Energia geotermalna

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Energia odnawialna
Wind Turbine
Energia geotermalna
Energia wodna
Energia słoneczna
Energia wiatru
Biopaliwo
Biomasa
Biogaz
Odwiert geotermalny w okolicach Reykjavíku

Energia geotermalna (energia geotermiczna, geotermia) - jeden z rodzajów odnawialnych źródeł energii. Polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnętrza Ziemi, szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie z młodymi intruzjami lub aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna.

Woda geotermiczna wykorzystywana jest bezpośrednio (doprowadzana systemem rur), bądź pośrednio (oddając ciepło chłodnej wodzie i pozostając w obiegu zamkniętym).

Energię geotermalną na szeroką skalę wykorzystuje się w Islandii, a w Polsce m.in. na obszarze Podhala.

Spis treści

[edytuj] Geneza powstawania

Źródłem energii geotermalnej jest wnętrze Ziemi o temperaturze około 5400°C, generujące przepływ ciepła w kierunku powierzchni. Początkowo, ciepło wewnętrzne Ziemi pochodziło głównie z kontrakcji grawitacyjnej w okresie formowania się planety. Obecnie, najwięcej ciepła (45 do 90%) pochodzi z rozpadu radioaktywnego izotopów potasu (40K), uranu (238U) i toru (232Th)[1][2]. Źródła ciepła upatruje się też częściowo w ochładzaniu się płaszcza, tarciu wewnętrznym wywołanym siłami pływowymi i zmianami w prędkości obrotu Ziemi. Część energii termicznej jądra transportowana jest do skorupy ziemskiej poprzez pióropusz płaszcza, który może powodować powstawanie plam gorąca i pokryw lawowych[3].

Szacuje się, że ilość wypływającego na powierzchnię Ziemi to ok. 46 TW[4][5]. Średni strumień geotermalny to około 0,063 W/m2 - nie jest on zbyt duży, ale zasoby tej energii są praktycznie niewyczerpywalne, ze względu na ogromną objętość Ziemi. Strumień ten daje średni gradient temperatury (wzrost w kierunku środka) 25 K/km. Jest to niewystarczające do eksploatacji bezpośredniej, dlatego w geotermii istotne są tzw. rejony hipertermiczne (gradient większy od 80 K/km) i semitermiczne (od 40 do 80 K/km). Rejony hipertermiczne to przede wszystkim obszary radiogeniczne (duża zawartość pierwiastków radioaktywnych), obszary wysokiego strumienia ciepła (skały o bardzo dużej przewodności cieplnej) i punktowe źródła ciepła (zasoby magmy, wody geotermalne). W tych rejonach zasoby geotermalne występują jako petrochemiczne (energia zgromadzona w skałach) i hydrotermiczne (w wodzie).

[edytuj] Energia geotermiczna

Instalacje geotermalne w Kalifornii, USA.

Energia geotermiczna to energia wydobytych na powierzchnię ziemi wód geotermalnych. Energię tę zalicza się do energii odnawialnej, bo jej źródło - gorące wnętrze kuli ziemskiej - jest praktycznie niewyczerpalne. W celu wydobycia wód geotermalnych na powierzchnię wykonuje się odwierty do głębokości zalegania tych wód.

W pewnej odległości od otworu czerpalnego wykonuje się drugi otwór, którym wodę geotermalną po odebraniu od niej ciepła, wtłacza się z powrotem do złoża. Wody geotermiczne są z reguły mocno zasolone, jest to powodem szczególnie trudnych warunków pracy wymienników ciepła i innych elementów armatury instalacji geotermicznych. Energię geotermiczną wykorzystuje się w układach centralnego ogrzewania jako podstawowe źródło energii cieplnej. Drugim zastosowaniem energii geotermicznej jest produkcja energii elektrycznej. Jest to opłacalne jedynie w przypadkach źródeł szczególnie gorących. Zagrożenie jakie niesie za sobą produkcja energii geotermicznej to zanieczyszczenia wód głębinowych, uwalnianie radonu, siarkowodoru i innych gazów.

Gorące źródła tzw. gejzery są charakterystycznym elementem krajobrazu Islandii, która wykorzystuje je jako źródło ogrzewania i ciepłej wody. Nie wpływa to ujemnie na środowisko naturalne.

[edytuj] Energia geotermalna w Polsce

Polska ma bardzo dobre warunki geotermalne, gdyż 80% powierzchni kraju jest pokryte przez 3 prowincje geotermalne: centralnoeuropejską, przedkarpacką i karpacką. Temperatura wody dla tych obszarów wynosi od 30-130°C (a lokalnie nawet 200°C), a głębokość występowania w skałach osadowych od 1 do 10 km. Naturalny wypływ zdarza się bardzo rzadko (Sudety – Cieplice, Lądek Zdrój). Możliwości wykorzystania wód geotermalnych dotyczą 40% obszaru kraju (wydobycie jest opłacalne, gdy do głębokości 2 km temperatura osiąga 65°C, zasolenie nie przekracza 30 g/l a także gdy wydajność źródła jest odpowiednia)[6].

Powstał atlas wód geotermalnych występujących na terenie Polski pod redakcją Prof. Wojciecha Góreckiego z Wydziału Geologii Akademii Górniczo-Hutniczej, wskazujący obszary występowania wód geotermalnych na terenie Polski [7] Pierwszy w Polsce Zakład Geotermalny w Bańskiej-Białym Dunajcu powstał w latach 1989-1993. Od kilku lat z odwiertów i instalacji korzysta PEC Geotermia Podhalańska SA, która dostarcza ciepło do większość domów w Zakopanem.

Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje osiem geotermalnych zakładów ciepłowniczych:

Przypisy

  1. ↑ US Department of Energy: 9. Geothermal. [dostęp 2008-12-13].
  2. ↑ Joe Anuta: Probing Question: What heats the earth's core?. physorg.com, 30 marca 2006. [dostęp 2008-12-13].
  3. ↑ M. A. Richards, R. A. Duncan, V. E. Courtillot. Flood Basalts and Hot-Spot Tracks: Plume Heads and Tails. „Science”. 4926 (246), ss. 103–107 (1989). doi:10.1126/science.246.4926.103. PMID 17837768. [dostęp 2007-04-21]. 
  4. ↑ D. F. Hollenbach, J. M. Herndon. Thermodynamics from first principles: temperature and composition of the Earths core. „PNAS”. 20 (98), ss. 11085–11090 (25 września 2001). doi:10.1073/pnas.201393998. PMID 11562483. [dostęp 2007-03-01]. 
  5. ↑ Thorne Lay, Joe Hernlund i Bruce Buffett. Core–mantle boundary heat flow. „Nature Geoscience”, ss. 25-32 (2008). 
  6. ↑ Przyszłość polskiej energetyki. TVP.
  7. ↑ Atlas zasobów geotermalnych na Niżu Polskim, formacje mezozoiku, pod red W. Góreckiego, Kraków 2006

[edytuj] Zobacz też

[edytuj] Linki zewnętrzne

Źródło „http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_geotermalna”
Utwórz książkę