Geotermilise energia lubadus

Kütuse- ja elektrikulude suurenemisel on geotermilisel energial paljulubav tulevik. Maa-alust soojust võib leida kõikjal Maal, mitte ainult seal, kus pumbatakse naftat, kaevandatakse kivisütt, kus paistab päike või kus puhub tuul. Ja see toodab kogu aeg ööpäevaringselt, vajatakse suhteliselt vähe juhtimist. Siit saate teada, kuidas geotermiline energia töötab.

Pole tähtis, kus te asute, kui maapõues läbi puurite, siis tabab teid lõpuks tuline kivi. Kaevurid märkasid keskajal esmakordselt, et sügavad miinid on põhjas soojad, ja hoolikalt mõõta sellest ajast peale on leitud, et kui pinna pinna kõikumine on möödunud, kasvab tahke kivim pidevalt soojemaks sügavus. Keskmiselt see geotermiline gradient on umbes üks kraadi Celsiuse järgi 40 meetri sügavuse kohta või 25 ° C kilomeetri kohta.

Kuid keskmised on lihtsalt keskmised. Täpsemalt: geotermiline gradient on erinevates kohtades palju kõrgem ja madalam. Kõrged kalded nõuavad ühte kahest asjast: pinna lähedal tõusvat kuuma magmat või rohkesti pragusid, mis võimaldavad põhjaveel tõhusalt soojust pinnale viia. Kumbki neist on energiatootmiseks piisav, kuid mõlemal on kõige parem.

Magma tõuseb sinna, kus koorik on sirutatud, et lasta sellel kerkida - sisse lahknevad tsoonid. See juhtub näiteks enamiku subduktsioonitsoonide kohal asuvatel vulkaanikaartel ja kooriku laienemise teistes piirkondades. Maailma suurim pikendustsoon on ookeani keskel paiknev katuseharusüsteem, kus on kuulus, kuumalt palav mustad suitsetajad on leitud. Oleks tore, kui me saaksime levida hajutatud servade soojust, kuid see on võimalik ainult kahes kohad, Island ja California Saltoni soos (ja Jan Mayen maa Põhja-Jäämeres, kus keegi elab).

Mandri levikualad on parim järgmine võimalus. Headeks näideteks on Ameerika lääne- ja Ida-Aafrika Suure Rifti oru basseini ja levila piirkond. Siin on palju kuumade kivimite piirkondi, mis ületavad noorte magma sissetungide. Soojust saab siis, kui sellele puurimisega juurde pääseme, ja siis alustage kuumuse ekstraheerimist kuuma kivi kaudu vett pumbates.

Kuumad allikad ja geisrid kogu basseinis ja levila viitavad luumurdude olulisusele. Ilma luumurdudeta pole kuumaveeallikat, on ainult varjatud potentsiaal. Murrud toetavad kuumaveeallikaid paljudes teistes kohtades, kus koorik ei veni. Kuulsad soojad allikad Gruusias on näide sellest, kus 200 miljoni aasta jooksul pole voolanud laavat.

Kõige paremad kohad geotermilise soojuse ärajuhtimiseks on kõrge temperatuuriga ja rohkesti luumurdudega. Maapinnal täidetakse luumurrud puhta ülekuumendatud auruga, samal ajal kui põhjavesi ja mineraalid asuvad rõhu all olevas jahedamas tsoonis. Ühele neist kuiva auru tsoonidest koputamine on nagu käepärane hiiglaslik aurukatel, mille saate elektrienergia tootmiseks ühendada turbiiniga.

Parim koht maailmas selleks on piirideta - Yellowstone'i rahvuspark. Tänapäeval on elektrit tootmas vaid kolm kuiva auruga välja: Itaalias Lardarello, Uus-Meremaal Wairakei ja Californias The Geysers.

Muud auruväljad on märjad - nad tekitavad nii keeva veega kui ka auruga. Nende efektiivsus on väiksem kui kuiva auru väljadel, kuid sajad neist teenivad endiselt kasumit. Hea näide on Coso geotermiline väli Ida-Californias.

Geotermilise energia taimi saab käivitada kuumas kuivas kivimis, lihtsalt puurides selle alla ja purustades selle. Seejärel pumbatakse sellele vesi ja soojus kogutakse auru või kuuma veega.

Elektrit toodetakse kas rõhu all oleva kuuma veega aurustamisel pinna rõhu all või - teise töövedeliku (näiteks vee või ammoniaagi) kasutamine eraldi veevärgisüsteemis vedeliku ekstraheerimiseks ja muundamiseks kuumus. Uudsed ühendid on väljatöötamisel töövedelikena, mis võivad mängu muutmiseks piisavalt tõhusust tõsta.

Tavaline soe vesi on energia saamiseks kasulik, isegi kui see ei sobi elektri tootmiseks. Soojus ise on kasulik tehaseprotsessides või lihtsalt hoonete kütmiseks. Tänu kogu sooja ja sooja geotermilistele allikatele, mis teevad kõik alates turbiinide juhtimisest kuni kasvuhoonete soojendamiseni, on kogu Islandi rahvas peaaegu täielikult energiavaba.

Kõigi seda tüüpi geotermiliste võimaluste kohta on näidatud a geotermilise potentsiaali riiklik kaart välja antud Google Earthis 2011. aastal. Selle kaardi loonud uuringus hinnati, et Ameerikal on kümme korda rohkem geotermilist potentsiaali kui kõigis selle söepõhjades sisalduval energial.

Kasulikku energiat saab isegi madalates aukutes, kus maapind pole kuum. Soojuspumbad suudavad hoonet suvel jahutada ja talvel soojendada, lihtsalt soojust liigutades, ükskõik kus kohas on soojem. Sarnased skeemid toimivad järvedes, kus järve põhjas on tihe, külm vesi. Silmapaistev näide on Cornelli ülikooli järveallika jahutussüsteem.

Esimese lähenemise järgi tuleb Maa soojus kolme elemendi: uraani, tooriumi ja kaaliumi radioaktiivsest lagunemisest. Me arvame, et rauasüdamik neist pole peaaegu ühtegi, samas kui pealmine vahevöö on ainult väikestes kogustes. koorik, vaid 1% Maa massist, hoiab neist radioaktiivsetest elementidest umbes poole rohkem kui kogu selle all olev vahevöö (mis moodustab 67% Maast). Tegelikult toimib koorik ülejäänud planeedil nagu elektritekk.

Väiksemaid soojuskoguseid toodetakse mitmesuguste füüsikalis-keemiliste vahendite abil: vedel raua külmutamine sisemises südamikus, mineraalse faasi muutused, kosmosest tulenevad mõjud, hõõrdumine Maa loodete poolt ja palju muud. Ja märkimisväärne kogus soojust voolab Maast välja lihtsalt seetõttu, et planeet jahtub, nagu ta on sellest ajast alates selle sünd 4,6 miljardit aastat tagasi.

Kõigi nende tegurite täpsed arvud on väga ebakindlad, kuna Maa soojuseelarve sõltub planeedi struktuuri üksikasjadest, mida alles avastatakse. Ka Maa on arenenud ja me ei saa eeldada, milline oli selle struktuur sügava mineviku ajal. Lõpuks on kooriku plaat-tektoonilised liikumised seda elektrilist tekki ümber kujundanud. Maa soojusenergia eelarve on spetsialistide seas vaidlusalune teema. Õnneks saame ilma selle teadmiseta kasutada maasoojusenergiat.