Praha chce vytápět třetinu domácností odpadní vodou. Proč? Protože je teplá

4. 1. 2023
Vltava v Praze

Ústřední čistírna odpadních vod v Bubenči vypustí každou vteřinu do Vltavy tři kubíky vody o teplotě 15 stupňů. Z té lze pomocí tepelného čerpadla vyrobit ekvivalent tepla, které by vzniklo spálením tří kubíků zemního plynu. Toto teplo jste přitom pomohli vyrobit sami, a to už tím, že jste spláchli záchod.

Plánované „energocentrum“, které by podle úmyslů hlavního města Prahy mělo vyrůst hned vedle historické budovy čistírny v Papírenské ulici, vypadá na architektonických studiích jako pohádková budova. Nemá žádný komín, nevypouští žádný prach, uhlíky ani dusíky. A přesto má kapacitu horkovodním potrubím vytopit až 200 tisíc domácností, které jsou dnes většinou závislé na zemním plynu pocházejícím z Ruska. Tak vypadá plán.

„Z jedné kilowatthodiny elektřiny uložené v tom systému se dá účelně vyrábět pět kilowatthodin tepla a chladu,“ představil na eventu NEW CZ-DEAL projekt jeden z jeho autorů Tomáš Voříšek. Jednatel poradenské společnosti SEVEn boří představu, že by se energocentrum zakládalo na nějakých převratně moderních technologiích. „Švédové už od 80. let vyrábějí teplo tím, že vychlazují mořskou vodu o tři stupně. A Národní divadlo se pomocí tepelných čerpadel vytápí už 15 let.“

konference New CZ-DEal, 12.12.2022. Foto: T. Železný

Bod zlomu

„Vychlazovat“ vodu, „zahušťovat“ získané teplo pomocí kompresorů a rozvádět jej potrubím do města se vyplatí každému, kdo nechce utrácet za fosilní paliva, má dostatek vlastní elektřiny a disponuje rozvinutým systémem dálkového vytápění.

To byl případ Švédska za ropné krize v 70. letech. V následujících dekádách vyrostly ve Stockholmu a dalších skandinávských metropolích obří energocentra, která posílají miliony gigajoulů tepla potrubím určeným původně pro rozvod horké vody z paroplynových tepláren.

Využití tepla z prohořívající haldy v Ostravě
Termicky aktivní odvaly po těžbě uhlí patří mezi dlouholeté ekologické zátěže Ostravska. Nabízí se otázka, zda by mohly sloužit jako zdroj tepelné energie. Za jakých podmínek by to bylo možné, budou zkoumat společně odborníci ze státního podniku DIAMO, společnosti Veolia Energie a Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava

„Osobně jsem viděl velké energocentrum, které bylo v 80. letech vybudováno ve Stockholmu na remorkéru osazeném čtyřmi velkými tepelnými čerpadly. V podstatě nasával vodu z místního mořského zálivu, ochladil ji o tři stupně a vracel zpátky. Tohle tedy již dlouho existuje, ale kvůli nízkým cenám zemního plynu se to hromadně neprosazovalo.

Nyní jsme však i my, podobně jako kdysi Švédové, v bodě zlomu, kdy si takové řešení dokážeme představit v něčem tak velikém, jako je Praha,“ sdělil Voříšek účastníkům New CZ-DEal konference o česko-německé energetice pořádané vydavatelstvím Black Swan Media za podpory Auswärtiges Amt – Ministerstva zahraniční Spolkové republiky Německo.

Praha by se podle něj mohla stát novým Stockholmem. Má rozvinutý systém zásobování teplem a výhodu v podobě čistírny odpadních vod v širším centru města (jinde jsou kvůli zápachu postaveny spíše na periferii). Celou vodohospodářskou soustavou Prahy proteče a v Bubenči skončí ročně asi milion metrů krychlových vody, která má i v zimě teplotu kolem 15 stupňů.

Ve srovnání se Stockholmem to mimo jiné znamená, že její tepelná energie je velmi vydatná. Teoreticky si tedy můžeme topit splaškovou (ve skutečnosti již vyčištěnou) vodou. Pohádka skončí v okamžiku, kdy dojde na položku zvanou „náklady“.

Splašky jsou obnovitelný zdroj

Vybudování celého energocentra i s rozvody by mělo v příštích sedmi až deseti letech v maximální variantě vyjít na 7,5 mld. Kč. Ekonomická návratnost (založená hlavně na úsporách milionů kubíků zemního plynu) činí zhruba 30 let.

Vypadá to jako gigantická suma, avšak Praha by mohla až polovinu částky získat z evropských fondů, především z programu HEAT v rámci Modernizačního fondu a z Inovačního fondu EU. Aby na tyto peníze dosáhl, musí významně snižovat spotřebu fosilních paliv, snižovat emise CO2 a použít nějaké inovační řešení.

Tepelná čerpadla musí být už z definice takového projektu napojeny na nějaký elektrický zdroj, který jim při tepelném výkonu 180 MW dodá kolem 80 tisíc MWh elektřiny ročně. Inovace by mohla spočívat např. v tom, že systém použije nějaké přírodní chladivo, třeba CO2.

„Namísto toho, aby se oxid uhličitý podílel na globálním oteplování, využije se právě v procesu vytápění, dokáže totiž rozvádět energii o teplotě až 110 stupňů,“ říká Voříšek. Kaly z vyčištěné vody se navíc dají využít k výrobě biometanu.

Klíčovými slovy veškerých inovací v rámci Zelené dohody pro Evropu jsou „dekarbonizace“ a „obnovitelné zdroje“. Teplo z odpadních vod je považováno za obnovitelný zdroj energie. Za ideálních podmínek i oněch 8 GWh elektřiny potřebných pro napájení čerpadel vznikne z nějakého obnovitelného zdroje, což však v podmínkách ČR bude zatím těžké.

Voříšek však zmiňuje zajímavý údaj. I kdybychom čerpadla poháněli tím, že budeme spalovat zemní plyn, což tedy není ani za mák inovační, potřebovali bychom pouze zhruba poloviční množství plynu, než jaké dnes spálíme na vytápění městských čtvrtí.

Vltava jako obří zdroj tepla

Jak si takové energocentrum představit? Podle plánů města Prahy je to moderní budova o rozměrech 110 x 70 x 20 metru, v níž se sbíhá voda z obou výpustí čistírny odpadních vod. Až dvanáct velkokapacitních čerpadel se nachází částečně pod zemí, aby objekt nerušil historický ráz čistírny. Kvůli aktivní zóně záplavového území jsou vchody do objektu naopak vysoko, nad úrovní hladiny řeky z letních záplav roku 2002.

Voda o teplotě okolo 15 stupňů je po předání tepla čerpadlům vychlazena o nějakých 10 stupňů a vypuštěna rovnou do Trojského kanálu, kde stabilizuje průtok přírodního řečiště i nedalekého kanálu pro kajakáře.

Samotné vychlazení řece nevadí, právě naopak. Vltava je totiž kvůli vodním dílům na horním toku dlouhodobě několik stupňů nad přirozeným stavem. „Neexistuje předpis, který by limitoval míru ochlazení, naopak míra oteplení je nežádoucí,“ říká Voříšek.

V plánech se počítá s napojením Julisky a Veleslavína již kolem roku 2030, postupně se mají na horkovody rozvést do Holešovic a navazujících čtvrtí, na východ přes kolektory do Starého města a na západ do Jinonic. Výhodou tepelných čerpadel je, že dokáží nejen poskytovat teplo v zimě, ale stejně tak i chlad v létě.

Teoreticky nemá využití tepelných čerpadel žádné limity, jejich výkon se totiž neustále zvyšuje a Vltavou, která už dnes vyhřívá skoro třetinu plochy Národního divadla, proteče 150 kubíků relativně teplé vody za vteřinu.

Kdyby se Praha někdy skutečně stala novým Stockholmem, mohla by jednou zásobovat teplem třeba i Kladno, které bylo v uhelných dobách považováno za možný zdroj tepla pro Prahu.

Navíc pokud by energocentrum někdy získalo elektřinu z obnovitelných zdrojů, stalo by se stoprocentně klimaticky neutrálním zdrojem tepla a chladu. A potom by nastal skutečný bod zlomu.

Text: Lubomír Heger
Foto: Tomáš Železný, pvk.cz 
Zdroj: konference New CZ-DEal o česko-německé energetice