Čínská 2,5 kilometru hluboká smyčka s CO₂: průlom, nebo teprve začátek?

Čínský projekt společnosti China Huaneng v Čeng-čou není geotermální elektrárna, ale demonstrační systém pro vytápění. Do provozu byl uveden 19. května 2026 a posílá oxid uhličitý uzavřeným vrtem hlubokým přibližně 2 500 metrů. CO₂ v hloubce odebírá teplo z okolních hornin a na povrchu ho předává oddělenému vodnímu okruhu pro zimní vytápění budov. 613

Význam projektu spočívá v testu způsobu, jak využít geotermální teplo bez čerpání podzemní vody. Jeho výsledky ale zatím představují důležitý provozní milník, nikoli důkaz, že uzavřená geotermie už dokáže levně vyrábět nepřetržitou elektřinu.

Jak systém v Čeng-čou funguje

Vrt využívá koaxiální uspořádání uzavřeného okruhu. Jednou částí proudí relativně chladný, stlačený CO₂ směrem dolů, druhou se ohřátá tekutina vrací na povrch. V hloubce přechází teplo z okolního geologického podloží přes konstrukci vrtu do cirkulujícího CO₂. Na povrchu pak vracející se CO₂ předává teplo vodě, která slouží v systému centralizovaného vytápění. Oxid uhličitý zůstává v uzavřeném okruhu a nemísí se s horninovým prostředím. 6713

To je rozdíl oproti běžným hydrotermálním geotermálním elektrárnám. Ty čerpají přirozeně horkou vodu z propustného podzemního rezervoáru a obvykle ji následně řeší pomocí zpětného vtlačování. Uzavřený okruh může naproti tomu využít teplo uložené v horninách i tam, kde přirozený pohyb podzemní vody nestačí pro otevřený geotermální systém.

Proč CO₂ místo vody?

Projekt používá superkritický CO₂ jako teplonosné médium. Za vhodné kombinace tlaku a teploty má některé vlastnosti plynu i kapaliny zároveň. Podle uváděného technického zdůvodnění může v hlubokém vrtu proudit s relativně nízkým odporem a zároveň účinně přenášet teplo. 613

CO₂ může podporovat také takzvaný termosifonový efekt. Jak se při výstupu ohřívá, jeho hustota klesá ve srovnání s chladnějším médiem sestupujícím dolů. Tento rozdíl hustot může pomáhat pohánět cirkulaci a snižovat práci čerpadel. Neznamená to však, že povrchová zařízení nejsou potřeba nebo že provozní náklady budou automaticky nízké.

Uzavřená konfigurace má několik potenciálních výhod:

• nevyžaduje odběr ani zpětné vhánění podzemní vody;
• teplonosné médium je izolované od okolního geologického prostředí;
• omezuje některé problémy s usazováním minerálů a nakládáním s horkou solankou;
• může rozšířit využití geotermálního vytápění do oblastí s horkými horninami, ale slabou přirozenou propustností rezervoáru. 613

Jde ale o výhody na úrovni celého systému, nikoli o záruku komerčního úspěchu. Teplo musí přes horniny a stěny vrtu proudit dostatečně rychle, aby systém dlouhodobě poskytoval požadovaný výkon.

Co projekt v Čeng-čou podle dostupných údajů dokázal

Veřejně dostupné zprávy uvádějí, že CO₂ vstupuje do systému při teplotě přibližně 8 °C a vrací se s teplotou kolem 22 °C. Ve srovnání s vodním způsobem odběru tepla má projekt podle těchto údajů zvyšovat kapacitu získávání tepla zhruba o 20 % a snižovat jednotkovou spotřebu energie na vytápění přibližně o 10 %. Systém je navržen pro zimní centralizované vytápění více než 18 000 m² obytných prostor. 3613

Tyto údaje popisují užitečnou aplikaci pro vytápění, nikoli výrobu elektřiny. Uváděná výstupní teplota odpovídá spíše teplárenskému využití a dostupné podklady neukazují, že by projekt elektřinu vyráběl.

Důležitá je také terminologická poznámka. Označení „superkritický CO₂“ se vztahuje ke konceptu teplonosného média a jeho stavu při určitém tlaku a teplotě uvnitř systému. Veřejně dostupné provozní souhrny nepopisují úplný tlakový a teplotní profil v každém místě podzemní části. Jeden sekundární zdroj uvádí odlišné vstupní a výstupní teploty, takže často citovaný údaj 8 až 22 °C je vhodné chápat jako zveřejněný provozní údaj, nikoli jako úplný termodynamický popis celého okruhu. 34

Může takový systém jednou dodávat nepřetržitou elektřinu?

Geotermální teplo je k dispozici nepřetržitě, na rozdíl od větru a slunečního záření, jejichž dostupnost se mění podle počasí a denní doby. Teoreticky by uzavřený systém napojený na dostatečně horké horniny a schopný cirkulovat dostatečné množství média mohl poskytovat stabilní teplo a při vyšších teplotách také elektřinu.

Projekt v Čeng-čou takový výsledek zatím neprokazuje. Výroba elektřiny vyžaduje výrazně větší užitečný tepelný tok a teploty vhodné pro energetický konverzní cyklus. Současnou úlohou systému je vytápění domácností, takže tvrzení, že už prokázal nepřetržitou geotermální výrobu elektřiny, by šlo nad rámec dostupných důkazů.

Ještě větší otazník představuje ekonomika. Modelování naznačuje, že uzavřené systémy mohou dosáhnout konkurenceschopných nákladů u tepla, zatímco konkurenceschopná výroba elektřiny obvykle vyžaduje výrazné snížení nákladů na vrtání. Jiná studie zjistila, že simulované systémy s rezervoárem o teplotě 180 °C nemusely pokrýt náklady za dobu životnosti ani se 30 laterálními větvemi a průtokem 75 kilogramů za sekundu.

Proč se zkoumají hlubší vrty ve tvaru U

Koaxiální vrt má poměrně omezenou plochu pro výměnu tepla. Hlubší konstrukce ve tvaru U se ji snaží zvětšit pomocí dvou svislých částí propojených dlouhým horizontálním úsekem vedeným horkou horninou. Delší podzemní dráha znamená větší kontakt s geologickým prostředím a může zvýšit množství tepla předaného cirkulující tekutině.

Tato geometrie míří na hlavní omezení systémů s jediným vrtem: k získání užitečného výkonu je zapotřebí dostatečná plocha kontaktu s horninou, vysoká teplota a stabilní průtok po dlouhou dobu. Zároveň ale přináší složitější směrové vrtání, vyšší riziko při dokončování vrtu a větší kapitálové náklady. Dostupné podklady nepotvrzují přesnou hloubku, výkon, stav výstavby ani cenu konkrétního hlubšího čínského projektu ve tvaru U. Je proto vhodnější mluvit o směru dalšího vývoje než o ověřeném komerčním řešení.

Hlavní technické a ekonomické překážky

Nejde jen o to najít horkou horninu. Klíčovým úkolem je vybudovat trvanlivý podzemní výměník tepla s vysokým výkonem tak, aby výsledné teplo nebo elektřina dokázaly investici splatit.

Mezi hlavní překážky patří:

• náklady na hluboké vrtání a na směrové či víceramenné úseky vrtů;
• vytvoření dostatečně velké výměnné plochy v podzemí;
• zachování integrity vrtu a spolehlivého utěsnění při vysokých teplotách a tlacích;
• zvládnutí koroze, tepelných ztrát a chování CO₂;
• omezení tepelného zkratu mezi sestupnou a vratnou částí okruhu;
• vývoj vrtných souprav, nástrojů a materiálů schopných pracovat v náročném prostředí hlubokých hornin.

Přehled publikovaný v časopise Nature uvádí, že jeden soubor víceramenných vrtů může v některých podmínkách stát přibližně 50 až 100 milionů dolarů. Ziskovost přitom závisí jak na výkonu, tak na místní poptávce. Přehled rovněž upozorňuje na zásadní omezení: uzavřené systémy se silně spoléhají na vedení tepla z okolní horniny, které je pomalejší než proudění v přirozeně cirkulujícím geotermálním rezervoáru.

To pomáhá vysvětlit, proč může být centralizované vytápění dřívější komerční příležitostí než výroba elektřiny. Projekt může středně teplé teplo prodávat přímo blízkým budovám, aniž by je nejprve převáděl na elektřinu. Elektrárna naproti tomu potřebuje teplejší zdroj, větší průtok a dražší zařízení pro energetickou konverzi.

Co ukazuje projekt Eavor v Německu

Důležitou srovnávací zkušenost nabízí projekt společnosti Eavor v bavorském Geretsriedu. Dne 4. prosince 2025 začal dodávat elektřinu do německé sítě z utěsněného, víceramenného geotermálního systému s uzavřeným okruhem. Podle dostupných zpráv šlo o první komerční projekt tohoto typu, který tak učinil.

Celkový projekt je spojován s plánovaným výkonem přibližně 8,2 MW elektřiny a 64 MW tepla. Jeho okruhy využívají dlouhé podzemní vrty a nespoléhají na přirozeně produktivní rezervoár horké vody. V březnu 2026 však fungoval první ze čtyř plánovaných okruhů. Projekt proto představuje významnou demonstraci technické proveditelnosti, zatímco jeho úplné dokončení a ekonomika zůstávají důležitými otevřenými otázkami. 17

Čeng-čou a Geretsried ukazují dvě fáze stejné širší myšlenky. Čínský projekt demonstruje uzavřenou cirkulaci CO₂ a využití geotermálního tepla pro vytápění. Německý projekt ukazuje, že víceramenný uzavřený okruh může dodávat elektřinu do sítě. Ani jeden z nich však nedokazuje, že hlubinná uzavřená geotermie je levná, univerzálně použitelná nebo připravená nahradit konvenční výrobu elektřiny.

Závěr

Projekt v Čeng-čou je nejlepší chápat jako praktický test principu „odebírat teplo, nikoli vodu“. Jeho koaxiální vrt hluboký 2 500 metrů, utěsněný okruh s CO₂, uváděné přibližně 20% zvýšení kapacity získávání tepla a vytápění více než 18 000 m² ukazují, proč tato technologie přitahuje pozornost. 613

Uzavřená geotermie by v budoucnu mohla zpřístupnit geotermální energii více místům tím, že oddělí získávání tepla od přirozeného proudění podzemní vody. Cesta k nepřetržité výrobě elektřiny však vede přes složitější problémy: hlubší a větší podzemní výměníky, spolehlivé vysokoteplotní vrtání, dlouhodobou tepelnou stabilitu a výrazně nižší kapitálové náklady. Dosavadní důkazy podporují opatrný optimismus, nikoli tvrzení, že komerční průlom ve velkém měřítku je už prokázán.