Veľký geotermálny/OZE projekt Františka Zvrškovca

Autor marec 2017 -
Skúšobné vŕtanie s pomocou novej technológie Skúšobné vŕtanie s pomocou novej technológie

Systém energetickej šachty, ktorý kombinuje ťažbu tepla z hlbín a skladovanie energie z OZE, môže raz ukončiť fosílnu éru ľudstva. Presadí známy podnikateľ vývoj tohto systému na Slovensku?

Znie to možno až bombasticky. Ale keď zistíme, že je za tým energia a multitalent Františka Zvrškovca, uveríme, že ide o reálnu vec. Napokon, geotermálny princíp stojí na fakte, že Zem je žeravá guľa. Prečo na jej povrchu vôbec niečo spaľovať?

Ste podnikateľ, technik, vlastník spoločností na Slovensku a vo Švédsku. Tie teraz pracujú na komplexnom projekte, ktorého konečným cieľom je vytvoriť funkčný geotermálny energetický systém. Môžete ho priblížiť?

Hlavnou stratégiou výskumného konzorcia je umožniť rozsiahle priemyselné využitie hĺbkovej geotermálnej energie, ktorá je principiálne dostupná všade na planéte. Sme presvedčení, že ide o celosvetovo významné riešenie, ktoré zapadá do energetického systému budúcnosti, ako aj do plánu EÚ nazývaného Energetickou úniou. Takýto systém musí predovšetkým zabezpečovať dostatočné množstvo lacnej energie bez toho, aby bol príčinou globálneho otepľovania, čo je najväčšia reálna hrozba pre ľudí na tejto planéte.
Budúci energetický systém musí v prvom rade využívať obnoviteľné zdroje energie a byť otvorený pre širší okruh producentov-konzumentov, tzv. prosumers. Cieľom nášho konzorcia je nielen splnenie tejto politickej ambície, ale aj dosiahnutie celosvetového technického a komerčného vodcovstva v oblasti technológií, ktoré sú potrebné na realizáciu tohto plánu.

František Zvrškovec

                      František Zvrškovec

Sú to ambiciózne ciele a sú aj v súlade s deklarovanými prioritami Európskej únie v energetike. Menovite s jej podporou obnoviteľných a „čistých“ zdrojov. Predpokladáte teda podporu a záujem z tejto strany?

Veríme, že Európska komisia aj slovenská vláda prejavia záujem o náš projekt. EÚ sa uznesením Európskej komisie jednoznačne rozhodla, že v najbližších rokoch odstráni svoju závislosť od fosílnych palív. V ďalšom kroku si zostavením vlastného SET plánu (strategických energetických technológií) dala za cieľ podporovať výskum a technológie, ktoré umožnia túto náročnú prestavbu. A tento proces, tiež nazývaný dekarbonizácia energetického systému, bol nedávno podporený alokáciou dvoch miliárd eur pre výskum v oblasti obnoviteľných zdrojov energie. To znamená v oblasti výroby, skladovania aj distribúcie energie.

Aké podmienky sú na Slovensku pre výskum a vývoj v tejto oblasti? Čo sú vaše bezprostredné ciele?

Náš výskum sa v istom zmysle snaží nadviazať na tradíciu a know-how slovenského banského priemyslu. Ambíciou konzorcia je obnovenie tejto tradície v podobe budovania tzv. energetických šácht a vytvorenie Centra európskeho výskumu hĺbkovej geotermálnej energie v Banskej Štiavnici. Nedávno bola ukončená prvá fáza výskumu v oblasti blokovej ťažby, ktorého cieľom je vyvinúť metódu rýchleho, hlbokého a „čistého“ prieniku do zemskej kôry.
Podotýkam, že jednou z prekážok využívania energetického potenciálu zemskej kôry je chybná predstava, že tam ide o vŕtanie. Túto predstavu držia pri živote najmä spoločnosti disponujúce technológiou na hľadanie a ťažbu fosílnych palív z veľkých hĺbok. Technológia vyvíjaná naším konzorciom rieši spôsob dosiahnutia veľkých hĺbok vlastnou penetračnou metódou, ktorá nevyžaduje hĺbkové vŕtanie, používanie trhavín ani nákladné odvetrávanie toxických plynov zo šachty. S vysokou presnosťou pri nej dochádza k vytváraniu suchej a tepelne izolovanej šachty umožňujúcej dosiahnutie takých hĺbok, v ktorých sa dajú nainštalovať a prevádzkovať príslušné energetické zariadenia.

Aký je princíp tejto penetračnej technológie? Máte ju reálne overenú a otestovanú?

Testy prebiehajú na Slovensku a vo Švédsku a zapojených je do nich viacero subjektov z obidvoch krajín. Technológia je založená najmä na práci významného odborníka na oblasť vysokých tlakov a vysokých teplôt profesora Petra Lazora, Slováka, ktorý pôsobí na univerzite v Uppsale. On, Christoffer Källberg a Henrik Wachtmaister sú spoločne autormi návrhu, ako vytvárať uzavreté štrbiny v geologickom prostredí špeciálnymi rezacími zariadeniami. Na základe týchto vedeckých hypotéz sa začal vo Švédsku aplikovaný výskum aj s účasťou slovenských podnikov. Napríklad spoločnosť VUNAR z Nových Zámkov vyrobila počas posledných piatich rokov niekoľko špeciálnych zariadení pre potreby tohto výskumu.
V najbližšom čase budeme realizovať pokus, kde za použitia špeciálnej diamantovej rezačky v kombinácii s nami navrhnutými vrtnými metódami bude vyrezaná najväčšia výmenníková štrbina na svete. Ako som už naznačil, nami vyvíjaný systém nemôže byť pôvodcom znečistenia životného prostredia ani nespôsobuje zemetrasenia atď. Na projekt sú naviazané aj ďalšie technológie vyvinuté a vyrobené na Slovensku, ako nosiče vrtných súprav a podzemné manipulátory. Vzhľadom na to, že v praxi sa predpokladá manipulácia a vŕtanie v neobvykle veľkých hĺbkach, k slovu sa dostanú technológie diaľkového ovládania a robotizácia.

rsz poster sk

Vráťme sa ešte k samotnému energetickému systému. Pôjde teda o hlbinný systém výmenníkových štrbín, z ktorých sa geotermálna energia bude odvádzať k spotrebiteľom.

V podstate áno. Najdôležitejšou súčasťou systému energetickej šachty je veľkokapacitný tepelný výmenník inštalovaný v príslušnej hĺbke. Výmenník zabezpečuje kontrolovateľný, regulovateľný a priebežný odber tepla, následne použiteľného na výrobu elektrickej energie alebo dodávku do diaľkového rozvodu tepla.
Toto je však iba časť celého systému. Ide aj o to, že na svete sa rýchlo rozširujú dnes už klasické obnoviteľné zdroje energie, najmä slnečné a veterné. Základným predpokladom využiteľnosti z nich získanej energie je možnosť jej uskladnenia z obdobia jej produkcie do času jej spotreby. Slnko svieti iba cez deň, aj to nie vždy v plnej intenzite. A náš systém umožní aj takéto skladovanie energie.

Ako?

V segmente akumulácie energií máme tri výskumné oblasti. Prvou je konštrukcia lokálnych akumulátorov tepelnej energie získanej zo slnečného žiarenia. Tie priamo súvisia s fungovaním energetickej šachty a jej sezónnych zásobníkov tepla. Budú umiestnené na povrchu a prepojené pomocou diaľkových rozvodov tepla s energetickou šachtou. Mali by byť z betónu, čo je lacný a dostupný materiál, avšak jeho momentálne armovanie, ktoré je z ocele, musíme nahradiť armovacím systémom založeným na báze čadičových vláken. Nasadením takýchto akumulátorov a ich prepojením s rozvodmi tepla by sa už dnes dala radikálne znížiť spotreba fosílnych palív na výrobu teplej úžitkovej vody.
Druhou oblasťou výskumu sú sezónne tepelné zásobníky umiestnené v relatívne menšej hĺbke pod povrchom. Doterajší svetový výskum v tomto smere sa obmedzoval na využívanie geologických anomálií, ale my chceme preveriť možnosť vytvárania takýchto sezónnych zásobníkov v rôznych geologických prostrediach za pomoci nami vyvíjanej priemyselne relevantnej technológie a opakovateľného pracovného postupu.
A napokon, náš záujem smeruje aj k výskumu uchovávania elektrickej energie v akumulátoroch typu sodík-nikel-chlór. Ich výkonnosť je veľmi vysoká, majú však háčik – ich pracovná teplota sa pohybuje medzi 190 a 280 °C. Preto doteraz fakticky nenašli uplatnenie. V prípade, ak by sme ich dokázali umiestniť v energetickej šachte práve v takej hĺbke, kde prirodzená teplota je na úrovni ich pracovnej teploty, môže to mať ďalekosiahly význam. Mohlo by tým dôjsť k radikálnej zmene pri posudzovaní energetickej dostupnosti a využiteľnosti elektrických systémov – a napríklad masívny prechod k elektromobilom by bol zrazu politicky aj ekonomicky realizovateľný.

To je už naozaj komplexný systém, ktorý rieši viacero aspektov. Jeho vývoj asi zamestná celkom pekný klaster firiem.

Považujeme za zásadnú výhodu energetickej šachty, že rieši problematiku na úrovni systému, ktorého multifunkčnosť je unikátna. Tento systém je s inými existujúcimi systémami prinajmenšom porovnateľný nielen v technickej a ekonomickej rovine, ale aj v rovine nevyhnutnej spoločenskej akceptácie. Ako jediný rieši prepojenie geotermálneho zdroja s diaľkovým rozvodom tepla, produkciu a tiež akumuláciu elektrickej a tepelnej energie bez znečisťovania životného prostredia.

Zdá sa, že Slovensko sa môže podieľať na veľmi strategickom výskume, ktorého realizácia by mohla byť v jeho silách, pokiaľ ide o štruktúru odvetví a kvalifikácií. Aké prínosy môže mať projekt z tohto širšieho pohľadu?

Hlavný prínos výskumných projektov je nutné vidieť v niekoľkých perspektívach. Tou optimistickou je, že sa na Slovensku podarí – ako veríme – skonsolidovať záujmy štátu a priemyslu tak, ako to je napríklad vo Švédsku. Výsledkom tejto konsolidácie by mohlo byť, že na území Slovenska vznikne spomínané Centrum európskeho výskumu hĺbkovej geotermálnej energie. V prípade, ak sa táto optimistická možnosť naplní, bude predmetný výskum bezpochyby viesť k vytvoreniu nového hospodárskeho odvetvia s vysokou pridanou hodnotou a vysokým podielom exportu.
Prebiehajúci výskum môže byť aj impulzom pre ďalšie vysoké školy a výskumné inštitúcie na Slovensku, aby sa zúčastnili na vývoji nových energetických systémov. Takýto aktívny prístup môže nepochybne viesť k posunu nahor slovenského vysokého školstva vo svetových rebríčkoch. Zriadením napríklad odboru podzemného staviteľstva by sme sa mohli stať prvou krajinou na svete v tejto oblasti a hrdo nadviazať na tradície banského priemyslu na Slovensku. V konečnom dôsledku sa tým Slovensko tiež reálne a veľmi aktívne zapojí do celoeurópskeho procesu dekarbonizácie energetického systému.

Pripravil: Juraj Filin