Переваги та недоліки геотермальної енергії

Геотермальна енергія має вирішальне значення для розвитку людства та покращує якість нашого життя.

Слово «геотермальний» походить від грецького, де «гео» означає «Земля», а «термальний» означає «тепло».

У результаті тепер ви можете визначити геотермальну енергію як теплову енергію, що виникає на глибині 1,800 миль під поверхнею Землі.

Це рідина, яка заповнює тріщини та розломи в земній корі, і тепло, що накопичується в породі.

Для транспортування геотермальної енергії до поверхні Землі використовується вода або пара.

Практично в будь-якій точці землі є доступ до геотермальної енергії.

Однак розкладання мінералів і дерев вимагає, щоб Земля генерувала цю енергію протягом кількох років.

Перш ніж ми подивимося на переваги та недоліки геотермальної енергії, добре, що ми подивимося на те, як виробляється геотермальна енергія.

Температура Землі зростає від поверхні до ядра.

Геотермічний градієнт, який становить приблизно 25°C на 1 кілометр глибини на більшій частині планети, описує цю повільну зміну температури.

Переважна більшість тепла під ядром Землі надходить від радіоактивних ізотопів, які постійно розпадаються.

Цьому джерелу енергії сприяє той факт, що температура в цьому регіоні поверхні Землі піднімається вище 5,000 °C.

Вода, каміння, газ та інші геологічні компоненти нагріваються теплом, яке постійно випромінюється назовні.

Магма може виникнути, коли гірські утворення в земній мантії та нижній корі досягають температури приблизно від 700 до 1,300 °C.

Це розплавлена ​​скеля, яка час від часу вивергається у вигляді лави на поверхню Землі та пронизана газом і газовими бульбашками.

Ця лава плавить прилеглі скелі та підземні водоносні горизонти, вивільняючи геотермальну енергію в різноманітних формах на поверхню Землі по всьому світу.

Геотермальна енергія генерується лавою, гейзерами, паровими джерелами або сухим теплом.

У той час як геотермальна енергія пара використовується для виробництва електроенергії, тепло можна уловлювати та використовувати безпосередньо для обігріву.

Приклади геотермальної енергії

Нижче наведені приклади геотермальної енергії згідно старанний хлопець,

• Будинки з геотермальним опаленням
• Геотермальні електростанції
• Хот-Спрінгс
• Геотермальні гейзери
• Фумарол
• Спас

1. Будинки з геотермальним опаленням

В основному геотермальна енергія використовується для опалення будинків.

Величезна мережа котушок, яка збирає тепло від землі, підключена до ідеального геотермального теплового насоса.

Потім за допомогою звичайних повітроводів це тепло розподіляється по всьому будинку.

Ця система налаштована таким чином, що роботу можна регулювати відповідно до зміни пір року.

Ця масивна система змійовика влітку заповнюється водою та розчинами антифризу.

Атмосфера будинку охолоджується завдяки передачі тепла з будинку на землю.

2. Геотермальні електростанції

Електрику можна виробляти з теплової енергії, яка існує під поверхнею землі.

Пар із землі використовується геотермальними енергетичними системами для виробництва електроенергії.

Цим паром здійснюється швидкісне обертання турбіни.

Після того, як ці турбіни вироблять механічну енергію, або після того, як їх приведуть в рух, механічна енергія доставляється в систему виробництва електроенергії.

Основним компонентом системи виробництва електроенергії є генератор, який використовує електромагнітну індукцію для перетворення механічної енергії в електричну.

Оскільки в атмосферу не викидаються шкідливі або багаті вуглецем викиди, ця техніка є неймовірно надійною та екологічно корисною.

Він також не залишає слідів.

В результаті забруднення землі відсутнє, а це також означає, що переробка відходів не потрібна.

Геотермальна енергія має переваги, оскільки вона забезпечує надійність, постійність і відновлюваність.

3. Гарячі джерела

Земля є домом для різноманітних природних гарячих джерел.

Коли підповерхневі води взаємодіють з нагрітою породою, утворюються гарячі джерела.

Геологічне тепло виділяється, коли вода нагрівається. Для туристів ці джерела дуже цікаві.

Тому геотермальну енергію можна використовувати для створення економічних вигод і робочих місць для молоді.

Одним із найбільш часто використовуваних застосувань геотермальної енергії є гарячі джерела.

Купання в гарячих джерелах є популярним видом відпочинку.

Єдиним недоліком є ​​сильний запах сірки, який можна знайти в відкритому гарячому джерелі або поблизу нього.

4. Геотермальні гейзери

Геотермальні гейзери та геотермальні гарячі джерела досить схожі.

Єдина відмінність полягає в тому, що в геотермальному гейзері вода тече вертикальним стовпом заввишки багато футів.

Old Faithful, геотермальний гейзер у Єллоустоунському національному парку в США, є найвідомішим.

Кожні 60-90 хвилин гейзер Old Faithful здуває свою вершину.

Запас води під земною поверхнею, жерло на поверхні землі, гарячі підземні породи є необхідними умовами для розвитку геотермальних гейзерів.

5. Фумарол

Вода, яка вже існує під землею, нагрівається, коли вона стикається з гарячою породою або магмою, і виходить через отвір.

Фумарол - так називається цей отвір. Коли на поверхні землі є тріщина або інший отвір, можуть утворитися фумароли.

Фумарол - це, по суті, отвір, який знаходиться поблизу вулкана або гарячого джерела.

Оскільки тепло або теплова енергія, необхідна для формування фумаролу, збирається лише з поверхні землі, це ще одна ілюстрація геотермальної енергії.

Однак, оскільки видобуток теплової енергії відбувається природним шляхом, у цьому випадку немає потреби в насосі.

Як наслідок, до нього можна легко дістатися і потребує лише незначного коригування.

Хоча іноді фумароли таємничим чином зникають.

Однак, судячи з внутрішнього годинника Землі, вони можуть з’явитися знову. Як наслідок, це ускладнює ефективне використання енергії.

6. Спас

Геотермальна енергія використовується в діяльності, яка пов'язана зі здоров'ям і самопочуттям.

Гарячі джерела та фумароли використовуються в курортах та інших суміжних галузях для виробництва тепла та пари.

Цей спосіб використання геотермальної енергії існує дуже давно.

Цей підхід забезпечує переваги для особистого догляду, які є доступними, природними та ефективними.

Найкращим надбанням є геотермальний отвір, який знаходиться поблизу спа-центру, оскільки це нескінченно доступне та зручне джерело електроенергії.

Використання геотермальної енергії

Хоча деякі види використання геотермальної енергії передбачають буріння кілометрів у глибину землі, інші використовують температури, близькі до поверхні.

Системи геотермальної енергії можна розділити на три основні категорії:

• Системи як для прямого споживання, так і для централізованого опалення
• Геотермальні електростанції
• Геотермальні теплові насоси

1. Системи прямого споживання та централізованого теплопостачання

Системи прямого використання та централізованого опалення отримують гарячу воду з джерел або резервуарів, які знаходяться близько до поверхні землі.

Гарячі мінеральні джерела використовувалися для купання, обігріву та приготування їжі в стародавніх китайських, римських та індіанських культурах.

Багато гарячих джерел все ще використовуються для купання, і багато людей вважають, що багата мінералами гаряча вода корисна для їхнього здоров’я.

Крім того, системи централізованого опалення та пряме опалення окремих будівель використовують геотермальну енергію.

Будівлі опалюються трубами, по яких гаряча вода йде від поверхні землі.

У Рейк'явіку, Ісландія, більшість будівель опалюється за допомогою системи централізованого теплопостачання.

Видобуток золота, пастеризація молока та зневоднення (сушіння) харчових продуктів є деякими промисловими способами використання геотермальної енергії.

2. Геотермальні електростанції

Для виробництва геотермальної електроенергії потрібна пара або вода при високих температурах (від 300° до 700°F).

У радіусі однієї-двох миль від земної поверхні геотермальні резервуари часто є місцем будівництва геотермальних електростанцій.

Сполучені Штати були однією з 27 країн, які виробили в 88 році загалом 2019 мільярдів кВт-год електроенергії, використовуючи геотермальну енергію.

З майже 14 мільярдами кВт-год виробленої електроенергії Індонезія була другим у світі виробником геотермальної електроенергії після Сполучених Штатів.

Це становить приблизно 5% від загального виробництва електроенергії в Індонезії.

Кенія виробила восьме місце за обсягом геотермальної електроенергії, близько 5 мільярдів кВт-год, але на неї припадала найбільша частка загального річного виробництва електроенергії, приблизно 46%.

3. Геотермальні теплові насоси

Будівлі можна обігрівати та охолоджувати за допомогою геотермальних теплових насосів, які використовують переваги стабільної температури поверхні ґрунту.

Взимку геотермальні теплові насоси передають тепло від землі (або води) до будівель, а влітку вони роблять навпаки.

Переваги та недоліки геотермальної енергії

Незважаючи на те, що геотермальна енергія є хорошою альтернативою традиційному виробництву викопного палива, вона має свої переваги та недоліки

Переваги геотермальної енергії

Наступні переваги геотермальної енергії

• Безпечний для довкілля
• Стійкий
• Значний потенціал
• Стабільний і міцний
• Опалення та охолодження
• Надійний
• Паливо не потрібне
• Стрімка революція
• Низька вартість обслуговування:
• Чудова ефективність
• Більше доступних вакансій
• Зменшення шумового забруднення
• Невідновлювані джерела викопного палива зберігаються

1. Екологічно чистий

У порівнянні зі звичайними видами палива, такими як вугілля та інші види викопного палива, геотермальна енергія більш екологічна.

Крім того, геотермальна електростанція має невеликий вуглецевий слід.

Хоча геотермальна енергія справді створює певне забруднення, воно набагато менше, ніж викопне паливо.

2. Сталий

Геотермальна енергія — це відновлюваний ресурс, який буде доступний доти, доки сонце не знищить Землю приблизно через 5 мільярдів років.

Оскільки нагріті запаси Землі поповнюються природним шляхом, він є водночас відновлюваним і стійким.

3. Значний потенціал

Зараз у всьому світі споживається близько 15 терават енергії, що становить невелику частку від загальної енергії, яку можна отримати з геотермальних джерел.

Хоча зараз більшість резервуарів не можна використовувати, є надія, що в міру продовження промислових досліджень і розробок кількість геотермальних ресурсів, які можна використовувати, зросте.

Вважається, що геотермальні енергетичні установки здатні виробляти від 0.0035 до 2 терават енергії.

4. Стабільний і міцний

Порівняно з іншими відновлюваними джерелами енергії, такими як енергія вітру та сонця, геотермальна енергія забезпечує постійний потік енергії.

Це так, що, на відміну від вітру або сонячна енергія, ресурс завжди доступний для використання.

5. Нагрівання та охолодження

Вода повинна мати температуру вище 150°C, щоб турбіни могли ефективно працювати за допомогою геотермальної енергії.

Крім того, можна використовувати різницю температур між наземним джерелом і поверхнею.

Лише два метри нижче поверхні геотермальний тепловий насос може працювати як поглинач/джерело тепла, оскільки земля більш стійка до сезонних коливань тепла, ніж повітря.

6. Надійний

Оскільки він не коливається так сильно, як енергія з інших джерел, таких як сонце та вітер, легко обчислити кількість енергії, виробленої цим ресурсом.

Це означає, що ми можемо робити дуже точні прогнози щодо потужності геотермальної станції.

7. Паливо не потрібне

Немає потреби в паливі, оскільки геотермальна енергія є природним ресурсом, на відміну від викопного палива, яке є обмеженим ресурсом, який потрібно видобувати або іншим чином витягувати з землі.

8. Стрімка революція

Зараз геотермальна енергія є предметом інтенсивних досліджень, а це означає, що розробляються нові технології для покращення енергетичного процесу.

Для розвитку та розширення цього сектора економіки вживаються численні ініціативи.

Багато з існуючих недоліків геотермальної енергії будуть пом'якшені цією стрімкою еволюцією.

9. Низька вартість технічного обслуговування

Чи можете ви оцінити, скільки коштуватиме будівництво традиційної електростанції?

Що ж, будівництво традиційної електростанції коштує великих грошей. Однак на встановлення та обслуговування геотермальної установки потрібно менше грошей.

10. Чудова ефективність

Системи геотермальних теплових насосів споживають на 25-30% менше електроенергії для опалення та охолодження, ніж звичайні системи опалення та охолодження.

Крім того, ці геотермальні теплові насоси можуть мати компактну форму та займати менше місця.

11. Більше доступних вакансій

Ми усвідомлюємо, скільки робочих місць втрачається в епоху цифрових технологій.

Проте геотермальна енергія створює велику кількість робочих місць по всьому світу.

12. Зменшення шумового забруднення

Коли геотермальна енергія використовується для виробництва електроенергії, створюється менше шуму.

Шумове та візуальне забруднення, яке є наслідком встановлення в будинках генераторів зволожуючих матеріалів, було зменшено.

13. Невідновлювані джерела викопного палива зберігаються

Геотермальна енергія зменшує нашу залежність від викопного палива для виробництва енергії.

Крім того, це підвищує енергетичну безпеку. Якщо нація має доступ до достатньої кількості геотермальної енергії, їй може не знадобитися імпорт електроенергії.

Отже, це основні переваги геотермальної енергії.

Давайте тепер розглянемо її негативні сторони або наступні недоліки геотермальної енергії:

Недоліки геотермальної енергії

Нижче перераховані недоліки геотермальної енергії

• Обмеження розташування
• Негативний вплив на навколишнє середовище
• Землетруси
• Високі витрати
• Sustainability
• Потреба в землі велика

1. Обмеження місцезнаходження

Той факт, що геотермальна енергія залежить від місця розташування, є її найбільшим недоліком.

Оскільки геотермальні станції необхідно будувати там, де є енергія, деякі регіони не можуть використовувати цей ресурс.

Звичайно, це не проблема, якщо ви проживаєте десь, наприклад, в Ісландії, де геотермальна енергія легко доступна.

2. Негативний вплив на навколишнє середовище

Хоча парникові гази зазвичай не викидаються геотермальною енергією, багато з них зберігаються під поверхнею Землі та викидаються в атмосферу під час буріння.

Хоча ці гази також природним чином викидаються в навколишнє середовище, швидкість зростає поблизу геотермальних установок.

Однак ці викиди газів все ще набагато менші, ніж викиди викопного палива.

3. Землетруси

Крім того, існує ймовірність того, що геотермальна енергія спричинить землетруси.

Це тому, що копання змінило структуру Землі.

Ця проблема стає все більш поширеною для розширених геотермальних енергетичних установок, які закачують воду в земну кору, щоб розширити тріщини та забезпечити більший видобуток ресурсів.

Однак наслідки цих землетрусів загалом обмежені, оскільки більшість геотермальних установок розташовані далеко від населених пунктів.

4. Високі витрати

Геотермальна енергія є дорогим ресурсом для використання; вартість установки потужністю 1 МВт коливається від 2 до 7 млн ​​дол.

Однак, якщо початкові інвестиції є значними, вони можуть бути повернуті з часом за рахунок інших інвестицій.

5. Стійкість

Рідину потрібно закачувати назад у підземні резервуари швидше, ніж вона витрачається, щоб зберегти геотермальну енергію.

Це означає, що для забезпечення сталості геотермальної енергії потрібно ефективно контролювати.

Щоб врахувати переваги та мінімізувати будь-які потенційні недоліки, галузь має зважити переваги та недоліки геотермальної енергії.

6. Потреба в землі велика

Щоб виробництво геотермальної енергії було прибутковим, потрібна велика земельна площа.

Встановлення геотермальної електростанції в місті зі значно меншою площею зовсім невигідно.

Висновок

Кожне джерело енергії має переваги та недоліки; деякі з них ефективні в одних країнах, але не в інших.

Замість того, щоб поверхово оцінювати ефективність різних відновлюваних джерел енергії, ми повинні порівнювати їх відповідно до відносних переваг кожного унікального місця.

Очікується, що глобальна геотермальна енергія зможе забезпечувати приблизно 800-1300 ТВт-год на рік у 2050 році, вносячи 2-3% у світове виробництво електроенергії, враховуючи, що використання геотермальної енергії неухильно зростає зі швидкістю зростання 2 % на рік, тоді як вартість операцій знижувалася.

Хоча геотермальна енергія має як переваги, так і недоліки, вона все одно буде життєво важливим компонентом переходу до відновлюваних джерел енергії.

Переваги та недоліки геотермальної енергії – поширені запитання

Які переваги геотермальної енергії?

Як пояснювалося вище, переваги геотермальної енергії полягають у наступному

1. У порівнянні зі звичайними видами палива, такими як вугілля та інші викопні види палива, геотермальна енергія є більш екологічною.
2. Геотермальна енергія є відновлюваним ресурсом, який буде доступним, оскільки нагріті запаси Землі поповнюються природним шляхом, вона є відновлюваною та стійкою.
3. Вважається, що геотермальні енергетичні установки здатні виробляти значну кількість енергії від 0.0035 до 2 терават енергії.
4. Порівняно з іншими відновлюваними джерелами енергії, такими як енергія вітру та сонця, геотермальна енергія забезпечує постійний потік енергії.
5. Немає потреби в паливі, оскільки геотермальна енергія є природним ресурсом, на відміну від викопного палива, яке є обмеженим ресурсом, який потрібно видобувати або іншим чином витягувати з землі.
6. Зараз геотермальна енергія є предметом інтенсивних досліджень, а це означає, що розробляються нові технології для покращення енергетичного процесу.
7. Побудова традиційної електростанції коштує великих грошей. Однак на встановлення та обслуговування геотермальної установки потрібно менше грошей.
8. Системи геотермальних теплових насосів споживають на 25-30% менше електроенергії для опалення та охолодження, ніж звичайні системи опалення та охолодження.
9. Геотермальна енергія створює велику кількість робочих місць по всьому світу.
10. Коли геотермальна енергія використовується для виробництва електроенергії, створюється менше шуму.
11. Геотермальна енергія зменшує нашу залежність від викопного палива для виробництва енергії.

Крім того, це підвищує енергетичну безпеку. Якщо нація має доступ до достатньої кількості геотермальної енергії, їй може не знадобитися імпорт електроенергії.

Чи дорога геотермальна енергія?

Так, геотермальна енергія дорога. Наприклад, у Сполучених Штатах початкова вартість поля та електростанції становить приблизно 2500 доларів США за встановлений кВт або, можливо, від 3000 до 5000 доларів США/кВт для невеликої електростанції (1 МВте). Вартість експлуатації та обслуговування коливається від 0.01 до 0.03 $ за кВт/год.

Рекомендації

• 12 найпопулярніших вакансій спеціаліста з охорони навколишнього середовища
  .
• 24 Вплив фракінгу на здоров'я та навколишнє середовище
  .
• Забруднення підземних вод – причини, наслідки та запобігання
  .
• 11 Причини деградації ґрунтів
  .
• 7 Наслідки забруднення повітря в приміщенні
  .
• Причини забруднення повітря на Філіппінах