Tout ce que vous devez savoir sur la géothermie

Centrale géothermique

Le monde des énergies renouvelables est de plus en plus creux sur les marchés internationaux en raison de sa haute compétitivité et de plus en plus d'efficacité. Il existe différents types d'énergies renouvelables (comme je pense que nous le savons tous) mais il est vrai que dans les énergies renouvelables, on en trouve des plus «célèbres», comme l'énergie solaire et éolienne, et d'autres moins connues comme l'énergie géothermique et la biomasse.

Dans cet article, je vais parler de tout ce qui concerne l'énergie géothermique. Depuis ce que c'est, comment cela fonctionne et ses avantages et inconvénients dans le monde des énergies renouvelables.

Qu'est-ce que la géothermie?

La géothermie est un type d'énergie renouvelable basé sur dans l'utilisation de la chaleur qui existe dans le sous-sol de notre planète. Autrement dit, utilisez la chaleur de les couches internes de la Terre et avec elle génère de l'énergie. Les énergies renouvelables utilisent normalement des éléments externes tels que l'eau, l'air et la lumière du soleil. Cependant, la géothermie est le seul qui échappe à cette norme externe.

Comment l'énergie géothermique est extraite

Source: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name

Vous voyez, il y a un gradient de température profondément sous le sol sur lequel nous marchons. Autrement dit, la température de la Terre augmentera au fur et à mesure que nous descendons et que nous nous rapprochons du noyau terrestre. Il est vrai que les sondages les plus profonds que l'homme a pu atteindre ne dépassent pas 12 km de profondeur, mais on sait que le gradient thermique augmente la température du sol entre 2 ° C et 4 ° C tous les 100 mètres que nous descendons. Il existe différentes zones de la planète où ce gradient est beaucoup plus important et cela est dû au fait que la croûte terrestre est plus mince à cet endroit. Par conséquent, les couches les plus internes de la Terre (comme le manteau, qui est plus chaud) sont plus proches de la surface de la Terre et fournissent plus de chaleur.

Eh bien, cela dit, cela semble bien, mais où et comment l'énergie géothermique est-elle extraite?

Réservoirs géothermiques

Comme je l'ai déjà mentionné, il existe des zones de la planète où le gradient thermique en profondeur est plus prononcé que le reste des lieux. Cela entraîne une efficacité énergétique et une production d'énergie grâce à la chaleur interne de la Terre beaucoup plus élevées.

Habituellement, potentiel de production d'énergie géothermique est bien inférieur au potentiel de l'énergie solaire (60 mW / m² pour la géothermie contre 340 mW / m² pour le solaire). Cependant, dans les endroits mentionnés où le gradient thermique est plus important, appelés réservoirs géothermiques, le potentiel de production d'énergie est beaucoup plus élevé (il atteint 200 mW / m²). Ce fort potentiel de production d'énergie crée une accumulation de chaleur dans les aquifères qui peut être exploitée industriellement.

Afin d'extraire l'énergie des réservoirs géothermiques, il est d'abord nécessaire de réaliser une étude de marché viable car le coût du forage augmente énormément avec la profondeur. Autrement dit, alors que nous approfondissons le l'effort pour extraire la chaleur à la surface est augmenté.

Parmi les types de gisements géologiques, nous en trouvons trois: eau chaude, sec et geysers

Réservoirs d'eau chaude

Il existe deux types de réservoirs d'eau chaude: ceux de source et souterrains. Les premiers peuvent être utilisés comme bains thermaux en les mélangeant un peu avec de l'eau froide pour pouvoir s'y baigner mais il a le problème des faibles débits qu'ils ont.

D'autre part, nous avons des aquifères souterrains qui sont des réservoirs d'eaux à très haute température et à faible profondeur. Ce type d'eau peut être utilisé pour pouvoir extraire sa chaleur interne. On peut faire circuler l'eau chaude à travers des pompes pour profiter de sa chaleur.

Sources chaudes - Réservoir d'eau chaude

Comment se déroule l'exploitation des réservoirs d'eau chaude? Pour pouvoir profiter de l'énergie de l'eau thermale, l'exploitation doit se faire avec un nombre pair de puits, de manière à ce que pour deux puits de l'eau thermale soit obtenue et qu'elle soit renvoyée par injection dans l'aquifère après avoir refroidi. Ce type d'exploitation est caractérisé pou une durée presque infinie dans le temps puisque les probabilités d'épuisement de ce réservoir thermique sont presque nulles, puisque l'eau est réinjectée dans l'aquifère. L'eau maintient un débit constant et la quantité d'eau ne change pas, donc nous n'épuisons pas l'eau existante dans l'aquifère, mais nous utilisons sa puissance calorifique pour le chauffage et autres. Elle présente également un grand avantage en ce que l'on voit qu'il n'y a pas de type de contamination puisque le circuit d'eau fermé ne permet aucune fuite.

En fonction de la température à laquelle on retrouve l'eau dans le réservoir, l'énergie géothermique extraite aura différentes fonctions:

Eau thermale à haute température

On trouve des eaux avec des températures de jusqu'à 400 ° C et de la vapeur est produite en surface. Au moyen d'une turbine et d'un alternateur, l'énergie électrique peut être générée et distribuée aux villes via les réseaux.

Eau thermale à températures moyennes

Cette eau thermale se trouve dans les aquifères à plus basse température, qui, au plus ils atteignent 150 ° C. C'est pourquoi la conversion de la vapeur d'eau en électricité se fait avec un rendement moindre et doit être exploitée au moyen d'un fluide volatil.

Eau thermale à basse température

Ces dépôts ont eau à environ 70 ° C sa chaleur provient donc uniquement du gradient géothermique.

Eau thermale à très basse température

On trouve des eaux dont les températures portée maximale 50 ° C. L'énergie géothermique qui peut être obtenue grâce à ce type d'eau nous aide à couvrir certains besoins domestiques comme le chauffage domestique.

L'énergie géothermique

Champs secs

Les réservoirs secs sont des zones où la roche est sèche et très chaude. Dans ce type de dépôts il n'y a pas de fluides qui transportent l'énergie géothermique ou tout type de matériau perméable. Ce sont les spécialistes qui introduisent ces types de facteurs pour pouvoir transmettre la chaleur. Ces gisements ont un rendement inférieur et un coût de production plus élevé.

Comment extraire l'énergie géothermique de ces champs? Afin d'avoir une performance adéquate et d'obtenir un avantage économique, il faut une zone sous le sol qui ne soit pas trop profonde (puisque les coûts d'exploitation augmentent considérablement à mesure que la profondeur augmente) et qui a des matériaux secs ou des pierres mais à des températures très élevées. La terre est forée pour atteindre ces matériaux et de l'eau est injectée dans le forage. Lorsque cette eau est injectée, un autre trou est fait à travers lequel nous retirons l'eau chaude pour utiliser son énergie.

L'inconvénient de ce type de dépôts est que la technologie et les matériaux pour mener à bien cette pratique sont économiquement non viables, des travaux sont donc en cours pour son développement et son amélioration.

Dépôts de geyser

Les geysers sont des sources chaudes qui crachent naturellement des panaches de vapeur et d'eau chaude. Il y en a très peu sur la planète. En raison de leur sensibilité, les geysers se trouvent dans des environnements où leur respect et leur attention doivent être élevés afin de ne pas détériorer leurs performances.

Geyser. Énergie géothermique

Afin d'extraire la chaleur des réservoirs de geyser, sa chaleur doit être directement exploitée au moyen de turbines pour obtenir de l'énergie mécanique. Le problème avec ce type d'extraction est que la réinjection de l'eau déjà à basse température refroidit les magmas et les fait s'épuiser. Il a également été analysé que l'injection d'eau froide et le refroidissement des magmas produisent des tremblements de terre petits mais fréquents.

Utilisations de l'énergie géothermique

Nous avons vu les types de réservoirs pour l'extraction de l'énergie géothermique, mais nous n'avons pas encore analysé les usages qui peuvent leur être donnés. Aujourd'hui, l'énergie géothermique peut être exploitée dans de nombreux aspects de notre vie quotidienne. Il peut être utilisé pour chauffer et créer les bonnes conditions dans les serres et pour chauffer les maisons et les centres commerciaux.

Il peut également être utilisé pour le refroidissement et la production d'eau chaude sanitaire. En général, la géothermie est utilisée pour spas, chauffage et eau chaude, production d'énergie électrique, pour l'extraction de minéraux et dans l'agriculture et l'aquaculture.

Avantages de la géothermie

  • La première chose que nous devons souligner concernant les avantages de la géothermie est qu'il s'agit d'un type de énergie renouvelable, elle est donc considérée comme une énergie propre. Son exploitation et son utilisation de l'énergie ne génèrent pas d'émissions de gaz à effet de serre et n'endommagent donc pas la couche d'ozone ou ne contribuent pas à accroître les effets du changement climatique.
  • Ni produit des déchets.
  • Les coûts de production d'énergie électrique à partir de ce type d'énergie sont très bon marché. Ils sont moins chers que dans les centrales au charbon ou les centrales nucléaires.
  • On pense que la quantité d'énergie géothermique qui peut être produite dans le monde est plus élevée que l'ensemble du pétrole, du gaz naturel, de l'uranium et du charbon.

Extraction d'énergie géothermique

Inconvénients de la géothermie

Enfin, comme tout n'est pas joli, il faut analyser les inconvénients de l'utilisation de la géothermie.

  • L'un des grands inconvénients est qu'il a encore peu de développement technologique. En fait aujourd'hui Il est à peine mentionné lorsque les énergies renouvelables sont répertoriées.
  • Il existe des risques lors de son exploitation d'éventuelles fuites de sulfure d'hydrogène et arsenic, qui sont des substances polluantes.
  • La limitation territoriale signifie que les centrales géothermiques ne doivent être installées que dans les zones où la chaleur du sous-sol est très élevée. De plus, l'énergie produite doit être consommée sur le territoire où elle est extraite, Il ne peut pas être transporté dans des endroits très éloignés car son efficacité serait perdue.
  • Les installations des centrales géothermiques entraînent de grandes impacts sur le paysage.
  • L'énergie géothermique n'est pas une énergie inépuisable en soi puisque la chaleur de la Terre s'épuise.
  • Dans certaines zones où cette énergie est extraite, de petits tremblements de terre se produisent à la suite de l'injection d'eau.

Comme vous pouvez le voir, la géothermie, bien que peu connue, a de nombreuses fonctions et des caractéristiques infinies à prendre en compte pour l'avenir de l'énergie.

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