Energia geotermalna – moc pod stopami

Czy kiedykolwiek myśleliście o wykorzystaniu energii wulkanu? Geotermalne systemy energetyczne wykorzystujące wewnętrzne ciepło Ziemi wkrótce mogą mieć znaczny udział w światowej produkcji energii elektrycznej.

Okiełznać naturę

Była to największa eksplozja dwudziestego wieku. Kiedy wulkan St Helens wybuchł w 1980 r., wyrzucił z siebie energię cieplną z siłą 24 megaton, co odpowiada 1600 wybuchom, takim jak w Hiroszimie.

Jednak, biorąc pod uwagę cały potencjał energetyczny Ziemi, była to zaledwie czkawka. Wnętrze Ziemi nieustannie bowiem się tli, generując temperatury do 6000 stopni Celsjusza. To ogromny rezerwuar energii, która jest w dużej mierze niewykorzystana, źródło energii odnawialnej rzadko dotąd badane.

Według nowego raportu Międzynarodowej Agencji Energii, wkrótce się to zmieni. Zgodnie z tym raportem światowa produkcja energii elektrycznej i ciepła pochodzącego z energii geotermalnej może wzrosnąć do 2050 r. dziesięciokrotnie, osiągając 3,5 procent globalnej rocznej produkcji energii elektrycznej.

Ale w jaki sposób dostać się do tego źródła energii leżącego kilka kilometrów pod ziemią? Do tej pory obserwowaliśmy tylko samoistne skutki działania tej energii, na przykład w formie gejzerów z gorącą wodą, wybuchających często na obszarach wulkanicznych, takich jak Pacyficzny Pierścień Ognia.

Elektrownie geotermalne

Największa na świecie elektrownia geotermalna The Geysers zbudowana w górach Mayacamas w pobliżu San Francisco wykorzystuje zbiornik pary umieszczony na głębokości nieco ponad dwóch mil. Przeciętnie zakład wytwarza energię 955 MW, co wystarczy by zapewnić energię elektryczną dla 1,1 mln osób.

W 2010 roku 24 kraje wykorzystywały elektrownie geotermalne do produkcji energii elektrycznej. Liderami w tej dziedzinie są Stany Zjednoczone (3,1 GW energii), Filipiny (1,9 GW) i Indonezja (1,2 GW). 27 procent energii wykorzystywanej na Islandii pochodzi ze źródeł geotermalnych. Ponadto w co najmniej 78 krajach stosuje się energię geotermalną do ogrzewania.

Zasadniczo, inżynierowie używają wody i powietrza do przesyłania i magazynowania tej energii. Energia cieplna gromadząca się pod powierzchnią ziemi – jak np. na aktywnych tektonicznie obszarach Islandii – jest wydobywana za pomocą pomp ciepła. Pompy działają w podobny sposób jak lodówka, z tym, że nie chłodzą, a wytwarzają ciepło.

Źródła zielonej energii

Chociaż rozwój tej branży zwolnił w 2010 r. w porównaniu do 2009 r., raport Międzynarodowej Agencji Energii przewiduje „znaczne przyspieszenie tempa wdrażania zaawansowanych technologii w nowych krajach” takich jak Kenia.

Dlaczego akurat w Kenii? Kraj przecina Wielki Rów Afrykański, który, podobnie jak Pacyficzny Pierścień Ognia, jest obszarem bardzo aktywnym sejsmicznie. Dlatego Program Narodów Zjednoczonych ds. Ochrony Środowiska wspiera projekty w sześciu krajach Afryki Wschodniej mające na celu wykorzystanie potencjału geotermalnego.

Tymczasem w Indonezji energia geotermalna jest podstawową alternatywą dla paliw kopalnych. Rząd chce, aby powiększyć zasoby tej energii o 9,5 GW do 2025 roku, by stanowiły one łącznie około 33 procent zapotrzebowania kraju na energię elektryczną. Bank Światowy i kilka międzynarodowych przedsiębiorstw energetycznych ma zamiar zainwestować tam miliardy dolarów, dzięki czemu Al Gore już nazwał Indonezję pierwszym „geotermalnym supermocarstwem”.

Indonezja leży na granicy płyt tektonicznych, co sprawia, że energia geotermalna jest tam łatwo dostępna. Natura sama wykonuje tam większość pracy. Ale co, jeśli chcemy wykorzystać energię Ziemi w miejscach nie wulkanicznych?

Większość tej energii dostępnej w zasięgu ręki, czyli do 5 kilometrów pod powierzchnią, znajduje się w tzw. warstwach nieprzepuszczalnych. Inżynierowie testują proces HDR (z ang. hot dry rock) pozwalający wydobyć tą energię. Pierwsze projekty pilotażowe, jak ten prowadzony we Francji w pobliżu Soultz-sous-Forêts w Alzacji, są obiecujące.

Nowe technologie

Inżynierowie dowiercają się do skał o temperaturze 200 stopni. Do odwiertu jest wpuszczana woda, która przechwytuje ciepło skał, i już podgrzana jest wypompowywana. Następnie wymiennik ciepła pobiera energię z wody, wykorzystując ją albo do wytwarzania energii, albo do ogrzewania.

Proces HDR jest nadal bardzo kosztowny, ale trwają prace nad rozwojem technologii, dzięki której wykorzystanie energii geotermalnej byłoby bardziej ekonomiczne. Jednym ze sposobów na zmniejszenie kosztów może być połączenie stacji geotermalnej z innym rodzajem elektrowni.

Pierwszy na świecie projekt elektrowni słoneczno-geotermalnej został przedstawiony w 2011 roku podczas Narodowego Szczytu Czystej Energii w Las Vegas. Placówka będzie łączyć 80 tysięcy modułów słonecznych PV z tradycyjną technologią hydrotermalną i ma przekazywać do krajowego systemu elektroenergetycznego 24 MW energii.

Apetyt rośnie

Nastroje są optymistyczne. Szacunki Międzynarodowej Agencji Energetyki są potwierdzane przez ekspertów, którzy dostrzegają ogromny potencjał energii geotermalnej, szczególnie w kontekście rosnących cen paliw kopalnych i zmian klimatu.

Wysokie ceny energii i zmiany klimatyczne są wystarczającym powodem ponownego zainteresowania wykorzystaniem geotermii, szczególnie na szczeblu lokalnym – powiedział na łamach The Telegraph Karl Gawell, dyrektor Stowarzyszenia ds. Energii Geotermalnej.

To zainteresowanie może się też rozprzestrzenić w Europie, kolebce produkcji energii geotermalnej. To tu w 1904 roku we Włoszech rozpoczęła działalność elektrownia parowa Larderello.

Energia geotermalna ożywia wulkany i wywołuje trzęsienia ziemi. To utorowało drogę do powstania życia na Ziemi. Czy miliardy lat później gorące serce naszej planety pomoże nam w budowaniu lepszego życia? Czy hasło „wierć mała, wierć” stanie się okrzykiem w walce o źródła zielonej energii?

Michael Grimm

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 9.8/10 (8 votes cast)
Energia geotermalna – moc pod stopami, 9.8 out of 10 based on 8 ratings

*

*

Przed dodaniem komentarza, proszę rozwiązać działanie:

2+2=

Top