďarsko: Město využívá geotermální energii pro zásobování teplem prostřednictvím projektu s instalovaným výkonem 45 MW, který získal mezinárodní ocenění “Best Heating Project 2013”.
6. Szeged, Maďarsko: Szeged realizuje rozsáhlý projekt integrace geotermální energie do systému centrálního zásobování teplem, který zahrnuje vybudování 27 vrtů a plánuje nahradit přibližně 68 % současné spotřeby zemního plynu.
7. Uniejów, Polsko: Město je známé svými geotermálními lázněmi a využívá geotermální energii také k vytápění místních budov, čímž přispívá k udržitelnému rozvoji.
8. Matsukawa, Japonsko: Matsukawa je domovem první komerční geotermální elektrárny v Japonsku, která byla uvedena do provozu v roce 1966 a stále přispívá k energetickým potřebám regionu.
9. Taupo, Nový Zéland: V blízkosti města se nachází geotermální pole Wairakei, které je využíváno pro výrobu elektřiny a podporuje místní průmysl a zemědělství.
10. Bandung, Indonésie: Oblast kolem Bandungu je bohatá na geotermální zdroje, které jsou využívány pro výrobu elektřiny a podporu místní ekonomiky.