Geoterminen energia selitetty: Kuinka geoterminen energia toimii

Syvällä maanpinnan alapuolella on valtavia sulan kiven, kuuman veden ja korkeapainekaasun säiliöitä. Tutkijat ja insinöörit ovat käyttäneet näitä tarvikkeita maalämpöenergian lähteinä.

Hyppää osioon

• Mikä on geoterminen energia?
• Kuinka geoterminen energia toimii?
• 4 Geotermisen energian edut
• 2 Geotermisen energian haitat
• Lisätietoja
• Lisätietoja Dr. Jane Goodallin MasterClassista

Tohtori Jane Goodall jakaa näkemyksensä eläinten älykkyydestä, suojelusta ja aktivismista.

kuinka monta prosenttia viestinnästä on sanoja

Mikä on geoterminen energia?

Maalämpöenergia on uusiutuva energialähde, joka hyödyntää maapallon alla olevaa lämpöenergiaa. Islannin kuumat lähteet ja Yellowstonen kansallispuiston geysirit ovat esimerkkejä maankuoren läpi murtautuneista geotermisistä säiliöistä. Ihmiset ovat käyttäneet geotermisiä resursseja vuosituhansien ajan.

Kun hallintoelimet, kuten Yhdysvaltain energiaministeriö, etsivät uusiutuvia energiantuotantotapoja, ne kannustavat energiayhtiöitä, suuryrityksiä ja yksityishenkilöitä hyödyntämään maapallon lämpöä keinona virrata teollisia prosesseja ja tuottaa sähköä. Tämä on johtanut viimeaikaiseen geotermisen tekniikan nousuun.

Kuinka geoterminen energia toimii?

Maalämpöenergia voi tuottaa sähköä geotermisissä voimalaitoksissa. Voit myös laittaa sen suoraan käyttöön kodin lämmönlähteenä maalämpöpumppujen kautta.

• Geoterminen sähköntuotanto : Useimmat sähkövoimalat tuottavat sähköä kiehuvalla vedellä höyryn tuottamiseksi. Sitten höyry pyörittää massiivisia turbiineja, jotka tuottavat sähkövirtaa. Geotermisissä sähkölaitoksissa käytetään myös tätä menetelmää, mutta sen sijaan, että tuotettaisiin höyryä fossiilisilla polttoaineilla, kuten kivihiilellä tai maakaasulla, ne käyttävät luonnollisesti lämmitettyä vettä maanalaisista säiliöistä. Maalämpöenergiantuotannossa on vaihteluita (mukaan lukien kuivahöyrymenetelmä, leimattu menetelmä ja binäärisyklisysteemi), mutta kaikki hyödyntävät geotermisen nesteen luonnollisesti korkeita lämpötiloja.
• Maalämpöjärjestelmät : Maalämpöjärjestelmät käyttävät maalämpöä lämpöpatterien lämmittämiseen kodeissa, toimistoissa ja tehtaissa. Joissakin paikoissa, myös Islannissa, kuumien lähteiden geotermistä vettä tulee jopa hanasta kotikäyttöön. Maalämpöjärjestelmät voivat toimia myös jäähdytysjärjestelminä käyttämällä geotermisiä lämpöpumppuja siirtämään lämpöä rakennuksesta maahan. Sitten järjestelmä korvaa tuon kuuman ilman maapinnan alapuolella olevalla matalan lämpötilan ilmalla.

4 Geotermisen energian edut

Maalämpöenergia on hyödyllistä useista syistä.

1. Se on mahdollisesti saatavilla kaikkialla maailmassa . Merkittävillä investoinneilla geoterminen energia voidaan hyödyntää melkein missä tahansa maan päällä. Vaikka geotermisen lämmön lähde on maan ydin ja tektonisten levyjen liike, kaikki käyttökelpoiset geotermiset säiliöt löytyvät maankuoresta - joskus vain muutaman metrin pinnan alapuolelta.
2. Se tarjoaa jatkuvaa peruskuormitusta . Kun geoterminen lähde on hyödynnetty, se tarjoaa jatkuvaa virtaa eikä tarvitse paristoja tehokkuuden aikaansaamiseksi, kuten muiden uusiutuvien energialähteiden, kuten auringon ja tuulen tapauksessa.
3. Se tuottaa pienempiä kasvihuonekaasupäästöjä kuin fossiiliset polttoaineet . Maanalaisten lämmönlähteiden hyödyntäminen aiheuttaa kasvihuonekaasupäästöjen, kuten metaanin (CH4) ja hiilidioksidin (CO2), vapautumisen, mutta se ei lähesty kasvihuonekaasupäästöjä, joita syntyy hiilen, öljyn tai maakaasun polttamisen yhteydessä.
4. Se voi hyödyntää olemassa olevaa fossiilisten polttoaineiden infrastruktuuria . Kun teollisuus ja yleishyödylliset palvelut siirtyvät pois fossiiliset polttoaineet , nämä lähteet voivat helpottaa geotermisen leviämisen samoille alueille. Öljy- ja kaasukaivot ovat jo suorittaneet tarvittavan porauksen geotermisen lämmön hyödyntämiseksi, mikä on saanut monet insinöörit ehdottamaan samojen kaivojen käyttöä fossiilisille polttoaineille ja maalämmölle.

MasterClass

Ehdotettu sinulle

Verkkokurssit, joita opettaa maailman suurimmat mielet. Laajenna tietosi näissä luokissa.

Opettaa suojelua

Opettaa avaruuden tutkimista

Opettaa tieteellistä ajattelua ja viestintää

Opettaa parempaa unta

2 Geotermisen energian haitat

Ajattele kuin ammattilainen

Tohtori Jane Goodall jakaa näkemyksensä eläinten älykkyydestä, suojelusta ja aktivismista.

Huolimatta useista selkeistä eduista fossiilisiin polttoaineisiin nähden, geotermiset energiajärjestelmät eivät ole vielä saaneet merkittävää markkinaosuutta. Tähän on kaksi ensisijaista syytä.

kuinka kauan vihreiden papujen kasvaminen kestää

1. Käynnistyskustannukset ovat korkeat . Maalämmön sähköntuotanto ja maalämpö voivat olla kustannustehokkaita, kun infrastruktuuri on paikallaan. Infrastruktuurin luominen on kuitenkin kallista. Maantermisten säiliöiden saavuttamiseksi miehistön on murtuttava tiheä kallioperä. Poraus on työvoimavaltaista ja meluisaa. Jotkut kunnat ja asunnonomistajien yhdistykset eivät salli sitä.
2. Uutta tekniikkaa tarvitaan monissa paikoissa . Jotta geotermiset järjestelmät voisivat tarjota energiatehokkuutta, geotermisestä kentästä sen yläpuolelle on oltava luonnollinen virtaus. Vain noin 10 prosenttia maan pinta-alasta edistää tätä nestevirtausta. Uusi tekniikka, jota kutsutaan parannetuksi geotermiseksi järjestelmäksi (EGS), voi kiertää tämän ongelman hajottamalla kuumia kiviä syvällä maanpinnan alapuolella. Näihin kiviin ruiskutetaan vettä, josta tulee höyryä, joka nousee pintaan energiakäyttöön. Käytetty, matalan lämpötilan vesi palautetaan sitten maahan injektointikaivojen kautta. Vaikka tällainen syvä poraus voi tuottaa hiilidioksidi- ja metaanipäästöjä, geotermiset projektit voivat lopulta kiertää tämän pyöräilemällä niiden geotermistä nestettä suljetussa silmukassa.

Lisätietoja

Hanki MasterClass-vuotuinen jäsenyys, niin pääset yksinoikeudella päälliköiden, kuten Jane Goodallin, Neil deGrasse Tysonin, Paul Krugmanin, ja muiden opettamille videotunneille.