Geotermalna energija je ključnega pomena za človekov napredek in izboljšuje kakovost našega življenja.
Beseda "geotermalna" izvira iz grščine, kjer "geo" pomeni "zemlja", "termalna" pa "toplota".
Posledično lahko zdaj definirate geotermalno energijo kot toplotno energijo, ki izvira 1,800 milj pod zemeljsko površino.
Je tekočina, ki zapolnjuje razpoke in zlome v zemeljski skorji, toplota pa se nalaga v kamnino.
Voda ali para se uporablja za prenos geotermalne energije na zemeljsko površje.
Skoraj povsod na zemlji je dostop do geotermalne energije.
Vendar razgradnja mineralov in dreves zahteva, da Zemlja to energijo proizvede v nekaj letih.
Preden pogledamo prednosti in slabosti geotermalne energije, je dobro, da pogledamo, kako se pridobiva geotermalna energija.
Temperatura Zemlje narašča od površja do jedra.
Geotermalni gradient, ki znaša približno 25 °C na 1 kilometer globine na večini planeta, opisuje to počasno temperaturno spremembo.
Velika večina toplote pod Zemljinim jedrom izvira iz radioaktivnih izotopov, ki nenehno razpadajo.
K temu viru energije pripomore dejstvo, da se temperature v tem delu zemeljskega površja povzpnejo nad 5,000 °C.
Voda, kamnine, plin in druge geološke komponente se segrevajo zaradi toplote, ki nenehno oddaja zunaj.
Magma se lahko pojavi, ko kamninske formacije v zemeljskem plašču in spodnji skorji dosežejo temperaturo od okoli 700 do 1,300 °C.
Je staljena kamnina, ki občasno izbruhne kot lava na površje Zemlje in jo preluknjajo plin in plinski mehurčki.
Ta lava topi sosednje kamnine in podzemne vodonosnike ter sprošča geotermalno energijo v različnih oblikah na zemeljsko površje po vsem svetu.
Geotermalno energijo proizvajajo lava, gejzirji, parni zračniki ali suha toplota.
Medtem ko se geotermalna energija para uporablja za proizvodnjo električne energije, se lahko toplota zajame in uporabi neposredno za ogrevanje.
Primeri geotermalne energije
Sledijo primeri geotermalne energije po mnenju studiousguya ,
- Geotermalno ogrevani domovi
- Geotermalne elektrarne
- Hot Springs
- Geotermalni gejziri
- Fumarole
- Zdravilišča
1. Geotermalno ogrevani domovi
Primarna uporaba geotermalne energije je za ogrevanje stanovanj.
Ogromna mreža tuljav, ki pridobiva toploto iz zemlje, je povezana s popolno geotermalno toplotno črpalko.
Nato se s pomočjo običajnih kanalov ta toplota porazdeli po hiši.
Ta sistem je nastavljen tako, da se delovanje lahko prilagaja menjavi letnih časov.
Ta ogromen sistem tuljav je poleti napolnjen z vodo in raztopinami proti zmrzovanju.
Atmosfera v hiši se ohladi zaradi prenosa toplote iz hiše v zemljo.
2. Geotermalne elektrarne
Električno energijo lahko proizvedemo iz toplotne energije, ki obstaja pod površjem zemlje.
Geotermalni energetski sistemi uporabljajo paro iz zemlje za proizvodnjo električne energije.
S to paro se doseže visokohitrostno vrtenje turbine.
Ko te turbine razvijejo mehansko energijo ali po tem, ko se zaženejo, se mehanska energija dostavi v sistem za proizvodnjo električne energije.
Temeljna komponenta sistema za proizvodnjo električne energije je generator, ki s pomočjo elektromagnetne indukcije pretvarja mehansko energijo v električno.
Ker v ozračje ne odvaja nobenih škodljivih ali z ogljikom bogatih izpustov, je ta tehnika neverjetno zanesljiva in okolju prijazna.
Prav tako ne pušča nobenih ostankov.
Zaradi tega ni onesnaževanja tal, kar pomeni tudi, da obdelava odpadkov ni potrebna.
Geotermalna energija ima prednosti, saj nudi zanesljivost, stalnost in obnovljivost.
3. Hot Springs
Zemlja je dom različnih naravnih vročih vrelcev.
Ko podzemna voda medsebojno vpliva na segreto kamnino, nastanejo vroči vrelci.
Med segrevanjem vode se sprošča geološka toplota. Za turiste so ti izviri zelo zanimivi.
Geotermalno energijo je torej mogoče uporabiti za ustvarjanje gospodarskih koristi in delovnih mest za mlade.
Ena najpogosteje uporabljenih aplikacij geotermalne energije so vroči vrelci.
Kopanje v vročih vrelcih je priljubljena rekreacijska dejavnost.
Edina pomanjkljivost je močan vonj po žveplu, ki ga lahko najdemo v izpostavljenem vročem izviru ali blizu njega.
4. Geotermalni gejziri
Geotermalni gejzirji in geotermalni vrelci so si precej podobni.
Edina razlika je, da voda teče v navpičnem stolpcu, visokem več metrov v geotermalnem gejzirju.
Old Faithful, geotermalni gejzir v nacionalnem parku Yellowstone v ZDA, je najbolj znan.
Vsakih 60 do 90 minut gejzir Old Faithful piha svoj vrh.
Zaloga vode pod zemeljskim površjem, zračnik na površju zemlje in vroče podzemne kamnine so nujni pogoji za razvoj geotermalnih gejzirjev.
5. Fumarol
Voda, ki že obstaja pod zemljo, se segreje, ko pride v stik z vročo kamnino ali magmo in uhaja skozi odprtino.
Fumarol je ime tega zračnika. Ko ima zemeljsko površje razpoko ali drugo odprtino, se lahko razvijejo fumarole.
Fumarol je v bistvu odprtina, ki je blizu vulkana ali vročega izvira.
Ker se toplota ali toplotna energija, ki je potrebna za nastanek fumarole, zbira le z zemeljskega površja, je to še ena ilustracija geotermalne energije.
Ker pa pridobivanje toplotne energije sledi procesu naravnega nastanka, črpalka v tem primeru ni potrebna.
Posledično ga je mogoče zlahka doseči in potrebuje le manjšo prilagoditev.
Čeprav občasno fumarole skrivnostno izginejo.
Glede na zemeljsko notranjo uro pa se lahko ponovno pojavijo. Posledično je težko učinkovito izrabiti energijo.
6. Toplice
Geotermalna energija se uporablja v dejavnostih, ki so povezane z zdravjem in dobrim počutjem.
Vroči vrelci in fumarole se uporabljajo v zdraviliščih in drugih sorodnih industrijah za proizvodnjo toplote in pare.
Ta način izkoriščanja geotermalne energije obstaja že zelo dolgo.
Ta pristop zagotavlja prednosti osebne nege, ki so cenovno dostopne, naravne in učinkovite.
Najboljša prednost je geotermalna odprtina, ki je blizu zdravilišča, saj je neskončno dostopen in priročen vir električne energije.
Uporaba geotermalne energije
Medtem ko nekatere uporabe geotermalne energije vključujejo vrtanje kilometrov v zemljo, druge uporabljajo temperature blizu površja.
Sisteme geotermalne energije lahko razdelimo v tri glavne kategorije:
- Sistemi za direktno porabo in daljinsko ogrevanje
- Geotermalne elektrarne
- Geotermalne toplotne črpalke
1. Sistemi za neposredno porabo in daljinsko ogrevanje
Sistemi za neposredno uporabo in daljinsko ogrevanje pridobivajo toplo vodo iz izvirov ali rezervoarjev, ki so blizu zemeljske površine.
Vroči mineralni vrelci so bili uporabljeni za kopanje, ogrevanje in kuhanje v starodavnih kitajskih, rimskih in indijanskih kulturah.
Številni vrelci se še danes uporabljajo za kopanje in mnogi ljudje menijo, da so tople vode, bogate z minerali, dobre za njihovo zdravje.
Poleg tega sistemi daljinskega ogrevanja in neposredno ogrevanje posameznih stavb uporabljajo geotermalno energijo.
Stavbe se ogrevajo s cevemi, po katerih se topla voda prenaša z zemeljskega površja.
V Reykjaviku na Islandiji se večina stavb ogreva s sistemom daljinskega ogrevanja.
Kopanje zlata, pasterizacija mleka in dehidracija (sušenje) hrane so nekatere industrijske uporabe geotermalne energije.
2. Geotermalne elektrarne
Proizvodnja geotermalne električne energije zahteva paro ali vodo pri visokih temperaturah (med 300° in 700°F).
Znotraj milje ali dveh od zemeljskega površja so geotermalni rezervoarji pogosto mesta, kjer so zgrajene geotermalne elektrarne.
Združene države so bile ena od 27 držav, ki so leta 88 proizvedle skupno 2019 milijard kWh električne energije z uporabo geotermalne energije.
Indonezija je bila s skoraj 14 milijardami kWh proizvedene električne energije druga največja svetovna proizvajalka geotermalne električne energije za ZDA.
To predstavlja približno 5 % celotne proizvodnje električne energije v Indoneziji.
Kenija je proizvedla osmo največjo količino geotermalne električne energije, približno 5 milijard kWh, vendar je predstavljala največji delež celotne letne proizvodnje električne energije, približno 46 %.
3. Geotermalne toplotne črpalke
Zgradbe lahko ogrevamo in hladimo z geotermalnimi toplotnimi črpalkami, ki izkoriščajo stabilne površinske temperature tal.
Geotermalne toplotne črpalke pozimi prenašajo toploto iz zemlje (ali vode) v zgradbe, poleti pa ravno nasprotno.
Prednosti in slabosti geotermalne energije
Čeprav je geotermalna energija dobra alternativa tradicionalni proizvodnji fosilnih goriv, ima svoje prednosti in slabosti
Prednosti geotermalne energije
Prednosti geotermalne energije so naslednje
- Okolju prijazno
- Trajnostno
- Pomemben potencial
- Stabilen in vzdržljiv
- Ogrevanje in hlajenje
- Zanesljivo
- Gorivo ni potrebno
- Hitra revolucija
- Nizkocenovno vzdrževanje:
- Vrhunska učinkovitost
- Na voljo več delovnih mest
- Zmanjšanje onesnaženosti s hrupom
- Neobnovljivi viri fosilnih goriv so shranjeni
1. Okolju prijazno
V primerjavi s konvencionalnimi gorivi, kot so premog in druga fosilna goriva, je geotermalna energija okolju prijaznejša.
Poleg tega ima geotermalna elektrarna majhen ogljični odtis.
Čeprav geotermalna energija povzroča nekaj onesnaževanja, je veliko manj kot tista, ki jo proizvajajo fosilna goriva.
2. Trajnostno
Geotermalna energija je obnovljiv vir, ki bo na voljo, dokler sonce čez približno 5 milijard let ne uniči Zemlje.
Ker se ogrevane zaloge Zemlje ponovno polnijo naravno, je obnovljiv in trajnosten.
3. Pomemben potencial
Globalno se trenutno porabi približno 15 teravatov energije, kar je majhen del celotne energije, ki jo lahko pridobimo iz geotermalnih virov.
Čeprav večine rezervoarjev zdaj ni mogoče uporabiti, obstaja upanje, da bo z nadaljevanjem industrijskih raziskav in razvoja število geotermalnih virov, ki jih je mogoče uporabiti, naraslo.
Geotermalne elektrarne naj bi lahko proizvedle med 0.0035 in 2 teravatov energije.
4. Stabilen in vzdržljiv
V primerjavi z drugimi obnovljivimi viri energije, kot sta vetrna in sončna energija, geotermalna energija ponuja dosleden tok energije.
To je zato, da je vir , za razliko od vetrne ali sončne energije , vedno na voljo za uporabo.
5. Ogrevanje in hlajenje
Voda mora imeti nad 150 °C, da lahko turbine učinkovito poganja geotermalna energija.
Namesto tega se lahko uporabi razlika v temperaturi med zemeljskim virom in površino.
Le dva metra pod površjem lahko geotermalna toplotna črpalka deluje kot ponor/vir toplote, saj so tla bolj odporna na sezonska nihanja toplote kot zrak.
6. Zanesljiv
Ker ne niha toliko kot energija iz drugih virov, kot sta sonce in veter, je enostavno izračunati količino energije, ki jo proizvede ta vir.
To pomeni, da lahko naredimo zelo natančne napovedi o izhodni moči geotermalne elektrarne.
7. Gorivo ni potrebno
Ni potrebe po gorivu, ker je geotermalna energija naravni vir, za razliko od fosilnih goriv, ki so omejeni viri, ki jih je treba izkopati ali kako drugače pridobiti iz zemlje.
8. Hitra revolucija
Geotermalna energija je trenutno predmet obsežnih raziskav, kar pomeni, da se razvijajo nove tehnologije za izboljšanje energetskega procesa.
Za napredek in širitev tega sektorja gospodarstva se izvajajo številne pobude.
Številne obstoječe pomanjkljivosti geotermalne energije bodo s tem hitrim razvojem omilili.
9. Poceni vzdrževanje
Ali lahko ocenite, koliko bo stala izgradnja klasične elektrarne?
No, izgradnja tradicionalne elektrarne stane veliko denarja. Vendar je manj denarja potrebno za geotermalno namestitev in vzdrževanje.
10. Vrhunska učinkovitost
Sistemi geotermalne toplotne črpalke porabijo med 25 % in 30 % manj električne energije za ogrevanje in hlajenje kot običajni sistemi ogrevanja in hlajenja.
Poleg tega je mogoče te enote geotermalne toplotne črpalke izdelati tako, da so kompaktne oblike in zavzamejo manj prostora.
11. Na voljo je več delovnih mest
Zavedamo se, koliko delovnih mest se v digitalni dobi izgublja.
Vendar pa geotermalna energija ustvarja veliko število delovnih mest po vsem svetu.
12. Zmanjšanje onesnaženosti s hrupom
Pri uporabi geotermalne energije za proizvodnjo električne energije nastane manj hrupa.
Hrup in vidno onesnaženje, ki je posledica namestitve dušilnih materialov v hišah generatorjev, se je zmanjšalo.
13. Neobnovljivi viri fosilnih goriv so shranjeni
Geotermalna energija zmanjšuje našo odvisnost od fosilnih goriv za proizvodnjo energije.
Poleg tega povečuje energetsko varnost. Če ima država dostop do dovolj geotermalne energije, morda ne bo treba uvažati električne energije.
To so torej glavne prednosti geotermalne energije.
Poglejmo zdaj njene negativne strani oziroma naslednje slabosti geotermalne energije:
Slabosti geotermalne energije
Slabosti geotermalne energije so naslednje
- Omejitev lokacije
- Negativni vplivi na okolje
- Potresi
- Visoki stroški
- Trajnostni razvoj
- Zahteva po zemljišču je velika
1. Omejitev lokacije
Dejstvo, da je geotermalna energija lokacijsko specifična, je njena največja pomanjkljivost.
Ker morajo biti geotermalne elektrarne zgrajene tam, kjer je energija na voljo, nekatere regije tega vira ne morejo izkoristiti.
Seveda to ni problem, če prebivate nekje, kot je Islandija, kjer je geotermalna energija zlahka dostopna.
2. Negativni vplivi na okolje
Čeprav geotermalna energija običajno ne oddaja toplogrednih plinov, jih je veliko shranjenih pod površjem Zemlje in se med vrtanjem sprostijo v ozračje.
Čeprav se ti plini tudi naravno izpuščajo v okolje, stopnja narašča v bližini geotermalnih objektov.
Vendar so te emisije plinov še vedno veliko manjše od tistih, ki jih povzročajo fosilna goriva.
3. Potresi
Poleg tega obstaja možnost, da bo geotermalna energija povzročila potrese.
To je zato, ker je kopanje spremenilo strukturo Zemlje.
Ta težava je vse pogostejša pri izboljšanih geotermalnih elektrarnah, ki vbrizgavajo vodo v zemeljsko skorjo, da razširijo razpoke in omogočijo večje črpanje virov.
Učinki teh potresov pa so na splošno omejeni, ker je večina geotermalnih enot daleč od naseljenih območij.
4. Visoki stroški
Geotermalna energija je drag vir za uporabo; stroški elektrarne z zmogljivostjo 1 megavata se gibljejo od 2 do 7 milijonov dolarjev.
Če pa je začetna naložba znatna, se lahko čez čas povrne z drugimi naložbami.
5. Trajnost
Za ohranitev trajnostne geotermalne energije je treba tekočino vbrizgati nazaj v podzemne rezervoarje hitreje, kot se porabi.
To pomeni, da je geotermalno energijo treba učinkovito nadzorovati, če želimo zagotoviti njeno trajnost.
Da bi upoštevali prednosti in hkrati zmanjšali morebitne pomanjkljivosti, mora industrija pretehtati prednosti in slabosti geotermalne energije.
6. Zahteva po zemljišču je velika
Da bi bila proizvodnja geotermalne energije donosna, je potrebna velika površina.
Postavitev geotermalne elektrarne na mestno lokacijo z bistveno manjšo površino ni prav nič koristna.
zaključek
Vsak vir energije ima prednosti in slabosti; nekateri so učinkoviti v nekaterih državah, v drugih pa ne.
Namesto da površno ocenjujemo učinkovitost različnih obnovljivih virov energije, jih primerjajmo glede na relativne prednosti posameznega kraja.
Pričakuje se, da bo globalna geotermalna energija leta 800 lahko zagotavljala približno 1300–2050 TWh na leto, kar bo prispevalo 2–3 % k svetovni proizvodnji električne energije, glede na to, da uporaba geotermalne energije vztrajno narašča s stopnjo rasti 2 % na leto, medtem ko se stroški poslovanja znižujejo.
Čeprav ima geotermalna energija tako prednosti kot slabosti, bo še vedno pomembna sestavina prehoda na obnovljive vire energije.
Prednosti in slabosti geotermalne energije – pogosta vprašanja
[sc_fs_multi_faq headline-0=”h3″ question-0=”Kakšne so prednosti geotermalne energije?” answer-0=”Kot je pojasnjeno zgoraj, so prednosti geotermalne energije naslednje
- V primerjavi s konvencionalnimi gorivi, kot so premog in druga fosilna goriva, je geotermalna energija okolju prijaznejša.
- Geotermalna energija je obnovljiv vir, ki bo na voljo, ker se Zemljine ogrevane rezerve naravno polnijo, zato je obnovljiva in trajnostna.
- Geotermalne elektrarne naj bi lahko proizvedle znatno količino energije med 0.0035 in 2 teravati energije.
- V primerjavi z drugimi obnovljivimi viri energije, kot sta vetrna in sončna energija, geotermalna energija ponuja dosleden tok energije.
- Ni potrebe po gorivu, ker je geotermalna energija naravni vir, za razliko od fosilnih goriv, ki so omejeni viri, ki jih je treba izkopati ali kako drugače pridobiti iz zemlje.
- Geotermalna energija je trenutno predmet obsežnih raziskav, kar pomeni, da se razvijajo nove tehnologije za izboljšanje energetskega procesa.
- Izgradnja tradicionalne elektrarne stane veliko denarja. Vendar je manj denarja potrebno za geotermalno namestitev in vzdrževanje.
- Sistemi geotermalne toplotne črpalke porabijo med 25 % in 30 % manj električne energije za ogrevanje in hlajenje kot običajni sistemi ogrevanja in hlajenja.
- Geotermalna energija ustvarja veliko število delovnih mest po vsem svetu.
- Pri uporabi geotermalne energije za proizvodnjo električne energije nastane manj hrupa.
- Geotermalna energija zmanjšuje našo odvisnost od fosilnih goriv za proizvodnjo energije.
Poleg tega povečuje energetsko varnost. Če ima država dostop do dovolj geotermalne energije, morda ne bo treba uvažati električne energije.« image-0=”” headline-1=”h3″ question-1=”Ali je geotermalna energija draga?” answer-1=”Da, geotermalna energija je draga. Na primer, v Združenih državah Amerike so začetni stroški polja in elektrarne približno 2500 $ na nameščen kW ali morda od 3000 do 5000 $/kWe za majhno elektrarno (1 MWe). Stroški delovanja in vzdrževanja se gibljejo od 0.01 do 0.03 $ na kWh.« image-1=”” count=”2″ html=”true” css_class=””]