Energia geotermalna to odnawialne źródło energii, które w ekologiczny sposób wykorzystuje ciepło z wnętrza Ziemi do wytwarzania prądu, klimatyzacji budynków i pozyskiwania ciepłej wody. Często mniej znane w porównaniu z innymi źródłami energii odnawialnej Podobnie jak energia słoneczna czy wiatrowa, energia geotermalna ma wiele zastosowań i oferuje znaczną efektywność energetyczną.
Ta energia Pozyskuje się go i przetwarza w specjalnych obiektach zwanych elektrowniami geotermalnymi. Ale czym właściwie jest elektrownia geotermalna i jak działa?
Elektrownia geotermalna
Elektrownia geotermalna to elektrownia elektryczna zasilana ciepłem ziemi. Instalacje odpowiedzialne za pozyskiwanie ciepła z podłoża są niezbędne do przekształcania energii cieplnej w energię elektryczną bez uzależnienia od czynników zewnętrznych, takich jak warunki pogodowe, w przeciwieństwie do innych odnawialnych źródeł energii.
Jeśli chodzi o wpływ na środowisko, emisji dwutlenku węgla z elektrowni geotermalnej Jest ich znacznie mniej niż tych wytwarzanych w elektrowniach zasilanych paliwami kopalnymi. Emitują średnio zaledwie 45 g CO2 na każdą wygenerowaną kWh, co stanowi mniej niż 5% emisji w przypadku tradycyjnych zakładów.
Jednak możliwości efektywnego wykorzystania energii geotermalnej są ograniczone ze względu na konieczność wiercenia w skorupie ziemskiej na obszarach o wysokiej aktywności geotermalnej. Stany Zjednoczone, Filipiny i Indonezja należą do największych producentów tej energii ze względu na korzystne położenie geograficzne.
Szacuje się, że pomimo swojego potencjału wykorzystywane jest jedynie 6,5% globalnej pojemności geometrycznej– podaje Stowarzyszenie Energii Geotermalnej.
Zasoby energii geotermalnej
Ciepło z jądra Ziemi przekazywane jest przez skorupę ziemską, która pełni rolę izolatora. Aby wykorzystać to ciepło, konieczne jest wykonanie wierceń w ziemi, co wymaga infrastruktury, takiej jak rurociągi i studnie geotermalne.
Na ogół Ilość dostępnej energii geotermalnej wzrasta wraz z głębokością wierceń oraz bliskość krawędzi płyt tektonicznych, gdzie temperatura jest najwyższa.
Jak działa elektrownia geotermalna?
Proces wytwarzania energii elektrycznej w elektrowni geotermalnej opiera się na pracy w dwóch zasadniczych etapach: polu geotermalnym i instalacji konwersyjnej.
Pole geotermalne
Pole geotermalne to obszar, w którym gradient geotermalny jest najwyższy. Zwykle odpowiada zamkniętej warstwie wodonośnej z gorącą wodą, magazynowaną pod nieprzepuszczalnymi warstwami zatrzymującymi ciepło. Zbiornik geotermalny jest źródłem ciepła, które będzie wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej.
Studnie na tym polu wydobywają mieszaninę wody i pary, która jest doprowadzana rurami do elektrowni, a następnie wykorzystuje parę do napędzania turbin i systemu wytwarzania energii elektrycznej.
Proces generowania
Proces wytwarzania rozpoczyna się od wydobycia pary i gorącej wody ze zbiornika geotermalnego i przekazania ich do elektrowni. Tam para jest oddzielana od cieczy za pomocą a separator cyklonowy. Ta para sprawia, że turbiny wirują z dużą prędkością (3.600 obrotów na minutę), wytwarzając energię elektryczną.
Nadmiar wody jest ponownie wtryskiwany do zbiornika, co zapewnia trwałość systemu. Jeżeli ponowne zatłoczenie nie zostałoby przeprowadzone, zasoby zostałyby wyczerpane, a energii nie można byłoby uznać za odnawialną.
Rodzaje elektrowni geotermalnych
Istnieją trzy główne typy instalacji geotermalnych:
Suche instalacje parowe
Ten typ rośliny jest najprostszy. Działa poprzez bezpośrednie wydobywanie pary wodnej z podłoża o temperaturze powyżej 150°C. Para ta napędza turbiny wytwarzające energię elektryczną.
Flashowe rośliny parowe
W instalacjach pary błyskawicznej gorąca woda pod wysokim ciśnieniem unosi się ze studni, a po wprowadzeniu do zbiorników niskociśnieniowych część wody odparowuje, napędzając turbiny.
Centralne cykle binarne
Elektrownie pracujące w cyklu binarnym są najbardziej wydajne i nowoczesne. Wykorzystują ciecze o niskiej temperaturze wrzenia do przenoszenia ciepła z wody, wytwarzając w ten sposób parę do ruchu turbin, umożliwiając ich pracę z płynami o temperaturach tak niskich jak 57 °C.
Wydajność i niewielki wpływ na środowisko instalacji o obiegu binarnym czynią je najbardziej ekologicznymi, ponieważ nie emitują pary ani innych gazów na zewnątrz.
Ewolucja technologii geotermalnej umożliwiła lepsze wykorzystanie zasobów podziemnych, poprawę trwałości systemu i redukcję emisji związanych z wytwarzaniem energii. W miarę jak coraz więcej krajów inwestuje w tę technologię, oczekuje się, że energia geotermalna będzie odgrywać jeszcze ważniejszą rolę w przejściu na czyste, odnawialne źródła energii.