Energia geotermalna
Energia geotermalna (z greckich korzeni geo, czyli ziemi, oraz z termosu, czyli ciepła) to energia wytwarzana przez ciepło wewnątrz skorupyziemskiej.
Chociaż Słońce ogrzewa powierzchnię Ziemi, ciepło z wnętrza Ziemi nie jest spowodowane przez Słońce. Energia geotermalna skorupy ziemskiej pochodzi w 20% z pierwotnej formacji planety, a w 80% z radioaktywnego rozkładu minerałów. Ziemia jest najcieplejsza w swoim jądrze i od jądra do powierzchni ziemi temperatura stopniowo się schładza.
Zasoby energii geotermalnej sięgają od płytkiego gruntu do gorącej wody i gorącej skały znajdującej się kilka mil lub kilometrów pod powierzchnią ziemi, a w dół jeszcze głębiej do ekstremalnie wysokich temperatur stopionej skały zwanej magmą. Od czasów paleolitu była używana do kąpieli, ale obecnie jest lepiej znana z wytwarzania energii elektrycznej.
Na całym świecie energia geotermalna została wykorzystana do wytworzenia około 10 gigawatów energii elektrycznej w roku 2007, co stanowi około 0,3% energii elektrycznej zużywanej na całym świecie. W przypadku wykorzystania do wytwarzania energii elektrycznej, elektrownie geotermalne oferują zazwyczaj stałą moc.
Energia geotermalna jest również wykorzystywana bezpośrednio w ciepłownictwie komunalnym lub w innych zastosowaniach grzewczych i chłodniczych. Budynki w Islandii są ogrzewane w ten sposób z wielu miejsc geotermalnych w kraju.
Elektrownie i termiczne zastosowania energii geotermalnej są technologiami dojrzałymi, natomiast projekty ulepszonych systemów geotermalnych (EGS) są nowym rodzajem zastosowania.
Prawie wszędzie, ziemia 10 stóp (3 m) pod powierzchnią ziemi utrzymuje prawie stałą temperaturę pomiędzy 50° a 60°F (10° a 16 °C). Geotermiczne pompy ciepła mogą wykorzystać ten zasób do ogrzewania i chłodzenia budynków. System geotermicznej pompy ciepła składa się z pompy ciepła, systemu dostarczania powietrza (kanały) oraz wymiennika ciepła - systemu rur zakopanych w płytkim gruncie w pobliżu budynku. W okresie zimowym pompa ciepła pobiera ciepło z wymiennika ciepła i pompuje je do wewnętrznego systemu dostarczania powietrza. Latem proces ten jest odwrotny, a pompa ciepła ponownie wykorzystuje moc, aby przenieść ciepło z powietrza wewnętrznego do wymiennika ciepła. Ciepło usuwane z powietrza wewnętrznego w okresie letnim może być również wykorzystane do zapewnienia darmowego źródła ciepłej wody. Moc do uruchomienia pompy ciepła pochodzi z innego źródła.
Energia geotermalna uchodzi w wielu gorących źródłach jako gorąca woda lub jako para w gejzerach.
W Stanach Zjednoczonych większość geotermalnych zbiorników gorącej wody znajduje się w zachodnich stanach, na Alasce i Hawajach. Odwierty można wiercić w podziemnych zbiornikach w celu wytworzenia energii elektrycznej. Niektóre elektrownie geotermalne wykorzystują parę wodną ze zbiornika do zasilania turbiny / generatora, podczas gdy inne wykorzystują gorącą wodę do gotowania cieczy roboczej, która paruje, a następnie obraca turbinę. Gorąca woda w pobliżu powierzchni Ziemi może być wykorzystywana bezpośrednio do ogrzewania. Bezpośrednie zastosowania obejmują ogrzewanie budynków, uprawę roślin w szklarniach, suszenie upraw, ogrzewanie wody w gospodarstwach rybnych oraz kilka procesów przemysłowych, takich jak pasteryzacja mleka.
Zasoby gorącej, suchej skały występują na głębokościach od 3 do 5 mil (5-8 km) wszędzie pod powierzchnią ziemi i na mniejszych głębokościach w niektórych miejscach. Dostęp do tych zasobów polega na wtłaczaniu zimnej wody do jednego odwiertu, przepuszczaniu jej przez gorące, szczelinowane skały i pobieraniu podgrzanej wody z innego odwiertu. Obecnie nikt nie stosuje tej metody komercyjnie. Istniejąca technologia nie pozwala jeszcze na odzyskanie ciepła bezpośrednio z magmy, bardzo głębokiego i najpotężniejszego zasobu energii geotermalnej.
Para wodna powstająca z elektrowni geotermalnej Nesjavellir w Islandii
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest energia geotermalna?
O: Energia geotermalna jest energią odnawialną wytwarzaną przez ciepło wewnątrz skorupy ziemskiej. Pochodzi ona z pierwotnego formowania się planety i rozpadu radioaktywnego minerałów i może być wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej, ogrzewania miejskiego lub innych zastosowań w zakresie ogrzewania i chłodzenia.
P: Jaką część światowej energii elektrycznej wytworzyła geotermia w 2007 roku?
O: W 2007 roku około 10 gigawatów energii elektrycznej (lub 0,3%) zostało wytworzone przez geotermię na całym świecie.
P: Jaką temperaturę utrzymuje ziemia na głębokości 10 stóp pod powierzchnią ziemi?
O: Grunt na głębokości 10 stóp pod powierzchnią ziemi utrzymuje zazwyczaj prawie stałą temperaturę pomiędzy 50° a 60°F (10° a 16°C).
P: Jak można wykorzystać geotermalne pompy ciepła do ogrzewania budynków?
O: Geotermalne pompy ciepła mogą wykorzystać ten zasób do ogrzewania budynków, wykorzystując energię elektryczną do usuwania ciepła z systemu rur zakopanych w płytkim gruncie w pobliżu budynku w zimie i odwracając ten proces w lecie. To usunięte ciepło może być również wykorzystane do przygotowania ciepłej wody.
P: Czy projekty rozszerzonych systemów geotermalnych to dojrzałe technologie?
O: Nie, projekty systemów geotermalnych nie są jeszcze dojrzałymi technologiami.
P: Gdzie w USA znajduje się większość zbiorników geotermalnych? O: Większość zbiorników geotermalnych w USA znajduje się w stanach zachodnich, na Alasce i Hawajach.
P: Jak głęboko pod powierzchnią ziemi występują gorące suche skały? A Gorące suche skały występują na głębokości od 3 do 5 mil (5-8 km) wszędzie pod powierzchnią Ziemi, a na niektórych obszarach na mniejszej głębokości.
