Objaśnienie energii geotermalnej: Jak działa energia geotermalna

Głęboko pod powierzchnią Ziemi leżą masywne zbiorniki stopionej skały, gorącej wody i gazu pod wysokim ciśnieniem. Naukowcy i inżynierowie wykorzystali te dostawy jako źródła energii geotermalnej.

Przejdź do sekcji

• Co to jest energia geotermalna?
• Jak działa energia geotermalna?
• 4 zalety energii geotermalnej
• 2 wady energii geotermalnej
• Ucz się więcej
• Dowiedz się więcej o MasterClass dr Jane Goodall

Dr Jane Goodall dzieli się swoimi spostrzeżeniami na temat inteligencji zwierząt, ochrony i aktywizmu.

jak dostać się do branży odzieżowej

Co to jest energia geotermalna?

Energia geotermalna to odnawialne źródło energii, które wykorzystuje energię cieplną pod powierzchnią Ziemi. Gorące źródła Islandii i gejzery Parku Narodowego Yellowstone to przykłady zbiorników geotermalnych, które przebiły się przez skorupę ziemską. Ludzie od tysiącleci korzystają z zasobów geotermalnych.

Gdy organy rządowe, takie jak Departament Energii USA, poszukują odnawialnych środków produkcji energii, zachęcają przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, korporacje i osoby prywatne do wykorzystywania ciepła Ziemi do zasilania procesów przemysłowych i wytwarzania energii elektrycznej. Doprowadziło to do niedawnego wzrostu technologii geotermalnych.

Jak działa energia geotermalna?

Energia geotermalna może wytwarzać energię elektryczną w elektrowniach geotermalnych. Można go również wykorzystać bezpośrednio jako domowe źródło ciepła za pośrednictwem geotermalnych pomp ciepła.

• Produkcja energii elektrycznej geotermalnej : Większość elektrowni wytwarza energię elektryczną poprzez gotowanie wody w celu wytworzenia pary. Para następnie obraca masywne turbiny, które wytwarzają prąd elektryczny. Elektrownie geotermalne również stosują tę metodę, tylko zamiast wytwarzać parę z paliw kopalnych, takich jak węgiel czy gaz ziemny, wykorzystują naturalnie podgrzaną wodę z podziemnych zbiorników. Istnieją różne warianty wytwarzania energii geotermalnej (w tym metoda suchej pary, metoda rzutowa i system binarny), ale wszystkie wykorzystują naturalnie wysokie temperatury płynu geotermalnego.
• Systemy ogrzewania geotermalnego : Systemy ogrzewania geotermalnego wykorzystują wodę geotermalną do ogrzewania grzejników w domach, biurach i fabrykach. W niektórych miejscach, w tym na większej części Islandii, woda geotermalna z gorących źródeł wypływa nawet z kranu do użytku domowego. Systemy geotermalne mogą również działać jako systemy chłodzenia, wykorzystując geotermalne pompy ciepła do przenoszenia ciepła z budynku do gruntu. Następnie system zastępuje to gorące powietrze powietrzem o niskiej temperaturze spod powierzchni ziemi.

4 zalety energii geotermalnej

Energia geotermalna jest przydatna z wielu powodów.

1. Jest potencjalnie dostępny na całym świecie . Dzięki znaczącym inwestycjom energia geotermalna może być wykorzystywana niemal w każdym miejscu na Ziemi. Chociaż źródłem ciepła geotermalnego jest jądro Ziemi i ruch płyt tektonicznych, wszystkie nadające się do użytku zbiorniki geotermalne znajdują się w skorupie ziemskiej — czasami zaledwie kilka stóp pod powierzchnią.
2. Zapewnia stałą moc obciążenia podstawowego . Po uruchomieniu źródło geotermalne zapewnia ciągłą moc i nie wymaga baterii, aby działać wydajnie, jak ma to miejsce w przypadku innych odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa.
3. Wytwarza niższe emisje gazów cieplarnianych niż paliwa kopalne . Korzystanie z podziemnych źródeł ciepła wiąże się z uwalnianiem gazów cieplarnianych, takich jak metan (CH4) i dwutlenek węgla (CO2), ale nie zbliża się do poziomu emisji gazów cieplarnianych, które towarzyszą spalaniu węgla, ropy naftowej lub gazu ziemnego.
4. Może wykorzystać istniejącą infrastrukturę paliw kopalnych . Wraz z odejściem przemysłu i przedsiębiorstw użyteczności publicznej paliwa kopalne źródła te mogą ułatwić wprowadzenie energii geotermalnej w tych samych regionach. Odwierty naftowe i gazowe zakończyły już wymagane odwierty potrzebne do wykorzystania ciepła geotermalnego, co skłoniło wielu inżynierów do zaproponowania wykorzystania tych samych odwiertów do paliw kopalnych i energii geotermalnej.

MasterClass

Sugerowane dla Ciebie

Zajęcia online prowadzone przez największe umysły świata. Poszerz swoją wiedzę w tych kategoriach.

Uczy Konserwacji

Uczy eksploracji kosmosu

Uczy myślenia naukowego i komunikacji

Uczy nauki o lepszym śnie

2 wady energii geotermalnej

Myśl jak profesjonalista

Dr Jane Goodall dzieli się swoimi spostrzeżeniami na temat inteligencji zwierząt, ochrony i aktywizmu.

Pomimo kilku wyraźnych przewag nad paliwami kopalnymi, systemy energii geotermalnej nie zdobyły jeszcze znaczącego udziału w rynku. Są ku temu dwa główne powody.

kroki do stworzenia gry wideo

1. Koszty uruchomienia są wysokie . Produkcja energii elektrycznej geotermalnej i ogrzewanie geotermalne mogą być opłacalne po utworzeniu infrastruktury. Jednak stworzenie takiej infrastruktury jest kosztowne. Aby dotrzeć do zbiorników geotermalnych, załogi muszą przebić się przez gęste podłoże skalne. Wiercenie jest pracochłonne i hałaśliwe. Niektóre gminy i stowarzyszenia właścicieli domów na to nie zezwalają.
2. W wielu lokalizacjach wymagana jest nowa technologia . Aby systemy geotermalne zapewniały wydajność energetyczną, musi istnieć naturalny przepływ płynu z pola geotermalnego do powietrza nad nim. Tylko około 10 procent powierzchni ziemi sprzyja temu przepływowi płynu. Nowa technologia zwana ulepszonymi systemami geotermalnymi (EGS) może obejść ten problem, rozbijając gorące skały głęboko pod powierzchnią ziemi. Skały te są wtłaczane wodą, która staje się parą, która unosi się na powierzchnię w celu wykorzystania energii. Zużyta woda o niskiej temperaturze jest następnie zawracana do ziemi przez studnie iniekcyjne. Chociaż takie głębokie odwierty mogą powodować emisje dwutlenku węgla i metanu, projekty geotermalne mogą w końcu obejść ten problem, obracając płyn geotermalny w zamkniętym obiegu.

Ucz się więcej

Uzyskaj roczne członkostwo MasterClass, aby uzyskać wyłączny dostęp do lekcji wideo prowadzonych przez mistrzów, w tym Jane Goodall, Neila deGrasse Tysona, Paula Krugmana i nie tylko.