Predstavte si, že revolučné technológie vyvinuté na frakovanie ropy z bridlíc by sa dali upraviť tak, aby odomkli neobmedzené zásoby čistej energie získané z tepla zemskej kôry.
Tim Latimer vyzbieral vyše 400 miliónov dolárov od ľudí ako Bill Gates, Jeff Bezos či Mark Zuckerberg, aby uskutočnil svoj zelený sen. Prezident Trump by však mohol jeho plány zmariť.
Tima Latimera vždy fascinovalo kopanie. „Keď som mal sedem rokov, rozhodol som sa, že chcem vykopať dieru do zeme, a kopal som celý týždeň,“ spomína. „Videl som totiž v televízii nejakú reláciu o tom, ako si niekto vykopal skvelú klubovňu v tuneli pod zemou, a rozhodol som sa, že aj ja si urobím svoju vlastnú.“
Neskôr, ako tínedžer, bol svedkom, ako v roku 2008 začala výstavba elektrárne Sandy Creek, poslednej veľkej uhoľnej elektrárne v Spojených štátoch. Projekt sa realizoval v malom meste Riesel v štáte Texas, v ktorom sa stavba čoskoro rozrástla do výšky a dominovala nad okolitou rovinatou vidieckou krajinou.
„Z elektrárne sa stala dôrazná pripomienka, ktorú som mal stále na očiach, že energia je pre náš život úplne kľúčová, ale že s takýmto vývojom prichádzajú nielen pozitíva, ale aj negatíva.“ Táto dvojitá fascinácia – kopať hlboko a vyrábať energiu – umožnila Latimerovi, ktorý len nedávno oslávil 35. narodeniny, ale je členom rebríčka Forbes 30 pod 30 (za rok 2019), aby sa dostal veľmi blízko k objavu, ktorý by sa mohol ukázať ako prielom v hľadaní energie s nulovými uhlíkovými emisiami. Alebo ako utópia, na konci ktorej bude niekto musieť zaplatiť veľmi vysoký účet.
Ako riaditeľ a spoluzakladateľ spoločnosti Fervo Energy so sídlom v Houstone získal od investorov viac ako 400 miliónov dolárov na realizáciu plánu, ktorý by uvoľnil prakticky neobmedzené zásoby geotermálnej energie (generovanej z tepla zemského jadra) vďaka extrémne horúcej hornine viac ako 2 500 metrov pod zemou.
Nasadil by rovnaké frakovacie technológie, aké sa v súčasnosti používajú na ťažbu ropy a zemného plynu z bridlicovej horniny (pri frakovaní sa do vrtu pod vysokým tlakom pumpuje zmes vody, piesku a chemikálií, ktorá rozruší horninu a vytvorí v nej sieť trhlín, cez ktoré môže plyn alebo ropa prúdiť na povrch).
Medzi investorov spoločnosti Fervo patria Mitsubishi Heavy Industries, viacerí tradiční producenti ropy a plynu, Mark Zuckerberg a Breakthrough Energy Ventures, fond rizikového kapitálu zameraný na zmenu klímy, za ktorým stojí okrem iných Bill Gates a ktorý podporuje skupina miliardárov vrátane Jeffa Bezosa, Michaela Bloomberga, ale aj ďalší investori ako Ray Dalio a Reid Hoffman.
Počas nasledujúcich troch rokov plánuje Fervo použiť 50 metrov vysokú vrtnú súpravu na realizáciu celkovo 80 prieskumných vrtov v púšti Escalante neďaleko Milfordu v štáte Utah.
Každý z týchto vrtov (Fervo ich doteraz vyvŕtalo 20) má v priemere len okolo 25 centimetrov a hĺbku takmer 2,5 kilometra. V tej následne pokračuje horizontálne ďalších približne 1 000 – 1 500 metrov. Ide o technicky náročné vŕtanie v pevnej žulovej skale, ktorej teplota v danej hĺbke je takmer 200 stupňov Celzia.
Po dokončení prieskumného vrtu sa do otvoru pod vysokým tlakom vstrekne voda zmiešaná s pieskom, aby sa v skale vytvorili trhliny. Firma používa senzory na presné určenie lokalít, kde sa tieto trhliny a škáry začali vytvárať, aby vŕtala ďalej tak, že sa predpokladané trhliny sekundárneho vrtu pretnú s tými, ktoré sa vytvorili pomocou prvého.
V tomto bode, s dvojicou hotových vrtov, Fervo vstrekne do jedného z nich studenú vodu, ktorá vyplní všetky trhliny v hornine. Voda odvádza teplo z horniny a mení sa na paru, ktorá prúdi naspäť k povrchu cez druhý vrt, aby sa následne jej tepelná energia využila na prevádzku klasickej turbíny.
Každý pár vrtov tak vytvára uzavretú slučku, ktorá recykluje ochladenú a kondenzovanú vodu a posiela ju naspäť do prvého vrtu, kde sa opätovne zohreje. V októbri, ani nie štyri roky po tom, ako si prenajal pozemok, získal Latimer kľúčové federálne povolenia na rozšírenie projektu Cape Station, ktorý jeho spoločnosť Fervo realizuje v Utahu. Latimer dúfa, že Cape Station do roku 2030 dokáže vyrobiť 2 000 megawattov geotermálnej energie s nulovými uhlíkovými emisiami, a to všetko v cene „niekoľkých miliárd dolárov“.
To by pokrylo spotrebu viac ako dvoch miliónov domácností. Geotermálna energia získaná pomocou frakovania „prinesie rovnakú revolúciu vo výrobe čistej energie, akú prinieslo frakovanie v ťažbe ropy a zemného plynu“, hovorí Latimer. Americké národné laboratórium pre energiu z obnoviteľných zdrojov (federálna inštitúcia v USA zameraná na výskum, vývoj a komercializáciu technológií obnoviteľnej energie a energetickej účinnosti) odhaduje, že teplo z horniny získané podobným spôsobom by mohlo do roku 2050 generovať 12 percent elektrickej energie celých Spojených štátov.
Nebude to lacné – prinajmenšom nie hneď od začiatku. Latimer však dúfa, že sa mu podarí kopírovať prudko klesajúcu nákladovú krivku solárnej energie. Náklady na výrobu energie zo slnka naozaj za posledných pätnásť rokov klesli o 80 percent.
Podľa výpočtov spoločnosti Lazard, ktorá poskytuje poradenstvo v energetike, sa pri šiestich centoch za kilowatthodinu (vrátane kapitálových nákladov a výhod plynúcich z amerických federálnych dotácií) v súčasnosti solárna energia vypláca viac ako energia z uhlia (12 centov/KWh) alebo zemného plynu (8 centov/KWh).
Profesor Samuel Noynaert z Texaskej univerzity A&M, ktorý sa venuje štúdiu geotermálnej energie už dlhé desaťročia, odkazuje na odhad amerického ministerstva energetiky. Ten hovorí, že aby pokročilé geotermálne riešenia boli komerčne zmysluplné, budú potrebné investície približne 25 miliárd dolárov a ďalších 250 miliárd dolárov bude stáť ich rozšírenie na výrobu približne 100 gigawattov. To by už stačilo napríklad pre celý štát Texas (rozlohou väčší ako Francúzsko, ale počtom obyvateľov o niečo menší ako Poľsko).
Po dokončení dvadsiatich vrtov dokázala spoločnosť Fervo skrátiť čas prípravy jedného vrtu zo sedemdesiat na dvadsaťjeden dní a zároveň znížiť náklady na jeho vŕtanie o celú polovicu. Náklady na projekt Cape Station sa podľa Latimera nakoniec dostanú na 4,5 centa za kilowatthodinu, čo by znamenalo, že dokáže konkurovať novým a veľkým projektom v oblasti solárnej a veternej energie.
Je tiež možné, že veci ďalej urýchli umelá inteligencia. Nutnosť zabezpečiť spoľahlivú prevádzku dátových centier je hlavným dôvodom, prečo sa technologické giganty, z ktorých mnohé firmy sa verejne zaviazali k využívaniu obnoviteľnej energie, náhle tak výrazne zaujímajú o jadrovú energiu.
Google uzavrel zmluvu na nové reaktory so startupom Kairos. Microsoft má v úmysle reštartovať jadrovú elektráreň Three Mile Island; Amazon zaplatil v marci 650 miliónov dolárov za dátové centrum v rovnakej lokalite ako jadrový reaktor v Pensylvánii. Geotermálna energia by však mohla predstavovať lepšiu dlhodobú alternatívu v porovnaní s jadrom. Rovnako ako energia z jadra, aj geotermálna energia sa vyrába nepretržite, nielen keď svieti slnko alebo fúka vietor. Nepochybne je bonusom to, že geotermálna energia je bezpečnejšia a neprodukuje nepríjemný odpad.
Spoločnosť Fervo už podpísala dlhodobú zmluvu na predaj 115 megawattov svojej zatiaľ nevyrobenej energie dátovým centrám Googlu a ďalších 320 megawattov spoločnosti Southern California Edison. Cape Station je strategicky umiestnená v blízkosti veternej farmy so 165 turbínami, takže už v súčasnosti je v danej lokalite pripravené vysokonapäťové prenosové vedenie.
Rovnako nie je úplne na škodu, že mesto Milford v Utahu sa nachádza v blízkosti východného okraja tzv. Ohnivého kruhu, pásu vulkánov, ktorý sa plynule tiahne okolo celého Tichého oceánu. Horúca hornina je v týchto miestach relatívne blízko povrchu. Milford nie je domovom žiadnych ohrozených druhov, historických pohrebísk alebo aktivistov v duchu hesla NIMBY (z angl. Not In My Backyard – nie v mojej záhrade; ľudia, ktorí sú proti výstavbe projektu v ich blízkosti, ale neprekáža im, ak by sa staval inde).
Navyše v mestečku s 1 800 obyvateľmi je silný dopyt po pracovných príležitostiach. Jedno veľké riziko však predstavuje novozvolený prezident Donald Trump: ak splní svoj predvolebný sľub, že zruší dotácie na zelenú energiu obsiahnuté v prelomovom zákone o znížení inflácie z roku 2022, výrazne naruší finančnú stránku celého biznisového plánu.
Za desať rokov by energia z horúcej horniny mohla byť rovnako lacná ako energia zo Slnka. Vyrábala by sa však od rána do večera a nepretržite, nielen keď práve svieti slnko.
Ešte v roku 2008 sa Latimer rozhodol študovať strojárstvo na univerzite v Tulse (štát Oklahoma). Keď bol v poslednom ročníku na inžiniersky orientovaných fakultách so silným zameraním na ropu a fosílne palivá, hovorilo sa o nových technológiách frakovania, ktoré umožňujú prospektorom hľadajúcim zásoby ropy a zemného plynu zbohatnúť na ťažbe ropy a plynu z bridlicových skalných útvarov. „Chcel som pracovať v segmente, ktorý v tej dobe prudko rástol,“ vysvetľuje Latimer.
Po ukončení štúdia získal juniorskú pozíciu ako inžinier vrtov na plošine postavenej na bridlicovom poli Eagle Ford v južnej časti Texasu. Objem výroby prudko rástol, ale hornina bola taká horúca (takmer 150 stupňov Celzia), že vždy spálila vrtné zariadenie aj so senzormi. Latimerov nadriadený dal mladému inžinierovi za úlohu nájsť také vybavenie, ktoré by lepšie zvládalo vysoké teploty.
„Nikdy predtým som v podstate nepočul o geotermálnej energii,“ pokračuje Latimer. Začal však čítať a ďalej študovať. Po celé desaťročia sa energetické giganty ako Chevron a Getty Oil pokúšali využívať geotermálnu energiu, ale nedokázali prísť na to, ako to urobiť vo veľkom meradle. Latimer narazil na analýzu z roku 2006, ktorú vydala univerzita MIT. Naznačovala, že je potrebné vyvinúť nové metódy vŕtania, ktoré by umožnili, že geotermálna energia sa stane komerčne životaschopnou.
Latimer si spomína, ako sa na tom nahlas smial. Na frakovanie bridlice s cieľom získať ropu už predsa dávno používal podobné metódy. „Prvá vec, ktorá mi skrsla v hlave, bola, že tento nápad je taký samozrejmý, že niekomu predtým už jednoducho muselo napadnúť, aby to urobil,“ hovorí. Tak sa začal vypytovať kolegov. Ukázalo sa, že jeho kolegovia, odborníci na frakovanie s cieľom ťažby ropy, sa nezaujímali o geotermálnu energiu, a odborníci na geotermálnu energiu si, naopak, neuvedomovali, ako výrazne medzitým pokročila technológia vŕtania.
Forbes US
„Akoby žili v inej dekáde,“ žasne Latimer, ktorého rodina, mimochodom, býva v Texase už osem generácií. Intenzívne sa preto zameral na aplikáciu technológie frakovania na horúcu horninu a o svojom novom poslaní napísal esej, ktorá mu priniesla prijatie na Stanfordovu univerzitu. Súčasne tam absolvoval štúdium MBA a magisterské štúdium geotermálneho inžinierstva. Stretol sa tu s Jackom Norbeckom, ktorý písal dizertačnú prácu o využití geotermálnej energie bez spôsobovania seizmických otrasov.
V roku 2017, po tom, ako obaja ukončili štúdiá, sa rozhodli založiť spoločnú firmu a na svete bola spoločnosť Fervo, v ktorej je Norbeck (v súčasnosti má 37 rokov) technologickým riaditeľom. Rýchlo boli prijatí do prestížneho programu s názvom Cyclotron Road v Národnom laboratóriu Lawrenca Berkeleyho, ktorý vedie americké ministerstvo energetiky. Dvojročné štipendium ponúka podnikateľom možnosť spolupracovať s expertmi na rozvoji svojich startupov.
Ministerstvo energetiky sa už predtým venovalo potenciálu geotermálnej energie. V roku 2015 experti z ministerstva zvažovali päť možných lokalít pre svojho druhu prvé Observatórium pre prelomový výskum geotermálnej energie (FORGE). Joseph Moore, profesor na Univerzite v Utahu, ktorý sa zaoberal akademickým výskumom geotermálneho frakovania, ich presvedčil, aby sa rozhodli práve pre Milford. Ako federálny subjekt zverejnil inštitút FORGE všetky svoje zistenia, čím firmám ako Fervo ušetril roky práce a milióny dolárov.
„Veľmi nám to pomohlo a urýchlilo to náš celkový zámer,“ priznáva Latimer. Z boomu bridlicovej ropy si zobral ďalšie cenné ponaučenie: prenajať si pozemky dostatočne skoro a pri každej možnej príležitosti. Takže zatiaľ čo bol ešte stále v programe Cyclotron Road, použil niekoľko miliónov z peňazí, ktoré získal z Breakthrough Energy Ventures a od ďalších investorov, aby si prenajal 240 hektárov hneď vedľa sídla inštitútu FORGE od niekoľkých rančerov, federálnych orgánov a Trustu pre správu pozemkov štátu Utah.
V roku 2022 získalo Fervo od investorov 138 miliónov dolárov, ktoré firma čiastočne použila na pilotný projekt v geotermálnej elektrárni v štáte Nevada. Tá však produkovala príliš málo horúcej pary. Latimer s Norbeckom oživili prevádzku pomocou vŕtania a frakovania, vyvŕtali dva vrty s hĺbkou 2 300 metrov. Podľa Latimera to bolo prvýkrát, čo sa v teréne uplatnila technika párových vrtov, ktorá bola dovtedy preskúmaná len teoreticky.
Pred rokom získalo Fervo od investorov ďalších 244 miliónov dolárov, pričom jeho trhová hodnota sa odhaduje už na 850 miliónov dolárov. Najväčšie šeky vypísali energetický miliardár John Arnold z Houstonu, ktorý údajne investoval 30 miliónov dolárov, a spoločnosť Devon Energy so sídlom v Oklahoma City, ktorá investovala 100 miliónov a teraz má vo firme 17-percentný podiel. Latimer nechce uviesť, aký podiel si ponechá sám, ale Forbes odhaduje, že má hodnotu najmenej 50 miliónov dolárov.
Niet divu, že s takými veľkými ambíciami čelí Latimer mnohým rizikám. Zákon, ktorý chce Trump zrušiť, ponúka firmám rozvíjajúcim geotermálne energetické projekty daňové úľavy tridsať percent investovaného kapitálu na projekty, ktoré sa začnú realizovať do roku 2032. Môžu si zvoliť aj daňovú úľavu 2,75 centa za každú kilowatthodinu na obdobie desať rokov, ktorú je možné preniesť aj na tretie strany. Latimer trvá na tom, že podnikanie Ferva bude úspešné aj počas Trumpovej administratívy, ak ho zmeny zásad či politík na federálnej úrovni neznevýhodnia v porovnaní s inými obnoviteľnými zdrojmi energie.
Fervo totiž nie je jediným hráčom v segmente. Spoločnosť Quaise Energy so sídlom v Houstone vyzbierala od investorov 96 miliónov dolárov na realizáciu novej technológie vŕtania vyvinutej na MIT, ktorá zahŕňa odpaľovanie hlbokej žuly vysokoenergetickými vlnami – predstavte si mikrovlnku, ale s 10 000-krát vyšším výkonom. Spoločnosť Sage Geosystems, ktorú vedie Cindy Taff, bývalá výkonná riaditeľka spoločnosti Shell, zdokonaľuje prístup iba s jedným vrtom, ktorý poskytuje energiu na základe momentálneho dopytu.
Startup buduje pilotnú prevádzku neďaleko San Antonia v Texase a presvedčil spoločnosť Meta (teda Facebook), aby kúpila systém s výkonom až 150 megawattov. Najväčšími netechnickými výzvami pre rozvoj geotermálnych energetických projektov sú povoľovacie procesy, spotreba vody a pozemky. Každý jeden vrt si vyžaduje milióny litrov vody a dokonca aj so systémom s uzavretým okruhom (ako ten, ktorý prevádzkuje Fervo) sa veľká časť vody jednoducho stráca odparovaním a inými únikmi. (Na druhej strane, v geotermálnej energetike sa dá využívať aj dažďová voda, neupravená odpadová voda a dokonca aj slaná morská voda.)
Rozsiahle pozemky na západe USA, ktoré spravuje BLM (Federálny úrad pre správu pôdy), tvoria približne 70 percent rozlohy štátu Utah a tiež veľkú časť iných štátov – ponúkajú množstvo lokalít s potenciálom pre využitie geotermálnej energie.
Pokiaľ ide o povoľovacie procesy, geotermálna energia so zeleným imidžom by mala čeliť menším problémom s NIMBY aktivistami v porovnaní s frakovaním bridlíc pre ropu a zemný plyn. Cindy Taffová zo spoločnosti Sage však pripúšťa, že bez ohľadu na to sa len málokto chce z okna pozerať na obrovské vrtné súpravy.
Okrem toho môže frakovanie spôsobiť menšie seizmické otrasy. Doteraz však senzory inštitútu FORGE zaznamenali otrasy s veľkosťou nie väčšou ako 1,9 Richterovej stupnice, čo je dosť výrazne pod úrovňou, ktorá by bola dôvodom na znepokojenie.
Mohla by táto technológia narušiť teplotu v zemskom jadre? To je trochu pritiahnuté za vlasy, pretože sopky prirodzene odvádzajú oveľa viac energie, ako by ľudia kedykoľvek mohli dúfať, že vôbec dokážu využiť. Zemské jadro zohriate na asi 5 000 stupňov Celzia v dôsledku rozpadu rádioaktívnych prvkov uránu a tória by malo zostať horúce ešte niekoľko miliárd rokov.
Z praktického hľadiska by podľa Cindy Taffovej mohla produkcia bežného geotermálneho vrtu v priebehu piatich rokov klesnúť približne o 10 percent. To znamená, že aj Fervo bude musieť pokračovať vo vŕtaní, aby si firma udržala svoju výkonnosť a objem vyprodukovanej energie. Latimer tvrdí, že to nie je problém – v lokalite Eagle Ford nové frakovacie vrty bežne produkujú tisíc barelov ropy denne a už o rok neskôr produkcia klesne na šesťsto barelov denne.
„Teplo preniká horninou veľmi, veľmi pomaly. Ak by sme nevyrábali energiu, postupom času by sa teplo do tejto oblasti vrátilo,“ vysvetľuje. A na problém nedostatku tepla má prosté riešenie: „Jednoducho prenikneme hlbšie.“
