Thế giới năng lượng tái tạo ngày càng trở nên trống rỗng trên thị trường quốc tế do tính cạnh tranh cao và ngày càng hiệu quả hơn. Có nhiều loại năng lượng tái tạo khác nhau (như tôi nghĩ chúng ta đều biết) nhưng đúng là trong năng lượng tái tạo, chúng ta thấy một số loại năng lượng "nổi tiếng" hơn, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, và những loại khác ít được biết đến hơn như Năng lượng địa nhiệt và sinh khối.
Trong bài đăng này, tôi sẽ nói về mọi thứ liên quan đến năng lượng địa nhiệt. Từ nó là gì, nó hoạt động như thế nào và những lợi thế và bất lợi của nó trong thế giới năng lượng tái tạo.
Năng lượng địa nhiệt là gì?
Năng lượng địa nhiệt là một loại năng lượng tái tạo dựa trên trong việc sử dụng nhiệt tồn tại trong lòng đất của hành tinh chúng ta. Nghĩa là, sử dụng sức nóng của các lớp bên trong Trái đất và tạo ra năng lượng từ nó. Năng lượng tái tạo thường sử dụng các yếu tố bên ngoài như nước, không khí và ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, năng lượng địa nhiệt người duy nhất thoát khỏi quy chuẩn bên ngoài này.
Nguồn: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name
Bạn thấy đấy, có một gradient nhiệt độ nằm sâu dưới mặt đất mà chúng ta bước lên. Tức là nhiệt độ của Trái đất sẽ tăng lên khi chúng ta đi xuống và tiến gần đến lõi Trái đất hơn. Đúng là âm thanh sâu nhất mà con người có thể đạt được không vượt quá 12 km ở độ sâu, nhưng chúng ta biết rằng gradient nhiệt tăng lên nhiệt độ của mặt đất từ 2 ° C đến 4 ° C cho mỗi 100 mét mà chúng ta hạ xuống. Có nhiều khu vực khác nhau trên hành tinh mà độ dốc này lớn hơn nhiều và đó là do thực tế là tại thời điểm đó vỏ trái đất mỏng hơn. Do đó, các lớp trong cùng của Trái đất (chẳng hạn như lớp phủ, nóng hơn) gần bề mặt Trái đất hơn và cung cấp nhiều nhiệt hơn.
Chà, điều đó nghe có vẻ tuyệt vời, nhưng năng lượng địa nhiệt được khai thác ở đâu và như thế nào?
Hồ chứa địa nhiệt
Như tôi đã đề cập trước đây, có những khu vực trên hành tinh có độ sâu nhiệt độ dốc rõ rệt hơn những nơi còn lại. Điều này làm cho hiệu suất năng lượng và việc tạo ra năng lượng thông qua nhiệt bên trong của Trái đất cao hơn nhiều.
Thông thường, tiềm năng sản xuất năng lượng địa nhiệt ít hơn nhiều so với tiềm năng của năng lượng mặt trời (60 mW / m² đối với địa nhiệt so với 340 mW / m² đối với năng lượng mặt trời). Tuy nhiên, ở những nơi có độ dốc nhiệt lớn hơn, được gọi là hồ địa nhiệt, tiềm năng sản xuất năng lượng cao hơn nhiều (đạt 200 mW / m²). Tiềm năng sản xuất năng lượng cao này tạo ra nhiệt tích tụ trong các tầng chứa nước có thể được khai thác công nghiệp.
Để khai thác năng lượng từ các hồ chứa địa nhiệt, trước tiên cần phải tiến hành một nghiên cứu thị trường khả thi vì chi phí khoan tăng lên rất nhiều theo độ sâu. Đó là, khi chúng ta đi sâu hơn vào nỗ lực để tách nhiệt lên bề mặt được tăng lên.
Trong số các loại trầm tích địa chất, chúng tôi tìm thấy ba loại: nước nóng, khô và mạch nước phun
Hồ chứa nước nóng
Có hai loại hồ chứa nước nóng: nguồn và ngầm. Đầu tiên có thể được sử dụng như bồn tắm nhiệt, trộn một ít với nước lạnh để có thể tắm trong chúng, nhưng nó có vấn đề là tốc độ dòng chảy thấp.
Mặt khác, chúng ta có các tầng chứa nước ngầm là những hồ chứa nước có nhiệt độ rất cao và ở độ sâu nông. Loại nước này có thể được sử dụng để có thể tách nhiệt bên trong của nó. Chúng ta có thể luân chuyển nước nóng qua các máy bơm để tận dụng nhiệt của nó.
Việc khai thác các hồ chứa nước nóng được thực hiện như thế nào? Để có thể tận dụng được năng lượng của nhiệt nước, việc khai thác phải được thực hiện với số lượng giếng chẵn, sao cho cứ hai giếng thì thu được nước nhiệt và được bơm trở lại tầng chứa nước sau khi có hạ nhiệt. Kiểu khai thác này có đặc điểm là phoặc một khoảng thời gian gần như vô hạn trong thời gian vì xác suất cạn kiệt bể chứa nhiệt đó gần như bằng không, vì nước được bơm ngược trở lại tầng chứa nước. Nước duy trì một dòng chảy không đổi và lượng nước không thay đổi, vì vậy chúng tôi không làm cạn kiệt nước hiện có trong tầng chứa nước, nhưng chúng tôi sử dụng nhiệt lượng của nó để sưởi ấm và những thứ khác. Nó cũng có một lợi thế lớn là chúng tôi thấy rằng không có loại ô nhiễm vì mạch nước kín không để xảy ra bất kỳ sự rò rỉ nào.
Tùy thuộc vào nhiệt độ mà chúng ta tìm thấy nước trong hồ chứa, năng lượng địa nhiệt được chiết xuất sẽ có các chức năng khác nhau:
Làm nóng nước ở nhiệt độ cao
Chúng tôi nhận thấy vùng nước có nhiệt độ lên đến 400 ° C và hơi nước được tạo ra trên bề mặt. Nhờ tuabin và máy phát điện, năng lượng điện có thể được tạo ra và phân phối đến các thành phố thông qua mạng lưới.
Làm nóng nước ở nhiệt độ trung bình
Nước nhiệt này được tìm thấy trong các tầng chứa nước có nhiệt độ thấp hơn, tối đa chúng đạt 150 ° C. Đó là lý do tại sao việc chuyển đổi hơi nước thành điện năng được thực hiện với hiệu suất thấp hơn và phải được khai thác bằng chất lỏng dễ bay hơi.
Làm nóng nước ở nhiệt độ thấp
Những khoản tiền gửi này có nước ở khoảng 70 ° C vì vậy nhiệt của nó chỉ đến từ gradient địa nhiệt.
Làm nóng nước ở nhiệt độ rất thấp
Chúng tôi tìm thấy những vùng nước có nhiệt độ đạt tối đa 50 ° C. Năng lượng địa nhiệt có thể thu được thông qua loại nước này giúp chúng ta trang trải một số nhu cầu sinh hoạt như sưởi ấm trong nhà.
Ruộng khô
Các hồ chứa khô là những khu vực có đá khô và rất nóng. Trong loại tiền gửi này không có chất lỏng nào mang năng lượng địa nhiệt hoặc bất kỳ loại vật liệu thẩm thấu nào. Chính các bác sĩ chuyên khoa giới thiệu những loại yếu tố này để có thể truyền nhiệt. Các khoản tiền gửi này có lợi suất thấp hơn và chi phí sản xuất cao hơn.
Làm thế nào để chúng ta khai thác năng lượng địa nhiệt từ những lĩnh vực này? Để có được hiệu suất phù hợp và thu được lợi ích kinh tế, cần có diện tích dưới mặt đất không quá sâu (vì chi phí vận hành tăng đáng kể khi độ sâu tăng) và có vật liệu khô hoặc đá nhưng ở nhiệt độ rất cao. Đất được khoan để tiếp cận các vật liệu này và nước được bơm vào lỗ khoan. Khi nước được bơm vào, một lỗ khác được tạo ra, qua đó chúng ta lấy nước nóng ra để sử dụng năng lượng của nó.
Nhược điểm của loại hồ chứa này là công nghệ và vật liệu để thực hiện phương pháp này vẫn không khả thi về mặt kinh tế, vì vậy công việc đang được thực hiện để phát triển và cải tiến nó.
Tiền gửi Geyser
Mạch nước phun là những suối nước nóng phun ra các luồng hơi nước và nước nóng một cách tự nhiên. Có rất ít trên hành tinh. Do tính nhạy cảm của chúng, mạch nước phun được tìm thấy trong các môi trường nơi sự tôn trọng và cẩn thận của họ phải cao để không làm cho hiệu suất của họ giảm sút.
Để tách nhiệt từ các hồ chứa mạch nước phun, nhiệt của nó phải được khai thác trực tiếp bằng các tuabin để thu được năng lượng cơ học. Vấn đề với kiểu khai thác này là sự phản xạ lại của nước đã ở nhiệt độ thấp làm cho các magma nguội đi và làm cho chúng cạn kiệt. Người ta cũng phân tích rằng việc phun nước lạnh và làm lạnh magma tạo ra các trận động đất nhỏ nhưng thường xuyên.
Sử dụng năng lượng địa nhiệt
Chúng tôi đã thấy các loại hồ chứa để khai thác năng lượng địa nhiệt, nhưng chúng tôi vẫn chưa phân tích các công dụng có thể mang lại cho chúng. Ngày nay năng lượng địa nhiệt có thể được khai thác trong nhiều khía cạnh của cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nó có thể được sử dụng để sưởi ấm và tạo điều kiện thích hợp trong nhà kính và cung cấp hệ thống sưởi cho nhà ở và trung tâm mua sắm.
Nó cũng có thể được sử dụng để làm mát và sản xuất nước nóng sinh hoạt. Nói chung, năng lượng địa nhiệt được sử dụng để spa, hệ thống sưởi và nước nóng, phát điện để khai thác khoáng sản và trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.
Ưu điểm của năng lượng địa nhiệt
- Điều đầu tiên mà chúng ta phải làm nổi bật về lợi thế của năng lượng địa nhiệt là nó là một loại năng lượng tái tạo nên được coi là năng lượng sạch. Việc khai thác và sử dụng năng lượng không tạo ra khí thải nhà kính và do đó không làm hỏng tầng ôzôn hoặc góp phần làm tăng tác động của biến đổi khí hậu.
- Không tạo ra chất thải.
- Chi phí sản xuất năng lượng điện từ loại năng lượng này rất rẻ. Chúng rẻ hơn trong các nhà máy than hoặc nhà máy điện hạt nhân.
- Lượng năng lượng địa nhiệt có thể được tạo ra trên thế giới được cho là cao hơn tất cả dầu mỏ, khí đốt tự nhiên, uranium và than đá cộng lại.
Nhược điểm của năng lượng địa nhiệt
Cuối cùng, vì không phải mọi thứ đều đẹp nên chúng ta phải phân tích những nhược điểm của việc sử dụng năng lượng địa nhiệt.
- Một trong những hạn chế lớn là nó vẫn còn ít phát triển về công nghệ. Thực tế ngày nay Nó hầu như không được đề cập khi năng lượng tái tạo được liệt kê.
- Có những rủi ro trong quá trình khai thác của nó về các rò rỉ có thể xảy ra hydro sunfua và asen, là những chất gây ô nhiễm.
- Giới hạn về lãnh thổ có nghĩa là các nhà máy điện địa nhiệt chỉ được lắp đặt ở những khu vực có nhiệt độ của lòng đất rất cao. Ngoài ra, năng lượng được tạo ra phải được tiêu thụ trong lãnh thổ nơi nó được khai thác, Nó không thể được vận chuyển đến những nơi rất xa vì hiệu quả sẽ bị mất.
- Các cơ sở của các nhà máy điện địa nhiệt gây ra các tác động cảnh quan.
- Năng lượng địa nhiệt tự bản thân nó không phải là năng lượng vô tận vì nhiệt của Trái đất đang cạn kiệt.
- Ở một số khu vực nơi năng lượng này được khai thác, các trận động đất nhỏ xảy ra do việc phun nước.
Như bạn có thể thấy, năng lượng địa nhiệt, mặc dù không được biết đến nhiều, nhưng có nhiều chức năng và vô số đặc điểm cần tính đến cho tương lai của năng lượng.
Khám phá các loại năng lượng tái tạo khác:
