Geoterminė energija yra labai svarbi žmogaus pažangai ir gerina mūsų gyvenimo kokybę.
Žodis „geoterminis“ kilęs iš graikų kalbos, kur „geo“ reiškia „Žemė“, o „terminė“ – „šiluma“.
Dėl to dabar geoterminę energiją galite apibrėžti kaip šiluminę energiją, kilusią 1,800 mylių žemiau Žemės paviršiaus.
Tai skystis, užpildantis žemės plutoje esančius plyšius ir įtrūkimus, ir uolienoje nusėdusi šiluma.
Vanduo arba garai naudojami geoterminei energijai transportuoti į Žemės paviršių.
Beveik bet kurioje žemės vietoje galima gauti geoterminę energiją.
Tačiau dėl mineralų ir medžių irimo reikia, kad Žemė kelerius metus generuotų šią energiją.
Prieš pažvelgdami į geoterminės energijos privalumus ir trūkumus, gerai, kad pažiūrėtume, kaip gaminama geoterminė energija.
Žemės temperatūra pakyla nuo paviršiaus iki šerdies.
Geoterminis gradientas, kuris yra maždaug 25 ° C 1 kilometro gylyje didžiojoje planetos dalyje, apibūdina šį lėtą temperatūros pokytį.
Didžioji dalis šilumos, esančios po Žemės šerdimi, gaunama iš radioaktyvių izotopų, kurie nuolat irsta.
Šį energijos šaltinį padeda sukurti tai, kad temperatūra šiame Žemės paviršiaus regione pakyla virš 5,000 °C.
Vandenį, uolienas, dujas ir kitus geologinius komponentus šildo šiluma, kuri nuolat skleidžiama lauke.
Magma gali atsirasti, kai uolienų dariniai Žemės mantijoje ir žemutinėje plutoje pasiekia maždaug 700–1,300 °C temperatūrą.
Tai išsilydžiusi uoliena, kuri retkarčiais išsiveržia kaip lava ant Žemės paviršiaus ir yra perverta dujų bei dujų burbuliukų.
Ši lava ištirpdo gretimas uolas ir požeminius vandeninguosius sluoksnius, išskirdama įvairiomis formomis geoterminę energiją ant Žemės paviršiaus visame pasaulyje.
Geoterminę energiją generuoja lava, geizeriai, garų angos arba sausa šiluma.
Nors geoterminės energijos garas naudojamas elektrai gaminti, šilumą galima surinkti ir tiesiogiai panaudoti šildymui.
Geoterminės energijos pavyzdžiai
Toliau pateikiami geoterminės energijos pavyzdžiai, pasak „Studiousguy“ ,
- Geoterminiu būdu šildomi namai
- Geoterminės elektrinės
- Hot Springs
- Geoterminiai geizeriai
- Fumarolė
- SPA
1. Geoterminiu būdu šildomi namai
Pagrindinis geoterminės energijos panaudojimas yra namų šildymui.
Didžiulis gyvatukų tinklas, kuris surenka šilumą iš žemės, yra prijungtas prie tobulo geoterminio šilumos siurblio.
Tada, naudojant įprastus ortakius, ši šiluma paskirstoma visame name.
Ši sistema sukurta taip, kad veikimą būtų galima reguliuoti keičiantis metų laikams.
Ši masyvi gyvatukų sistema vasarą pripildoma vandens ir antifrizo tirpalų.
Namo atmosfera atšąla dėl šilumos perdavimo iš namo į žemę.
2. Geoterminės elektrinės
Elektra gali būti gaminama iš šiluminės energijos, esančios žemiau žemės paviršiaus.
Žemės garus naudoja geoterminės energijos sistemos elektrai gaminti.
Su šiuo garu pasiekiamas didelis turbinos sukimasis.
Kai šios turbinos išvysto mechaninę energiją arba paleidžiamos, mechaninė energija tiekiama į elektros energijos gamybos sistemą.
Pagrindinis elektros energijos gamybos sistemos komponentas yra generatorius, kuris naudoja elektromagnetinę indukciją mechaninei energijai paversti elektros energija.
Kadangi į atmosferą neišmeta jokių kenksmingų ar anglies turinčių teršalų, ši technika yra neįtikėtinai patikima ir naudinga aplinkai.
Jis taip pat nepalieka jokių likučių.
Dėl to nėra žemės užteršimo, o tai taip pat reiškia, kad atliekų tvarkyti nereikia.
Geoterminė energija turi pranašumų, nes ji pasižymi patikimumu, pastovumu ir atsinaujinimu.
3. Karštosios versmės
Žemėje yra įvairių natūralių karštųjų versmių.
Kai požeminis vanduo sąveikauja su įkaitusia uoliena, susidaro karštosios versmės.
Vandeniui šylant išsiskiria geologinė šiluma. Turistai mano, kad šie šaltiniai yra labai įdomūs.
Todėl geoterminė energija gali būti naudojama siekiant sukurti ekonominę naudą ir kurti darbo vietas jauniems žmonėms.
Vienas iš dažniausiai naudojamų geoterminės energijos panaudojimo būdų yra karštosios versmės.
Maudynės karštose versmėse yra populiari pramoginė veikla.
Vienintelis trūkumas yra stiprus sieros kvapas, kurį galima rasti atviroje karštojoje versmėje arba šalia jos.
4. Geoterminiai geizeriai
Geoterminiai geizeriai ir geoterminės karštosios versmės yra gana panašios.
Vienintelis skirtumas yra tas, kad geoterminiame geizeryje vanduo teka vertikalia daugelio pėdų aukščio kolona.
JAV Jeloustouno nacionaliniame parke esantis geoterminis geizeris Old Faithful yra labiausiai žinomas.
Kas 60–90 minučių Old Faithful geizeris pučia savo viršūnę.
Vandens tiekimas po žemės paviršiumi, ventiliacijos anga žemės paviršiuje ir karštos požeminės uolienos yra būtinos sąlygos geoterminiams geizeriams vystytis.
5. Fumarolė
Vanduo, kuris jau yra po žeme, įkaista, kai liečiasi su karštomis uolienomis ar magma ir išbėga per ventiliacijos angą.
Fumarolė yra šios angos pavadinimas. Kai žemės paviršiuje yra įtrūkimas ar kita anga, gali išsivystyti fumaroliai.
Fumarolė iš esmės yra anga, esanti netoli ugnikalnio ar karštosios versmės.
Kadangi fumarolių susidarymui reikalinga šiluma arba šiluminė energija surenkama tik iš žemės paviršiaus, tai dar viena geoterminės energijos iliustracija.
Tačiau, kadangi šilumos energijos išgavimas vyksta pagal natūralų genezės procesą, siurblio šiuo atveju nereikia.
Todėl jį galima lengvai pasiekti ir tereikia šiek tiek pakoreguoti.
Nors retkarčiais fumarolės paslaptingai dingsta.
Tačiau, remiantis vidiniu žemės laikrodžiu, jie gali vėl atsirasti. Dėl to sunku efektyviai panaudoti energiją.
6. SPA
Geoterminė energija naudojama su sveikata ir sveikata susijusioje veikloje.
Karštos versmės ir fumaroliai naudojami SPA ir kitose susijusiose pramonės šakose šilumai ir garui gaminti.
Šis geoterminės energijos panaudojimo būdas egzistuoja labai seniai.
Šis požiūris suteikia asmeninės priežiūros pranašumų, kurie yra prieinami, natūralūs ir veiksmingi.
Geriausias turtas yra geoterminė anga, esanti netoli SPA, nes tai be galo prieinamas ir patogus elektros energijos šaltinis.
Geoterminės energijos panaudojimas
Kai kurie geoterminės energijos naudojimo būdai apima kilometrų gręžimą į žemę, kiti naudoja arti paviršiaus temperatūrą.
Geoterminės energijos sistemas galima suskirstyti į tris pagrindines kategorijas:
- Tiek tiesioginio vartojimo, tiek centralizuoto šildymo sistemos
- Geoterminės elektrinės
- Geoterminiai šilumos siurbliai
1. Tiesioginio vartojimo ir centralizuoto šildymo sistemos
Tiesioginio naudojimo ir centralizuoto šildymo sistemos karštą vandenį gauna iš šaltinių ar rezervuarų, esančių arti žemės paviršiaus.
Karštos mineralinės versmės buvo naudojamos maudytis, šildyti ir gaminti maistą senovės kinų, romėnų ir indėnų kultūrose.
Daugelis karštųjų versmių vis dar naudojami maudynėms, ir daugelis žmonių mano, kad mineralų turtingas karštas vanduo yra naudingas jų sveikatai.
Be to, centralizuotos šildymo sistemos ir tiesioginis atskirų pastatų šildymas naudoja geoterminę energiją.
Pastatai šildomi vamzdžiais, kuriais karštas vanduo tiekiamas nuo žemės paviršiaus.
Reikjavike, Islandijoje, dauguma pastatų šildomi centralizuoto šildymo sistema.
Aukso gavyba, pieno pasterizavimas ir maisto dehidratacija (džiovinimas) yra keletas pramoninių geoterminės energijos panaudojimo būdų.
2. Geoterminės elektrinės
Geoterminei elektrai gaminti reikia garų arba aukštos temperatūros vandens (300–700 °F).
Per mylią ar dvi nuo žemės paviršiaus geoterminiai rezervuarai dažnai yra ten, kur statomos geoterminės elektrinės.
Jungtinės Valstijos buvo viena iš 27 valstybių, kurios 88 metais iš viso pagamino 2019 milijardus kWh energijos naudodamos geoterminę energiją.
Pagaminta beveik 14 milijardų kWh energijos, Indonezija buvo antra pagal dydį geoterminės elektros gamintoja pasaulyje po JAV.
Tai sudaro maždaug 5% visos Indonezijos elektros energijos.
Kenija pagamino aštuntą pagal dydį geoterminės elektros energijos kiekį – maždaug 5 milijardus kWh, tačiau ji sudarė didžiausią visos metinės elektros energijos dalį – maždaug 46%.
3. Geoterminiai šilumos siurbliai
Pastatai gali būti šildomi ir vėsinami naudojant geoterminius šilumos siurblius, kurie išnaudoja stabilią grunto paviršiaus temperatūrą.
Žiemą geoterminiai šilumos siurbliai perkelia šilumą iš žemės (arba vandens) į pastatus, o vasarą – atvirkščiai.
Geoterminės energijos privalumai ir trūkumai
Geoterminė energija, nors ir gera alternatyva tradicinei iškastinio kuro gamybai, turi savo privalumų ir trūkumų
Geoterminės energijos pranašumai
Žemiau pateikiami geoterminės energijos pranašumai
- Ekologiškas
- Tvari
- Reikšmingas potencialas
- Stabilus ir patvarus
- Šildymas ir aušinimas
- Patikimas
- Kuro nereikia
- Greitoji revoliucija
- Nebrangi priežiūra:
- Puikus Efektyvumas
- Daugiau darbo vietų
- Triukšmo taršos mažinimas
- Išsaugomi neatsinaujinantys iškastinio kuro šaltiniai
1. Ekologiškas
Palyginti su įprastiniais degalais, tokiais kaip anglis ir kitas iškastinis kuras, geoterminė energija yra ekologiškesnė.
Be to, geoterminė elektrinė turi nedidelį anglies pėdsaką.
Nors geoterminė energija sukelia tam tikrą taršą, ji yra daug mažesnė nei ta, kurią gamina iškastinis kuras.
2. Tvarus
Geoterminė energija yra atsinaujinantis išteklius, kuris bus prieinamas tol, kol saulė sunaikins Žemę maždaug po 5 milijardų metų.
Kadangi šildomos Žemės atsargos pasipildo natūraliai, tai yra ir atsinaujinanti, ir tvari.
3. Reikšmingas potencialas
Šiuo metu visame pasaulyje sunaudojama apie 15 teravatų energijos, tai nedidelė dalis visos energijos, kurią galima gauti iš geoterminių šaltinių.
Nors dauguma rezervuarų dabar negali būti naudojami, yra vilties, kad tęsiant pramoninius tyrimus ir plėtrą, geoterminių išteklių, kuriuos galima panaudoti, skaičius augs.
Manoma, kad geoterminės energijos įrenginiai gali pagaminti nuo 0.0035 iki 2 teravatų energijos.
4. Stabilus ir patvarus
Palyginti su kitais atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip vėjo ir saulės energija, geoterminė energija suteikia pastovų energijos srautą.
Taip yra todėl, kad, skirtingai nei vėjo ar saulės energijos atveju , išteklius visada būtų galima naudoti.
5. Šildymas ir vėsinimas
Kad turbinos būtų efektyviai varomos geotermine energija, vandens temperatūra turi būti aukštesnė nei 150°C.
Kaip alternatyva, gali būti naudojamas temperatūros skirtumas tarp žemės šaltinio ir paviršiaus.
Vos du metrai žemiau paviršiaus geoterminis šilumos siurblys gali veikti kaip šilumos kriauklė / šaltinis, nes žemė yra atsparesnė sezoniniams šilumos pokyčiams nei oras.
6. Patikimas
Kadangi jis svyruoja ne taip stipriai, kaip energija iš kitų šaltinių, pavyzdžiui, saulės ir vėjo, yra paprasta apskaičiuoti šio ištekliaus pagaminamos energijos kiekį.
Tai reiškia, kad galime labai tiksliai prognozuoti geoterminės elektrinės galią.
7. Degalų nereikia
Nereikalaujama kuro, nes geoterminė energija yra natūraliai atsirandantis išteklius, skirtingai nei iškastinis kuras, kuris yra riboti ištekliai, kuriuos reikia išgauti ar kitaip išgauti iš žemės.
8. Greita revoliucija
Geoterminė energija šiuo metu yra plačiai tyrinėjama, o tai reiškia, kad kuriamos naujos technologijos energijos procesui sustiprinti.
Vykdoma daugybė iniciatyvų siekiant pažangos ir plėsti šį ekonomikos sektorių.
Ši sparti raida sumažins daugelį esamų geoterminės energijos trūkumų.
9. Nebrangi priežiūra
Ar galite įvertinti, kiek kainuos tradicinės elektrinės statyba?
Na, o pastatyti tradicinę elektrinę kainuoja daug pinigų. Tačiau mažiau lėšų reikia geoterminiam įrengimui ir priežiūrai.
10. Puikus efektyvumas
Geoterminių šilumos siurblių sistemos šildymui ir vėsinimui sunaudoja 25–30 % mažiau elektros nei įprastos šildymo ir vėsinimo sistemos.
Be to, šie geoterminiai šilumos siurbliai gali būti sukonstruoti taip, kad būtų kompaktiškos formos ir užimtų mažiau vietos.
11. Daugiau laisvų darbų
Mes žinome, kiek daug darbo vietų prarandama skaitmeniniame amžiuje.
Tačiau geoterminė energija sukuria daugybę darbo vietų visame pasaulyje.
12. Triukšmo taršos mažinimas
Mažiau triukšmo sukuriama, kai elektros energijai gaminti naudojama geoterminė energija.
Sumažėjo triukšmo ir vizualinė tarša, kurią sukėlė generatorių namuose sumontuotos slopinimo medžiagos.
13. Išsaugomi neatsinaujinantys iškastinio kuro šaltiniai
Geoterminė energija mažina mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro energijos gamybai.
Be to, tai padidina energetinį saugumą. Jei tauta turi pakankamai geoterminės energijos, gali nebūtina importuoti elektros.
Todėl tai yra pagrindiniai geoterminės energijos privalumai.
Dabar panagrinėkime jos neigiamą pusę arba šiuos neigiamus geoterminės energijos aspektus:
Geoterminės energijos trūkumai
Žemiau pateikiami geoterminės energijos trūkumai
- Vietos apribojimas
- Neigiamas poveikis aplinkai
- Žemės drebėjimai
- Didelės sąnaudos
- Tvarumas
- Žemės sklypo poreikis didelis
1. Vietos apribojimas
Tai, kad geoterminė energija priklauso nuo vietos, yra didžiausias jos trūkumas.
Kadangi geoterminės elektrinės turi būti statomos ten, kur yra energijos, kai kurie regionai negali panaudoti šių išteklių.
Žinoma, tai nėra problema, jei gyvenate kur nors, pavyzdžiui, Islandijoje, kur geoterminė energija yra lengvai prieinama.
2. Neigiamas poveikis aplinkai
Nors šiltnamio efektą sukeliančių dujų paprastai neišskiria geoterminė energija, daugelis jų kaupiasi po Žemės paviršiumi ir gręžimo metu patenka į atmosferą.
Nors šios dujos taip pat natūraliai išskiriamos į aplinką, jos greitis didėja šalia geoterminių įrenginių.
Tačiau šių dujų išmetimas vis dar yra daug mažesnis nei išmetamas naudojant iškastinį kurą.
3. Žemės drebėjimai
Be to, yra tikimybė, kad geoterminė energija sukels žemės drebėjimus.
Taip yra todėl, kad kasimas pakeitė Žemės struktūrą.
Ši problema vis dažniau kyla dėl patobulintų geoterminės energijos įrenginių, kurie įleidžia vandenį į Žemės plutą, kad išplėstų įtrūkimus ir būtų galima geriau išgauti išteklius.
Tačiau šių žemės drebėjimų poveikis paprastai yra ribotas, nes dauguma geoterminių įrenginių yra toli nuo apgyvendintų vietovių.
4. Didelės išlaidos
Geoterminės energijos naudojimas yra brangus išteklius; 1 megavato galios gamyklos kaina svyruoja nuo 2 iki 7 mln.
Tačiau jei pradinė investicija yra didelė, laikui bėgant jas galima susigrąžinti kitomis investicijomis.
5. Tvarumas
Skystis turi būti įpurškiamas atgal į požeminius rezervuarus greičiau, nei jis sunaudojamas, kad geoterminė energija būtų tvari.
Tai reiškia, kad norint užtikrinti jos tvarumą, geoterminę energiją reikia efektyviai kontroliuoti.
Siekdama atsižvelgti į naudą ir sumažinti galimus trūkumus, pramonė turi pasverti geoterminės energijos privalumus ir trūkumus.
6. Žemės sklypo poreikis didelis
Kad geoterminės energijos gamyba būtų pelninga, reikalingas didelis žemės plotas.
Geoterminės elektrinės įrengimas mieste, kur plotas yra žymiai mažesnis, nėra visiškai naudinga.
Išvada
Kiekvienas energijos šaltinis turi privalumų ir trūkumų; kai kurios yra veiksmingos kai kuriose šalyse, bet ne kitose.
Užuot paviršutiniškai vertinę įvairių atsinaujinančių energijos šaltinių efektyvumą, turėtume juos lyginti pagal santykinę kiekvienos unikalios vietos naudą.
Numatoma, kad 800 m. pasaulinė geoterminė energija galės tiekti maždaug 1300–2050 TWh per metus, o tai sudarys 2–3% pasaulio elektros energijos gamybos, atsižvelgiant į tai, kad geoterminės energijos naudojimas nuolat auga ir auga 2 kartus. % per metus, o veiklos sąnaudos mažėjo.
Nors geoterminė energija turi ir privalumų, ir trūkumų, ji vis tiek bus gyvybiškai svarbi perėjimo prie atsinaujinančių energijos šaltinių dalis.
Geoterminės energijos privalumai ir trūkumai – DUK
[sc_fs_multi_faq headline-0=”h3″ question-0=”Kokie yra geoterminės energijos privalumai?” answer-0=”Kaip paaiškinta aukščiau, geoterminės energijos privalumai yra šie”
- Palyginti su įprastu kuru, pavyzdžiui, anglimi ir kitu iškastiniu kuru, geoterminė energija yra ekologiškesnė.
- Geoterminė energija yra atsinaujinantis išteklius, kuris bus prieinamas, nes Žemės šildomos atsargos natūraliai pasipildo, ji yra ir atsinaujinanti, ir tvari.
- Manoma, kad geoterminės energijos įrenginiai gali pagaminti didelį kiekį nuo 0.0035 iki 2 teravatų energijos.
- Palyginti su kitais atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip vėjo ir saulės energija, geoterminė energija suteikia pastovų energijos srautą.
- Nereikalaujama kuro, nes geoterminė energija yra natūraliai atsirandantis išteklius, skirtingai nei iškastinis kuras, kuris yra riboti ištekliai, kuriuos reikia išgauti ar kitaip išgauti iš žemės.
- Geoterminė energija šiuo metu yra plačiai tyrinėjama, o tai reiškia, kad kuriamos naujos technologijos energijos procesui sustiprinti.
- Tradicinės elektrinės statyba kainuoja daug pinigų. Tačiau mažiau lėšų reikia geoterminiam įrengimui ir priežiūrai.
- Geoterminių šilumos siurblių sistemos šildymui ir vėsinimui sunaudoja 25–30 % mažiau elektros nei įprastos šildymo ir vėsinimo sistemos.
- Geoterminė energija sukuria daugybę darbo vietų visame pasaulyje.
- Mažiau triukšmo sukuriama, kai elektros energijai gaminti naudojama geoterminė energija.
- Geoterminė energija mažina mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro energijos gamybai.
Be to, tai padidina energetinį saugumą. Jei šalis turi pakankamai geoterminės energijos, gali nereikėti importuoti elektros energijos.“ image-0=”” headline-1=”h3″ question-1=”Ar geoterminė energija brangi?” answer-1=”Taip, geoterminė energija yra brangi. Pavyzdžiui, Jungtinėse Valstijose pradinė lauko ir elektrinės kaina yra maždaug 2500 USD už įrengtą kW arba galbūt 3000–5000 USD/kWe už nedidelę elektrinę (1 MWe). Eksploatavimo ir priežiūros kaina svyruoja nuo 0.01 iki 0.03 USD už kWh.“ image-1=”” count=”2″ html=”true” css_class=””]