De wereld van hernieuwbare energiebronnen wordt op de internationale markten steeds holter vanwege het hoge concurrentievermogen en de steeds grotere efficiëntie. Er zijn verschillende soorten hernieuwbare energiebronnen (zoals ik denk dat we allemaal weten), maar het is waar dat we binnen hernieuwbare energiebronnen enkele meer 'beroemde' vinden, zoals zonne- en windenergie, en andere minder bekend als Geothermische energie en biomassa.
In deze post ga ik het hebben over alles wat met aardwarmte te maken heeft. Sinds wat het is, hoe het werkt en de voor- en nadelen ervan in de wereld van hernieuwbare energie.
Wat is aardwarmte?
Geothermische energie is een soort hernieuwbare energie die is gebaseerd in het gebruik van de warmte die in de ondergrond van onze planeet aanwezig is. Dat wil zeggen: gebruik de warmte van de binnenste lagen van de aarde en genereer daarmee energie. Hernieuwbare energieën maken normaal gesproken gebruik van externe elementen zoals water, lucht en zonlicht. Geothermische energie is dat echter wel de enige die aan deze externe norm ontsnapt.
Bron: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name
Zie je, er is een temperatuurgradiënt diep onder de grond waarop we stappen. Dat wil zeggen, de temperatuur van de aarde zal toenemen naarmate we afdalen en dichter bij de kern van de aarde komen. Het is waar dat de diepste peilingen die mensen hebben kunnen bereiken niet meer dan 12 km diep zijn, maar we weten wel dat de thermische gradiënt toeneemt de temperatuur van de grond tussen de 2 ° C en 4 ° C voor elke 100 meter die we afdalen. Er zijn verschillende delen van de planeet waar deze gradiënt veel groter is en dat komt doordat de aardkorst op dat punt dunner is. Daarom bevinden de binnenste lagen van de aarde (zoals de mantel, die heter is) zich dichter bij het aardoppervlak en zorgen voor meer warmte.
Dat gezegd hebbende klinkt geweldig, maar waar en hoe wordt geothermische energie gewonnen?
Geothermische reservoirs
Zoals ik al eerder heb gezegd, zijn er delen van de planeet waar de thermische gradiënt in diepte meer uitgesproken is dan op de rest van de plaatsen. Dit zorgt ervoor dat de energie-efficiëntie en de opwekking van energie door de interne warmte van de aarde veel hoger zijn.
meestal potentieel voor de productie van geothermische energie is veel minder dan het potentieel van zonne-energie (60 mW / m² voor geothermie in vergelijking met 340 mW / m² voor zonne-energie). Op de genoemde plaatsen waar de thermische gradiënt groter is, de zogenaamde geothermische reservoirs, is het potentieel voor energieproductie echter veel groter (het bereikt 200 mW / m²). Dit hoge potentieel voor energieproductie zorgt voor een opeenhoping van warmte in watervoerende lagen die industrieel kunnen worden geëxploiteerd.
Om energie te winnen uit geothermische reservoirs, is het eerst nodig om een haalbare marktstudie uit te voeren, aangezien de kosten van boren enorm toenemen met de diepte. Dat wil zeggen, terwijl we dieper in de de inspanning om warmte naar het oppervlak te onttrekken wordt vergroot.
Onder de soorten geologische afzettingen vinden we er drie: heet water, droog en geisers
Heet waterreservoirs
Er zijn twee soorten warmwaterreservoirs: die van bron en ondergronds. De eerste kan worden gebruikt als thermale baden, ze worden een beetje gemengd met koud water om erin te kunnen baden, maar hebben het probleem van lage stroomsnelheden.
Aan de andere kant hebben we ondergrondse watervoerende lagen die reservoirs zijn van wateren met zeer hoge temperaturen en op ondiepe diepte. Dit type water kan worden gebruikt om zijn interne warmte te kunnen onttrekken. We kunnen het warme water door pompen laten circuleren om van de warmte te profiteren.
Hoe wordt de exploitatie van warmwaterreservoirs uitgevoerd? Om de energie van het thermale water te benutten, moet de exploitatie gebeuren met een even aantal putten, zodanig dat voor elke twee putten thermaal water wordt verkregen dat door injectie in de watervoerende laag wordt teruggevoerd na te zijn afgekoeld. naar beneden. Dit type uitbuiting wordt gekarakteriseerd op pof een bijna oneindige tijdsduur aangezien de kans dat dat thermische reservoir uitgeput raakt bijna nihil is, aangezien het water weer in de watervoerende laag wordt geïnjecteerd. Het water handhaaft een constante stroom en de hoeveelheid water verandert niet, dus we putten het bestaande water in de watervoerende laag niet uit, maar we gebruiken het calorische vermogen voor verwarming en andere. Het heeft ook een groot voordeel omdat we zien dat er geen enkele vorm van vervuiling is, aangezien het gesloten watercircuit geen lekkage toelaat.
Afhankelijk van de temperatuur waarbij we het water in het reservoir vinden, zal de gewonnen geothermische energie verschillende functies hebben:
Thermaal water op hoge temperaturen
We vinden wateren met temperaturen van tot 400 ° C en stoom wordt geproduceerd op het oppervlak. Door middel van een turbine en een alternator kan elektrische energie worden opgewekt en via netwerken naar steden worden gedistribueerd.
Thermaal water op gemiddelde temperaturen
Dit thermale water wordt gevonden in watervoerende lagen met een lagere temperatuur, die, ze bereiken hoogstens 150 ° C. Daarom gebeurt de omzetting van waterdamp in elektriciteit met een lager rendement en moet deze worden benut door middel van een vluchtige vloeistof.
Thermaal water op lage temperaturen
Deze deposito's hebben water op ongeveer 70 ° C dus zijn warmte komt uitsluitend van de geothermische gradiënt.
Thermaal water op zeer lage temperatuur
We vinden wateren waarvan de temperatuur maximaal bereik 50 ° C. De aardwarmte die met dit type water kan worden verkregen, helpt ons om in een aantal huishoudelijke behoeften te voorzien, zoals woningverwarming.
Droge velden
Droge reservoirs zijn gebieden waar de rots droog en erg heet is. In dit soort deposito's Er zijn geen vloeistoffen die geothermische energie of welk type doorlatend materiaal dan ook vervoeren. Het zijn de specialisten die dit soort factoren introduceren om de warmte over te kunnen brengen. Deze afzettingen hebben een lager rendement en hogere productiekosten.
Hoe halen we aardwarmte uit deze velden? Om voldoende te presteren en economisch voordeel te behalen, is een gebied onder de grond nodig dat niet te diep is (aangezien de bedrijfskosten aanzienlijk toenemen naarmate de diepte toeneemt) en dat droge materialen of stenen heeft, maar bij zeer hoge temperaturen. De aarde wordt geboord om deze materialen te bereiken en water wordt in de boring geïnjecteerd. Wanneer dit water wordt geïnjecteerd, wordt een ander gat gemaakt waardoor we het hete water verwijderen om te profiteren van de energie ervan.
Het nadeel van dit soort afzettingen is dat de technologie en materialen om deze praktijk nog steeds uit te voeren economisch niet levensvatbaar zijn, dus wordt er gewerkt aan de ontwikkeling en verbetering ervan.
Geiser afzettingen
Geisers zijn warmwaterbronnen die van nature stoompluimen en heet water spuwen. Er zijn er maar heel weinig op de planeet. Vanwege hun gevoeligheid worden geisers aangetroffen in omgevingen waar hun respect en zorg moeten hoog zijn om ervoor te zorgen dat hun prestaties niet verslechteren.
Om de warmte uit de geiserreservoirs te halen, moet de warmte direct worden benut door middel van turbines om mechanische energie te verkrijgen. Het probleem met dit soort extracties is dat de herinjectie van het water al bij lage temperatuur zorgt ervoor dat de magma's afkoelen en opraken. Er is ook geanalyseerd dat de injectie van koud water en het afkoelen van magma's kleine maar frequente aardbevingen veroorzaken.
Maakt gebruik van aardwarmte
We hebben de soorten reservoirs voor de winning van aardwarmte gezien, maar we hebben nog geen analyse gemaakt van de toepassingen die eraan kunnen worden gegeven. Tegenwoordig kan aardwarmte in veel aspecten van ons dagelijks leven worden benut. Het kan worden gebruikt om te verwarmen en de juiste omstandigheden in kassen te creëren en om huizen en winkelcentra te verwarmen.
Het kan ook worden gebruikt voor koeling en de productie van warm water voor huishoudelijk gebruik. Over het algemeen wordt aardwarmte gebruikt kuuroorden, verwarming en warm water, opwekking van elektriciteit, voor de winning van mineralen en in de landbouw en aquacultuur.
Voordelen van aardwarmte
- Het eerste dat we moeten benadrukken met betrekking tot de voordelen van aardwarmte, is dat het een soort is hernieuwbare energie, dus het wordt als schone energie beschouwd. De exploitatie en het gebruik van energie veroorzaakt geen uitstoot van broeikasgassen en beschadigt daarom de ozonlaag niet en draagt niet bij aan het vergroten van de effecten van klimaatverandering.
- geen van beide produceert afval.
- De kosten voor het opwekken van elektrische energie uit dit soort energie zijn erg laag. Ze zijn goedkoper dan in kolencentrales of kerncentrales.
- Aangenomen wordt dat de hoeveelheid aardwarmte die in de wereld kan worden opgewekt hoger is dan alle olie, aardgas, uranium en steenkool bij elkaar.
Nadelen van aardwarmte
Ten slotte, omdat niet alles mooi is, moeten we de nadelen van het gebruik van aardwarmte analyseren.
- Een van de grote nadelen is dat er nog weinig technologische ontwikkeling is. In feite vandaag Het wordt nauwelijks vermeld wanneer hernieuwbare energiebronnen worden vermeld.
- Bij de exploitatie zijn er risico's op mogelijke lekkages van waterstofsulfide en arseen, die vervuilende stoffen zijn.
- De territoriale beperking houdt in dat geothermische energiecentrales alleen mogen worden geïnstalleerd in gebieden waar de warmte van de ondergrond erg hoog is. Bovendien moet de geproduceerde energie worden verbruikt op het grondgebied waar deze wordt gewonnen, Het kan niet naar zeer afgelegen plaatsen worden vervoerd omdat de efficiëntie verloren zou gaan.
- De faciliteiten van geothermische centrales veroorzaken grote landschapseffecten.
- Geothermische energie is op zichzelf geen onuitputtelijke energie, aangezien de warmte van de aarde afneemt.
- In sommige gebieden waar deze energie wordt gewonnen, treden kleine aardbevingen op als gevolg van de injectie van water.
Zoals u kunt zien, heeft aardwarmte, ondanks dat het niet zo bekend is, vele functies en een groot aantal kenmerken waarmee rekening moet worden gehouden voor de toekomst van energie.
Ontdek de andere soorten hernieuwbare energiebronnen:
