Επεξήγηση γεωθερμικής ενέργειας: Πώς λειτουργεί η γεωθερμική ενέργεια

Βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης βρίσκονται τεράστιες δεξαμενές λιωμένου βράχου, ζεστού νερού και αερίου υψηλής πίεσης. Επιστήμονες και μηχανικοί έχουν αξιοποιήσει αυτές τις προμήθειες ως πηγές γεωθερμικής ενέργειας.

Μετάβαση στην ενότητα

• Τι είναι η γεωθερμική ενέργεια;
• Πώς λειτουργεί η γεωθερμική ενέργεια;
• 4 Πλεονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας
• 2 Μειονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας
• Μάθε περισσότερα
• Μάθετε περισσότερα για το MasterClass της Dr. Jane Goodall

Η Δρ Jane Goodall μοιράζεται τις γνώσεις της για τη νοημοσύνη των ζώων, τη διατήρηση και τον ακτιβισμό.

τι κάνει ένα πεντάλ συμπιεστή κιθάρας

Τι είναι η γεωθερμική ενέργεια;

Η γεωθερμική ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που αγγίζει τη θερμική ενέργεια κάτω από την επιφάνεια της Γης. Οι θερμές πηγές της Ισλανδίας και οι θερμοσίφωνες του Εθνικού Πάρκου Yellowstone είναι παραδείγματα γεωθερμικών ταμιευτήρων που έχουν σπάσει τον φλοιό της Γης. Οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει γεωθερμικούς πόρους εδώ και χιλιετίες.

Καθώς κυβερνητικοί φορείς όπως το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ αναζητούν ανανεώσιμα μέσα παραγωγής ενέργειας, ενθαρρύνουν επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, εταιρείες και άτομα να αξιοποιήσουν τη θερμότητα της Γης ως μέσο τροφοδοσίας βιομηχανικών διεργασιών και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό οδήγησε σε πρόσφατη αύξηση των γεωθερμικών τεχνολογιών.

Πώς λειτουργεί η γεωθερμική ενέργεια;

Η γεωθερμική ενέργεια μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό σε γεωθερμικούς σταθμούς. Μπορείτε επίσης να το θέσετε σε άμεση χρήση ως πηγή θέρμανσης στο σπίτι μέσω γεωθερμικών αντλιών θερμότητας.

• Γεωθερμική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας : Οι περισσότεροι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής δημιουργούν ηλεκτρισμό με βραστό νερό για την παραγωγή ατμού. Στη συνέχεια, ο ατμός περιστρέφει τεράστιους στροβίλους που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Οι γεωθερμικές μονάδες ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν επίσης αυτήν τη μέθοδο, μόνο αντί να παράγουν ατμό χρησιμοποιώντας ορυκτά καύσιμα όπως άνθρακα ή φυσικό αέριο, χρησιμοποιούν φυσικά θερμαινόμενο νερό από υπόγειες δεξαμενές. Υπάρχουν παραλλαγές στην παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας (συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου ξηρού ατμού, της μεθόδου αναβοσβήνει και του συστήματος δυαδικού κύκλου), ωστόσο όλες εκμεταλλεύονται τις φυσικά υψηλές θερμοκρασίες του γεωθερμικού υγρού.
• Γεωθερμικά συστήματα θέρμανσης : Τα συστήματα γεωθερμικής θέρμανσης χρησιμοποιούν γεωθερμικό νερό για θέρμανση θερμαντικών σωμάτων σε σπίτια, γραφεία και εργοστάσια. Σε ορισμένα μέρη, συμπεριλαμβανομένου του μεγάλου μέρους της Ισλανδίας, το γεωθερμικό νερό από τις θερμές πηγές βγαίνει ακόμη και από τη βρύση για οικιακή χρήση. Τα γεωθερμικά συστήματα μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως συστήματα ψύξης χρησιμοποιώντας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας για τη μεταφορά θερμότητας από ένα κτίριο στο έδαφος. Το σύστημα στη συνέχεια αντικαθιστά αυτόν τον ζεστό αέρα με αέρα χαμηλής θερμοκρασίας από κάτω από την επιφάνεια της γης.

4 Πλεονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας

Η γεωθερμική ενέργεια είναι χρήσιμη για διάφορους λόγους.

1. Είναι δυνητικά διαθέσιμο σε όλο τον κόσμο . Με σημαντικές επενδύσεις, η γεωθερμική ενέργεια μπορεί να αξιοποιηθεί σχεδόν οπουδήποτε στη Γη. Αν και η πηγή της γεωθερμικής θερμότητας είναι ο πυρήνας της γης και η κίνηση των τεκτονικών πλακών, όλες οι χρήσιμες γεωθερμικές δεξαμενές βρίσκονται στον φλοιό της Γης - μερικές φορές μόλις μερικά πόδια κάτω από την επιφάνεια.
2. Παρέχει σταθερή ισχύ βάσης . Μόλις κτυπηθεί, μια γεωθερμική πηγή παρέχει συνεχή ισχύ και δεν χρειάζεται μπαταρίες για να λειτουργήσει αποτελεσματικά, όπως συμβαίνει με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια.
3. Παράγει χαμηλότερες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από τα ορυκτά καύσιμα . Η αξιοποίηση υπόγειων πηγών θερμότητας συνεπάγεται την απελευθέρωση αερίων θερμοκηπίου όπως το μεθάνιο (CH4) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), αλλά δεν προσεγγίζει το επίπεδο εκπομπών αερίων θερμοκηπίου που συνοδεύει την καύση άνθρακα, πετρελαίου ή φυσικού αερίου.
4. Μπορεί να κάνει χρήση της υπάρχουσας υποδομής ορυκτών καυσίμων . Καθώς οι βιομηχανίες και οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας μεταβαίνουν μακριά ορυκτά καύσιμα , αυτές οι πηγές μπορούν να διευκολύνουν την εισαγωγή της γεωθερμίας στις ίδιες περιοχές. Τα φρεάτια πετρελαίου και τα φρεάτια φυσικού αερίου έχουν ήδη ολοκληρώσει την απαραίτητη γεώτρηση που απαιτείται για την αξιοποίηση της γεωθερμικής θερμότητας, γεγονός που οδήγησε πολλούς μηχανικούς να προτείνουν τη χρήση των ίδιων φρεατίων για ορυκτά καύσιμα και γεωθερμική ενέργεια.

MasterClass

Προτείνεται για εσάς

Διαδικτυακά μαθήματα που διδάσκονται από τα μεγαλύτερα μυαλά του κόσμου. Επεκτείνετε τις γνώσεις σας σε αυτές τις κατηγορίες.

Διδάσκει τη διατήρηση

Διδάσκει την εξερεύνηση του διαστήματος

Διδάσκει Επιστημονική Σκέψη και Επικοινωνία

Διδάσκει την Επιστήμη του Καλύτερου ύπνου

2 Μειονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας

Σκεφτείτε σαν επαγγελματίας

Η Δρ Jane Goodall μοιράζεται τις γνώσεις της για τη νοημοσύνη των ζώων, τη διατήρηση και τον ακτιβισμό.

Παρά τα αρκετά σαφή πλεονεκτήματα έναντι των ορυκτών καυσίμων, τα συστήματα γεωθερμικής ενέργειας δεν έχουν ακόμη αξιώσει σημαντικό μερίδιο αγοράς. Υπάρχουν δύο κύριοι λόγοι για αυτό.

πόσο καιρό να αφήσετε το κοτόπουλο να ξεκουραστεί

1. Το κόστος εκκίνησης είναι υψηλό . Η παραγωγή γεωθερμικής ηλεκτρικής ενέργειας και η γεωθερμική θέρμανση μπορούν να είναι οικονομικά αποδοτικές όταν η υποδομή είναι στη θέση της. Ωστόσο, η δημιουργία αυτής της υποδομής είναι δαπανηρή. Για να φτάσουν σε γεωθερμικές δεξαμενές, τα πληρώματα πρέπει να διαπεράσουν πυκνό υπόστρωμα. Η γεώτρηση είναι εντατική και θορυβώδης. Ορισμένοι δήμοι και ενώσεις ιδιοκτητών σπιτιού δεν το επιτρέπουν.
2. Απαιτείται νέα τεχνολογία σε πολλές τοποθεσίες . Προκειμένου τα γεωθερμικά συστήματα να παρέχουν ενεργειακή απόδοση, πρέπει να υπάρχει μια φυσική ροή υγρού από ένα γεωθερμικό πεδίο προς τον αέρα πάνω από αυτό. Μόνο περίπου το 10 τοις εκατό της γης της γης ευνοεί αυτήν τη ροή υγρών. Μια νέα τεχνολογία που ονομάζεται ενισχυμένα γεωθερμικά συστήματα (EGS) μπορεί να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα με τη διάσπαση θερμών πετρωμάτων βαθιά κάτω από την επιφάνεια της γης. Αυτά τα πετρώματα εγχέονται με νερό, το οποίο γίνεται ατμός που ανεβαίνει στην επιφάνεια για χρήση ενέργειας. Το χρησιμοποιημένο νερό χαμηλής θερμοκρασίας στη συνέχεια επιστρέφεται στη γη μέσω πηγαδιών. Ενώ μια τέτοια βαθιά γεώτρηση μπορεί να παράγει διοξείδιο του άνθρακα και εκπομπές μεθανίου, τα γεωθερμικά έργα μπορούν τελικά να το ξεπεράσουν κάνοντας κύκλο του γεωθερμικού υγρού τους σε κλειστό βρόχο.

Μάθε περισσότερα

Αποκτήστε την ετήσια συνδρομή MasterClass για αποκλειστική πρόσβαση σε μαθήματα βίντεο που διδάσκονται από δασκάλους, συμπεριλαμβανομένων των Jane Goodall, Neil deGrasse Tyson, Paul Krugman και άλλων.