Výhody a nevýhody geotermální energie

Geotermální energie je zásadní pro lidský pokrok a zlepšuje kvalitu našeho života.

Slovo „geotermální“ pochází z řečtiny, kde „geo“ znamená „Země“ a „termální“ znamená „teplo“.

V důsledku toho můžete nyní definovat geotermální energii jako tepelnou energii, která pochází 1,800 XNUMX mil pod povrchem Země.

Jde o tekutinu vyplňující trhliny a zlomy v zemské kůře a teplo usazené v hornině.

Voda nebo pára se používá k dopravě geotermální energie na zemský povrch.

Téměř kdekoli na Zemi má přístup ke geotermální energii.

Rozpad minerálů a stromů však vyžaduje, aby Země vytvářela tuto energii po několik let.

Než se podíváme na výhody a nevýhody geotermální energie, je dobré se podívat na to, jak se geotermální energie vyrábí.

Teplota Země stoupá od povrchu k jádru.

Geotermální gradient, který je na většině planety zhruba 25 °C na 1 kilometr hloubky, popisuje tuto pomalou změnu teploty.

Velká většina tepla pod zemským jádrem pochází z radioaktivních izotopů, které se neustále rozkládají.

Tomuto zdroji energie napomáhá fakt, že teploty v této oblasti zemského povrchu šplhají nad 5,000 °C.

Voda, kameny, plyn a další geologické složky jsou ohřívány teplem, které neustále vyzařuje ven.

Magma se může objevit, když skalní útvary v zemském plášti a spodní kůře dosáhnou teplot kolem 700 až 1,300 XNUMX °C.

Je to roztavená hornina, která občas vytryskne jako láva na povrch Země a je proražena plynem a bublinkami plynu.

Tato láva roztaví přilehlé horniny a podzemní aquifery a uvolní geotermální energii v různých formách na zemský povrch po celém světě.

Geotermální energii generuje láva, gejzíry, parní průduchy nebo suché teplo.

Zatímco geotermální energie pára se používá k výrobě elektřiny, teplo může být zachyceno a použito přímo z důvodů vytápění.

Příklady geotermální energie

Následují příklady geotermální energie podle studiouschlap,

• Geotermální vytápěné domy
• Geotermální elektrárny
• Horké prameny
• Geotermální gejzíry
• Fumarol
• Lázně

1. Geotermální vytápěné domy

Primární využití geotermální energie je pro vytápění domácností.

K dokonalému geotermálnímu tepelnému čerpadlu je připojena obrovská síť cívek, která sbírá teplo ze země.

Poté se toto teplo za asistence konvenčního potrubí rozvádí po celém domě.

Tento systém je nastaven tak, aby se provoz mohl přizpůsobit střídání ročních období.

Tento masivní spirálový systém se v létě plní vodou a nemrznoucí směsí.

Atmosféra domu se ochlazuje díky přenosu tepla z domu na zem.

2. Geotermální elektrárny

Elektřinu lze vyrábět z tepelné energie, která existuje pod povrchem země.

Pára ze země je využívána geotermálními energetickými systémy k výrobě elektřiny.

Touto párou se dosahuje vysokorychlostní rotace turbíny.

Jakmile tyto turbíny vyvinou mechanickou energii nebo po uvedení do pohybu, je mechanická energie dodávána do systému výroby energie.

Základní součástí systému výroby elektřiny je generátor, který využívá elektromagnetickou indukci k přeměně mechanické energie na energii elektrickou.

Protože nevypouští do atmosféry žádné škodlivé emise nebo emise bohaté na uhlík, je tato technika neuvěřitelně spolehlivá a prospěšná pro životní prostředí.

Také nezanechává žádné zbytky.

V důsledku toho nedochází ke znečištění půdy, což také znamená, že odpadá úprava odpadu.

Geotermální energie má výhody, protože nabízí spolehlivost, stálost a obnovitelnost.

3. Horké prameny

Země je domovem různých přírodních horkých pramenů.

Když podpovrchová voda interaguje s vyhřívanou horninou, vytvářejí se horké prameny.

Při ohřívání vody se uvolňuje geologické teplo. Pro turisty jsou tyto prameny velmi zajímavé.

Geotermální energii lze proto využít k vytváření ekonomických výhod a pracovních míst pro mladé lidi.

Jednou z nejčastěji používaných aplikací geotermální energie jsou horké prameny.

Koupání v horkých pramenech je oblíbenou rekreační činností.

Jedinou nevýhodou je silný sirný zápach, který lze nalézt v obnaženém horkém prameni nebo v jeho blízkosti.

4. Geotermální gejzíry

Geotermální gejzíry a geotermální horké prameny jsou si dost podobné.

Jediný rozdíl je v tom, že voda proudí ve vertikálním sloupci mnoho stop vysoko v geotermálním gejzíru.

Nejznámější je Old Faithful, geotermální gejzír v Yellowstonském národním parku ve Spojených státech.

Každých 60 až 90 minut vyfoukne svůj vrchol gejzír Old Faithful.

Zásoba vody pod zemským povrchem, průduch na povrchu země a horké podzemní horniny jsou nezbytnými podmínkami pro rozvoj geotermálních gejzírů.

5. Fumarol

Voda, která již existuje v podzemí, se při kontaktu s horkým kamenem nebo magmatem ohřívá a uniká průduchem.

Fumarol je název tohoto otvoru. Když má zemský povrch trhlinu nebo jiný otvor, mohou se vyvinout fumaroly.

Fumarola je v podstatě otvor, který je blízko sopky nebo horkého pramene.

Vzhledem k tomu, že teplo nebo tepelná energie nezbytná pro vytvoření fumarolu se shromažďuje pouze ze zemského povrchu, je to další ilustrace geotermální energie.

Protože se však získávání tepelné energie řídí přirozeným procesem geneze, není v tomto případě potřeba čerpadlo.

Výsledkem je, že je snadno dosažitelný a vyžaduje pouze drobné úpravy.

I když občas fumaroly záhadně zmizí.

Na základě vnitřních hodin Země se však mohou znovu objevit. V důsledku toho je obtížné efektivně využívat energii.

6. Lázně

Geotermální energie se využívá při činnostech, které souvisejí se zdravím a wellness.

Horké prameny a fumaroly se používají v lázních a dalších příbuzných odvětvích k výrobě tepla a páry.

Tento způsob využití geotermální energie existuje již velmi dlouho.

Tento přístup poskytuje výhody pro osobní péči, které jsou dostupné, přirozené a efektivní.

Nejlepší výhodou je geotermální otvor, který je blízko lázní, protože je to nekonečně dostupný a pohodlný zdroj elektřiny.

Využití geotermální energie

Zatímco některé využití geotermální energie zahrnují vrtání kilometrů do země, jiné využívají teploty blízko povrchu.

Geotermální energetické systémy lze rozdělit do tří hlavních kategorií:

• Systémy pro přímou spotřebu i dálkové vytápění
• Geotermální elektrárny
• Geotermální tepelná čerpadla

1. Systémy pro přímou spotřebu i dálkové vytápění

Systémy pro přímé použití a dálkové vytápění získávají horkou vodu z pramenů nebo nádrží, které jsou blízko zemského povrchu.

Horké minerální prameny byly využívány ke koupání, vytápění a vaření ve starověké čínské, římské a indiánské kultuře.

Mnoho horkých pramenů se dodnes využívá ke koupání a mnoho lidí si myslí, že horké vody bohaté na minerály jsou dobré pro jejich zdraví.

Kromě toho systémy dálkového vytápění a přímé vytápění jednotlivých budov využívají geotermální energii.

Budovy jsou vytápěny potrubím, které vede horkou vodu ze zemského povrchu.

V Reykjavíku na Islandu je většina budov vytápěna systémem dálkového vytápění.

Těžba zlata, pasterizace mléka a dehydratace potravin (sušení) jsou několik průmyslových využití geotermální energie.

2. Geotermální elektrárny

Výroba geotermální elektřiny vyžaduje páru nebo vodu o vysokých teplotách (mezi 300° a 700°F).

V okruhu jedné nebo dvou mílí od zemského povrchu jsou geotermální nádrže často místem, kde se staví geotermální elektrárny.

Spojené státy americké byly jedním z 27 států, které v roce 88 vyrobily pomocí geotermální energie celkem 2019 miliard kWh energie.

S téměř 14 miliardami kWh vyrobené energie byla Indonésie druhým největším světovým výrobcem geotermální elektřiny za Spojenými státy.

To představuje zhruba 5 % celkové indonéské výroby elektřiny.

Keňa vyrobila osmé nejvyšší množství geotermální elektřiny, přibližně 5 miliard kWh, ale představovala největší podíl na její celkové roční výrobě elektřiny, zhruba 46 %.

3. Geotermální tepelná čerpadla

Budovy lze vytápět a chladit pomocí geotermálních tepelných čerpadel, která využívají stabilní povrchové teploty půdy.

V zimě geotermální tepelná čerpadla přenášejí teplo ze země (nebo vody) do budov a v létě to dělají naopak.

Výhody a nevýhody geotermální energie

Geotermální energie, i když je dobrou alternativou k výrobě tradičních fosilních paliv, má své výhody a nevýhody

Výhody geotermální energie

Níže jsou uvedeny výhody geotermální energie

• Přátelský k životnímu prostředí
• Udržitelného
• Významný potenciál
• Stabilní a trvanlivý
• Topení a chlazení
• Spolehlivý
• Žádné palivo není nutné
• Rychlá revoluce
• Nízkonákladová údržba:
• Vynikající účinnost
• K dispozici více pracovních míst
• Snížení znečištění hlukem
• Neobnovitelné zdroje fosilních paliv jsou zachráněny

1. Šetrné k životnímu prostředí

Ve srovnání s konvenčními palivy, jako je uhlí a další fosilní paliva, geotermální energie je šetrnější k životnímu prostředí.

Geotermální elektrárna má navíc malou uhlíkovou stopu.

Geotermální energie sice produkuje určité znečištění, ale je mnohem menší než u fosilních paliv.

2. Udržitelné

Geotermální energie je obnovitelný zdroj, který bude dostupný, dokud Slunce nezničí Zemi asi za 5 miliard let.

Protože se vyhřívané zásoby Země přirozeně doplňují, je obnovitelná a udržitelná.

3. Významný potenciál

V současnosti se celosvětově spotřebuje kolem 15 terawattů energie, což je malý zlomek celkové energie, kterou lze získat z geotermálních zdrojů.

Přestože většinu nádrží nyní nelze využít, existuje naděje, že s pokračujícím průmyslovým výzkumem a vývojem počet využitelných geotermálních zdrojů poroste.

Předpokládá se, že geotermální elektrárny jsou schopny produkovat mezi 0.0035 a 2 terawatty energie.

4. Stabilní a odolný

Ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie, jako je větrná a solární energie, geotermální energie nabízí konzistentní proud energie.

Je to tak, že na rozdíl od větru resp solární energie, zdroj je vždy k dispozici k použití.

5. Vytápění a chlazení

Voda musí mít více než 150 °C, aby turbíny byly efektivně poháněny geotermální energií.

Alternativně lze využít rozdílu teplot mezi zemním zdrojem a povrchem.

Pouhé dva metry pod povrchem může geotermální tepelné čerpadlo fungovat jako chladič/zdroj, protože země je odolnější vůči sezónním výkyvům tepla než vzduch.

6. Spolehlivý

Protože nekolísá tolik jako energie z jiných zdrojů, jako je sluneční nebo větrná, je snadné vypočítat množství energie vyrobené tímto zdrojem.

To znamená, že můžeme dělat vysoce přesné předpovědi o výkonu geotermální elektrárny.

7. Není potřeba žádné palivo

Neexistuje žádný požadavek na palivo, protože geotermální energie je přirozeně se vyskytující zdroj, na rozdíl od fosilních paliv, což jsou omezené zdroje, které je nutné těžit nebo jinak těžit ze Země.

8. Rychlá revoluce

Geotermální energie je v současné době předmětem rozsáhlého výzkumu, což znamená, že se vyvíjejí nové technologie ke zlepšení energetického procesu.

Podnikají se četné iniciativy na podporu a rozšíření tohoto odvětví ekonomiky.

Mnoho ze stávajících nevýhod geotermální energie bude tímto rychlým vývojem zmírněno.

9. Nízkonákladová údržba

Dokážete odhadnout, kolik bude stát tradiční elektrárna?

Inu, postavit tradiční elektrárnu stojí spoustu peněz. Na geotermální instalaci a údržbu je však zapotřebí méně peněz.

10. Vynikající účinnost

Systémy geotermálních tepelných čerpadel spotřebují o 25 % až 30 % méně elektřiny na vytápění a chlazení než konvenční systémy vytápění a chlazení.

Tyto jednotky geotermálního tepelného čerpadla mohou být navíc konstruovány tak, aby byly kompaktního tvaru a zabíraly méně místa.

11. Více pracovních míst k dispozici

Jsme si vědomi toho, kolik pracovních míst se v digitálním věku ztrácí.

Geotermální energie však vytváří velké množství pracovních míst po celém světě.

12. Snížení znečištění hlukem

Při využití geotermální energie k výrobě elektřiny vzniká méně hluku.

Hluk a vizuální znečištění, které bylo důsledkem instalace tlumicích materiálů generátorových domů, bylo sníženo.

13. Neobnovitelné zdroje fosilních paliv jsou zachráněny

Geotermální energie snižuje naši závislost na fosilních palivech při výrobě energie.

Navíc zvyšuje energetickou bezpečnost. Pokud má země přístup k dostatečnému množství geotermální energie, nemusí být nutné elektřinu dovážet.

To jsou tedy hlavní výhody geotermální energie.

Podívejme se nyní na její negativní stránku nebo na následující stinné stránky geotermální energie:

Nevýhody geotermální energie

Níže jsou uvedeny nevýhody geotermální energie

• Omezení umístění
• Negativní vlivy na životní prostředí
• Zemětřesení
• Vysoké náklady
• udržitelnost
• Potřeba půdy je velká

1. Omezení umístění

Skutečnost, že geotermální energie je specifická pro lokalitu, je její největší nevýhodou.

Protože geotermální elektrárny musí být postaveny tam, kde je k dispozici energie, některé regiony nemohou tento zdroj využívat.

To samozřejmě není problém, pokud bydlíte někde jako Island, kde je geotermální energie snadno dostupná.

2. Negativní vlivy na životní prostředí

Přestože skleníkové plyny nejsou normálně emitovány geotermální energií, mnohé z nich jsou uloženy pod zemským povrchem a při vrtání se uvolňují do atmosféry.

Přestože jsou tyto plyny také přirozeně vypouštěny do životního prostředí, v blízkosti geotermálních zařízení se jejich množství zvyšuje.

Tyto plynové emise jsou však stále mnohem nižší než emise způsobené fosilními palivy.

3. Zemětřesení

Navíc existuje možnost, že geotermální energie způsobí zemětřesení.

Je to proto, že kopání změnilo strukturu Země.

Tento problém je stále častější u vylepšených geotermálních energetických zařízení, která vstřikují vodu do zemské kůry, aby rozšířila trhliny a umožnila větší těžbu zdrojů.

Účinky těchto zemětřesení jsou však obecně omezené, protože většina geotermálních jednotek se nachází daleko od obydlených oblastí.

4. Vysoké náklady

Používání geotermální energie je nákladný zdroj; náklady na elektrárnu s kapacitou 1 megawatt se pohybují od 2 do 7 milionů dolarů.

Pokud je však počáteční investice značná, lze ji časem získat zpět jinými investicemi.

5. Udržitelnost

Aby byla geotermální energie udržitelná, musí být kapalina vstřikována zpět do podzemních nádrží rychleji, než je spotřebována.

To znamená, že k zajištění její udržitelnosti je třeba geotermální energii účinně kontrolovat.

Aby bylo možné zohlednit přínosy a zároveň minimalizovat případné nevýhody, musí průmysl zvážit výhody a nevýhody geotermální energie.

6. Potřeba půdy je velká

Aby byla výroba geotermální energie zisková, je zapotřebí velká plocha země.

Instalace geotermální elektrárny v lokalitě města s výrazně menší výměrou není vůbec přínosná.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Každý zdroj energie má výhody a nevýhody; některé jsou v některých zemích účinné, ale v jiných nikoli.

Místo toho, abychom povrchně hodnotili efektivitu různých obnovitelných zdrojů energie, měli bychom je porovnávat podle relativního přínosu každého jedinečného místa.

Očekává se, že globální geotermální energie bude v roce 800 schopna poskytnout zhruba 1300–2050 TWh ročně, což přispěje 2–3 % k celosvětové výrobě elektřiny, vzhledem k tomu, že využití geotermální energie neustále roste tempem růstu 2 % ročně, zatímco náklady na provoz klesají.

Přestože geotermální energie má výhody i nevýhody, bude stále podstatnou součástí přechodu k obnovitelným zdrojům energie.

Výhody a nevýhody geotermální energie – FAQ

Jaké jsou výhody geotermální energie?

Jak bylo vysvětleno výše, výhody geotermální energie jsou následující

1. Ve srovnání s konvenčními palivy, jako je uhlí a další fosilní paliva, je geotermální energie šetrnější k životnímu prostředí.
2. Geotermální energie je obnovitelný zdroj, který bude dostupný, protože vyhřívané zásoby Země se přirozeně doplňují, je obnovitelná a udržitelná.
3. Předpokládá se, že geotermální elektrárny jsou schopny produkovat značné množství energie mezi 0.0035 a 2 terawatty energie.
4. Ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie, jako je větrná a solární energie, geotermální energie nabízí konzistentní proud energie.
5. Neexistuje žádný požadavek na palivo, protože geotermální energie je přirozeně se vyskytující zdroj, na rozdíl od fosilních paliv, což jsou omezené zdroje, které je nutné těžit nebo jinak těžit ze Země.
6. Geotermální energie je v současné době předmětem rozsáhlého výzkumu, což znamená, že se vyvíjejí nové technologie ke zlepšení energetického procesu.
7. Postavit tradiční elektrárnu stojí spoustu peněz. Na geotermální instalaci a údržbu je však zapotřebí méně peněz.
8. Systémy geotermálních tepelných čerpadel spotřebují o 25 % až 30 % méně elektřiny na vytápění a chlazení než konvenční systémy vytápění a chlazení.
9. Geotermální energie vytváří velké množství pracovních míst po celém světě.
10. Při využití geotermální energie k výrobě elektřiny vzniká méně hluku.
11. Geotermální energie snižuje naši závislost na fosilních palivech při výrobě energie.

Navíc zvyšuje energetickou bezpečnost. Pokud má země přístup k dostatečnému množství geotermální energie, nemusí být nutné elektřinu dovážet.

Je geotermální energie drahá?

Ano, geotermální energie je drahá. Například ve Spojených státech jsou počáteční náklady na pole a elektrárnu přibližně 2500 3000 USD na instalovaný kW, nebo možná 5000 1 až 0.01 0.03 USD/kWe pro malou elektrárnu (XNUMX Mwe). Náklady na provoz a údržbu se pohybují od XNUMX USD do XNUMX USD za kWh.

Doporučení

• Top 12 pracovních míst úředníka pro ochranu životního prostředí
  .
• 24 Účinky frakování na zdraví a životní prostředí
  .
• Kontaminace podzemních vod – příčiny, účinky a prevence
  .
• 11 Příčiny degradace půdy
  .
• 7 Účinky znečištění vzduchu v interiéru
  .
• Příčiny znečištění ovzduší na Filipínách