Navigace

Rubriky

Reklama

TZB-info / Obnovitelná energie a úspory energie / Geotermální energie / Plytká geotermálna energia na Slovensku: potenciál a legislatívny rámec (1. časť)

Plytká geotermálna energia na Slovensku: potenciál a legislatívny rámec (1. časť)

1.9.2026
Ing. Martin Bolček, PhD., Stavebná fakulta STU Bratislava Katedra technického zariadenia budov
Recenzovaný

Přehrát audio verzi

Plytká geotermálna energia na Slovensku: potenciál a legislatívny rámec (1. časť)

00:00

00:00

1x

  • 0.25x
  • 0.5x
  • 0.75x
  • 1x
  • 1.25x
  • 1.5x
  • 2x

Prvá časť seriálu hodnotí geologický potenciál plytkej geotermálnej energie na Slovensku, efekt podpovrchového mestského tepelného ostrova (SUHI) a legislatívno-normatívny rámec systémov TZB vrátane výpočtových noriem, nízkoteplotných sústav a prípravy teplej úžitkovej vody.

Reklama

Príspevok (1. časť seriálu) analyzuje potenciál plytkej geotermálnej energie (SGE) na Slovensku v kontexte európskych dekarbonizačných cieľov k roku 2030. Hodnotí geologický potenciál územia SR, projekt GeoPLASMA-CE a efekt podpovrchového mestského tepelného ostrova (SUHI), ktorý zvyšuje teplotu masívu pod mestami a zlepšuje sezónny vykurovací faktor tepelných čerpadiel. Druhá tematická rovina vymedzuje technické normy a legislatívu: výpočtový základ návrhu, nízkoteplotné sálavé sústavy a hygienickú prípravu teplej úžitkovej vody. Cieľom je vymedziť potenciál a regulačné mantinely pre nasadenie SGE v urbanizovanej zástavbe SR. Inžinierskym riešeniam primárnych okruhov a prevádzkovej stabilite sa venuje 2. časť seriálu.

1. Strategický rámec a dekarbonizačný tlak na sektor budov

Stavebné objekty v EÚ spotrebúvajú 40 % celkovej energie a generujú 36 % emisií skleníkových plynov [1]. Graficky to dokumentujú obr. 1 a 2. Legislatívny rámec transformácie určujú balík Fit for 55 (cieľ −55 % emisií do 2030 oproti 1990) a stratégia REPowerEU zameraná na rýchle nasadenie lokálnych OZE. V sektore budov to znamená plošnú náhradu fosílnych zdrojov tepla.

Obr. 1 Štruktúra konečnej spotreby energie v EÚ podľa sektorov. Sektor budov (domácnosti + služby) predstavuje 40 % celkovej spotreby a je najväčším potenciálom úspor. Zdroj: Európska komisia / Eurostat, 2025 [1].
Obr. 1 Štruktúra konečnej spotreby energie v EÚ podľa sektorov. Sektor budov (domácnosti + služby) predstavuje 40 % celkovej spotreby a je najväčším potenciálom úspor. Zdroj: Európska komisia / Eurostat, 2025 [1].
Obr. 2 Podiel emisií skleníkových plynov v EÚ podľa sektorov. Budovy generujú 36 % emisií — viac ako doprava (22 %) alebo priemysel (10 %). Transformácia vykurovania a chladenia je prioritou dekarbonizačnej agendy EÚ. Zdroj: EEA, Trends and Projections in Europe 2025 [1].
Obr. 2 Podiel emisií skleníkových plynov v EÚ podľa sektorov. Budovy generujú 36 % emisií — viac ako doprava (22 %) alebo priemysel (10 %). Transformácia vykurovania a chladenia je prioritou dekarbonizačnej agendy EÚ. Zdroj: EEA, Trends and Projections in Europe 2025 [1].

1.1 Plytká geotermálna energia ako nízkopotenciálny zdroj

Obr. 3 Teplotný profil podložia — závislosť od ročného obdobia a hĺbka neutrálnej zóny (~15 m). V hĺbke pod 15 m sa teplota stabilizuje na 8–12 °C bez ohľadu na povrchové klimatické podmienky.
Obr. 3 Teplotný profil podložia — závislosť od ročného obdobia a hĺbka neutrálnej zóny (~15 m). V hĺbke pod 15 m sa teplota stabilizuje na 8–12 °C bez ohľadu na povrchové klimatické podmienky.

SGE predstavuje tepelný potenciál horninového masívu, pôdneho profilu alebo podzemnej vody, spravidla do hĺbky 400 m (vertikálne vrty typicky 100–200 m). Pod neutrálnou zónou (hĺbka 15–20 m) je teplota podložia nezávislá od povrchovej klímy a v podmienkach SR dosahuje stabilne 8–12 °C (obr. 3) [2]. Tepelný zisk z masívu sa transformuje tepelnými čerpadlami (GSHP – Ground Source Heat Pump).

GSHP nie sú nezávislé od elektriny. Ich prínosom je vysoko účinná premena elektrickej energie na teplo (SCOP > 3,5). SGE preto neznižuje samotnú spotrebu elektriny, ale výrazne znižuje spotrebu primárnej energie — oproti priamemu elektrickému vykurovaniu aj plynovému kotlu, ak započítame emisný faktor elektriny.

1.2 Uzavreté a otvorené systémy SGE

Z hľadiska inžinierskej praxe sa rozlišujú dva základné princípy odberu tepla z podložia (obr. 4):

  • Uzavreté systémy (BHE): teplonosná kvapalina cirkuluje v uzavretom U-potrubí zapustenom do hlbinného vrtu. Nevyžadujú kontakt s podzemnou vodou a sú realizovateľné prakticky kdekoľvek.
  • Otvorené systémy (GWHP): podzemná voda sa čerpá priamo, vo výmenníku tepelného čerpadla odovzdá teplo a reinjektážou sa vracia do toho istého zvodnenca. Do účinnosti tu vstupuje príkon čerpadiel — pri hlbšej hladine podzemnej vody môže výsledný SCOP výrazne klesnúť [3].
Obr. 4 Schéma systémov SGE: a) uzavretý systém (BHE – Borehole Heat Exchanger), b) otvorený systém (GWHP – Groundwater Heat Pump). V oboch prípadoch slúži tepelné čerpadlo (TČ) na transformáciu nízkopotenciálneho tepla na využiteľnú tepelnú energiu pre budovu.
Obr. 4 Schéma systémov SGE: a) uzavretý systém (BHE – Borehole Heat Exchanger), b) otvorený systém (GWHP – Groundwater Heat Pump). V oboch prípadoch slúži tepelné čerpadlo (TČ) na transformáciu nízkopotenciálneho tepla na využiteľnú tepelnú energiu pre budovu.

2. Geotermálny potenciál — európsky a slovenský kontext

2.1 Efekt SUHI a jeho energetický prínos

Antropogénne tepelné toky (straty z budov, kanalizácia, podzemná doprava) zvyšujú v mestách teplotu masívu pod zástavbou (obr. 5) — tento jav sa nazýva SUHI (Subsurface Urban Heat Island). Tissen et al. [4] pre Viedeň zistili tepelný tok do podzemia 17,6 PJ/rok (Petajoule; 1 PJ ≈ 277,8 GWh), čo je 38 % ročnej potreby tepla mesta. Systémy BHE pritom dokážu technicky pokryť 63 % plochy mesta (oproti 8 % pri GWHP). Teplejší masív zvyšuje vstupnú teplotu média do výparníka, a tým priamo zlepšuje SCOP tepelných čerpadiel.

Obr. 5 SUHI efekt: porovnanie teplotného profilu podzemia pod vidieckou krajinou a mestskou aglomeráciou. Antropogénne tepelné toky (budovy, kanalizácia, metro) zvyšujú teplotu masívu pod mestom o 4–10 K a vytvárajú tzv. tepelný dóm. Zdroj: Tissen et al. [4].
Obr. 5 SUHI efekt: porovnanie teplotného profilu podzemia pod vidieckou krajinou a mestskou aglomeráciou. Antropogénne tepelné toky (budovy, kanalizácia, metro) zvyšujú teplotu masívu pod mestom o 4–10 K a vytvárajú tzv. tepelný dóm. Zdroj: Tissen et al. [4].

2.2 Slovenský geotermálny potenciál a projekt GeoPLASMA-CE

Slovenská republika leží v alpínskej orogénnej zóne s nadpriemerným tepelným tokom. Geotermický gradient dosahuje 30–45 K/km. Celkový potenciál geotermálnych vôd (hĺbkový, hydrogeotermálny zdroj) je v 26 perspektívnych oblastiach vyčíslený na 5 538 MWt (ŠGÚDŠ) [5] — ide však o iný zdroj než plytká geotermia pre tepelné čerpadlá, ktorej sa venuje tento príspevok.

Pre systémy s tepelnými čerpadlami je rozhodujúci plytký geotermálny potenciál, systematicky zmapovaný v rámci projektu GeoPLASMA-CE (Interreg Central Europe). Krčmář et al. [6] vypracovali metodiku hodnotenia vhodnosti kvartérnych aluviálnych sedimentov pre systémy voda-voda v rámci celého územia SR na rastri 1×1 km. Výsledky sú voľne dostupné cez GIS portál portal.geoplasma-ce.eu [23]. Mapy GeoPLASMA-CE vychádzajú z digitalizácie a harmonizácie existujúcich archívnych geologických a hydrogeologických údajov geologických služieb (vrty, litologické profily, mapy), nie z nových prieskumných vrtov ani vlastného monitoringu. Lokálne overenie poskytuje Thermal Response Test (TRT), ktorému sa venuje 2. časť seriálu. Pre Slovensko je verejne dostupný pilotný modul pre oblasť Bratislavy (portal.geoplasma-ce.eu/webgis/bratislava).

Tab. 1 Smerné hodnoty špecifického tepelného odberu zemnej sondy ql podľa ČSN EN 15450 [7] a VDI 4640-2 pre podmienky SR
Druh geologického prostrediaql [W/m] 1800 h/rokql [W/m] 2400 h/rok
Suché sedimenty (piesok, štrk, λ < 1,5 W/(m·K))< 25< 20
Bežné podložie, nasýtený sediment (1,5 < λ < 3,0 W/(m·K))50–6540–55
Štrk/piesok nasýtený podzemnou vodou65–8055–65
Štrk/piesok so silným prúdením PV80–10080–100
Vlhký íl35–5030–40
Kryštalické horniny — granit, žula, rula65–8555–70
Bazický magmatit (čadič, bazalt)40–6535–55

Hodnoty platia pri monovalentnej prevádzke TČ. Ročný odber z masívu by sa mal pohybovať v rozsahu 100–150 kWh/m·rok [7].

Hodnoty z Tab. 1 slúžia ako vstup pre predbežný odhad. Definitívnym nástrojom dimenzovania je Thermal Response Test (TRT), ktorému sa venuje 2. časť tohto seriálu.

2.3 Regionálna špecializácia systémov SGE na Slovensku

Na základe hydrogeologických pomerov a v súlade so závermi Senovej et al. [21] možno identifikovať tri dominantné oblasti nasadenia:

  • Mestské aglomerácie (napr. Bratislava, Košice): energetické pilóty a geokonštrukcie využívajúce SUHI efekt a eliminujúce priestorovú náročnosť vrtného poľa.
  • Južné aluviálne oblasti (Podunajsko, Považie, Ponitrie): systémy voda-voda (GWHP) na báze kvartérnych štrkov, vhodnosť podmienená výdatnosťou a chemizmom zdroja [6].
  • Severné a stredné Slovensko: uzavreté systémy BHE v kryštalickom podklade s vyššou tepelnou vodivosťou hornín (65–85 W/m, Tab. 1).

Ilustračný príklad (orientačne): v Podunajskej nížine dosahuje hrúbka kvartérnych aluviálnych zvodnencov miestami vyše 500 m (Krčmář et al. [6]). Pri nasýtených štrkoch s prúdiacou podzemnou vodou (ql ≈ 80–100 W/m, Tab. 1) postačí na pokrytie odberu približne 10 kW vrtné pole s celkovou dĺžkou zhruba 100–125 m (napr. jeden vrt ~120 m). Definitívne dimenzovanie však potvrdí až TRT.

3. Technické normy a požiadavky na systémy TZB

3.1 Výpočtový základ a energetická certifikácia

Výpočtovým základom pre návrh tepelného výkonu je STN EN 12831 / ČSN EN 12831, pre tepelnú ochranu budov STN 73 0540-2 / ČSN 73 0540-2. Pre dimenzovanie zemnej sondy pri jednoduchých inštaláciách (do 30 kW) poskytuje ČSN EN 15450 / STN EN 15450 zjednodušený postup vychádzajúci z VDI 4640-2 [7], vrátane smerných hodnôt ql z Tab. 1.

Sezónny vykurovací faktor (SCOP) inštalácie v reálnych podmienkach — vrátane prípravy TUV — rieši ČSN EN 15316-4-2 / STN EN 15316-4-2 [8]. Norma vychádza zo skutočnej prevádzky. Tým sa líši od ČSN EN 14825, ktorá určuje len štandardizované laboratórne podmienky pre energetický štítok TČ. Katalógové hodnoty SCOP preto v reálnej prevádzke spravidla nedosiahnete.

Realizácia vertikálnych BHE sa riadi STN EN 17522 / ČSN EN 17522. Hodnotenie primárnej energie budovy ako celku rieši samostatne STN EN ISO 52000-1 / ČSN EN ISO 52000-1. Z legislatívneho hľadiska: podľa § 4 ods. 5 zákona č. 251/2012 Z. z. sa výroba a uskladňovanie energie v zariadeniach do 1 MW nepovažuje za podnikanie. Otvorené systémy (GWHP) navyše vyžadujú vodoprávne povolenie na odber a spätné vsakovanie podzemnej vody podľa zákona o vodách (č. 364/2004 Z. z.). Zriaďovanie vrtov pre uzavreté BHE podlieha ohláseniu geologických prác. Tieto povolenia bývajú časovo kritickou položkou prípravy projektu.

3.2 Nízkoteplotné sústavy a systémová účinnosť

Každé zníženie teplotného rozdielu medzi výparníkom a kondenzátorom o 1 K zvyšuje COP kompresorového cyklu o 2,5–3 % [9]. Z toho vyplývajú dve súbežné opatrenia. Po prvé, zvýšiť teplotu primárneho média — práve to oproti vzduch-voda systémom zabezpečuje SGE. Po druhé, znížiť teplotu prívodnej vody vykurovacej sústavy pomocou nízkoteplotných emitorov.

Preferovanou sústavou sú veľkoplošné sálavé systémy podľa STN EN 1264 / ČSN EN 1264 s prívodom do 35 °C (podlahové vykurovanie, stropné chladenie, aktivácia betónového jadra BKT). Hydraulické vyváženie sústavy rieši STN EN 15450 / ČSN EN 15450.

3.3 Hygiena a príprava teplej úžitkovej vody (TUV)

Dosiahnutie hygienických teplôt TUV (45–55 °C) a prevencia proliferácie Legionella pneumophila (Vyhláška MZ SR č. 259/2008 Z. z. / Vyhláška č. 268/2009 Sb.) vyžadujú vyššiu teplotnú úroveň kondenzátora, čo znižuje SCOP. Na tento účel sa využívajú:

  • Desuperheater: malý výmenník tepla zaradený za kompresor, ktorý chladí prehriatu paru chladiva a odovzdáva toto teplo do zásobníka TUV. Upozornenie: desuperheater nie je „prehrievač“ — iba odovzdáva teplo nadbytočného prehriatia pred vstupom chladiva do kondenzátora.
  • Bivalentný dohrev: elektrický alebo plynový dohrev zásobníka TUV pre dosiahnutie termickej dezinfekcie bez trvalého zaťaženia primárneho okruhu.

Poďakovanie

Práca bola podporovaná Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu SR prostredníctvom grantu VEGA 1/0482/25.

Príspevok podstatne rozširuje a prepracúva konferenčný príspevok autora [22] (Vykurovanie 2026, STU Bratislava) a v tejto podobe nebol publikovaný inde. Nástroje umelej inteligencie (Google Gemini a Anthropic Claude) boli použité ako jazyková, štylistická a redakčná pomôcka (čitateľnosť, formulácia, korektúra), nie na tvorbu odborného obsahu. Za odborný obsah, interpretácie a závery zodpovedá v plnom rozsahu autor.

Literatúra

Poznámka: číslovanie zdrojov je priebežné pre celý seriál (1. a 2. časť).

  1. EUROPEAN ENVIRONMENT AGENCY. Trends and Projections in Europe 2025 [online]. Luxembourg : EEA, 2025. Dostupné z: https://www.eea.europa.eu/en
  2. PASTOR, Rudolf a kol. Metodika zostavovania máp potenciálu plytkej geotermálnej energie. Bratislava : Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, 2017. ISBN 978-80-8174-025-1.
  3. BLUM, Philipp, et al. Is thermal use of groundwater a pollution? Journal of Contaminant Hydrology [online]. 2021, roč. 239, 103791. ISSN 0169-7722. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2021.103791
  4. TISSEN, Carolin, et al. Identifying key locations for shallow geothermal use in Vienna. Renewable Energy [online]. 2021, roč. 167, s. 1–19. ISSN 0960-1481. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.11.024
  5. FRANKO, Ondrej, REMŠÍK, Anton, FENDEK, Marián (eds.). Atlas geotermálnej energie Slovenska. Bratislava : Geologický ústav Dionýza Štúra, 1995.
  6. KRČMÁŘ, David, et al. Mapping the low-enthalpy geothermal potential of Quaternary alluvial aquifers in Slovakia. Bulletin of Engineering Geology and the Environment [online]. 2020, roč. 79, s. 1225–1238. ISSN 1435-9529. Dostupné z:
    https://doi.org/10.1007/s10064-019-01650-8
  7. ČSN EN 15450. Tepelné soustavy v budovách — Navrhování tepelných soustav s tepelnými čerpadly. Praha : ÚNMZ, 2008. Vychádza z VDI 4640-2.
  8. ČSN EN 15316-4-2. Tepelné soustavy v budovách — Výpočtová metoda pro stanovení energetické potřeby a účinností soustavy — Část 4-2: Výroba tepla pro vytápění, tepelná čerpadla. Praha : ÚNMZ, 2011.
  9. MATUŠKA, Tomáš. Návrh zemní sondy pro tepelné čerpadlo. TZB-info [online]. 3. 8. 2015. Dostupné z:
    https://vytapeni.tzb-info.cz/tepelna-cerpadla/13052-navrh-zemni-sondy-pro-tepelne-cerpadlo
  1. SENOVÁ, Andrea, et al. The Use of Geothermal Energy for Heating Buildings as an Option for Sustainable Urban Development in Slovakia. Processes [online]. 2022, roč. 10, č. 2, 289. ISSN 2227-9717. Dostupné z:
    https://doi.org/10.3390/pr10020289
  2. BOLČEK, Martin. Perspektívy využívania plytkej geotermálnej energie na Slovensku. In: Vykurovanie 2026: 34. medzinárodná konferencia. Bratislava : STU, 2026.
  3. GeoPLASMA-CE. Shallow Geothermal Energy Planning, Assessment and Mapping Strategies in Central Europe: spoločná webová platforma [online]. Interreg Central Europe, 2016–2019. Dostupné z:
    https://portal.geoplasma-ce.eu. Pilotná oblasť Bratislava: https://portal.geoplasma-ce.eu/webgis/bratislava
English Synopsis
Shallow Geothermal Energy in Slovakia: Potential and Regulatory Framework (Part 1)

Part 1 of this series evaluates the potential of shallow geothermal energy (SGE) in Slovakia within the EU 2030 decarbonisation targets. It assesses the geological potential of the Slovak territory, the GeoPLASMA-CE project and the subsurface urban heat island (SUHI) effect, and reviews the technical standards and legislation governing building-services systems, including low-temperature emission systems and domestic hot water preparation.

 
 

Reklama