Geotermisk energi

Fornybar energi

Biobrensel
Biomasse
Geotermisk
energi Vannelektrisk
energi Solenergi
Tidevannsenergi
Vindenergi

Geotermisk energi [ 2 ]​ er en fornybar energi [ 3 ]​ [ 4 ]​ som oppnås ved å utnytte varmen fra innsiden av jorden som overføres gjennom varme berglegemer eller ledning og konveksjon, der det er de gir opphav til prosesser av interaksjon mellom grunnvann og bergarter , som gir opphav til geotermiske systemer.

Begrepet "geotermisk" kommer fra det greske geo ("Jorden") og termos ("varme"); bokstavelig talt « jordens varme ». Jordens indre er varmt og temperaturen øker med dybden. De dype lagene har høye temperaturer, og ofte på den dybden er det vanntabeller der vannet varmes opp : stigende, varmt vann eller damp produserer manifestasjoner på overflaten, for eksempel geysirer eller varme kilder , brukt til bad siden antikken.

Typer geotermiske reservoarer

Det kan betraktes at det er fire typer geotermiske forekomster, som kan kalles:

Varmtvannsreservoarer

Disse forekomstene kan danne en kilde eller være underjordiske, inneholdt i en akvifer .

De som danner fontener har blitt brukt siden antikken som termiske bad. Avhengig av temperaturen på vannet, kan det brukes direkte eller, hvis det er veldig varmt, kan det brukes ved å avkjøle vannet før du bruker det, men de har vanligvis relativt lave strømningshastigheter.

Når det gjelder de underjordiske, veldig varme termiske vannavsetningene på liten eller middels dyp, tjener de til å dra nytte av varmen fra jordens indre. Varmt vann eller damp kan strømme naturlig, ved pumping, eller ved pulserende vann og dampstrømmer. Metoden å velge avhenger av den som er økonomisk lønnsom i hvert enkelt tilfelle.

I de fleste tilfeller må utnyttelsen gjøres med to brønner (eller et jevnt antall brønner), slik at det varme vannet hentes fra den ene og den andre injiseres på nytt i akviferen, etter å ha avkjølt den oppnådde strømmen. Fordelene med dette systemet er flere:

Til slutt er det andre forekomster der vannet kommer ut i form av damp. I disse er bruken direkte for å få mekanisk energi gjennom en turbin, men de har det problemet at det er mer komplisert å reinjisere vannet etter kondensering, og underveis vil de ha diffundert en del av gassene som følger med dampen. inn i atmosfæren.

Klassifisering etter vanntemperatur
  • Høytemperatur geotermisk energi . Geotermisk energi med høy temperatur eksisterer i de aktive sonene i jordskorpen. Denne temperaturen er mellom 150 og 400°C, damp produseres på overflaten og gjennom en turbin genererer den elektrisitet. Det kreves flere forhold for muligheten for eksistensen av et geotermisk felt: et øvre lag sammensatt av et ugjennomtrengelig bergdekke; [ 5 ] en akvifer, eller reservoar, med høy permeabilitet, mellom 0,3 og 2 km dyp; oppsprukket grunn som tillater sirkulasjon av væsker ved konveksjon, og derfor overføring av varme fra kilden til overflaten, og en kilde til magmatisk varme, mellom 3 og 15 km dyp, ved 500-600 °C. Utnyttelsen av et felt med disse egenskapene gjøres ved å bore med teknikker som er nesten identiske med oljeutvinning.
  • Geotermisk energi av gjennomsnittstemperaturer . Middels temperatur geotermisk energi er den der akvifervæskene har lavere temperaturer, normalt mellom 70 og 150 °C. Følgelig utføres damp-elektrisitetskonverteringen med et lavere utbytte, og må utnyttes ved hjelp av en flyktig væske. Disse kildene tillater utnyttelse av små kraftverk , men best bruk kan gjøres gjennom urbane varmedistribusjonssystemer for bruk i oppvarming og kjøling (ved bruk av absorpsjonsmaskiner ).
  • Lavtemperatur geotermisk energi . Lavtemperatur geotermisk energi er brukbar i større områder enn de tidligere; for eksempel i alle sedimentære bassenger. Det er på grunn av den geotermiske gradienten. Væskene har temperaturer på 50 til 70 °C.
  • Svært lav temperatur geotermisk energi . Geotermisk energi med svært lav temperatur vurderes når væsker varmes opp til temperaturer mellom 20 og 50 °C. Denne energien brukes til husholdnings-, by- eller landbruksbehov, for eksempel geotermisk klimaanlegg ( geotermisk varmepumpe ).

Grensene mellom de ulike typene geotermiske energier er vilkårlige; hvis det skal produsere elektrisitet med akseptabel ytelse er minimumstemperaturen mellom 120 og 180 °C, men lavere temperaturkilder er svært egnet for fjernvarme og landlige varmesystemer .

Tørre senger

I dette tilfellet er det et område under bakken, ikke for dypt, med varme, tørre materialer eller steiner. Vann injiseres gjennom en perforering og gjenvinnes allerede varmt gjennom en annen, varmen brukes ved hjelp av en veksler og den injiseres på nytt som i forrige tilfelle.

Et eksempel, i England, var " Hot Dry Rocks Project " (på engelsk , Hot Dry Rocks , forkortet til HDR ), som ble forlatt etter å ha bevist sin økonomiske umulighet i 1989 . HDR-programmer er under utvikling i Australia , Frankrike , Sveits , Tyskland . Magmaressurser ( smeltede bergarter) tilbyr geotermisk energi med svært høy temperatur, men med eksisterende teknologi kan disse kildene ikke utnyttes økonomisk.

Fordeler og ulemper

Fordeler

  1. Det er en energikilde som reduserer energiavhengigheten av fossilt brensel og andre ikke-fornybare ressurser.
  2. Restene den produserer er minimale og forårsaker mindre miljøpåvirkning enn de som forårsakes av olje og kull .
  3. System med store besparelser, både økonomisk og energisk.
  4. Genererer ikke støy utenfor.
  5. Geotermiske ressurser er praktisk talt uuttømmelige i menneskelig målestokk. [ 6 ]​ [ 7 ]​ [ 8 ]​ [ 9 ]
  6. Det er ikke underlagt internasjonale priser, men kan alltid holdes til nasjonale eller lokale priser.
  7. Landarealet som kreves av geotermiske anlegg per megawatt er mindre enn andre typer anlegg. Det krever ikke bygging av demninger, ei heller hogst av skog.
  8. Utslippet av CO 2 , med en økning i drivhuseffekten , er lavere enn det som ville blitt sluppet ut for å oppnå samme energi ved forbrenning , og kan bli null når vannet reinjiseres, slik at det sirkulerer i et lukket kretsløp utenfor.

Ulemper

  1. I tørre forekomster har mikroseismer noen ganger oppstått som et resultat av plutselig avkjøling av varme steiner, og deres påfølgende oppsprekking.

Ulempene som følger refererer utelukkende til geotermisk energi som ikke brukes med reinjeksjon, og den som ikke har lav husentalpi ( geotermisk klimaanlegg ).

  1. I visse tilfeller avgir den hydrogensulfid som oppdages av lukten av råtten egg, men i store mengder oppfattes den ikke og er dødelig.
  2. Forurensning av nærliggende vann med stoffer som arsen , ammoniakk mv.
  3. Termisk forurensning .
  4. Landskapsforringelse.
  5. Det kan ikke transporteres (som primærenergi ), med mindre det gjøres med en veksler og en annen varmebærer enn den til akvifervannet.
  6. Den er bare tilgjengelig på visse steder, bortsett fra den som brukes i den geotermiske luftkondisjoneringspumpen , som kan brukes hvor som helst på jorden.

Bruker

Elektrisk produksjon

Geotermisk elektrisk kraft ble først produsert i Larderello , Italia , i 1904. Siden den gang har bruken av geotermisk kraft for å produsere elektrisitet vokst over hele verden til rundt 8000  MW , hvorav USA genererer 2700 MW.

Installert geotermisk kraftkapasitet (MW) [ 10 ]
# Land 2020
1 USA 2587
to Indonesia 2131
3 Filippinene 1928
4 Tyrkia 1613
5 New Zealand 984
6 Mexico 906
7 Kenya 824
8 Italia 797
9 Island 756
10 Japan 525
elleve Costa Rica 262
12 Frelseren 204
1. 3 Nicaragua 153
14 Honduras 35

Avsalting

Douglas Firestone startet avsalting med varmluftsfordampnings- / kondenseringssystemet i 1998, og beviste at geotermisk vann kan brukes økonomisk til å produsere avsaltet vann, i 2001.

I 2005 ble den femte "Delta T" avsaltningsprototypen justert, som bruker en syklus av varm tvungen luft, atmosfærisk trykk, geotermisk fordampningssyklus og kondens. Apparatet leveres med sjøvann filtrert ved Scripps Institution of Oceanography, noe som reduserer saltkonsentrasjonen fra 35 000 ppm til 51 ppm a / a . [ 11 ]

Utryddelse

Vanninjeksjon

Flere steder har det hendt at magmaforekomstene er oppbrukt, og slutter å gi geotermisk energi, kanskje hjulpet av injeksjon av kaldt avløpsvann, i oppladningen av den varme akviferen. [ referanse nødvendig ] Med andre ord kan opplading ved reinjeksjon avkjøle ressursen, med mindre forsiktig håndtering er utført. På minst ett sted var avkjølingen et resultat av små, korte jordskjelv (se ekstern lenke nedenfor). Dette har ført til en diskusjon om hvorvidt eierne av et anlegg er ansvarlige for skadene forårsaket av et jordskjelv.

Varmeslukking

Akkurat som det finnes geotermiske reservoarer som kan gi energi i mange tiår, kan andre gå tom og kjøle seg ned. [ 12 ] I en rapport sier den islandske regjeringen : "det bør forstås at geotermisk energi ikke er strengt fornybar i samme forstand som vannkraft."

Det er anslått at Islands geotermiske energi kan gi 1700  MW i mer enn 100 år, sammenlignet med dagens effekt på 140 MW. Problemet er å vite om den naturlige varmestrømmen til jorden er i stand til å fylle opp varmen som går tapt ved geotermisk varmeutvinning.

Kostnader

Geotermisk energi er mer konkurransedyktig enn forbrenning ( hydrokarboner ), spesielt i land som Island , New Zealand og Italia . I løpet av perioden med lave energipriser på 1980-tallet frem til den siste økningen i prisene på fossilt brensel , olje og gass , var det få geotermiske ressursområder i USA som var i stand til å generere elektrisitet til en pris som var konkurransedyktig med andre energikilder.

Bortsett fra geotermiske varmepumper , har ikke alle områder i verden en brukbar geotermisk ressurs, selv om de har det. Noen geotermiske kilder har heller ikke høy nok temperatur til å produsere damp. I disse områdene kan geotermisk kraft genereres ved hjelp av en prosess som kalles binær syklusteknologi , selv om effektiviteten er lavere. Uansett, i stedet for elektrisitetsproduksjon, kan de lavere temperatursonene gi bygningsklimaanlegg (oppvarming, kjøling). Fra 1998 har USA 18 fjernvarmesystemer , 28 oppdrettsanlegg , 12 industrianlegg, 218 spa og 38 drivhus som bruker geotermisk varme.

Andre områder har ikke vann til å produsere damp, noe som er nødvendig for dagens anleggsdesign. Geotermiske områder uten damp omtales som tørre varme bergområder varme soner og metoder for utnyttelse av disse undersøkes. Dette er tilfelle i noen områder på Kanariøyene ( Oven-Asador de Timanfaya ) og andre steder.

Se også

Referanser

  1. ↑ "Fundación del Español Urgente RAE" . 
  2. ↑ Begrepet "geotermisk energi" er feil [ 1 ]
  3. ^ "Geotermisk energi" . Institutt for energidiversifisering og energisparing - Nærings-, energi- og turismedepartementet . Arkivert fra originalen 26. september 2015 . Hentet 24. oktober 2015 . 
  4. ^ "Geotermisk energi" . renewableenergyworld.com (på engelsk) . Arkivert fra originalen 31. januar 2017 . Hentet 24. oktober 2015 . 
  5. ^ "Høy temperatur" Geological and Mining Institute of Spain (søkt 7. mars 2012).
  6. ↑ Yanez, Marilyn (5. november 2012). "Geotermisk: Uuttømmelig energi under føttene våre" . verde.com . Hentet 24. oktober 2015 . 
  7. ^ "Hva er geotermisk energi" . energi.gr . Arkivert fra originalen 4. mars 2016 . Hentet 24. oktober 2015 . 
  8. ↑ López Jimeno, Carlos (7. mai 2014). "Geotermisk energi; en uuttømmelig energiressurs under føttene våre» . COITMA . Generaldirektoratet for industri, energi og gruver - Madrid-kommunen . Hentet 24. oktober 2015 . 
  9. ^ "Geotermisk energi" . Andalusisk energibyrå. Arkivert fra originalen 21. september 2014 . Hentet 24. oktober 2015 . 
  10. ^ "STATISTIKK FOR FORNYBAR KAPASITET 2021 side 50" . Hentet 24. mai 2021 . 
  11. ^ "Aqua Genesis Ltd - Delta T - Testinformasjon" . Arkivert fra originalen 12. oktober 2006 . Hentet 30. mars 2006 . 
  12. ↑ Clotworthy, Allan (10. juni 2000). "Respons fra Wairakei Geothermal Reservoir til 40 års produksjon" . geothermal-energy.org (på engelsk) . Kontakt Energi . Hentet 24. oktober 2015 . 

Eksterne lenker