Parannettujen parannettujen geotermisten järjestelmien tekniikan ansiosta maapallon lämmöstä voi tulla merkittävä sähköntuottaja. Flickr / xavierbt

Geoterminen tarkoittaa kirjaimellisesti "maan lämpöä". Maan lämpötila nousee, kun poraamme syvemmälle maan ydintä kohti. Voimme käyttää tätä lämpöä energiaksi kiertämällä vettä kuumien maanalaisten säiliöiden läpi, tuomalla kuuman veden tai höyryn pintaan. Voimme sitten muuntaa kuumassa nesteessä olevan energian mekaaniseksi ja sähköiseksi pintaan käyttämällä a: ta lämpömoottori.

Yksityinen sijoitus Australian geotermisen energian kehittämiseen hidastui erittäin nopean aloituksen jälkeen kymmenen vuotta sitten. Tämän pitäisi taas kiihtyä, koska uusi kehitys tuo parannettujen geotermisten järjestelmien kaupallisen kannattavuuden. Näillä on potentiaalia kasvaa eksponentiaalisesti, lupaaen maailmalle runsaasti voimaa.

Perinteiset geotermiset järjestelmät

Vuonna 2010 maailman tuottama 20 terawattituntia (TWh) geotermisen sähkön. Kaikki tämä tuli perinteisistä resursseista. Nämä ovat luonnossa esiintyviä kuuman veden tai höyryvirtoja, joita magma lämmittää ja jotka kiertävät läpäisevän kiven läpi. Ne liittyvät vulkaanisiin järjestelmiin ja rajoittuvat alueisiin, joissa on aktiivisia tai nuoria tulivuoria.

Perinteisten resurssien käyttö ei ole uusi. Vuonna 1904 tehdas rakennettiin Larderelloon, Italia, tuottamaan sähköä geotermisestä höyrystä. Siitä lähtien geotermiset voimalaitokset ovat levinneet tasaisella nopeudella, mutta ne on rajoitettu resursseihin, joihin on suhteellisen helppo päästä.

Parannetut geotermiset järjestelmät

On olemassa toinen geotermisen lämmön muoto, jota on runsaasti ja jota on yleensä saatavana ympäri maailmaa. Sitä tuottaa kalium-, uraani- ja torium-isotooppien radioaktiivinen hajoaminen, joita löytyy joistakin graniittityypeistä.

Etelä-Australian Cooper-altaan graniiteissa isotooppipitoisuudet ovat pieniä. Lämpöä tuotetaan erittäin alhaisella nopeudella. Tällaisen alhaisella nopeudella graniitimassan kohottaminen lämpötilaan 100 ° C veisi melkein miljoona vuotta. Tuon ajan kallion on pysyttävä hyvin eristettynä suuressa syvyydessä.

Tämän syvän lämmön saavuttamiseksi on porattava vähintään kaksi kaivoa. Kylmä vesi ruiskutetaan yhdestä kaivosta, kallio lämmittää sitä ja uutetaan toisesta kaivosta. Kaksi kaivoa ovat tyypillisesti 800 - 1000 metrin päässä toisistaan. Tällaisessa järjestelmässä vesi liikkuu kaivosta toiseen vain, jos kaivojen välinen kallio on riittävän läpäisevä.

Luonnonkiven läpäisevyys ei ole tarpeeksi korkea, mutta sitä voidaan parantaa vakiintuneilla öljy- ja kaasuteollisuuden tekniikoilla. Näitä järjestelmiä kutsutaan parannetuiksi geotermisiksi järjestelmiksi (EGS).

Kaupallisen EGS: n kehitys

Parannetusta geotermisestä järjestelmästä saatava sähkö ei ole nyt kustannuskilpailukykyistä, koska syvät kaivot ovat kalliita. Jotta tuotettaisiin tarpeeksi sähköä kaivojen ja pintalaitteiden maksamiseksi, kuuma vesi on tuotava pintaan nopeudella lähellä 100 kg / s. Yksi parhaimmista EGS-virtausnopeuksista maailmassa saavutti australialainen yritys Geodynamics, ja se oli vain kolmasosa tästä tavoitteesta. Vaikka tämä on merkittävä saavutus, se ei riitä tekemään EGS-sähköstä kaupallisesti kilpailukykyistä.

Nämä pienet virtausnopeudet on mahdollista kompensoida, jos energian muuntamisessa tehoksi voidaan parantaa tehokkuutta. Mutta parannuksia tällä alalla ei ole vielä tapahtunut, jotta sähköntuotannosta tulee kustannuskilpailukykyinen.

EGS-virtausnopeudet on kolminkertaistettava, ennen kuin EGS-sähkö on kaupallisesti mahdollista. Se oli raportoitiin viime joulukuussa että yhdysvaltalainen AltaRock on voinut kehittää lupaavan tekniikan geotermisille kaivoille. Jos ilmoitetut tulokset ovat perusteltuja lisätestauksilla, se antaa uuden hengityksen EGS-geotermisen kehityksen kannalta ympäri maailmaa ja Australiassa.

Muut Australian geotermiset resurssit

Jako tavanomaisten ja parannettujen geotermisten järjestelmien välillä on keinotekoinen, ja todellinen globaali geoterminen resurssi kattaa jatkuvan spektrin, joka ulottuu luonnossa esiintyvistä kuumista lähteistä parannettuihin geotermisiin järjestelmiin.

Viimeaikaiset tulokset osoittavat, että vaikka Australia ei ole vulkaaninen maa, siinä on alueita, joissa magma pääsee lähelle pintaa tuottamaan kuumaa vettä sedimenttikivessä. Australian geoterminen teollisuus kutsuu näitä kuumat sedimenttiset pohjavesikerrokset. Niiden odotetaan olevan luonnollista läpäisevyyttä korkeampaa kuin EGS, mutta ehkä ei niin korkea kuin perinteiset geotermiset järjestelmät.

Maailmanlaajuisesti tämän tyyppisistä resursseista ei ole tehty paljon työtä, mutta Australiassa ja muissa paikoissa on tapahtunut uutta kehitystä Turkki ja Etelä-Amerikassa suunnattu sellaisiin resursseihin.

Ympäristövaikutukset

Geotermisen energian saannissa mukana olevilla tekniikoilla voi olla vähäisiä vaikutuksia lähiympäristöön. Kuten Paralana kokemus, pinnalla voi tuntua lievää vapinaa, mutta ne eivät muodosta merkittävää riskiä. Geoterminen energia ei käytä enää vettä kuin muut uusiutuvat lämpöenergian sovellukset. Myös EGS-hankkeissa käytetty murtumien stimulaatio ei aiheuta riskiä pintavesien pohjavesille, koska EGS-säiliöt ovat hyvin syviä ja kaivot on tiivistetty teräsvaippaihin.

Joissakin tulivuoren lähteistä tavanomaisissa geotermisissä resursseissa, ilmakehään vapautuneet liuenneet kaasut voi vaikuttaa välittömään ympäristöön. Tämä on todennäköisesti geotermisen energian vakavain vaara, mutta se rajoittuu vain joihinkin perinteisiin resursseihin (ei koske Australiaa) ja on helppo hallita.

Geotermisen energian tulevaisuus

Geotermisen energian perusteet ovat vahvat. Sitä on runsaasti - resurssi Suuren arteesisen altaan alla on arviolta riittävän suuri toimittaa Australian nykyinen vuotuinen energiankulutus 6000 vuotta. Se on yksi harvoista uusiutuvista energialähteistä, joka voi korvata hiilen kokonaan perusvoiman sähköntuottajana. Sillä on myös erittäin vähäiset ympäristövaikutukset.

Riittämättömän virtauksen saavuttaminen haittasi sen kaupallista kehitystä, mutta tämä ongelma voidaan ratkaista lähitulevaisuudessa. Jos näin tapahtuu, geotermisestä energiasta voi tulla yksi johtavista uusiutuvien energialähteiden tekniikoista 2020-luvulle.

kirjailijasta

Konetekniikan professori Hal Gurgenci, Queenslandin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi

Paul Hawken ja Tom Steyer
Laajasti levinneen pelon ja apatian edessä kansainvälinen tutkijoiden, ammattilaisten ja tutkijoiden koalitio on koonnut tarjoamaan joukon realistisia ja rohkeita ratkaisuja ilmastonmuutokseen. Tässä on kuvattu sata tekniikkaa ja käytäntöä - jotkut ovat hyvin tunnettuja; jotkut, joita et ole koskaan kuullut. Ne vaihtelevat puhtaasta energiasta tyttärien kouluttamiseen pienituloisissa maissa maankäytön käytäntöihin, jotka vetävät hiiltä pois ilmassa. Ratkaisut ovat olemassa, ovat taloudellisesti kannattavia ja yhteisöt kaikkialla maailmassa toteuttavat niitä taitavasti ja päättäväisesti. Saatavana Amazon

Ilmastoratkaisujen suunnittelu: Poliittinen opas vähähiiliseen energiaan

Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo kohdanneet, tarve vähentää maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä on kiireellistä. Se on pelottava haaste, mutta tekniikat ja strategiat sen täyttämiseksi ovat olemassa tänään. Pieni joukko energiapolitiikkoja, jotka on suunniteltu ja toteutettu hyvin, voivat viedä meidät polulle vähähiiliseen tulevaisuuteen. Energiajärjestelmät ovat suuria ja monimutkaisia, joten energiapolitiikan on oltava kohdennettua ja kustannustehokasta. Yksi koko sopiva lähestymistapa ei yksinkertaisesti saa aikaan työtä. Päättäjät tarvitsevat selkeän, kattavan resurssin, jossa hahmotellaan energiapolitiikat, joilla on suurin vaikutus ilmastotulevaisuuteen, ja kuvataan, miten nämä politiikat suunnitellaan hyvin. Saatavana Amazon

Tämä muuttaa kaikkea: kapitalismi vs. ilmasto

kirjoittanut Naomi Klein
In Tämä muuttaa kaiken Naomi Klein väittää, että ilmastonmuutos ei ole pelkästään toinen asia, joka on jätettävä verojen ja terveydenhuollon välillä. Se on hälytys, joka kutsuu meitä vahvistamaan taloudellisen järjestelmän, joka on jo meitä monin tavoin epäonnistumassa. Klein rakentaa huolellisesti tapaa, jolla kasvihuonekaasupäästömme vähentäminen on meidän tilaisuutemme vähentää samanaikaisesti eriarvoisuutta, kuvitella rikkoutuneita demokratiojamme uudelleen ja rakentaa taloutemme. Hän paljastaa ilmastonmuutoksen denierien ideologisen epätoivon, mahdollisten geoengineerien messiaaniset harhaluulot ja liian monien vihreiden aloitteiden traagisen defeatismin. Ja hän osoittaa täsmälleen, miksi markkinat eivät ole - eivätkä voi - korjata ilmastokriisiä, vaan pahentavat sen sijaan entistä äärimmäisempiä ja ekologisesti haitallisia uuttomenetelmiä, joihin liittyy riehuva katastrofi kapitalismi. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.