Kuidas tänapäeva maailmas geotermilist energiat maksimaalselt ära kasutada

La geotermiline energia See on üks energiatest uuendatav vanem ja samal ajal vähem ekspluateeritud, kui võrrelda seda teistega, näiteks päikese- või tuuleenergiaga. Hoolimata sellest, et tehnoloogia on tuntud juba aastakümneid, on selle kasutamine viimastel aastatel muutunud üha aktuaalsemaks tänu nõudluse kasvule säästvate ja puhaste energiaallikate järele.

Geotermiline energia kasutab Maa sisemist soojust elektrienergia tootmiseks või kütmiseks. Puurides Maa pinda kõrge termilise aktiivsusega piirkondades, pääsete ligi sügavamatesse kihtidesse, kus temperatuur on vee soojendamiseks piisavalt kõrge. See protsess vabastab auru, mida kasutatakse elektrigeneraatoritega ühendatud turbiinide liigutamiseks või otse linna- ja maainfrastruktuuri soojendamiseks. Selle soojuse eraldamine toimub peamiselt kindlates kohtades, mida iseloomustavad geoloogiliste tegurite, näiteks vulkaanide või tektooniliste rikete olemasolu, mis muudab geotermiliste taimede jaotumise planeedil ebaühtlaseks.

Geotermilise energia ammutamise protsess

Kasutades geotermiline energia See on tehniline protsess, mis nõuab maasse puurimist kohtades, kus maa-alune temperatuur on soojusressursside kasutamiseks piisavalt kõrge. Seda tüüpi energiat leidub sügavusel, mis varieerub 3.000–10.000 300 meetri sügavusel Maa pinnast. Nendel sügavustel soojendatakse põhjavett kuumade kivimite toimel temperatuurini, mis võib teatud juhtudel ületada XNUMX ºC.

Protseduur algab kaevude puurimisega, mis võimaldavad Maa sisemusest vett ja auru ammutada. See aur suunatakse ühe või mitme turbiini käivitamiseks, mis on ühendatud elektrigeneraatoritega. Pärast kasutamist saab vett ja auru uuesti aluspinnasesse süstida, et tsükkel saaks uuesti alata, muutes selle süsteemi suletud silmus mis vähendab maa-aluste ressursside massilist kaevandamist.

Geotermiliste ressursside tüübid

Energia tootmiseks saab kasutada mitut tüüpi geotermilisi ressursse:

• Kuivad geotermilised süsteemid: Need koosnevad aladest, kus maa-alused kivimoodustised ei sisalda vett, kuid on piisavalt kõrge temperatuuriga. Need süsteemid nõuavad auru tootmiseks vee sissepritse kivimitesse.
• Kuiva auru reservuaarid: Seda tüüpi süsteemis jääb aur maa-alustesse õõnsustesse kinni. Seda auru saab turbiinide käivitamiseks otse välja tõmmata.
• Kuuma vee reservuaarid: Need on kõige levinumad. Nendes reservuaarides on põhjavesi kõrge temperatuuriga ja pärast ekstraheerimist muutub see rõhu vähendamisel auruks.
• Täiustatud geotermilised süsteemid (EGS): Siin modifitseeritakse kivimoodustisi neid purustades (sarnaselt gaasitööstuses kasutatavale hüdraulilisele purustamisele), lastes vett läbi pragude ringelda ja kuumeneda, tekitades auru.

Tehnoloogiliselt on geotermilise soojuse muundamiseks elektrienergiaks mitu võimalust:

1. Kuivad aurutaimed: Turbiinide liigutamiseks kasutavad nad otseselt geotermilist auru.
2. Välk-aurutaimed: Kõrgsurve all olev kuum vesi dekompresseeritakse ja muundatakse auruks, mis seejärel turbiine käivitab.
3. Binaarse tsükli taimed: Kasutatakse sekundaarset vedelikku, mille keemistemperatuur on madalam kui vesi, mis võimaldab toota energiat madalama temperatuuriga koosseisudes.

Geotermilise energia kasutamise eelised

Geotermilisel energial on mitmeid eeliseid, mis muudavad selle atraktiivseks alternatiiviks teistele taastuvatele energiaallikatele:

• See on taastuv ressurss, kuna Maa sees saadaolev soojusenergia hulk on inimese mastaabis praktiliselt piiramatu.
• See on võimeline pidevalt energiat tootma 24 tundi päevas, erinevalt päikese- või tuuleenergiast, mis sõltuvad ilmastikutingimustest ja kellaajast.
• Geotermilisel energial on a madal süsiniku jalajälg, mis aitab kaasa kliimamuutuste leevendamisele. Puuduvad põlemised ega märkimisväärsed kasvuhoonegaaside heitkogused.
• The geotermilised taimed võtavad vähe ruumi võrreldes päikese- või hüdroelektrijaamadega.

Lisaks rõhutavad rahvusvahelised uuringud, et geotermiline energia võib olla paljude jaoks võtmelahendus arengumaades millel on märkimisväärne geotermiline potentsiaal. Piirkonnad nagu Aafrika, Aasia ja nende osad Lõuna-Ameerika Neil on tohutud geotermilised ressursid, mis võivad aidata vähendada nende sõltuvust fossiilkütustest ja parandada juurdepääsu elektrile.

Uus trend: geotermiline energia globaalselt

Geotermiline energia on omandanud erilise tähtsuse sellistes riikides nagu Ameerika Ühendriikide e Indoneesia, mis on maailmas liidrid nii installeeritud võimsuse kui ka uute projektide osas. Ameerika Ühendriigid on omalt poolt saavutanud 3.900. aastal enam kui 2023 MW installeeritud võimsuse, samas kui Indoneesia on suurendanud oma võimsust 2.418 MW-ni, kusjuures lähiaastatel on laienemisele suunatud märkimisväärsed investeeringud.

Teistele riikidele meeldib Türkiye, Filipiinid y Mehhiko Samuti on nad selles valdkonnas edusamme teinud. Näiteks Türkiye on suutnud 1.600. aastal ületada 2023 MW installeeritud võimsust ja kuigi selle kasv on aeglasem, on see jätkuvalt üks Euroopa juhtivaid riike.

Väljakutsed ja miinused

Vaatamata paljudele eelistele ei ole geotermilise energia kasutamine väljakutseteta. Esimene piirang on see, et ainult teatud geograafilistes piirkondades, näiteks vulkaanilise aktiivsuse ja tektooniliste riketega piirkondades, leidub geotermilisi ressursse koguses, mida saab kasutada energia tootmiseks. Järelikult on selle rakendamine ülemaailmsel tasandil piiratud.

Lisaks suured uurimis- ja puurimiskulud initsiaalid on kriitiline tegur. Suurtesse sügavustesse puurimine on äärmiselt kulukas protsess ja uurimisetapiga kaasnevad riskid, kuna tõhusate ressursside kaevandamise edu ei ole alati garanteeritud.

Teiseks puuduseks on see, et kuigi elektritootmine võib pärast jaama töötamist olla konstantne, sõltub selle kasutusvõime suuresti koha geoloogilistest tingimustest. Soojusressursside kättesaadavuse kõikumine võib tähendada tehase efektiivsuse kõikumisi.

Samuti tuleb märkida, et mõnel juhul võib rajatiste ebaõige kasutamine põhjustada maa-alust degradatsiooni, mis võib kahjustada põhjaveekihte või isegi vallandada väiksemaid maavärinaid. põhjustatud maavärinad.

Seetõttu on veel majanduslikke ja tehnilisi tõkkeid, mis tuleb ületada, et geotermiline energia saaks ülemaailmselt laieneda. Nende piirangutega tegeletakse aga tehnoloogiliste edusammude ja riskide maandamise süsteemide rakendamisega.

Käimasolevate projektide ja uute puurimis- ja tootmistehnoloogiate jätkuva arenguga on geotermiline energia jätkuvalt üks säästvamaid ja strateegiliselt elujõulisemaid lahendusi globaalse energia tuleviku jaoks.