Geotermalna energija ključna je za ljudski napredak i poboljšava kvalitetu našeg života.
Riječ "geotermalno" dolazi iz grčkog, gdje "geo" znači "Zemlja", a "termalno" znači "toplina".
Kao rezultat toga, geotermalnu energiju sada možete definirati kao toplinsku energiju koja nastaje 1,800 milja ispod Zemljine površine.
To je tekućina koja ispunjava pukotine i lomove u Zemljinoj kori i toplina taložena u stijeni.
Voda ili para se koriste za prijenos geotermalne energije na površinu Zemlje.
Gotovo bilo gdje na zemlji može se pristupiti geotermalnoj energiji.
Međutim, razgradnja minerala i drveća zahtijeva da Zemlja generira ovu energiju tijekom nekoliko godina.
Prije nego što pogledamo prednosti i nedostatke geotermalne energije, dobro je pogledati kako se geotermalna energija proizvodi.
Temperatura Zemlje raste od površine prema jezgri.
Geotermalni gradijent, koji iznosi otprilike 25°C po 1 kilometru dubine na većem dijelu planeta, opisuje ovu sporu promjenu temperature.
Velika većina topline ispod Zemljine jezgre dolazi od radioaktivnih izotopa koji se neprestano raspadaju.
Ovaj izvor energije potpomognut je činjenicom da se temperature u ovom dijelu Zemljine površine penju iznad 5,000 °C.
Voda, stijene, plin i druge geološke komponente zagrijavaju se toplinom koja neprestano zrači vani.
Magma se može pojaviti kada formacije stijena u Zemljinom plaštu i donjoj kori dosegnu temperaturu od oko 700 do 1,300 °C.
To je rastaljena stijena koja povremeno izbija kao lava na površinu Zemlje i probijena je plinom i mjehurićima plina.
Ova lava otapa susjedne stijene i podzemne vodonosnike, oslobađajući geotermalnu energiju u raznim oblicima na Zemljinu površinu diljem svijeta.
Geotermalna energija se stvara lavom, gejzirima, parnim otvorima ili suhom toplinom.
Dok se geotermalna energija para koristi za proizvodnju električne energije, toplina se može uhvatiti i koristiti izravno za grijanje.
Pregled sadržaja
Primjeri geotermalne energije
Slijede primjeri geotermalne energije prema studiozan tip,
- Kuće s geotermalnim grijanjem
- Geotermalne elektrane
- Izvori vruće vode
- Geotermalni gejziri
- Fumarole
- Toplice
1. Kuće s geotermalnim grijanjem
Geotermalna energija se prvenstveno koristi za grijanje kućanstva.
Ogromna mreža zavojnica koja sakuplja toplinu iz zemlje povezana je sa savršenom geotermalnom dizalicom topline.
Zatim se uz pomoć konvencionalnih kanala ta toplina distribuira po cijeloj kući.
Ovaj sustav je postavljen tako da se rad može prilagoditi promjeni godišnjih doba.
Ovaj masivni sustav zavojnice ljeti se puni vodom i otopinama protiv smrzavanja.
Atmosfera u kući se hladi zbog prijenosa topline iz kuće na zemlju.
2. Geotermalne elektrane
Električna energija se može proizvesti iz toplinske energije koja postoji ispod površine tla.
Paru iz zemlje koriste geotermalni energetski sustavi za proizvodnju električne energije.
Ovom se parom postiže velika brzina rotacije turbine.
Nakon što te turbine razviju mehaničku energiju, ili nakon što se pokrenu, mehanička energija se isporučuje u sustav za proizvodnju električne energije.
Temeljna komponenta sustava za proizvodnju električne energije je generator koji pomoću elektromagnetske indukcije pretvara mehaničku energiju u električnu.
Budući da ne ispušta nikakve štetne emisije ili emisije bogate ugljikom u atmosferu, ova je tehnika nevjerojatno pouzdana i ekološki korisna.
Također ne ostavlja nikakve tragove.
Kao rezultat toga, nema onečišćenja tla, što također znači da nije potrebna obrada otpada.
Geotermalna energija ima prednosti jer nudi pouzdanost, postojanost i obnovljivost.
3. Hot Springs
Zemlja je dom raznim prirodnim toplim izvorima.
Kada podzemna voda stupa u interakciju s zagrijanom stijenom, stvaraju se topli izvori.
Geološka toplina se oslobađa dok se voda zagrijava. Turistima su ovi izvori vrlo zanimljivi.
Geotermalna energija se stoga može iskoristiti za stvaranje ekonomskih koristi i radnih mjesta za mlade ljude.
Jedna od najčešće korištenih primjena geotermalne energije su topli izvori.
Kupanje u toplim izvorima popularna je rekreacijska aktivnost.
Jedini nedostatak je jak miris sumpora koji se može pronaći u ili blizu izloženog vrela.
4. Geotermalni gejziri
Geotermalni gejziri i geotermalni topli izvori prilično su slični.
Jedina razlika je u tome što voda teče u okomitom stupu visokom nekoliko stopa u geotermalnom gejziru.
Old Faithful, geotermalni gejzir u Nacionalnom parku Yellowstone u Sjedinjenim Državama, najpoznatiji je.
Svakih 60 do 90 minuta gejzir Old Faithful digne se na vrh.
Zalihe vode ispod zemljine površine, otvor na površini zemlje i vruće podzemne stijene nužni su uvjeti za razvoj geotermalnih gejzira.
5. Fumarole
Voda koja već postoji pod zemljom zagrijava se kada dođe u dodir s vrućim stijenama ili magmom i izlazi kroz otvor.
Fumarol je ime ovog otvora. Kad zemljina površina ima pukotinu ili drugi otvor, mogu se razviti fumarole.
Fumarol je u biti otvor koji je blizu vulkana ili vrelog izvora.
Budući da se toplina ili toplinska energija potrebna za formiranje fumarola prikuplja samo sa zemljine površine, ovo je još jedna ilustracija geotermalne energije.
Međutim, kako ekstrakcija toplinske energije slijedi proces prirodnog nastanka, u ovom slučaju nema potrebe za pumpom.
Kao rezultat toga, može se lako dosegnuti i potrebno je samo manje podešavanje.
Iako povremeno fumarole misteriozno nestaju.
Međutim, na temelju zemljinog unutarnjeg sata, mogli bi se ponovno pojaviti. Kao rezultat toga, otežava se učinkovito korištenje energije.
6. Toplice
Geotermalna energija se koristi u aktivnostima koje su vezane uz zdravlje i dobrobit.
Topli izvori i fumarole koriste se u toplicama i drugim srodnim industrijama za proizvodnju topline i pare.
Ovaj način iskorištavanja geotermalne energije postoji već jako dugo.
Ovaj pristup pruža prednosti za osobnu njegu koje su pristupačne, prirodne i učinkovite.
Najbolja imovina je geotermalni otvor u blizini toplica jer je beskrajno dostupan i praktičan izvor električne energije.
Upotreba geotermalne energije
Dok neke upotrebe geotermalne energije uključuju bušenje kilometara u zemlju, druge koriste temperature blizu površine.
Sustavi geotermalne energije mogu se podijeliti u tri osnovne kategorije:
- Sustavi za izravnu potrošnju i daljinsko grijanje
- Geotermalne elektrane
- Geotermalne toplinske pumpe
1. Sustavi za izravnu potrošnju i za daljinsko grijanje
Sustavi za izravno korištenje i daljinsko grijanje dobivaju toplu vodu iz izvora ili rezervoara koji su blizu površine zemlje.
Topli mineralni izvori koristili su se za kupanje, grijanje i kuhanje u drevnim kineskim, rimskim i indijanskim kulturama.
Mnogi topli izvori i danas se koriste za kupanje, a mnogi ljudi misle da su tople vode bogate mineralima dobre za njihovo zdravlje.
Dodatno, sustavi daljinskog grijanja i izravno grijanje pojedinačnih zgrada koriste geotermalnu energiju.
Zgrade se griju pomoću cijevi koje vode toplu vodu sa površine zemlje.
U Reykjaviku na Islandu većina zgrada grije se sustavom daljinskog grijanja.
Vađenje zlata, pasterizacija mlijeka i dehidracija (sušenje) hrane nekoliko su industrijskih namjena geotermalne energije.
2. Geotermalne elektrane
Proizvodnja geotermalne električne energije zahtijeva paru ili vodu na visokim temperaturama (između 300° i 700°F).
Unutar milje ili dvije od Zemljine površine, geotermalni rezervoari su često mjesta gdje se grade geotermalne elektrane.
Sjedinjene Države bile su jedna od 27 nacija koje su proizvele ukupno 88 milijardi kWh električne energije u 2019. koristeći geotermalnu energiju.
S gotovo 14 milijardi kWh proizvedene energije, Indonezija je bila drugi najveći svjetski proizvođač geotermalne električne energije iza Sjedinjenih Država.
To predstavlja otprilike 5% ukupne proizvodnje električne energije u Indoneziji.
Kenija je proizvela osmu najveću količinu geotermalne električne energije, s oko 5 milijardi kWh, ali je činila najveći udio u ukupnoj godišnjoj proizvodnji električne energije, s otprilike 46%.
3. Geotermalne toplinske pumpe
Zgrade se mogu grijati i hladiti pomoću geotermalnih dizalica topline, koje iskorištavaju stabilne površinske temperature tla.
Zimi geotermalne dizalice topline prenose toplinu iz zemlje (ili vode) u zgrade, a ljeti rade suprotno.
Prednosti i nedostaci geotermalne energije
Iako je geotermalna energija dobra alternativa tradicionalnoj proizvodnji fosilnih goriva, ima svojih prednosti i nedostataka
Prednosti geotermalne energije
Sljedeće su prednosti geotermalne energije
- Prijatelj okoliša
- Održivi
- Značajan potencijal
- Stabilan i izdržljiv
- Grijanje i hlađenje
- Pouzdan
- Gorivo nije potrebno
- Brza revolucija
- Jeftino održavanje:
- Vrhunska učinkovitost
- Više poslova dostupno
- Smanjenje zagađenja bukom
- Štede se neobnovljivi izvori fosilnih goriva
1. Ekološki prihvatljivo
U usporedbi s konvencionalnim gorivima poput ugljena i drugih fosilnih goriva, geotermalna energija je ekološki prihvatljivija.
Osim toga, geotermalna elektrana ima mali ugljični otisak.
Iako geotermalna energija proizvodi određeno zagađenje, mnogo je manje od one koju proizvode fosilna goriva.
2. Održivo
Geotermalna energija je obnovljivi izvor koji će biti dostupan dok sunce ne uništi Zemlju za oko 5 milijardi godina.
Budući da se Zemljine grijane rezerve prirodno ponovno pune, ono je i obnovljivo i održivo.
3. Značajan potencijal
Globalno se trenutno troši oko 15 terawata energije, što je mali dio ukupne energije koja se može dobiti iz geotermalnih izvora.
Iako se većina rezervoara sada ne može koristiti, postoji nada da će, kako se industrijsko istraživanje i razvoj nastave, broj geotermalnih izvora koji se mogu koristiti rasti.
Smatra se da su geotermalna postrojenja sposobna proizvesti između 0.0035 i 2 terawata energije.
4. Stabilan i izdržljiv
U usporedbi s drugim obnovljivim izvorima energije poput vjetra i solarne energije, geotermalna energija nudi dosljedan tok energije.
To je tako da, za razliku od vjetra ili solarne energije, resurs je uvijek dostupan za korištenje.
5. Grijanje i hlađenje
Temperatura vode mora biti iznad 150°C da bi turbine učinkovito pokretale geotermalna energija.
Alternativno, može se iskoristiti razlika u temperaturi između tla i površine.
Samo dva metra ispod površine, geotermalna dizalica topline može raditi kao ponor/izvor topline budući da je tlo otpornije na sezonske promjene topline nego zrak.
6. Pouzdan
Budući da ne fluktuira toliko kao energija iz drugih izvora, poput sunca i vjetra, jednostavno je izračunati količinu energije proizvedenu ovim resursom.
To implicira da možemo napraviti vrlo precizna predviđanja o izlaznoj snazi geotermalnog postrojenja.
7. Gorivo nije potrebno
Ne postoji zahtjev za gorivom jer je geotermalna energija prirodni resurs, za razliku od fosilnih goriva, koja su ograničeni resursi koji se moraju iskopati ili na neki drugi način izvući iz zemlje.
8. Brza revolucija
Geotermalna energija trenutno je predmet opsežnih istraživanja, što znači da se razvijaju nove tehnologije za poboljšanje energetskog procesa.
Poduzimaju se brojne inicijative za unapređenje i širenje ovog sektora gospodarstva.
Mnogi od postojećih nedostataka geotermalne energije bit će ublaženi ovom brzom evolucijom.
9. Jeftino održavanje
Možete li procijeniti koliko će koštati izgradnja tradicionalne elektrane?
Pa, izgradnja tradicionalne elektrane košta puno novca. Međutim, manje je novca potrebno za geotermalnu instalaciju i održavanje.
10. Vrhunska učinkovitost
Sustavi geotermalnih dizalica topline troše između 25% i 30% manje električne energije za grijanje i hlađenje od konvencionalnih sustava grijanja i hlađenja.
Osim toga, ove jedinice geotermalne dizalice topline mogu se konstruirati tako da budu kompaktnog oblika i zauzimaju manje prostora.
11. Više dostupnih poslova
Svjesni smo koliko se radnih mjesta gubi u digitalnom dobu.
Međutim, geotermalna energija stvara velik broj radnih mjesta diljem svijeta.
12. Smanjenje zagađenja bukom
Manje buke proizvodi se kada se geotermalna energija koristi za proizvodnju električne energije.
Smanjena je buka i vizualno onečišćenje koje je proizašlo iz ugradnje materijala za prigušivanje u kućama generatora.
13. Štede se neobnovljivi izvori fosilnih goriva
Geotermalna energija smanjuje naše oslanjanje na fosilna goriva za proizvodnju energije.
Osim toga, povećava energetsku sigurnost. Ako nacija ima pristup dovoljnoj količini geotermalne energije, možda neće biti potrebno uvoziti električnu energiju.
Dakle, ovo su glavne prednosti geotermalne energije.
Razmotrimo sada njezinu negativnu stranu ili sljedeće nedostatke geotermalne energije:
Nedostaci geotermalne energije
Sljedeći su nedostaci geotermalne energije
- Ograničenje lokacije
- Negativni učinci na okoliš
- Potresi
- Visoki troškovi
- Održivost
- Potreba za zemljištem je velika
1. Ograničenje lokacije
Činjenica da je geotermalna energija specifična za lokaciju njezin je najveći nedostatak.
Budući da se geotermalna postrojenja moraju graditi tamo gdje je energija dostupna, neke regije ne mogu koristiti ovaj resurs.
Naravno, to nije problem ako živite negdje poput Islanda gdje je geotermalna energija lako dostupna.
2. Negativni učinci na okoliš
Iako geotermalna energija obično ne emitira stakleničke plinove, mnogi od njih su pohranjeni ispod površine Zemlje i ispuštaju se u atmosferu tijekom bušenja.
Iako se ti plinovi također prirodno ispuštaju u okoliš, stopa raste u blizini geotermalnih postrojenja.
Te su emisije plinova još uvijek daleko manje od onih koje stvaraju fosilna goriva.
3. Potresi
Osim toga, postoji mogućnost da će geotermalna energija izazvati potrese.
To je zato što je kopanje promijenilo strukturu Zemlje.
Ovaj problem je sve češći kod poboljšanih geotermalnih energetskih postrojenja koja ubrizgavaju vodu u Zemljinu koru kako bi proširila pukotine i omogućila veće iskorištavanje resursa.
Međutim, učinci ovih potresa općenito su ograničeni jer se većina geotermalnih jedinica nalazi daleko od naseljenih područja.
4. Visoki troškovi
Geotermalna energija je skup resurs za korištenje; cijena postrojenja s kapacitetom od 1 megavata kreće se od 2 do 7 milijuna dolara.
Međutim, ako je početno ulaganje značajno, ono se s vremenom može vratiti drugim ulaganjima.
5. Održivost
Tekućinu je potrebno ubrizgati natrag u podzemne rezervoare brže nego što se potroši kako bi se geotermalna energija održala održivom.
To znači da geotermalnu energiju treba učinkovito kontrolirati kako bi se osigurala njezina održivost.
Kako bi uzela u obzir prednosti, a svela potencijalne nedostatke na minimum, industrija mora odvagnuti prednosti i nedostatke geotermalne energije.
6. Potreba za zemljištem je velika
Da bi proizvodnja geotermalne energije bila isplativa, potrebna je velika kopnena površina.
Instalacija geotermalne elektrane na gradskoj lokaciji sa znatno manjim površinama nije nimalo korisna.
Zaključak
Svaki izvor energije ima prednosti i nedostatke; neki su učinkoviti u nekim zemljama, ali ne iu drugim.
Umjesto da površno ocjenjujemo učinkovitost različitih obnovljivih izvora energije, trebali bismo ih uspoređivati prema relativnim prednostima svakog jedinstvenog mjesta.
Predviđa se da će globalna geotermalna energija moći osigurati otprilike 800-1300 TWh godišnje 2050. godine, pridonoseći 2-3% svjetskoj proizvodnji električne energije, s obzirom na to da korištenje geotermalne energije stalno raste po stopi rasta od 2 % godišnje dok su troškovi poslovanja u padu.
Iako geotermalna energija ima i prednosti i mane, ona će i dalje biti vitalna komponenta prijelaza na obnovljive izvore energije.
Prednosti i nedostaci geotermalne energije – najčešća pitanja
Koje su prednosti geotermalne energije?
Kao što je gore objašnjeno, prednosti geotermalne energije su sljedeće
- U usporedbi s konvencionalnim gorivima poput ugljena i drugih fosilnih goriva, geotermalna energija je ekološki prihvatljivija.
- Geotermalna energija je obnovljivi izvor koji će biti dostupan jer se Zemljine grijane rezerve prirodno popunjavaju, obnovljiva je i održiva.
- Smatra se da su geotermalna postrojenja sposobna proizvesti značajnu količinu energije između 0.0035 i 2 terawata energije.
- U usporedbi s drugim obnovljivim izvorima energije poput vjetra i solarne energije, geotermalna energija nudi dosljedan tok energije.
- Ne postoji zahtjev za gorivom jer je geotermalna energija prirodni resurs, za razliku od fosilnih goriva, koja su ograničeni resursi koji se moraju iskopati ili na neki drugi način izvući iz zemlje.
- Geotermalna energija trenutno je predmet opsežnih istraživanja, što znači da se razvijaju nove tehnologije za poboljšanje energetskog procesa.
- Izgradnja tradicionalne elektrane košta mnogo novca. Međutim, manje je novca potrebno za geotermalnu instalaciju i održavanje.
- Sustavi geotermalnih dizalica topline troše između 25% i 30% manje električne energije za grijanje i hlađenje od konvencionalnih sustava grijanja i hlađenja.
- Geotermalna energija stvara veliki broj radnih mjesta diljem svijeta.
- Manje buke proizvodi se kada se geotermalna energija koristi za proizvodnju električne energije.
- Geotermalna energija smanjuje naše oslanjanje na fosilna goriva za proizvodnju energije.
Osim toga, povećava energetsku sigurnost. Ako nacija ima pristup dovoljnoj količini geotermalne energije, možda neće biti potrebno uvoziti električnu energiju.
Je li geotermalna energija skupa?
Da, geotermalna energija je skupa. Na primjer, u Sjedinjenim Državama početni trošak polja i elektrane je otprilike 2500 USD po instaliranom kW, ili možda 3000 do 5000 USD/kWe za malu elektranu (1 Mwe). Troškovi rada i održavanja variraju od 0.01 USD do 0.03 USD po kWh.
Preporuke
- 12 najboljih poslova službenika za zdravlje okoliša
. - 24 Učinci frackinga na zdravlje i okoliš
. - Onečišćenje podzemnih voda – uzroci, posljedice i prevencija
. - 11 Uzroci degradacije tla
. - 7 Učinci onečišćenja zraka u zatvorenom prostoru
. - Uzroci onečišćenja zraka na Filipinima
Ekolog vođen strašću u srcu. Vodeći pisac sadržaja u EnvironmentGo.
Nastojim educirati javnost o okolišu i njegovim problemima.
Uvijek se radilo o prirodi, trebamo je čuvati, a ne uništavati.