Výhody a nevýhody geotermálnej energie

Geotermálna energia je kľúčová pre ľudský pokrok a zlepšuje kvalitu nášho života.

Slovo „geotermálny“ pochádza z gréčtiny, kde „geo“ znamená „Zem“ a „termálny“ znamená „teplo“.

Výsledkom je, že teraz môžete definovať geotermálnu energiu ako tepelnú energiu, ktorá pochádza 1,800 míľ pod povrchom Zeme.

Je to tekutina vypĺňajúca trhliny a zlomy v zemskej kôre a teplo uložené v hornine.

Voda alebo para sa využíva na transport geotermálnej energie na zemský povrch.

Takmer kdekoľvek na Zemi má prístup ku geotermálnej energii.

Avšak rozklad minerálov a stromov vyžaduje, aby Zem vyrábala túto energiu niekoľko rokov.

Predtým, ako sa pozrieme na výhody a nevýhody geotermálnej energie, je dobré, že sa pozrieme na to, ako sa geotermálna energia vyrába.

Teplota Zeme stúpa od povrchu k jadru.

Geotermálny gradient, ktorý je na väčšine planéty približne 25 °C na 1 kilometer hĺbky, popisuje túto pomalú zmenu teploty.

Veľká väčšina tepla pod zemským jadrom pochádza z rádioaktívnych izotopov, ktoré sa neustále rozpadajú.

Tomuto zdroju energie napomáha fakt, že teploty v tejto oblasti zemského povrchu sa šplhajú nad 5,000 °C.

Voda, horniny, plyn a ďalšie geologické zložky sú ohrievané teplom, ktoré neustále vyžaruje von.

Magma môže vzniknúť, keď skalné útvary v zemskom plášti a spodnej kôre dosiahnu teploty okolo 700 až 1,300 XNUMX °C.

Je to roztavená hornina, ktorá občas vytryskne ako láva na povrch Zeme a je prepichnutá plynom a plynovými bublinami.

Táto láva roztápa priľahlé horniny a podzemné vodonosné vrstvy a uvoľňuje geotermálnu energiu v rôznych formách na zemský povrch po celom svete.

Geotermálnu energiu generuje láva, gejzíry, parné prieduchy alebo suché teplo.

Zatiaľ čo para geotermálnej energie sa využíva na výrobu elektriny, teplo je možné zachytávať a využívať priamo na účely vykurovania.

Príklady geotermálnej energie

Nasledujú príklady geotermálnej energie podľa štúdiouschlap,

• Geotermálne vyhrievané domy
• Geotermálne elektrárne
• Hot Springs
• Geotermálne gejzíry
• Fumarol
• Kúpele

1. Geotermálne vykurované domy

Primárne využitie geotermálnej energie je na vykurovanie domácností.

Obrovská sieť cievok, ktoré získavajú teplo zo zeme, je pripojená k dokonalému geotermálnemu tepelnému čerpadlu.

Potom sa pomocou bežných potrubí toto teplo rozvádza po celom dome.

Tento systém je nastavený tak, aby sa prevádzka dala prispôsobiť striedaniu ročných období.

Tento masívny špirálový systém je v lete naplnený vodou a nemrznúcimi roztokmi.

Atmosféra domu sa ochladzuje v dôsledku prenosu tepla z domu na zem.

2. Geotermálne elektrárne

Elektrina môže byť vyrobená z tepelnej energie, ktorá existuje pod povrchom zeme.

Paru zo zeme využívajú geotermálne energetické systémy na výrobu elektriny.

Touto parou sa dosahuje vysokorýchlostné otáčanie turbíny.

Keď tieto turbíny vyvinú mechanickú energiu alebo po uvedení do pohybu, mechanická energia sa dodáva do systému na výrobu energie.

Základnou súčasťou systému výroby elektriny je generátor, ktorý využíva elektromagnetickú indukciu na premenu mechanickej energie na elektrickú energiu.

Pretože nevypúšťa do atmosféry žiadne škodlivé emisie alebo emisie bohaté na uhlík, je táto technika neuveriteľne spoľahlivá a ekologicky prospešná.

Taktiež nezanecháva žiadne zvyšky.

V dôsledku toho nedochádza k znečisteniu pôdy, čo tiež znamená, že odpadá úprava odpadu.

Geotermálna energia má výhody, pretože ponúka spoľahlivosť, stálosť a obnoviteľnosť.

3. Horúce pramene

Zem je domovom rôznych prírodných horúcich prameňov.

Keď podpovrchová voda interaguje s vyhrievanou horninou, vytvárajú sa horúce pramene.

Počas ohrievania vody sa uvoľňuje geologické teplo. Turisti považujú tieto pramene za veľmi zaujímavé.

Geotermálnu energiu možno preto využiť na vytváranie ekonomických výhod a pracovných miest pre mladých ľudí.

Jednou z najčastejšie používaných aplikácií geotermálnej energie sú horúce pramene.

Kúpanie v horúcich prameňoch je obľúbenou rekreačnou aktivitou.

Jedinou nevýhodou je silný sírový zápach, ktorý možno nájsť v odkrytom horúcom prameni alebo v jeho blízkosti.

4. Geotermálne gejzíry

Geotermálne gejzíry a geotermálne horúce pramene sú si dosť podobné.

Jediný rozdiel je v tom, že voda tečie v geotermálnom gejzíre vo vertikálnom stĺpci vysokom mnoho stôp.

Najznámejší je geotermálny gejzír Old Faithful v Yellowstonskom národnom parku v Spojených štátoch.

Každých 60 až 90 minút vyfúkne svoj vrchol gejzír Old Faithful.

Zásoba vody pod zemským povrchom, prieduch na povrchu zeme a horúce podzemné horniny sú nevyhnutnými podmienkami pre rozvoj geotermálnych gejzírov.

5. Fumarol

Voda, ktorá už existuje v podzemí, sa pri kontakte s horúcou horninou alebo magmou ohrieva a uniká cez prieduch.

Fumarol je názov tohto otvoru. Keď má zemský povrch trhlinu alebo iný otvor, môžu sa vyvinúť fumaroly.

Fumarol je v podstate otvor, ktorý je blízko sopky alebo horúceho prameňa.

Keďže teplo alebo tepelná energia potrebná na vytvorenie fumarolu sa zbiera iba zo zemského povrchu, ide o ďalšiu ilustráciu geotermálnej energie.

Keďže však získavanie tepelnej energie prebieha v procese prirodzenej genézy, nie je v tomto prípade potrebné čerpadlo.

Výsledkom je, že je ľahko dosiahnuteľný a vyžaduje len malú úpravu.

Aj keď občas fumaroly záhadne zmiznú.

Na základe vnútorných hodín Zeme sa však môžu znovu objaviť. V dôsledku toho je ťažké efektívne využívať energiu.

6. Kúpele

Geotermálna energia sa využíva pri aktivitách, ktoré súvisia so zdravím a wellness.

Horúce pramene a fumaroly sa používajú v kúpeľoch a iných súvisiacich odvetviach na výrobu tepla a pary.

Tento spôsob využitia geotermálnej energie existuje už veľmi dlho.

Tento prístup poskytuje výhody osobnej starostlivosti, ktoré sú cenovo dostupné, prirodzené a efektívne.

Najlepšou výhodou je geotermálny otvor, ktorý je blízko kúpeľov, pretože je to nekonečne dostupný a pohodlný zdroj elektriny.

Využitie geotermálnej energie

Zatiaľ čo niektoré využitie geotermálnej energie zahŕňa vŕtanie kilometrov do zeme, iné využívajú teploty blízko povrchu.

Geotermálne energetické systémy možno rozdeliť do troch základných kategórií:

• Systémy pre priamu spotrebu aj diaľkové vykurovanie
• Geotermálne elektrárne
• Geotermálne tepelné čerpadlá

1. Systémy pre priamu spotrebu aj diaľkové vykurovanie

Systémy na priame použitie a diaľkové vykurovanie získavajú teplú vodu z prameňov alebo nádrží, ktoré sú blízko zemského povrchu.

Horúce minerálne pramene boli využívané na kúpanie, kúrenie a varenie v starovekých čínskych, rímskych a indiánskych kultúrach.

Mnohé horúce pramene sa dodnes využívajú na kúpanie a mnohí ľudia si myslia, že horúce vody bohaté na minerály sú dobré pre ich zdravie.

Okrem toho systémy diaľkového vykurovania a priame vykurovanie jednotlivých budov využívajú geotermálnu energiu.

Budovy sú vykurované potrubím, ktoré vedie horúcu vodu zo zemského povrchu.

V Reykjavíku na Islande je väčšina budov vykurovaná systémom diaľkového vykurovania.

Ťažba zlata, pasterizácia mlieka a dehydratácia potravín (sušenie) sú niektoré priemyselné využitie geotermálnej energie.

2. Geotermálne elektrárne

Výroba geotermálnej elektriny vyžaduje paru alebo vodu pri vysokých teplotách (medzi 300 ° a 700 ° F).

V okruhu jednej alebo dvoch míľ od zemského povrchu sú geotermálne nádrže často miestom, kde sa stavajú geotermálne elektrárne.

Spojené štáty americké boli jednou z 27 krajín, ktoré v roku 88 vyrobili celkovo 2019 miliárd kWh energie pomocou geotermálnej energie.

S takmer 14 miliardami kWh vyrobenej energie bola Indonézia druhým najväčším výrobcom geotermálnej elektriny na svete po Spojených štátoch.

To predstavuje približne 5 % celkovej produkcie elektriny v Indonézii.

Keňa vyrobila ôsme najvyššie množstvo geotermálnej elektriny, približne 5 miliárd kWh, no predstavovala najväčší podiel na jej celkovej ročnej výrobe elektriny, približne 46 %.

3. Geotermálne tepelné čerpadlá

Budovy je možné vykurovať a chladiť pomocou geotermálnych tepelných čerpadiel, ktoré využívajú stabilné povrchové teploty pôdy.

V zime geotermálne tepelné čerpadlá presúvajú teplo zo zeme (alebo vody) do budov a v lete to robia naopak.

Výhody a nevýhody geotermálnej energie

Geotermálna energia, hoci je dobrou alternatívou k tradičnej výrobe fosílnych palív, má svoje výhody a nevýhody

Výhody geotermálnej energie

Nasledujú výhody geotermálnej energie

• Priateľský k životnému prostrediu
• udržateľný
• Významný potenciál
• Stabilný a odolný
• Kúrenie a chladenie
• spoľahlivý
• Nie je potrebné žiadne palivo
• Rýchla revolúcia
• Nízkonákladová údržba:
• Vynikajúca účinnosť
• Viac voľných pracovných miest
• Zníženie znečistenia hlukom
• Neobnoviteľné zdroje fosílnych palív sú zachránené

1. Šetrné k životnému prostrediu

V porovnaní s konvenčnými palivami, ako je uhlie a iné fosílne palivá, geotermálna energia je šetrnejšia k životnému prostrediu.

Geotermálna elektráreň má navyše malú uhlíkovú stopu.

Aj keď geotermálna energia vytvára určité znečistenie, je oveľa menšie ako to, ktoré produkujú fosílne palivá.

2. Udržateľný

Geotermálna energia je obnoviteľný zdroj, ktorý bude dostupný, kým slnko nezničí Zem za približne 5 miliárd rokov.

Pretože vyhrievané zásoby Zeme sa dopĺňajú prirodzene, je obnoviteľná a udržateľná.

3. Významný potenciál

V súčasnosti sa celosvetovo spotrebuje približne 15 terawattov energie, čo je malý zlomok celkovej energie, ktorú možno získať z geotermálnych zdrojov.

Hoci väčšina nádrží sa v súčasnosti nedá využiť, existuje nádej, že s pokračovaním priemyselného výskumu a vývoja počet geotermálnych zdrojov, ktoré možno využiť, porastie.

Predpokladá sa, že geotermálne energetické zariadenia sú schopné produkovať 0.0035 až 2 terawatty energie.

4. Stabilný a odolný

V porovnaní s inými obnoviteľnými zdrojmi energie, ako je veterná a solárna energia, geotermálna energia ponúka konzistentný tok energie.

Je to tak, že na rozdiel od vetra resp solárnej energie, zdroj je vždy k dispozícii na použitie.

5. Vykurovanie a chladenie

Voda musí mať viac ako 150 °C, aby turbíny boli efektívne poháňané geotermálnou energiou.

Alternatívne je možné využiť teplotný rozdiel medzi zemným zdrojom a povrchom.

Len dva metre pod povrchom môže geotermálne tepelné čerpadlo fungovať ako chladič/zdroj, pretože zem je odolnejšia voči sezónnym výkyvom tepla ako vzduch.

6. Spoľahlivý

Keďže nekolíše toľko ako energia z iných zdrojov, ako je slnečná a veterná, je jednoduché vypočítať množstvo energie vyrobenej týmto zdrojom.

To znamená, že môžeme robiť veľmi presné predpovede o výkone geotermálnej elektrárne.

7. Nie je potrebné žiadne palivo

Neexistuje žiadna požiadavka na palivo, pretože geotermálna energia je prirodzene sa vyskytujúci zdroj, na rozdiel od fosílnych palív, čo sú obmedzené zdroje, ktoré sa musia ťažiť alebo inak získavať zo zeme.

8. Rýchla revolúcia

Geotermálna energia je v súčasnosti predmetom rozsiahleho výskumu, čo znamená, že sa vyvíjajú nové technológie na zlepšenie energetického procesu.

Na podporu a rozšírenie tohto odvetvia hospodárstva sa podnikajú mnohé iniciatívy.

Mnohé z existujúcich nedostatkov geotermálnej energie sa týmto rýchlym vývojom zmiernia.

9. Nízkonákladová údržba

Viete odhadnúť, koľko bude stáť vybudovanie tradičnej elektrárne?

Vybudovanie tradičnej elektrárne stojí veľa peňazí. Na geotermálnu inštaláciu a údržbu je však potrebných menej peňazí.

10. Vynikajúca účinnosť

Systémy geotermálnych tepelných čerpadiel spotrebujú o 25 % až 30 % menej elektriny na vykurovanie a chladenie ako konvenčné systémy vykurovania a chladenia.

Okrem toho môžu byť tieto jednotky geotermálnych tepelných čerpadiel skonštruované tak, aby boli kompaktného tvaru a zaberali menej miesta.

11. Viac voľných pracovných miest

Sme si vedomí toho, koľko zamestnanosti sa v digitálnom veku stráca.

Geotermálna energia však vytvára veľké množstvo pracovných miest na celom svete.

12. Zníženie znečistenia hlukom

Pri využívaní geotermálnej energie na výrobu elektriny vzniká menej hluku.

Znížil sa hluk a vizuálne znečistenie, ktoré bolo výsledkom inštalácie tlmiacich materiálov v generátorových domoch.

13. Neobnoviteľné zdroje fosílnych palív sú zachránené

Geotermálna energia znižuje našu závislosť od fosílnych palív pri výrobe energie.

Okrem toho zvyšuje energetickú bezpečnosť. Ak má krajina prístup k dostatku geotermálnej energie, nemusí byť potrebné dovážať elektrinu.

Preto sú to hlavné výhody geotermálnej energie.

Pozrime sa teraz na jej negatívnu stránku alebo nasledujúce nevýhody geotermálnej energie:

Nevýhody geotermálnej energie

Nižšie sú uvedené nevýhody geotermálnej energie

• Obmedzenie polohy
• Negatívne vplyvy na životné prostredie
• zemetrasenie
• Vysoké náklady
• Udržateľnosť
• Požiadavka na pôdu je veľká

1. Obmedzenie umiestnenia

Skutočnosť, že geotermálna energia je špecifická pre danú lokalitu, je jej najväčšou nevýhodou.

Pretože geotermálne elektrárne sa musia stavať tam, kde je k dispozícii energia, niektoré regióny nemôžu využívať tento zdroj.

Samozrejme, toto nie je problém, ak bývate niekde ako Island, kde je geotermálna energia ľahko dostupná.

2. Negatívne vplyvy na životné prostredie

Hoci skleníkové plyny bežne nevypúšťa geotermálna energia, mnohé z nich sú uložené pod zemským povrchom a pri vŕtaní sa uvoľňujú do atmosféry.

Aj keď sa tieto plyny prirodzene vypúšťajú aj do životného prostredia, v blízkosti geotermálnych zariadení sa ich množstvo zvyšuje.

Tieto emisie plynov sú však stále oveľa menšie ako emisie spôsobené fosílnymi palivami.

3. Zemetrasenia

Okrem toho existuje šanca, že geotermálna energia spôsobí zemetrasenia.

Je to preto, že kopanie zmenilo štruktúru Zeme.

Tento problém je čoraz bežnejší pri vylepšených geotermálnych energetických zariadeniach, ktoré vstrekujú vodu do zemskej kôry, aby rozšírili trhliny a umožnili väčšiu ťažbu zdrojov.

Účinky týchto zemetrasení sú však vo všeobecnosti obmedzené, pretože väčšina geotermálnych jednotiek sa nachádza ďaleko od obývaných oblastí.

4. Vysoké náklady

Využívanie geotermálnej energie je nákladný zdroj; náklady na elektráreň s kapacitou 1 megawatt sa pohybujú od 2 do 7 miliónov dolárov.

Ak je však počiatočná investícia významná, môže sa časom vrátiť inými investíciami.

5. Udržateľnosť

Kvapalina sa musí vstrekovať späť do podzemných nádrží rýchlejšie, než sa spotrebuje, aby bola geotermálna energia udržateľná.

To znamená, že na zabezpečenie jej udržateľnosti je potrebné efektívne kontrolovať geotermálnu energiu.

Aby sa zohľadnili výhody a zároveň sa minimalizovali akékoľvek potenciálne nevýhody, priemysel musí zvážiť výhody a nevýhody geotermálnej energie.

6. Požiadavka na pôdu je veľká

Na to, aby bola výroba geotermálnej energie zisková, je potrebná veľká plocha pôdy.

Inštalovať geotermálnu elektráreň v lokalite mesta s výrazne menšou výmerou nie je vôbec výhodné.

záver

Každý zdroj energie má výhody a nevýhody; niektoré sú v niektorých krajinách efektívne, ale v iných nie.

Namiesto povrchného hodnotenia účinnosti rôznych obnoviteľných zdrojov energie by sme ich mali porovnávať podľa relatívnych výhod každého jedinečného miesta.

Očakáva sa, že globálna geotermálna energia bude schopná poskytnúť v roku 800 približne 1300 – 2050 2 TWh ročne, čo prispeje 3 – 2 % k svetovej výrobe elektriny, vzhľadom na to, že využívanie geotermálnej energie neustále rastie tempom rastu XNUMX. % ročne, zatiaľ čo prevádzkové náklady klesajú.

Hoci geotermálna energia má výhody aj nevýhody, bude stále dôležitou súčasťou prechodu na obnoviteľné zdroje energie.

Výhody a nevýhody geotermálnej energie – často kladené otázky

Aké sú výhody geotermálnej energie?

Ako je vysvetlené vyššie, výhody geotermálnej energie sú nasledovné

1. V porovnaní s konvenčnými palivami, ako je uhlie a iné fosílne palivá, je geotermálna energia šetrnejšia k životnému prostrediu.
2. Geotermálna energia je obnoviteľný zdroj, ktorý bude dostupný, pretože vyhrievané zásoby Zeme sa prirodzene dopĺňajú, je obnoviteľná aj udržateľná.
3. Predpokladá sa, že geotermálne energetické zariadenia sú schopné produkovať značné množstvo energie medzi 0.0035 a 2 terawattmi energie.
4. V porovnaní s inými obnoviteľnými zdrojmi energie, ako je veterná a solárna energia, geotermálna energia ponúka konzistentný tok energie.
5. Neexistuje žiadna požiadavka na palivo, pretože geotermálna energia je prirodzene sa vyskytujúci zdroj, na rozdiel od fosílnych palív, čo sú obmedzené zdroje, ktoré sa musia ťažiť alebo inak získavať zo zeme.
6. Geotermálna energia je v súčasnosti predmetom rozsiahleho výskumu, čo znamená, že sa vyvíjajú nové technológie na zlepšenie energetického procesu.
7. Vybudovanie tradičnej elektrárne stojí veľa peňazí. Na geotermálnu inštaláciu a údržbu je však potrebných menej peňazí.
8. Systémy geotermálnych tepelných čerpadiel spotrebujú o 25 % až 30 % menej elektriny na vykurovanie a chladenie ako konvenčné systémy vykurovania a chladenia.
9. Geotermálna energia vytvára veľké množstvo pracovných miest po celom svete.
10. Pri využívaní geotermálnej energie na výrobu elektriny vzniká menej hluku.
11. Geotermálna energia znižuje našu závislosť od fosílnych palív pri výrobe energie.

Okrem toho zvyšuje energetickú bezpečnosť. Ak má krajina prístup k dostatku geotermálnej energie, nemusí byť potrebné dovážať elektrinu.

Je geotermálna energia drahá?

Áno, geotermálna energia je drahá. Napríklad v Spojených štátoch sú počiatočné náklady na pole a elektráreň približne 2500 3000 USD na inštalovaný kW alebo možno 5000 1 až 0.01 0.03 USD/kWe pre malú elektráreň (XNUMX Mwe). Náklady na prevádzku a údržbu sa pohybujú od XNUMX do XNUMX USD za kWh.

Odporúčanie

• 12 najlepších pozícií úradníka pre ochranu životného prostredia
  .
• 24 Účinky frakovania na zdravie a životné prostredie
  .
• Kontaminácia podzemných vôd – príčiny, účinky a prevencia
  .
• 11 Príčiny degradácie pôdy
  .
• 7 Účinky znečistenia ovzdušia v interiéri
  .
• Príčiny znečistenia ovzdušia na Filipínach