Systém 4 - Hluboké zelené teplo
Čerpání tepelné energie z hlubokých vrtů je jediný systém zcela nezávislý na klimatických podmínkách a potenciálně dostupný bez ohledu na roční období. Pro dosažení co nejvyšší teploty, ideálně okolo 100°C, musí být vrty hluboké cca 3 až 3,5 km. Tato teplotní úroveň umožní přímé napojení do centrální topné soustavy, bez nutnosti dodatečného zvyšování teploty pomocí vysokoteplotního tepelného čerpadla. K odebírání tepla se využívá technologie uměle vytvořeného puklinového výměníku. Voda, vtlačovaná jedním vrtem, se při průchodu puklinami ohřeje na teplotu okolní horniny a horká voda proudí druhým vrtem na povrch, kde je využívána pro energetické účely. Část spotřeby energie bude kryta fotovoltaickým zdrojem a v zimním období pak elektřinou vyrobenou palivovým článkem, využívajícím vodík, vyprodukovaný Systémem 2.
Systém 4 představuje největší výzkumnou výzvu celého projektu, na kterém se budou podílet vědci z Evropy i zámoří.
Hlubinné vrty jsou zapotřebí k dosažení vysoké teploty v puklinovém výměníku, typicky okolo 100°C. Taková teplota je v Litoměřicích v hloubce asi 3–4 km. Vrtání hlubokých vrtů je technologicky náročný, ale zvládnutelný proces. Jeho hladkému průběhu významně pomáhá geologický a geofyzikální průzkum, který umožňuje předpovídat typ hornin v hloubce a tedy náležitě přizpůsobit konstrukci vrtu, použitou metodu vrtání a typ vrtného nářadí. Kromě využití vrtů na jímání tepla mají hluboké vrty také jedinečný vědecký význam. Poskytují přesný obraz o typu a vlastnostech hornin ve velké hloubce, tedy jedinečné informace, které nelze jiným způsobem získat.
Puklinový výměník funguje podobně průtokový ohřívač, který je však umístěný v horninovém prostředí s vysokou teplotou, tedy v hloubce prvních kilometrů pod povrchem. Jako teplosměnná plocha se využívá přirozená puklinová síť horninového masivu. Protože má voda velkou tepelnou kapacitu, je potřeba aby kapalina proudila dostatečně pomalu na to, aby se stačila o horniny ohřát. Pomalé proudění ve výměníku tedy vyžaduje, aby byla využita poměrně velká plocha puklin vyvinutá v objemu i několika krychlových hektarů horninového masivu. Chladná voda se do podloží vhání injekčním vrtem. Ohřátá voda se z masivu čerpá vrtem produkčním, který je od injekčního vrtu vzdálený několik desítek až první stovky metrů a je s ním rovnoběžný. Pro využití v teplárenství mohou protékat produkčním vrtem až desítky litrů horké vody za vteřinu. Při malých průtocích přirozené puklinové sítě lze její efektivitu navýšit tzv. stimulací, tedy rozevřením puklin, vytvořením puklin nových a zabráněním jejich zavírání. Stimulace je řízený a bezpečný proces, kterým se vhání tlaková voda s pískem do podloží, tím se pukliny rozevírají a písek poté brání jejich opětovnému uzavření.
Palivový článek je elektrochemické zařízení přeměňující přímo chemickou energii paliva a okysličovadla na energii elektrickou. V podstatě jde o galvanický článek, skládající se ze dvou elektrod oddělených membránou nebo elektrolytem. K záporné elektrodě je přiváděno palivo, ke kladné elektrodě pak okysličovadlo. V prostoru mezi elektrodami se pak obě látky katalyticky slučují. Palivový článek může teoreticky pracovat nepřetržitě, dokud není přerušen přívod paliva nebo okysličovadla k elektrodám, protože ty jsou katalyticky i reaktivně stabilní.
Centrální zdroj tepla zásobuje teplem budovy ve městě Litoměřice. Jeho provozovatelem je firma ENERGIE Holding a. s. V současnosti spaluje štěpku a uhlí, od roku 2027 by měl díky projektu SYNERGYS využívat geotermální energii.
