Energia geotermalna jest postrzegana jako jedna z alternatyw dla wykorzystywania paliw kopalnych do wytwarzania energii elektrycznej
Obraz Payal Mehta z Pixabay
Energia geotermalna to rodzaj energii odnawialnej pozyskiwanej z ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi. Proces wykorzystywania tej energii odbywa się poprzez duże perforacje w glebie, ponieważ ciepło naszej planety znajduje się pod powierzchnią Ziemi. Pochodzące z Grecji słowo „geotermalny” jest utworzone przez określenia geo , co oznacza Ziemię, oraz term , które odpowiada temperaturze.
To źródło energii może być wykorzystywane bezpośrednio (bez konieczności wytwarzania energii w roślinach, wykorzystując tylko ciepło wytwarzane przez glebę) lub pośrednio (gdy ciepło jest przesyłane do przemysłu, który przekształca je w energię elektryczną). Energię geotermalną można wykorzystać do podgrzewania wody na terenach mieszkalnych lub nawet w całych miastach w okresie zimowym. Może być również stosowany do produkcji ciepła oraz do stosowania w grzejnikach lub urządzeniach termicznych w szklarniach, na łowiskach lub na terenach rekreacyjnych.
W Brazylii energia geotermalna jest wykorzystywana tylko w obszarach rekreacyjnych. Dwa miasta wykorzystujące źródła termalne do celów turystycznych to Poços de Caldas (MG) i Caldas Novas (GO). W miejscach tych pojawiają się wody podgrzane w procesie geotermalnym. Oprócz wysokich temperatur wody te zawierają duże ilości składników mineralnych, które są dobre dla skóry i całego organizmu, takich jak potas, selen, wapń, cynk, chlorki i magnez.
Struktura Ziemi
Ziemia pokryta jest skorupą ziemską, cienką warstwą skał, która znajduje się nad płaszczem, warstwą o dużej głębokości i składającą się głównie z magmy. W wyniku procesu fuzji materiał ten jest mieszaniną skał w postaci płynnej lub pasty, rozpuszczonych gazów i kryształów.
Całe to wewnętrzne ciepło objawia się w niektórych obszarach powierzchni, zwykle w erupcjach wulkanicznych, pęknięciach geologicznych lub obszarach wewnętrznego ogrzewania, powodując powstawanie gejzerów pary i gorących źródeł.
Rośliny geotermalne
Elektrownie geotermalne przetwarzają energię geotermalną uzyskaną z ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi w energię elektryczną, umieszczając ją w pobliżu obszarów, w których występuje duża ilość pary i gorącej wody. W ten sposób zbiorniki geotermalne dostarczają niezbędnej energii do napędzania turbin generujących energię elektryczną. Pierwsza instalacja geotermalna została zbudowana we Włoszech w 1904 roku.
Jak wytwarzana jest energia geotermalna?
Elektrownie geotermalne są odpowiedzialne za zamianę wewnętrznego ciepła Ziemi na energię elektryczną. Pierwszym etapem tego procesu jest wychwycenie gorącej wody lub pary do wnętrza Ziemi przez specjalnie zaprojektowane rurki. Następnie para ta kierowana jest do roślin, gdzie jest uwalniana pod silnym ciśnieniem. Po uwolnieniu para porusza turbinami, które obracają się mechanicznie. Wreszcie turbiny napędzają generator wytwarzający energię elektryczną.
W niektórych systemach wytwarzania energii elektrycznej poprzez ciepło ziemi woda jest wtryskiwana do podgrzanego podłoża, tak że staje się ciepłem i powraca w postaci pary, która podobnie jak w poprzednim przypadku napędza turbiny uruchamiające generator. .
Opracowywane są zaawansowane metody wiercenia, których celem jest zwiększenie wykorzystania tego źródła energii elektrycznej i zmniejszenie kosztów wynikających z utraty maszyn. Gdyby to było możliwe, źródła geotermalne mogłyby konkurować na światowych rynkach energii, obecnie kontrolowanych przez wykorzystanie paliw kopalnych.
Energia geotermalna w Brazylii i na świecie
Trzy kraje o największej produkcji energii geotermalnej na świecie to Stany Zjednoczone, Filipiny i Indonezja. Oprócz nich inne kraje zdecydowały się na produkcję energii geotermalnej, takie jak Chiny, Japonia, Chile, Meksyk, Francja, Niemcy, Szwajcaria, Węgry i Islandia.
Obecnie około 25 krajów na naszej planecie wykorzystuje energię geotermalną, aw Brazylii nie ma dużego potencjału do wykorzystania tego rodzaju energii, ponieważ jest on badany w obszarach przejścia między płytami tektonicznymi. Ponadto nie ma dużej zachęty do jego stosowania. Wynika to z faktu, że kraj ma solidną matrycę energetyczną opartą na wodach, oprócz korzystania z innych źródeł energii, takich jak gaz ziemny.
Zalety energii geotermalnej
Główne zalety energii geotermalnej to:
- Nie działa poprzez spalanie paliw. Dzięki temu nie ma potrzeby importu i zakupu surowców, co obniża koszty produkcji. Wydawać mniej na elektrownie geotermalne niż na elektrownie naftowe lub jądrowe, które mają wysoki koszt zakupu podstawowych produktów;
- Nie wydziela szkodliwych gazów. Oznacza to, że nie przyczynia się do nasilenia efektu cieplarnianego, w przeciwieństwie do paliw kopalnych;
- Nie szkodzić glebie. Pomimo odwiertów wewnętrznych energia geotermalna nie powoduje ścierania gleby, zalewania dużych obszarów i zanieczyszczenia wód gruntowych, jak w przypadku innych źródeł energii;
- Nie jest wrażliwy na klimat. Wahania klimatyczne nie kolidują z działaniem elektrowni geotermalnych, w przeciwieństwie na przykład do tego, co dzieje się z energią słoneczną lub wiatrową.
- Korzyści dla obszarów peryferyjnych. Na obszarach, gdzie nie ma dostatecznego dostępu do sieci elektroenergetycznej, elektrownie geotermalne mogą zaspokoić potrzeby ludności, zwłaszcza w regionach odpowiednich do ich instalacji;
- Ma elastyczną produkcję. Produkcja energii elektrycznej w tych elektrowniach może zmieniać się w zależności od zapotrzebowania i nie zależy m.in. od zbiorników wodnych czy dostępności surowców.
Wady energii geotermalnej
Główne wady to:
- Możliwe zapadnięcie terenu. Pomimo braku zużycia gleby, elektrownie geotermalne mogą zużywać wewnętrzne obszary skorupy, co może powodować drżenie powierzchni. Dlatego w niektórych przypadkach konieczne jest wstrzyknięcie wody lub innego składnika w celu wypełnienia wewnętrznych kompozycji;
- Zanieczyszczenie hałasem i wysokie lokalne ogrzewanie. Generalnie elektrownie geotermalne powodują duży hałas, co w połączeniu z wysokim lokalnym ogrzewaniem sprawia, że instalacja w pobliżu domów i społeczności jest niewykonalna;
- Emisja H2S (siarkowodoru). Wraz z parą wodną często uwalnia się dwutlenek siarki, który może nie atakować atmosfery, ale jest szkodliwy dla zdrowia ludzi, ponadto jest silnie żrący i ma nieprzyjemny zapach;
- Działa tylko w kilku miejscach. Podobnie jak w przypadku większości źródeł energii, geotermia może być eksploatowana tylko na sprzyjających obszarach, z wysokim wewnętrznym ogrzewaniem i tam, gdzie dostęp do obszarów termicznych jest łatwy i tańszy. Zapobiega to jego używaniu w większości miejsc;
- Możliwe zanieczyszczenie rzek i jezior. Płyny termalne mogą uwalniać kompozycje mineralne, które, jeśli nie zostaną odpowiednio zatrzymane, mogą wpływać na cieki wodne w obszarach w pobliżu roślin;
- Wysoki koszt inwestycji. Chociaż utrzymanie elektrowni geotermalnych jest niewielkie, ich budowa i instalacja są kosztowne ze względu na zastosowaną technologię, co może ulec zmianie w najbliższych latach.
Pomimo tego, że jest odnawialnym źródłem energii i nie emituje gazów cieplarnianych, energia geotermalna nadal ma istotne wady. Na przykład narażenie na dużą skalę na siarkowodór może spowodować różnorodne szkody dla zdrowia pracowników.
Podrażnienia oczu, nosa lub gardła to tylko niektóre z początkowych objawów. Problemy mogą również wpływać na układ oddechowy, powodując utratę pamięci, bóle głowy, a nawet upośledzenie funkcji motorycznej. Ponadto eksperci twierdzą, że mogą pojawić się objawy, takie jak niewydolność serca, niewydolność nerek, wymioty, swędzenie i zaczerwienienie skóry, nie wspominając o możliwych nieodwracalnych następstwach, takich jak zaburzenia psychiczne.
