Geotermalna energija

Kako uporabljati geotermalno energijo?

Geotermalna energija je toplota ki prihaja iz podzemlja. Toplota se prenaša iz središča Zemlje, skozi svoje plasti na površje. Geotermalna energija se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije ali ogrevanje zgradb in vode iz pipe. Obseg uporabe se spreminja od velikih elektrarn,toplarn, do posameznih stanovanjskih sistemov.

Para se neposredno uporablja v turbinskem generatorju, ki ustvarja električno energijo. Če se vroča voda prenese na površje, se najprej spremeni v paro, ki nato poganja turbine za proizvodnjo električne energije. Na koncu cikla para kondenzira v vodo in se injicira nazaj v zemljo.

Za namene ogrevanja se lahko geotermalna energija uporablja neposredno takrat, ko se vroča podzemna voda črpa na površino ali izvira v obliki vročih vrelcev. Voda se črpa skozi toplotne izmenjevalnike, ki prenašajo toploto v ogrevalne sisteme stavb ali krajevne ogrevalne naprave.

geothermal si

Slika 1. Geotermalno daljinsko ogrevanje

Drug način, da ujamemo energijo iz zemlje je z uporabo talnega vira toplotnih črpalk. Te so nameščene pod površino tal na globini kjer je temperatura konstantna skoraj celo leto – višja od temperature zraka pozimi in nižja poleti. Toplotni izmenjevalnik je sistem cevi, imenovan zanka in je zakopan v tla. Po ceveh kroži tekočina (voda ali tekočina proti zmrzovanju), ki absorbira toploto iz tal in jo prenaša v enoto toplotne črpalke. Ta toplota se nato distribuira znotraj zgradbe. Poleti sistem deluje ravno obratno in se lahko uporablja za hlajenje notranjosti zgradb. Zanke se lahko namestijo vertikalno ali horizontalno v tla. Horizontalne zanke so zakopane v plitva tla in se ne smatrajo za pravo geotermalno energijo, saj raje uporabljajo sončno energijo, ki jo absorbirajo tla, namesto energije, ki jo Zemlja sama ustvarja.

geothermal2 4 maly

Slika 2. Horizontalni sistem toplotne črpalke v tleh

Zakaj uporabljati geotermalno energijo?

Geotermalna energija ne povzroča onesnaževanja, ki povzroča učinek tople grede.

Nanjo ne vplivajo vremenske razmere, v nasprotju z solarno ali vetrno energijo (razen na plitve talne vire toplotnih črpalk).

Geotermalne elektrarne ali druge geotermalne naprave ne vplivajo na pokrajino z zelo vidnimi napravami, kot so sončni kolektorji ali turbine.

Ko je geotermalna elektrarna enkrat zgrajena, je energija praktično zastonj. Geotermalne naprave za namene ogrevanja znatno zmanjšujejo stroške ogrevanja.

Geotermalna energja je vir, ki ne bo pošel.

Kje uporabljati geotermalno energijo?

Na splošno, uporaba geotermalne energije ni geografsko omejena, saj je prisotna povsod. Vendar pa lahko dosegljive geotermalne vode (ali pare) ni mogoče najti povsod. Regije na svetu, kjer so geotermalni rezervoarji na priročnem mestu v smislu ekonomskih pogojev in trenutno razpoložljive tehnologije, so omejene. Na primer viri z visoko temperaturo (nad 150°C) so običajno potrebni za proizvodnjo električne energije. Kot posledica je večina geotermalnih elektrarn v Evropi na Islandiji in v Italiji, kjer so na razpolago geotermalni viri s tako temperaturo. Po drugi strani so bile nove geotermalne elektrarne, ki proizvajajo električno energijo iz nizkih- in srednjih-temperaturnih virov (med 90°C in 150°C), razvite v Nemčiji in Avstriji.

Nizke temperaturne vire (pod 90°C) lahko najdemo povsod. Zemeljski viri toplotnih črpalk lahko delujejo povsod, kjer lahko zanke zakopamo v tla.

 Katere so potencialne ovire?

Glavna pomanjkljivost geotermalne energije je visok strošek namestitve tako v primeru industrijske kot stanovanjske rabe. Posebno veliki stroški nastanejo z vrtanjem. Poleg tega sedanje tehnologije vrtanja lahko dosežejo le tiste geotermalne vire, ki se nahajajo relativno blizu zemeljske površine.

V primeru industrijske rabe obstaja možnost, da zmanjka pare ali vode. To se lahko zgodi zaradi več razlogov, na primer z vbrizgavanjem preveč mrzle vode nazaj v rezervoar in hlajenjem kamnin. Zato je potrebno geotermalne vire previdno upravljati, da preprečimo lokalno izčrpanje. Obstaja tudi rizik, da se iz geotermalnih rezervoarjev sprostijo nekateri nevarni plini in minerali.

V primeru talnih virov toplotnih črpalk ali geotermalnih vodnih črpalk je potrebna električna energija za delovanje črpalke, tako da pridobljena toplota ni povsem zastonj. Geotermalna vodna zajetja ali vertikalne zanke sistemov toplotnih črpalk so ponavadi dražje za namestiti, zaradi stroškov vrtanja v omejenem prostoru. Vendar pa cenejše horizontalne zanke zahtevajo razmeroma veliko prostora, ki pa ni vedno na razpolago v neposredni bližini stavb. Obstaja tudi tveganje za napake pri projektiranju, nameščanju in/ali delovanju sistema toplotne črpalke, kar lahko vodi do poškodovanja enote.