Преимущества и недостатки геотермальной энергии

Геотермальная энергия имеет решающее значение для развития человечества и улучшает качество нашей жизни.

Слово «геотермальный» происходит от греческого, где «гео» означает «земля», а «термальный» означает «тепло».

В результате теперь вы можете определить геотермальную энергию как тепловую энергию, которая возникает на глубине 1,800 миль под поверхностью Земли.

Это жидкость, заполняющая трещины и разломы в земной коре, и тепло, выделяющееся в горных породах.

Вода или пар используются для транспортировки геотермальной энергии к поверхности Земли.

Почти везде на земле есть доступ к геотермальной энергии.

Однако разрушение минералов и деревьев требует, чтобы Земля вырабатывала эту энергию в течение нескольких лет.

Прежде чем мы рассмотрим преимущества и недостатки геотермальной энергии, хорошо бы взглянуть на то, как производится геотермальная энергия.

Температура Земли увеличивается от поверхности к ядру.

Геотермический градиент, составляющий примерно 25°C на 1 км глубины на большей части планеты, описывает это медленное изменение температуры.

Подавляющее большинство тепла под ядром Земли исходит от радиоактивных изотопов, которые постоянно распадаются.

Этому источнику энергии способствует тот факт, что температура в этом районе земной поверхности поднимается выше 5,000 °C.

Вода, горные породы, газ и другие геологические компоненты нагреваются за счет тепла, которое постоянно излучается наружу.

Магма может образоваться, когда горные породы в мантии Земли и нижних слоях коры достигают температуры от 700 до 1,300 °C.

Это расплавленная горная порода, которая время от времени извергается в виде лавы на поверхность Земли и пронизана газом и газовыми пузырьками.

Эта лава плавит соседние породы и подземные водоносные горизонты, высвобождая геотермальную энергию в различных формах на поверхность Земли по всему миру.

Геотермальная энергия вырабатывается лавой, гейзерами, паровыми жерлами или сухим теплом.

В то время как пар геотермальной энергии используется для производства электроэнергии, тепло может быть уловлено и использовано непосредственно для отопления.

Примеры геотермальной энергии

Ниже приведены примеры использования геотермальной энергии в соответствии с прилежный парень,

• Дома с геотермальным отоплением
• Геотермальные электростанции
• Хот-Спрингс
• Геотермальные гейзеры
• фумарола
• Спас

1. Дома с геотермальным отоплением

В первую очередь геотермальная энергия используется для отопления домов.

Огромная сеть змеевиков, собирающих тепло земли, подключена к идеальному геотермальному тепловому насосу.

Затем с помощью обычных воздуховодов это тепло распространяется по всему дому.

Эта система устроена так, что работу можно регулировать в зависимости от смены сезонов.

Эта массивная змеевиковая система летом заполняется водой и антифризом.

Атмосфера дома охлаждается из-за передачи тепла от дома к земле.

2. Геотермальные электростанции

Электричество можно производить из тепловой энергии, которая существует под поверхностью земли.

Пар из земли используется геотермальными энергетическими системами для производства электроэнергии.

С этим паром осуществляется быстроходное вращение турбины.

После того, как эти турбины выработали механическую энергию или после того, как они были приведены в движение, механическая энергия подается в систему выработки электроэнергии.

Основным компонентом системы производства электроэнергии является генератор, который использует электромагнитную индукцию для преобразования механической энергии в электрическую.

Поскольку он не выбрасывает в атмосферу никаких вредных или богатых углеродом выбросов, этот метод невероятно надежен и полезен для окружающей среды.

Он также не оставляет следов после себя.

В результате не происходит загрязнения земли, а значит, и переработка отходов не требуется.

Геотермальная энергия имеет преимущества, поскольку она предлагает надежность, постоянство и возобновляемость.

3. Горячие источники

Земля является домом для множества природных горячих источников.

При взаимодействии подземных вод с нагретой породой образуются горячие источники.

При нагревании воды выделяется геологическое тепло. Туристы находят эти источники очень интересными.

Таким образом, геотермальная энергия может быть использована для создания экономических выгод и рабочих мест для молодежи.

Одним из наиболее часто используемых применений геотермальной энергии являются горячие источники.

Купание в горячих источниках – популярное развлечение.

Единственным недостатком является резкий запах серы, который можно обнаружить в открытом горячем источнике или рядом с ним.

4. Геотермальные гейзеры

Геотермальные гейзеры и геотермальные горячие источники очень похожи.

Единственное отличие состоит в том, что в геотермальном гейзере вода течет вертикальным столбом высотой в несколько футов.

Наиболее известен геотермальный гейзер Old Faithful в Йеллоустонском национальном парке в США.

Каждые 60–90 минут гейзер Old Faithful взрывается.

Запас воды под поверхностью земли, выход на поверхность земли и горячие подземные породы — необходимые условия для развития геотермальных гейзеров.

5. Фумарола

Вода, уже существующая под землей, нагревается, когда вступает в контакт с раскаленной породой или магмой и выходит через вентиляционное отверстие.

Фумарола - это название этого жерла. Когда земная поверхность имеет трещину или другое отверстие, могут развиваться фумаролы.

Фумарола — это, по сути, отверстие, которое находится недалеко от вулкана или горячего источника.

Поскольку тепло или тепловая энергия, необходимая для образования фумаролы, собирается только с поверхности земли, это еще одна иллюстрация геотермальной энергии.

Однако, поскольку извлечение тепловой энергии происходит естественным путем, в этом случае нет необходимости в насосе.

В результате до него можно легко добраться и требуется лишь незначительная регулировка.

Хотя иногда фумаролы таинственным образом исчезают.

Однако, судя по внутренним часам Земли, они могут появиться снова. В результате это затрудняет эффективное использование энергии.

6. Спас

Геотермальная энергия используется в деятельности, связанной со здоровьем и благополучием.

Горячие источники и фумаролы используются в курортах и ​​других смежных отраслях для производства тепла и пара.

Этот способ использования геотермальной энергии существует очень давно.

Этот подход обеспечивает преимущества для личной гигиены, которые являются доступными, естественными и эффективными.

Лучшим активом является геотермальное открытие, которое находится недалеко от курорта, потому что это бесконечно доступный и удобный источник электроэнергии.

Использование геотермальной энергии

В то время как некоторые виды использования геотермальной энергии предполагают бурение в земле на километры, другие используют температуры, близкие к поверхности.

Геотермальные энергетические системы можно разделить на три основные категории:

• Системы как для прямого потребления, так и для централизованного теплоснабжения
• Геотермальные электростанции
• Геотермальные тепловые насосы

1. Системы прямого потребления и централизованного теплоснабжения

Системы прямого и централизованного теплоснабжения получают горячую воду из родников или резервуаров, расположенных близко к поверхности земли.

Горячие минеральные источники использовались для купания, обогрева и приготовления пищи в древних культурах Китая, Рима и коренных американцев.

Многие горячие источники до сих пор используются для купания, и многие люди считают, что богатая минералами горячая вода полезна для здоровья.

Кроме того, системы централизованного теплоснабжения и прямого отопления отдельных зданий используют геотермальную энергию.

Здания отапливаются трубами, которые несут горячую воду с поверхности земли.

В Рейкьявике, Исландия, большинство зданий отапливаются системой централизованного теплоснабжения.

Добыча золота, пастеризация молока и обезвоживание (сушка) пищевых продуктов — вот лишь несколько примеров промышленного использования геотермальной энергии.

2. Геотермальные электростанции

Для производства геотермальной электроэнергии требуется пар или вода при высоких температурах (от 300° до 700°F).

В пределах мили или двух от поверхности земли геотермальные резервуары часто находятся там, где строятся геотермальные электростанции.

Соединенные Штаты были одной из 27 стран, которые в 88 году произвели в общей сложности 2019 миллиардов кВтч электроэнергии с использованием геотермальной энергии.

Произведя почти 14 миллиардов кВтч электроэнергии, Индонезия была вторым по величине производителем геотермальной электроэнергии в мире после США.

Это составляет примерно 5% от общего производства электроэнергии в Индонезии.

Кения произвела восьмое по величине количество геотермальной электроэнергии, около 5 миллиардов кВтч, но на ее долю приходится самая большая доля ее общего годового производства электроэнергии, примерно 46%.

3. Геотермальные тепловые насосы

Здания можно обогревать и охлаждать с помощью геотермальных тепловых насосов, которые используют стабильную температуру поверхности почвы.

Зимой геотермальные тепловые насосы перекачивают тепло земли (или воды) в здания, а летом наоборот.

Преимущества и недостатки геотермальной энергии

Геотермальная энергия, хотя и является хорошей альтернативой традиционной выработке ископаемого топлива, имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества геотермальной энергии

Ниже приведены преимущества геотермальной энергии.

• Экологически чистые
• Устойчивое
• Значительный потенциал
• Стабильный и прочный
• Отопление и охлаждение
• надежный
• Топливо не требуется
• Быстрая революция
• Недорогое техническое обслуживание:
• Превосходная эффективность
• Доступно больше вакансий
• Снижение шумового загрязнения
• Невозобновляемые источники ископаемого топлива сохраняются

1. Экологически чистый

По сравнению с традиционными видами топлива, такими как уголь и другие ископаемые виды топлива, геотермальная энергия более экологична.

Кроме того, геотермальная электростанция имеет небольшой углеродный след.

Хотя геотермальная энергия производит некоторое загрязнение, оно намного меньше, чем при использовании ископаемого топлива.

2. Устойчивый

Геотермальная энергия — это возобновляемый ресурс, который будет доступен до тех пор, пока Солнце не уничтожит Землю примерно через 5 миллиардов лет.

Поскольку запасы тепла Земли пополняются естественным путем, она является возобновляемой и устойчивой.

3. Значительный потенциал

В настоящее время во всем мире потребляется около 15 тераватт энергии, что составляет небольшую долю от общей энергии, которая может быть получена из геотермальных источников.

Хотя большинство резервуаров в настоящее время нельзя использовать, есть надежда, что по мере продолжения промышленных исследований и разработок количество геотермальных ресурсов, которые можно будет использовать, будет расти.

Считается, что геотермальные энергетические объекты способны производить от 0.0035 до 2 тераватт энергии.

4. Стабильный и прочный

По сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра и солнца, геотермальная энергия обеспечивает постоянный поток энергии.

Это так, что, в отличие от ветра или солнечная энергия, ресурс всегда доступен для использования.

5. Отопление и охлаждение

Температура воды должна быть выше 150°C, чтобы турбины могли эффективно работать за счет геотермальной энергии.

В качестве альтернативы можно использовать разницу температур между наземным источником и поверхностью.

Всего в двух метрах ниже поверхности геотермальный тепловой насос может работать как поглотитель/источник тепла, поскольку земля более устойчива к сезонным колебаниям температуры, чем воздух.

6. Надежный

Поскольку она не колеблется так сильно, как энергия из других источников, таких как солнце и ветер, легко рассчитать количество энергии, производимой этим ресурсом.

Это означает, что мы можем делать очень точные прогнозы относительно выходной мощности геотермальной электростанции.

7. Топливо не требуется

Топливо не требуется, поскольку геотермальная энергия является природным ресурсом, в отличие от ископаемого топлива, которое представляет собой ограниченный ресурс, который необходимо добывать или иным образом извлекать из земли.

8. Быстрая революция

Геотермальная энергия в настоящее время является предметом обширных исследований, а это означает, что разрабатываются новые технологии для улучшения энергетического процесса.

Предпринимаются многочисленные инициативы по развитию и расширению этого сектора экономики.

Эта быстрая эволюция устранит многие из существующих недостатков геотермальной энергии.

9. Недорогое техническое обслуживание

Можете ли вы оценить, сколько будет стоить строительство традиционной электростанции?

Что ж, строительство традиционной электростанции стоит больших денег. Однако для установки и обслуживания геотермальной энергии требуется меньше денег.

10. Превосходная эффективность

Геотермальные тепловые насосы потребляют на 25-30% меньше электроэнергии для отопления и охлаждения, чем обычные системы отопления и охлаждения.

Кроме того, эти геотермальные тепловые насосы могут иметь компактную форму и занимать меньше места.

11. Доступно больше вакансий

Мы знаем, сколько рабочих мест теряется в цифровую эпоху.

Однако геотермальная энергия создает большое количество рабочих мест по всему миру.

12. Снижение шумового загрязнения

Меньше шума производится, когда геотермальная энергия используется для производства электроэнергии.

Шум и визуальное загрязнение, возникающее в результате установки демпфирующих материалов в домах генераторов, были уменьшены.

13. Сохранение невозобновляемых источников ископаемого топлива

Геотермальная энергия снижает нашу зависимость от ископаемого топлива для производства энергии.

Кроме того, это повышает энергетическую безопасность. Если страна имеет доступ к достаточному количеству геотермальной энергии, возможно, нет необходимости импортировать электроэнергию.

Таким образом, это основные преимущества геотермальной энергии.

Давайте теперь рассмотрим его отрицательную сторону или следующие недостатки геотермальной энергии:

Недостатки геотермальной энергии

Ниже приведены недостатки геотермальной энергии.

• Ограничение местоположения
• Отрицательное воздействие на окружающую среду
• Землетрясения
• Высокие затраты
• Стабильность
• Потребность в земле велика

1. Ограничение местоположения

Тот факт, что геотермальная энергия зависит от местоположения, является ее самым большим недостатком.

Поскольку геотермальные электростанции должны быть построены там, где есть энергия, некоторые регионы не могут использовать этот ресурс.

Конечно, это не проблема, если вы живете где-то вроде Исландии, где геотермальная энергия легкодоступна.

2. Негативное воздействие на окружающую среду

Хотя парниковые газы обычно не выбрасываются геотермальной энергией, многие из них хранятся под поверхностью Земли и выбрасываются в атмосферу при бурении.

Хотя эти газы естественным образом выбрасываются в окружающую среду, их скорость возрастает вблизи геотермальных объектов.

Однако эти выбросы газа все еще намного меньше, чем выбросы, вызванные ископаемым топливом.

3. Землетрясения

Кроме того, существует вероятность того, что геотермальная энергия вызовет землетрясения.

Это потому, что раскопки изменили структуру Земли.

Эта проблема все чаще встречается с усовершенствованными геотермальными энергетическими установками, которые закачивают воду в земную кору для расширения трещин и обеспечения возможности добычи большего количества ресурсов.

Однако последствия этих землетрясений, как правило, ограничены, поскольку большинство геотермальных блоков расположены вдали от населенных пунктов.

4. Высокая стоимость

Геотермальная энергия является дорогостоящим ресурсом; стоимость станции мощностью 1 мегаватт колеблется от 2 до 7 миллионов долларов.

Однако если первоначальные инвестиции значительны, со временем они могут быть возмещены за счет других инвестиций.

5. устойчивость

Жидкость должна закачиваться обратно в подземные резервуары быстрее, чем она израсходована, чтобы поддерживать устойчивость геотермальной энергии.

Это означает, что для обеспечения устойчивости геотермальную энергию необходимо эффективно контролировать.

Чтобы учесть преимущества и свести к минимуму любые потенциальные недостатки, отрасль должна взвесить преимущества и недостатки геотермальной энергии.

6. Потребность в земле велика

Чтобы производство геотермальной энергии было прибыльным, требуется большая площадь земли.

Установка геотермальной электростанции в городе со значительно меньшей площадью вовсе не выгодна.

Заключение

Каждый источник энергии имеет свои преимущества и недостатки; некоторые из них эффективны в одних странах, но не в других.

Вместо того, чтобы поверхностно оценивать эффективность различных возобновляемых источников энергии, мы должны сравнивать их по относительным преимуществам каждого уникального места.

Ожидается, что глобальная геотермальная энергия сможет производить примерно 800-1300 ТВтч в год в 2050 году, что составляет 2-3% мирового производства электроэнергии, учитывая, что использование геотермальной энергии неуклонно растет со скоростью роста 2 % в год, в то время как стоимость операций снижается.

Хотя у геотермальной энергии есть как преимущества, так и недостатки, она по-прежнему будет жизненно важным компонентом перехода к возобновляемым источникам энергии.

Преимущества и недостатки геотермальной энергии – часто задаваемые вопросы

Каковы преимущества геотермальной энергии?

Как объяснялось выше, преимущества геотермальной энергии заключаются в следующем.

1. По сравнению с традиционными видами топлива, такими как уголь и другие виды ископаемого топлива, геотермальная энергия более экологична.
2. Геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом, который будет доступен, потому что тепловые запасы Земли пополняются естественным образом, она одновременно возобновляема и устойчива.
3. Считается, что геотермальные энергетические объекты способны производить значительное количество энергии от 0.0035 до 2 тераватт энергии.
4. По сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра и солнца, геотермальная энергия обеспечивает постоянный поток энергии.
5. Топливо не требуется, поскольку геотермальная энергия является природным ресурсом, в отличие от ископаемого топлива, которое представляет собой ограниченный ресурс, который необходимо добывать или иным образом извлекать из земли.
6. Геотермальная энергия в настоящее время является предметом обширных исследований, а это означает, что разрабатываются новые технологии для улучшения энергетического процесса.
7. Строительство традиционной электростанции стоит больших денег. Однако для установки и обслуживания геотермальной энергии требуется меньше денег.
8. Геотермальные тепловые насосы потребляют на 25-30% меньше электроэнергии для отопления и охлаждения, чем обычные системы отопления и охлаждения.
9. Геотермальная энергия создает большое количество рабочих мест по всему миру.
10. Меньше шума производится, когда геотермальная энергия используется для производства электроэнергии.
11. Геотермальная энергия снижает нашу зависимость от ископаемого топлива для производства энергии.

Кроме того, это повышает энергетическую безопасность. Если страна имеет доступ к достаточному количеству геотермальной энергии, возможно, нет необходимости импортировать электроэнергию.

Является ли геотермальная энергия дорогой?

Да, геотермальная энергия стоит дорого. Например, в Соединенных Штатах первоначальная стоимость поля и электростанции составляет примерно 2500 долларов США за установленный кВт или, возможно, от 3000 до 5000 долларов США за кВт для небольшой электростанции (1 МВт). Стоимость эксплуатации и обслуживания варьируется от 0.01 до 0.03 доллара за кВтч.

Рекомендации

• 12 лучших должностей инспектора по гигиене окружающей среды
  .
• 24 Влияние фрекинга на здоровье и окружающую среду
  .
• Загрязнение подземных вод – причины, последствия и предотвращение
  .
• 11 причин деградации почвы
  .
• 7 последствий загрязнения воздуха в помещении
  .
• Причины загрязнения воздуха на Филиппинах