Splašky jako zdroj tepla pro Prahu

Pražská ústřední čistička odpadních vod v Bubenči vypustí každou vteřinu do Vltavy tři kubíky vody o teplotě 15 °C. Z té lze pomocí tepelného čerpadla vyrobit ekvivalent tepla, které by vzniklo spálením tří kubíků zemního plynu. Toto teplo si přitom Pražané mohou vyrobit sami, a to už tím, že spláchnou záchod.

Plánované „energocentrum“, které by podle záměrů vedení Prahy mělo vyrůst hned vedle historické budovy čističky v Papírenské ulici, vypadá na architektonických studiích jako ekologicky ideální budova. Nemá žádný komín, nevypouští tedy žádný prach, ani jedovaté oxidy. A přesto má kapacitu horkovodním potrubím vytopit až 200 000 domácností, které jsou dnes stran vytápění většinou závislé na zemním plynu dováženého z Ruska. Tak vypadá plán.

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

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.

„Osobně jsem viděl velké energocentrum, které bylo v 80. letech vybudováno ve Stockholmu na remorkéru osazeném čtyřmi velkými tepelnými čerpadly. V podstatě nasávalo vodu z místního mořského zálivu, ochladilo ji o tři stupně a vracelo zpátky. Takový systém tedy již dlouho existuje, ale kvůli nízkým cenám zemního plynu se hromadně neprosadil. 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,“ říká T. Voříšek. Praha by se podle něj v tomto ohledu mohla stát dalším Stockholmem. Má rozvinutý systém zásobování teplem a výhodu v podobě umístění čističky odpadních vod v širším centru města (jinde jsou kvůli zápachu postaveny spíše na periferii). Celou vodohospodářskou soustavou metropole proteče a v Bubenči skončí ročně asi milion metrů krychlových vody, která má i v zimě teplotu kolem 15 °C. 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. Tato vábivá vize se ovšem trochu zkomplikuje v okamžiku, kdy dojde na položku zvanou „náklady“.

Odpadní voda coby OZO

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 metrů krychlových 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 město dosáhlo, musí ale významně omezit spotřebu fosilních paliv, snižovat emise oxidu uhličitého a využít nějaké skutečně inovativní řešení.

Tepelná čerpadla musí vždy být napojena na nějaký elektrický zdroj – v případě pražského energocentra o tepelném výkonu 180 MW by bylo zapotřebí 80 000 MWh elektřiny ročně. Inovace by mohla spočívat například v tom, že systém použije nějaké přírodní chladivo, třeba právě oxid uhličitý. „Namísto toho, aby se oxid uhličitý podílel na globálním oteplování, využije se právě v procesu vytápění, dokáže totiž rozvádět energii o teplotě až 110 °C,“ vysvětluje T. Voříšek. Kaly z vyčištěné vody se navíc dají využít k výrobě biometanu.

Klíčovými slovy boje proti klimatickým změnám jsou dnes „dekarbonizace“ a „obnovitelné zdroje“, za něž je právě teplo z odpadních vod považováno. Úplně ideální by samozřejmě bylo, kdyby i elektrická energie potřebná k provozu energocentra pocházela rovněž z nějakého obnovitelného zdroje, to je ale v našich podmínkách zatím pohádka budoucnosti. Za zmínku ale stojí jeden fakt – i kdyby zdrojem energie pro provoz energocentra byl zemní plyn, oproti jeho přímé spotřebě na vytápění stejného množství domácností by stačilo poloviční množství.

Vltava jako gigantický zdroj tepla

Podle stávajícího projektu bude energocentrum budova o rozměrech 110 x 70 x 20 metru, v níž se sbíhá voda z obou výpustí čističky. Až dvanáct velkokapacitních čerpadel bude částečně pod zemí, aby objekt nerušil historický ráz vedlejší čističky. Kvůli aktivní zóně záplavového území budou vchody do objektu naopak vysoko nad úrovní hladiny řeky z letních záplav roku 2002.

Voda o teplotě okolo 15 °C bude po předání tepla čerpadlům vychlazena o nějakých 10 °C a vypuštěna rovnou do Trojského kanálu, kde se reguluje 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 svou přirozenou teplotou.

V současných plánech se počítá s napojením lokality Juliska a Veleslavín již kolem roku 2030, postupně by se měly 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 proteče 150 metrů krychlových relativně teplé vody za vteřinu. Takže jako docela realistická vize se jeví i to, že by trojské energocentrum mohlo někdy v budoucnosti být i zdrojem tepla pro Kladno. To je ale hodně vzdálená budoucnost – zatím se připravuje dokumentace pro povolovací řízení. A to u nás bývá složité.

Petr Bým

Hlavní partneři