Únor 2010

Jak (ne)bezpečné je získávání energie z geotermálních zdrojů?

Jaroslav Petr

Hned dva velké projekty na produkci ekologicky čisté energie z geotermálních zdrojů byly v nedávné době „odpískány“, protože se ukázaly jako technicky komplikované a zvyšovaly riziko zemětřesení. Švýcarská Basilej zažila v roce 1356 ničivé zemětřesení o síle odhadované na 6,7 stupně a pyšní se tak historicky nejsilnějším známým zemětřesením ve střední Evropě. Zřejmě i připomínka této katastrofy přispěla k tomu, že Švýcaři zastavili výstavbu geotermální elektrárny a teplárny konsorciem Geopower Basel (GPB) za humny města. Jak se dodatečně ukázalo, riziko uměle vyvolaných zemětřesení nebylo zanedbatelné. Na stránkách vědeckého časopisu Nature rozebírá tuto kauzu a její souvislosti člověk nad jiné povolaný – ředitel švýcarské Seismologické služby Domenico Giardini (Giardini D.: Geothermal quake risks must be faced. Nature 462, 848-849, 2009).

Basilejská geotermální elektrárna byla založena na systému označovaném v odborné literatuře „hot dry rock“. Ten využívá vrtů vedoucích do hloubky nejméně 3 kilometrů. Vrt končí v neporézní, kompaktní hornině, kde se teploty šplhají nad 100°C. Následně se do vrtu napumpuje pod vysokým tlakem kapalina, aby okolní hornina popraskala. Systém prasklin vytvoří rezervoár pro kapalinu hnanou do hlubin z povrchu. Při tom se nelze vyhnout místním seismickým otřesům. Když se vytvoří rezervoár o objemu asi kubického kilometru, navrtají se do něj další díry, kterými se ohřátá kapalina opět odebírá. Kapalina tak cirkuluje a na povrchu pohání turbíny a ohřívá vodu pro vytápění domácností.

Jak píše Giardini v Nature, tento „ v zásadě brutální přístup je přitažlivý svou jednoduchostí“. Neláká zdaleka jen Švýcary. V roce 2006 odhadli experti z Massachusetts Institute of Technology, že USA mohou z podobně konstruovaných geotermálních zdrojů získávat 100 000 megawatt elektrické energie. To by pokrylo současnou spotřebu elektřiny v USA z 10%. Podle Giardiniho je to na alternativní zdroj energie úctyhodný potenciál. To si uvědomila i Obamova administrativa a rozhodla se do geotermální energie masivně investovat. K federálnímu podnikání v geotermální energetice se rychle připojili i soukromí investoři, např. Google.

V té době už měli Švýcaři svůj první geotermální průšvih zdárně za sebou. V říjnu 2006 dosáhl injekční vrt u Basileje hloubky 5 kilometrů a vše bylo připraveno k tvorbě rezervoáru. GPB rozmístila seismometry ve vrtu i na povrchu a připravila „havarijní plán“, pro případ, že by vhánění kapaliny vyvolalo zemětřesení. Švýcarská Seismologická služba sice varovala GPB, že hodnocení rizik zemětřesení není provedeno dobře, ale neměla ze zákona moc celou akci zastavit. To mohly udělat místní úřady. Ty však došly k závěru, že GPB dostála všem papírovým náležitostem a může tlakování kapaliny do vrtu spustit. GPB rozjela akci 2. prosince 2006 a už o pět dní později ji musela zastavit, protože obyvatelům Basileje se narůstající otřesy pranic nelíbily. Pár hodin poté, co do vrtu přestala proudit pod tlakem voda, postihlo oblast kolem Basileje zemětřesení o síle 3,4 stupně. GPB vyjádřila 9. prosince politování a zaplatila škody, které zemětřesení napáchalo. Nebyly sice nijak drastické, ale jejich celková výše se vyšplhala na 9 milionů dolarů. Šéf projektu Markus Häring se bude za škody zodpovídat před soudem.

Otřesy s centrem v horninách, do kterých GPB nahnala pod tlakem vodu, doznívají dodnes. Jsou sice slabé, ale citlivé aparatury je stále registrují. Zcela nedávno se švýcarské úřady rozhodly basilejskou geotermální elektrárnu definitivně uzavřít. Vedly je k tomu nové expertní posudky, které sice považují za nepravděpodobné, že by elektrárna aktivovala pohyb na zlomu, jenž byl v roce 1356 zdrojem devastujícího zemětřesení. Zároveň se ale experti shodli na 15% pravděpodobnosti, že elektrárna spustí zemětřesení, jehož škody by vystoupily nad hranici 500 milionů dolarů.

Basilejský případ není ojedinělý. Geotermální elektrárna u francouzského Soultz-sous-Forets spustila zemětřesení o síle 2,9 a dokonce i elektrárna u německého Landau využívající přirozeně vzniklý systém puklin v hloubce 3 kilometrů vyvolala zemětřesení, i když to původní posudky expertů vylučovaly. Obě zařízení ale nakonec budou vyrábět elektřinu a francouzská elektrárna by se měla stát s výkonem 2 megawatů největším funkčním zařízením svého druhu.

Francouzská a německá geotermální elektrárna se nachází daleko od velkých měst, a tak jsou tam škody podstatně menší než v případě zemětřesení v Basileji. Ekonomickou úspěšnost zajistí geotermálním elektrárnám jen jejich spojení s teplárnou. A ta se nemůže budovat příliš daleko od měst, protože se vzdáleností, na kterou je ohřátá voda dopravována, narůstají tepelné ztráty. Je jasné, že budoucnost geotermálních elektráren leží v blízkosti velkých měst. Není však jasné, jestli budou jejich obyvatelé ochotní nést rizika spojená s jejich budováním a provozem.

Posun od nadšení k opatrnosti a rozčarování je patrný i za Atlantikem. V severní Kalifornii byla zastavena stavba geotermální elektrárny Geyser. Firma AltaRock na ni dostala od americké federální vlády grant ve výši 6 milionů dolarů. Dalších 30 milionů v něm utopili soukromí investoři včetně Googlu. AltaRock se dostal už během vrtů do velkých potíží kvůli komplikovaným geologickým podmínkám. Zároveň rostla pravděpodobnost, že provoz geotermální elektrárny spustí zemětřesení.

„Geotermální nadšenci jsou přesvědčeni, že několikakilometrové vrty do tvrdých hornin jsou hračka,“ řekl v komentáři pro New York Times americký geolog Daniel Schrag z Harvard University. „Zkušenosti firmy AltaRock ukazují, že je to mnohem složitější, než si laici představují.“

Americké ministerstvo energetiky přesto neztrácí optimismus a je připraveno „nalít“ v příštím roce do geotermální energetiky 440 milionů dolarů. AltaRock už dostala 25 milionů na stavbu geotermální elektrárny v Oregonu. Vlastníci pozemků, kde mají být provedeny potřebné vrty, však nedávno oznámili, že Altarock končí i na oregonském území.

Domenico Giardini poukazuje na fakt, že člověkem vyvolaná zemětřesení nejsou žádnou novinkou. Provázejí těžbu nerostů a hornin, plynů i ropy. Budou země, které mají s těmito typy „umělých“ zemětřesení bohatší zkušenosti, ke geotermálním elektrárnám vstřícnější? Pak by mohla být Česká republika pro geotermální energetiku zemí zaslíbenou. U nás podobně jako v Polsku jsou podle Giardinho nejčastější zemětřesení spojená s těžbou uhlí. Obávám se, že tato sázka nevyjde. Pokud mě nešálí paměť, je jednou z výhrad ekologických aktivistů k Temelínu i strach, co se stane s reaktorem, pokud na jižní Čechy udeří zemětřesení.

Dejme proto slovo Domenicovi Giardinimu. Ten v závěru své stati v Nature píše: „Veřejnosti, místním úřadům, představitelům geotermálního průmyslu a regulačním úřadům je nyní jasné, že geotermální systémy s sebou nesou určité riziko – tak jako většina technologií v energetice. Přehrady se mohou protrhnout, jaderné elektrárny porouchat, oxid uhličitý uvolňovaný z ropy a plynu přispívá ke globálnímu oteplení. A geotermální díla páchají škody indukovaným zemětřesením. Je otázka, zda je společnost schopna najít způsoby jak tato rizika vyvážit a přijmout.“

Zdá se, že budování ekologických geotermálních elektráren představuje názornou ukázku porušení principu předběžné opatrnosti, kterým se tak rádi ohánějí právě ekologičtí aktivisté. Nevíme, co všechno může mít naše kutění hluboko pod povrchem země za následky, ale přesto si nedáme pokoj a kutíme. Při rozhodování se neopíráme o objektivní vědecká fakta, ale o politické doktríny. Jak píše Giardini: „… vědecká a technická komunita je tvrdě tlačena, aby vydala jednoznačné stanovisko k tomu, jak lze spolehlivě určit seismická rizika a jak tato rizika minimalizovat. Empirická data jsou ale k dispozici jen pro hrstku dobře kontrolovaných geotermálních experimentů a modely mají proto jen omezenou účinnost. Evropská komise sice povolila projekt GEISER (Geothermal Engineering Integrating Mitigation of Induced Seismicity in Reservoirs), abychom získali více základních informací a mohli v budoucnosti navrhovat postupy a regulaci pro využívání geotermální energie. Ale mnoho geotermálních elektráren bude otevřeno dříve, než budu z projektu GEISER k dispozici potřebná data.“