Společnost Seismik sídlí v kancelářích v pražských Kobylisích, ze kterých je skvělý výhled na centrum Prahy. Převážnou část své pozornosti ovšem její šéf Leo Eisner a jeho kolegové věnují místům mnohem vzdálenějším – a většinou času přitom hledí pod zem.
Malá česká „firmička“ si totiž vybudovala mezinárodní pověst v oblasti sledování uměle vyvolaných otřesů. Do Kobylis se tak sbíhají „nitě“, které sledují drobné i větší pohyby půdy od Perského zálivu, přes západní Evropu až po americký kontinent.
Seismik se specializuje na sledování uměle vyvolané seismické aktivity. Kdo něco takového potřebuje a proč?
Leckdo, a to proto, že lidskou činností, tedy hlavně těžbou, vyvolané otřesy mohou mít značné následky a způsobit značné škody. A tím nemyslím jen škody přímé, tedy na budovách, ale také nepřímé. Třeba také na důvěře veřejnosti v některé technologie či činnosti.
Obvykle je to tak, že my pro provozovatele nějakého vrtu či jiného zařízení postavíme a provozujeme síť seismických stanic, které sledují, jaké otřesy způsobuje důlní činnost. Jedním z hlavních cílů je nastavit systém tak, aby dokázal určit, jak velké jsou otřesy související s lidskou činností a přímo konkrétně s činností na vrtu. Provozovateli to umožní včas zastavit aktivitu na vrtu, než dojde k otřesům příliš silným. Veřejnost či úřady zase ví, co se vlastně děje, a často jsou taková pozorování podmínkou těžby.
Tým společnosti Seismik. Leo Eisner stojí v horní řadě, třetí zleva.
Pro koho tedy pracujete?
Zpočátku jsme pracovali téměř výhradně pro provozovatele nekonvenčních zdrojů ropy a zemního plynu v USA. Jinak řečeno s těžaři břidličného plynu a ropy. Po krizi v oboru v letech 2015 a 2016, kdy klesla cena ropy, se ukázalo, že musíme diverzifikovat. Přibrali jsme tedy například monitoring plynových zásobníků. Děláme analýzu seismického rizika u kritické infrastruktury, ale o tom nemůžu podrobněji mluvit. A přibrali jsme si sledování výroben geotermální energie. To je sektor, kde může nežádoucí výskyt otřesů způsobit velké potíže.
Známý příklad je v tomhle ohledu Švýcarsko. Shrnul byste, co se tam přesně stalo?
Tam došlo ke dvěma událostem. V roce 2006 se objevily otřesy na projektu v Basileji. Tam měli vrt hluboký cca 4,5 kilometru, a právě práce na něm způsobily zemětřesení s magnitudem zhruba 3,4. Došlo k tomu v důsledku vytváření tepelného výměníku hydraulickým štěpením, tedy trháním horniny natlakovanou kapalinou. A pak o několik let později, v roce 2013, došlo k problémům na dalším projektu v St. Gallenu.
Tam tehdy při vrtání geotermálního vrtu narazili na ložisko zemního plynu. Bohužel, při operaci, která měla zabránit stoupání plynu vrtem, došlo k natlakování okolní horniny. Ale při natlakování došlo v podstatě k nechtěnému štěpení usazenin, které zase způsobilo otřesy o magnitudu 3,5. Výsledek je, že Švýcarsko s geotermální energií experimentuje velmi velmi opatrně.
Jsou někde v Evropě zkušenosti lepší?
Ale ano, jde ovšem o to, jaký typ využití geotermální energie máte na mysli. Prakticky nikde není problém provozovat velmi mělké vrty, které sahají do hloubky pár stovek metrů. V podstatě jde o tepelné čerpadlo. Můžete si to představit jako velkou ledničku. Ale to není veliký zdroj energie, ušetří vám zhruba 30 procent energie na vytápění. Či v létě na chlazení.
Druhou možností jsou pak vrty v usazeninách, tedy sedimentech, do několikakilometrových hloubek. Teplota v podzemí stoupá zhruba o 30°C na kilometr, takže vodu z dvou- až tříkilometrových hloubek lze používat na vytápění. To je ten dnes v Evropě nejpoužívanější a nejslibnější typ geotermálních vrtů.
Třetí, technicky nejnáročnější, vyžaduje vrty do hloubek kolem více než 4 kilometrů, kde jsou teploty řekněme alespoň 120°C. Průtok vody také musí být dostatečně silný, přes 100 litrů za minutu. Vyšší průtok se zajišťuje hydraulickým štěpením, to ale přináší riziko otřesů a samozřejmě zvyšuje náklady. Z takových vrtů už lze vyrábět elektřinu.
Na většině míst světa je to ovšem příliš drahý zdroj, který se neobejde bez státní podpory. Svou roli hraje i to, že velkou část vyrobené energie vrt zase znovu spotřebuje na tlakování kapaliny do horniny. To jsou desítky procent z výroby, někdy i kolem poloviny.
Výroba elektřiny z geotermální energie se vyplácí pouze v místech, jako je Island, Filipíny, Turecko, západ USA a pár dalších. Tam se ale nevrtá do více než čtyřkilometrové hloubky, ale využívá se vyšší teplota poblíž povrchu, protože je tam zvýšený tok tepla ze zemského pláště. (Plášť je vrstva Země, která se nachází pod svrchní kůrou. Leží tedy v hloubkách od zhruba 100-200 kilometrů do přibližně 3 000 kilometrů pod povrchem, pozn.red.)
Využití geotermální energie pro výrobu elektřiny je možné jen na místech s vhodnými přírodními podmínkami. Jedno takové je ve východní Africe, v oblasti Velké příkopové propadliny. Díky tomu jsou například v Keni geotermální elektrárny jedním z nejdůležitějších národních zdrojů elektřiny.
A ona „zlatá“ střední cesta, tedy vrty do 2–3 kilometrů, už je ekonomicky udržitelná i bez dotací?
Za vhodných podmínek ano. Dobrým příkladem je okolí Mnichova. Tam jsou vhodné podmínky, v těchto hloubkách tam proudí velké množství horké vody, kterou lze poměrně jednoduše odebírat a využít. Hornina je propustná sama o sobě, jak sedimenty bývají, a tak se nemusí štěpit. Pod Mnichovem navíc proudí tolik vody, že by geotermální vrt neměl ani po letech používání chladnout. A ještě je voda přicházející zpod Alp velmi čistá, téměř pitná, takže obsahuje málo solí a dalších nečistot, které by zanášely vybavení. Ani tak však ekonomika provozu není taková, aby mohly projekty fungovat na čistě komerční bázi. Návratnost se odhaduje na 15 let, takže se do projektů pouštějí spíše obce či města než soukromí podnikatelé.
A s uměle vyvolanými otřesy problémy nemají?
I tam se malé otřesy objevují. A to u vrtů, kterými se voda pak znovu vtlačuje zpět pod zem. Někde tam zřejmě vzniká přetlak. Země prostě je heterogenní. Ale jsou to jen velmi malé otřesy.
Mnichov má evidentně skvělé podmínky, daří se geotermální energii ještě někde jinde?
Ano. Jednou takovou zemí, se kterou máme přímé zkušenosti, je Holandsko, kde jsou také velmi hluboké vrstvy usazenin, které jsou dobře propustné s dostatečně vysokou teplotou. V současnosti se tam staví řada projektů, které jsou určené pouze na vytápění, nikoliv na výrobu elektřiny. Určené jsou především k vytápění velkých skleníků.
Instalace senzorů pro monitorování lidskou činností vyvolaných otřesů
K tomu se dříve využíval zemní plyn, především z holandského groningenského naleziště, které se ovšem předčasně uzavírá. A to právě kvůli uměle vyvolaným otřesům. Je to ukázka nejen toho, že otřesy nejsou problém výhradně geotermálních zdrojů, ale také toho, co může způsobit špatné PR.
Jak to myslíte?
Groningenské ložisko zemního plynu je největší pevninské ložisko v Evropě, ale musí zavřít, protože provozovatel naprosto nezvládl komunikaci s veřejností. Po první řadě otřesů zpochybňoval souvislost otřesů a těžby. Pochybnosti ale nebyly na místě, a brzy se to projevilo. Těžba se nařízením vládních orgánů zpomalila, ale to další otřesy jen oddálilo, nezabránilo jim to. A právě v době, kdy znovu provozovatel veřejně spekuloval, že omezení těžby již další velké otřesy nezpůsobí, přišly v roce 2018 další silné otřesy.
Provozovatel ztratil důvěryhodnost, a těžba na ložisku předčasně skončí už v roce 2022. V té době v něm stále zůstane zhruba třetina těžitelných zásob. Tohle je dobrá ilustrace toho, že o rizicích a přínosech by se mělo informovat otevřeně. Jinak to může dopadnout všelijak.
V Česku už máme případ semilského projektu, který odpor veřejnosti zabil v samém počátku – a to se v té době ještě ani nezačalo vrtat. Pokud by například na projektu Ringen v Litoměřicích došlo k podobnému otřesu, šance na úspěšné dokončení nějakého geotermálního projektu v Česku by se dramaticky snížila.
