Dzięki ulepszeniom technologii ulepszonych systemów geotermalnych ciepło Ziemi może stać się głównym generatorem energii elektrycznej. Flickr / xavierbt

Geotermia oznacza dosłownie „ciepło ziemi”. Temperatura ziemi rośnie, gdy wiercimy głębiej w kierunku jej rdzenia. Możemy wykorzystać to ciepło na energię, krążąc wodę w gorących podziemnych zbiornikach, przenosząc gorącą wodę lub parę na powierzchnię. Następnie możemy przekształcić energię w gorącym płynie w energię mechaniczną i elektryczną na powierzchni za pomocą silnik cieplny.

Prywatne inwestycje w australijski rozwój energii geotermalnej spowolniły po bardzo szybkim uruchomieniu dziesięć lat temu. Powinno to ponownie wzrosnąć, ponieważ nowe rozwiązania zwiększają opłacalność komercyjną ulepszonych systemów geotermalnych. Mają one potencjał wzrostu wykładniczego, obiecując bogatą moc dla świata.

Konwencjonalne systemy geotermiczne

W 2010 r. Świat wygenerował 20 terawatogodzin (TWh) energii geotermalnej. Wszystko to pochodzi z konwencjonalnych zasobów. Są to naturalnie występujące przepływy gorącej wody lub pary ogrzewane magmą i krążące w przepuszczalnej skale. Są one związane z układami wulkanicznymi i ograniczone do regionów z aktywnymi lub młodymi wulkanami.

Wykorzystanie konwencjonalnych zasobów nie jest nowe. W 1904 roku w Larderello zbudowano zakład, Włochy, do wytwarzania energii elektrycznej z pary geotermalnej. Od tego czasu instalacje energii geotermalnej rozprzestrzeniają się w stałym tempie, ale ograniczają się do zasobów, które są stosunkowo łatwo dostępne.

Ulepszone systemy geotermalne

Istnieje inna forma ciepła geotermalnego, która jest obfita i ogólnie dostępna na całym świecie. Jest wytwarzany w wyniku radioaktywnego rozpadu izotopów potasu, uranu i toru występujących w niektórych rodzajach granitu.

W granitach w dorzeczu Coopera w Australii Południowej stężenia izotopów występują na poziomie śladowym. Ciepło generowane jest w bardzo niskim tempie. Przy tak niskim tempie, masa granitu potrzebowałaby prawie miliona lat na podniesienie temperatury o 100 ° C. Przez ten czas skała musi pozostać dobrze izolowana na dużej głębokości.

Aby uzyskać dostęp do tego głębokiego ciepła, należy wywiercić co najmniej dwie studnie. Zimna woda jest wtryskiwana z jednej studni, jest podgrzewana przez skałę i jest wydobywana z drugiej studni. Dwie studnie są zwykle oddalone od siebie o 800 do 1000 metrów. W takim systemie woda będzie przemieszczać się z jednej studni do drugiej tylko wtedy, gdy skała między studniami jest wystarczająco przepuszczalna.

Przepuszczalność skał naturalnych nie jest wystarczająco wysoka, ale można ją poprawić za pomocą dobrze znanych technik inżynierii naftowej i gazowej. Systemy te nazywane są Enhanced Geothermal Systems (EGS).

Komercyjny rozwój EGS

Energia elektryczna z ulepszonych systemów geotermalnych nie jest obecnie konkurencyjna pod względem kosztów, ponieważ głębokie studnie są drogie. Aby wytworzyć wystarczającą ilość energii elektrycznej na pokrycie studni i wyposażenia powierzchniowego, gorąca woda musi być wypuszczana na powierzchnię z szybkością zbliżoną do 100 kg / s. Jeden z najlepszych przepływów EGS na świecie został osiągnięty przez australijską firmę Geodynamics i była to tylko jedna trzecia tego celu. Chociaż jest to znaczące osiągnięcie, nie wystarczy, aby elektryczność EGS była komercyjnie konkurencyjna.

Możliwe jest skompensowanie tych niskich przepływów, jeśli można poprawić efektywność konwersji energii w moc. Jednak ulepszenia w tym obszarze muszą jeszcze sprawić, że produkcja energii elektrycznej stanie się konkurencyjna pod względem kosztów.

Prędkości przepływu EGS należy potroić, zanim energia elektryczna EGS będzie komercyjnie wykonalna. To było zgłoszone w grudniu zeszłego roku obiecująca technika dla studni geotermalnych mogła zostać opracowana przez amerykańską firmę AltaRock. Jeśli zgłoszone wyniki zostaną poparte dalszymi testami, zapewni to nowy oddech rozwojowi geotermicznemu EGS na całym świecie iw Australii.

Inne australijskie zasoby geotermalne

Podział na konwencjonalne i ulepszone systemy geotermalne jest sztuczny, a faktyczny globalny zasób geotermalny obejmuje ciągłe spektrum rozciągające się od naturalnie występujących gorących źródeł do ulepszonych systemów geotermalnych.

Ostatnie wyniki pokazują, że chociaż Australia nie jest krajem wulkanicznym, ma obszary, w których magma zbliża się do powierzchni, aby wytwarzać gorącą wodę w skałach osadowych. Nazywa je australijski przemysł geotermalny gorące warstwy wodonośne. Oczekuje się, że będą miały naturalne przepuszczalności wyższe niż EGS, ale może nie tak wysokie jak konwencjonalne systemy geotermalne.

Na całym świecie nie było dużo pracy w tego typu zasobach, ale są nowe osiągnięcia w Australii, a także w innych miejscach Turcja i Ameryka Południowa skierowane na takie zasoby.

Wpływ na środowisko

W dostępie do energii geotermalnej zastosowane technologie mogą mieć niewielki wpływ na bezpośrednie środowisko. Jak widać Doświadczenie Paralana, lekkie drżenia mogą być odczuwalne na powierzchni, ale nie stanowią znaczącego ryzyka. Energia geotermalna nie wykorzystuje więcej wody niż inne zastosowania energii odnawialnej energii cieplnej. Również stymulacja pęknięć zastosowana w projektach EGS nie stanowi zagrożenia dla powierzchniowych warstw wodonośnych, ponieważ zbiorniki EGS są bardzo głębokie, a studnie szczelnie zamknięte w stalowych obudowach.

W niektórych konwencjonalnych zasobach geotermalnych pozyskiwanych z wulkanu, rozpuszczone gazy uwalniane do atmosfery może wpływać na bezpośrednie otoczenie. Jest to prawdopodobnie najpoważniejsze zagrożenie związane z energią geotermalną, ale ogranicza się tylko do niektórych konwencjonalnych zasobów (nie dotyczy Australii) i jest łatwe do kontrolowania.

Przyszłość geotermii

Podstawy energii geotermalnej są silne. Jest obfity - zasobem pod Wielką Kotliną Artesian jest szacuje się, że jest wystarczająco duży aby zapewnić obecne roczne zużycie energii w Australii przez 6000 lat. Jest to jedno z niewielu odnawialnych źródeł energii, które mogą całkowicie zastąpić węgiel jako podstawowy generator energii elektrycznej. Ma również bardzo niewielki wpływ na środowisko.

Nieosiągnięcie wystarczającego przepływu utrudniało jego komercyjny rozwój, ale problem ten można rozwiązać w najbliższej przyszłości. Jeśli tak się stanie, energia geotermalna może stać się jedną z wiodących technologii energii odnawialnej na lata 2020.

O autorze

Hal Gurgenci, profesor inżynierii mechanicznej, Uniwersytet w Queensland

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie

autorstwa Paula Hawkena i Toma Steyera
W obliczu powszechnego strachu i apatii międzynarodowa koalicja naukowców, profesjonalistów i naukowców połączyła się, aby zaoferować zestaw realistycznych i odważnych rozwiązań w zakresie zmian klimatu. Opisano tutaj sto technik i praktyk - niektóre są dobrze znane; niektóre, o których być może nigdy nie słyszałeś. Obejmują one od czystej energii po edukację dziewcząt w krajach o niższych dochodach po praktyki użytkowania gruntów, które wyciągają węgiel z powietrza. Rozwiązania istnieją, są ekonomicznie opłacalne, a społeczności na całym świecie obecnie wdrażają je z umiejętnościami i determinacją. Dostępne na Amazon

Projektowanie rozwiązań klimatycznych: Przewodnik polityczny dotyczący energii niskoemisyjnej

przez Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Ponieważ skutki zmiany klimatu już dotykają nas, potrzeba ograniczenia globalnych emisji gazów cieplarnianych jest pilna. To trudne wyzwanie, ale technologie i strategie pozwalające mu sprostać istnieją już dzisiaj. Niewielki zestaw polityk energetycznych, dobrze zaprojektowanych i wdrożonych, może skierować nas na ścieżkę do przyszłości niskoemisyjnej. Systemy energetyczne są duże i złożone, dlatego polityka energetyczna musi być ukierunkowana i opłacalna. Podejście uniwersalne po prostu nie spełni swojego zadania. Decydenci potrzebują jasnych, kompleksowych zasobów, które nakreślą polityki energetyczne, które będą miały największy wpływ na naszą przyszłość klimatyczną, oraz opisują, jak dobrze zaprojektować te polityki. Dostępne na Amazon

To zmienia wszystko: kapitalizm kontra klimat

autor: Naomi Klein
In To wszystko zmienia Naomi Klein twierdzi, że zmiany klimatu to nie tylko kolejna kwestia, którą należy starannie uporządkować między podatkami a opieką zdrowotną. Jest to alarm, który wzywa nas do naprawienia systemu gospodarczego, który już pod wieloma względami zawodzi. Klein skrupulatnie opowiada się za tym, jak ogromne zmniejszenie naszej emisji gazów cieplarnianych jest naszą najlepszą szansą na jednoczesne zmniejszenie rozbieżnych nierówności, ponowne wyobrażenie sobie naszych złamanych demokracji i odbudowę wypatroszonych lokalnych gospodarek. Obnaża ideologiczną desperację negacjonistów zmian klimatu, mesjanistyczne złudzenia niedoszłych geoinżynierów oraz tragiczny defetyzm zbyt wielu głównych inicjatyw ekologicznych. I dokładnie pokazuje, dlaczego rynek nie - i nie może - naprawić kryzysu klimatycznego, ale pogorszy sytuację, wprowadzając coraz bardziej ekstremalne i niszczące ekologicznie metody wydobycia, któremu towarzyszy szalony kapitalizm katastroficzny. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.