Atjaunojamās enerģijas pasaule kļūst arvien tukšāka starptautiskajos tirgos, pateicoties tās augstajai konkurētspējai un arvien lielākai efektivitātei. Ir dažādi atjaunojamās enerģijas veidi (kā es domāju, ka mēs visi zinām), taču ir taisnība, ka atjaunojamās enerģijas ietvaros mēs atrodam dažus "slavenākus", piemēram, saules un vēja enerģiju, un citus, kas ir mazāk pazīstami, piemēram, geotermāla enerģija un biomasu.
Šajā ierakstā es runāšu par visu, kas saistīts ar ģeotermālo enerģiju. Kopš kas tas ir, kā tas darbojas, kā arī tā priekšrocības un trūkumi atjaunojamās enerģijas pasaulē.
Kas ir ģeotermālā enerģija?
Ģeotermālā enerģija ir atjaunojamās enerģijas veids, kura pamatā ir siltuma izmantošanā, kas pastāv mūsu planētas dzīlēs. Tas ir, izmantojiet siltumu Zemes iekšējie slāņi un līdz ar to rada enerģiju. Atjaunojamās enerģijas parasti izmanto ārējos elementus, piemēram, ūdeni, gaisu un saules gaismu. Tomēr ģeotermālā enerģija ir vienīgais, kurš izvairās no šīs ārējās normas.
Avots: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name
Redzi, dziļi zem zemes ir temperatūras gradients, uz kura mēs kāpjam. Tas ir, Zemes temperatūra paaugstināsies, nokāpjot un tuvojoties Zemes kodolam. Ir taisnība, ka visdziļākie zondējumi, ko cilvēki ir spējuši sasniegt, nepārsniedz 12 km dziļumu, taču mēs zinām, ka termiskais gradients palielinās zemes temperatūra starp 2 ° C un 4 ° C uz katriem 100 metriem, no kuriem nolaižamies. Ir dažādi planētas apgabali, kur šis slīpums ir daudz lielāks, un tas ir saistīts ar faktu, ka tajā laikā zemes garoza ir plānāka. Tāpēc Zemes iekšējie slāņi (piemēram, karstāks apvalks) atrodas tuvāk Zemes virsmai un nodrošina vairāk siltuma.
Nu, tas teica, ka izklausās lieliski, bet kur un kā tiek iegūta ģeotermālā enerģija?
Ģeotermālās ūdenskrātuves
Kā jau minēju iepriekš, ir planētas apgabali, kur termiskais gradients dziļumā ir izteiktāks nekā pārējās vietas. Tas izraisa to, ka energoefektivitāte un enerģijas ražošana caur Zemes iekšējo siltumu ir daudz augstāka.
Parasti ģeotermālās enerģijas ražošanas potenciāls ir daudz mazāks nekā saules enerģijas potenciāls (60 mW / m² ģeotermālam, salīdzinot ar 340 mW / m² saules enerģijai). Tomēr minētajās vietās, kur siltuma gradients ir lielāks, ko sauc par ģeotermālajiem rezervuāriem, enerģijas ražošanas potenciāls ir daudz lielāks (tas sasniedz 200 mW / m²). Šis lielais enerģijas ražošanas potenciāls ūdens nesējslāņos rada siltuma uzkrāšanos, ko var izmantot rūpnieciski.
Lai iegūtu enerģiju no ģeotermālajiem rezervuāriem, vispirms ir nepieciešams veikt dzīvotspējīgu tirgus pētījumu, jo urbšanas izmaksas ar dziļumu ārkārtīgi pieaug. Tas ir, kad mēs iedziļināmies dziļāk tiek palielinātas pūles iegūt siltumu uz virsmu.
Starp ģeoloģisko atradņu veidiem mēs atrodam trīs: karstu ūdeni, sausos un geizerus
Karstā ūdens rezervuāri
Ir divu veidu karstā ūdens rezervuāri: avota un pazemes. Pirmās var izmantot kā termālās vannas, nedaudz sajaucot tās ar aukstu ūdeni, lai varētu tajās peldēties, taču tām ir zema plūsmas ātruma problēma.
No otras puses, mums ir pazemes ūdens nesējslāņi, kas ir ļoti augstu temperatūru un sekla dziļuma ūdenstilpnes. Var izmantot šāda veida ūdeni lai varētu iegūt tā iekšējo siltumu. Mēs varam cirkulēt karstu ūdeni caur sūkņiem, lai izmantotu tā siltumu.
Kā notiek karstā ūdens rezervuāru ekspluatācija? Lai izmantotu termiskā ūdens enerģiju, ekspluatācija jāveic ar pāra skaita akām tādā veidā, lai par katrām divām akām iegūtu termālo ūdeni un pēc atdzesēšanas to atkal ievadītu ūdens nesējslānī. uz leju. Šim ekspluatācijas veidam raksturīga pvai gandrīz bezgalīgs ilgums laikā tā kā varbūtība izmantot šo termālo rezervuāru ir gandrīz nulle, jo ūdens atkal tiek ievadīts ūdens nesējslānī. Ūdens uztur nemainīgu plūsmu, un ūdens daudzums nemainās, tāpēc mēs nezaudējam esošo ūdens nesējslānī esošo ūdeni, bet tā siltumspēju izmantojam apkurei un citiem. Tam ir arī liela priekšrocība, jo mēs redzam, ka nav piesārņojuma veida, jo slēgtā ūdens ķēde nepieļauj noplūdi.
Atkarībā no temperatūras, kādā atrodam ūdeni rezervuārā, ekstrahētajai ģeotermālajai enerģijai būs dažādas funkcijas:
Termiskais ūdens augstā temperatūrā
Mēs atrodam ūdeņus ar temperatūru līdz 400 ° C, un uz virsmas rodas tvaiki. Ar turbīnas un ģeneratora palīdzību elektrisko enerģiju var ģenerēt un caur tīkliem izplatīt pilsētās.
Termiskais ūdens vidējā temperatūrā
Šis termiskais ūdens atrodas ūdens nesējslāņos ar zemāku temperatūru, kas, ne vairāk kā 150 ° C. Tāpēc ūdens tvaiku pārveidošana par elektrību tiek veikta ar zemāku efektivitāti, un tā jāizmanto ar gaistoša šķidruma palīdzību.
Termiskais ūdens zemā temperatūrā
Šiem noguldījumiem ir ūdens aptuveni 70 ° C temperatūrā tā siltums nāk tikai no ģeotermālā gradienta.
Termiskais ūdens ļoti zemā temperatūrā
Mēs atrodam ūdeņus, kuru temperatūra ir maksimāli sasniegt 50 ° C. Ģeotermālā enerģija, ko var iegūt, izmantojot šāda veida ūdeni, palīdz mums segt dažas sadzīves vajadzības, piemēram, mājas apkuri.
Sausie lauki
Sausie rezervuāri ir vietas, kur klints ir sausa un ļoti karsta. Šāda veida noguldījumos nav šķidrumu, kas ved ģeotermālo enerģiju, vai jebkura veida caurlaidīgu materiālu. Tieši speciālisti iepazīstina ar šāda veida faktoriem, lai varētu pārraidīt siltumu. Šiem noguldījumiem ir zemāka raža un augstākas ražošanas izmaksas.
Kā mēs iegūstam ģeotermālo enerģiju no šiem laukiem? Lai sasniegtu atbilstošu sniegumu un iegūtu ekonomisku labumu, ir nepieciešama zeme zem zemes, kas nav pārāk dziļa (jo ekspluatācijas izmaksas ievērojami palielinās, palielinoties dziļumam) un kurā ir sausi materiāli vai akmeņi, bet ļoti augstā temperatūrā. Zeme tiek urbta, līdz sasniedz šos materiālus, un urbumā tiek ievadīts ūdens. Kad šis ūdens tiek ievadīts, tiek izveidota vēl viena caurums, caur kuru mēs noņemam karsto ūdeni, lai izmantotu tā enerģiju.
Šāda veida noguldījumu trūkums ir tāds, ka tehnoloģija un materiāli šīs prakses veikšanai joprojām pastāv ir ekonomiski neizdevīgi, tāpēc tiek strādāts pie tā izstrādes un uzlabošanas.
Geizeru noguldījumi
Geizeri ir karsti avoti, kas dabiski izšļāc tvaika un karstā ūdens plūmes. Uz planētas ir ļoti maz. Sakarā ar to jutīgumu geizerus atrod vidēs, kur viņu cieņai un rūpēm jābūt augstām, lai tās nepasliktinātu viņu sniegumu.
Lai iegūtu siltumu no geizeru rezervuāriem, tā siltums ir tieši jāizmanto ar turbīnu palīdzību, lai iegūtu mehānisko enerģiju. Šāda veida ieguves problēma ir tā ūdens atgrūšana jau zemā temperatūrā padara magmas atdzist un liek tām iztecēt. Ir arī analizēts, ka aukstā ūdens iesmidzināšana un magmu atdzesēšana rada nelielas, bet biežas zemestrīces.
Ģeotermiskās enerģijas izmantošana
Mēs esam redzējuši ģeotermālās enerģijas ieguves rezervuāru veidus, taču vēl neesam analizējuši to izmantošanas veidus. Šodien ģeotermālo enerģiju var izmantot daudzos mūsu ikdienas aspektos. To var izmantot, lai sildītu un radītu piemērotus apstākļus siltumnīcās, kā arī nodrošinātu māju un tirdzniecības centru apkuri.
To var izmantot arī dzesēšanai un mājsaimniecības karstā ūdens ražošanai. Ģeotermālā enerģija parasti tiek izmantota spa, apkure un karstā ūdens ražošana, elektroenerģijas ražošana derīgo izrakteņu ieguvei un lauksaimniecībā un akvakultūrā.
Ģeotermiskās enerģijas priekšrocības
- Pirmā lieta, kas mums jāuzsver attiecībā uz ģeotermālās enerģijas priekšrocībām, ir tā, ka tā ir sava veida atjaunojamā enerģija, tāpēc to uzskata par tīru enerģiju. Tās izmantošana un enerģijas izmantošana nerada siltumnīcefekta gāzu emisijas, un tāpēc tā nekaitē ozona slānim un neveicina klimata pārmaiņu seku palielināšanos.
- Nē ražo atkritumus.
- Elektroenerģijas ražošanas izmaksas no šāda veida enerģijas ir ļoti lētas. Tie ir lētāki nekā ogļu vai atomelektrostacijās.
- Tiek uzskatīts, ka ģeotermālās enerģijas daudzums, ko var radīt pasaulē, ir lielāks nekā visa nafta, dabasgāze, urāns un ogles kopā.
Ģeotermālās enerģijas trūkumi
Visbeidzot, tā kā ne viss ir skaisti, mums ir jāanalizē ģeotermālās enerģijas izmantošanas trūkumi.
- Viens no lielākajiem trūkumiem ir tas, ka tam joprojām ir maz tehnoloģiskas attīstības. Patiesībā šodien To gandrīz nemin, kad tiek uzskaitīti atjaunojamie enerģijas avoti.
- Tās izmantošanas laikā pastāv iespējamie sērūdeņradis un arsēns, kas ir piesārņojošas vielas.
- Teritoriālais ierobežojums nozīmē, ka ģeotermālās spēkstacijas jāuzstāda tikai vietās, kur zemes dzīļu siltums ir ļoti augsts. Turklāt saražotā enerģija ir jāizlieto teritorijā, kur tā tiek iegūta, To nevar transportēt uz ļoti attālām vietām, jo tiktu zaudēta efektivitāte.
- Ģeotermisko elektrostaciju iekārtas rada lielas ainavas ietekme.
- Ģeotermālā enerģija pati par sevi nav neizsmeļama enerģija, jo Zemes siltums ir izsmelts.
- Dažās vietās, kur šī enerģija tiek iegūta, ūdens iesmidzināšanas rezultātā notiek nelielas zemestrīces.
Kā redzat, ģeotermālajai enerģijai, neskatoties uz to, ka tā nav tik plaši pazīstama, ir daudz funkciju un neskaitāmas īpašības, kas jāņem vērā enerģijas nākotnē.
Atklājiet citus atjaunojamās enerģijas veidus:
