Geotermikus energia
A geotermikus energia (a görög geo (föld) és termosz (hő) szóból) a földkéreg belsejében keletkező hő által termelt energia.
Bár a Nap melegíti a Föld felszínét, a Föld belsejében lévő hőt nem a Nap okozza. A földkéreg geotermikus energiája 20%-ban a bolygó eredeti kialakulásából, 80%-ban pedig az ásványok radioaktív bomlásából származik. A Föld a magjában a legforróbb, és a magtól a felszín felé haladva a hőmérséklet fokozatosan hűl.
A geotermikus energiaforrások a sekély földfelszíntől a néhány mérfölddel vagy kilométerrel a földfelszín alatt található forró vízig és forró kőzetig, és még mélyebbre, a magmának nevezett olvadt kőzet rendkívül magas hőmérsékletéig terjednek. Már a paleolitikum óta használják fürdésre, de ma már inkább az elektromos áram előállítása miatt ismert.
Világszerte a geotermikus energiát 2007-ben mintegy 10 gigawatt villamos energia előállítására használták fel, ami a világon felhasznált villamos energia mintegy 0,3%-át jelenti. A geotermikus erőművek villamosenergia-termelésre való felhasználásakor jellemzően állandó teljesítményt nyújtanak.
A geotermikus energiát közvetlenül távfűtésre vagy más fűtési és hűtési célokra is használják. Izlandon az épületek fűtését az ország számos geotermikus létesítménye biztosítja.
Az erőművek és a geotermikus energia termikus alkalmazásai kiforrott technológiák, míg a fokozott geotermikus rendszerek (EGS) projektjei új típusú alkalmazások.
A földfelszín alatt 3 méterrel a talaj hőmérséklete szinte mindenhol közel állandó, 10 és 16 °C között van. A geotermikus hőszivattyúk ezt az erőforrást használhatják ki az épületek fűtésére és hűtésére. A geotermikus hőszivattyúrendszer egy hőszivattyúból, egy légszállító rendszerből (csővezetékrendszer) és egy hőcserélőből - az épület közelében a sekély talajba fektetett csőrendszerből - áll. Télen a hőszivattyú energiát használ a hőcserélőből történő hőelvonáshoz, és azt a beltéri levegőellátó rendszerbe pumpálja. Nyáron a folyamat megfordul, és a hőszivattyú ismét energiát használ arra, hogy a belső levegőből a hőcserélőbe juttassa a hőt. A nyáron a beltéri levegőből elvont hő a melegvíz ingyenes forrásának biztosítására is felhasználható. A hőszivattyú működtetéséhez szükséges energiát egy másik forrásból nyerjük.
A geotermikus energia forró víz formájában sok forró forrásban vagy gőz formájában a gejzírekben szabadul fel.
Az Egyesült Államokban a legtöbb geotermikus melegvíz-tározó a nyugati államokban, Alaszkában és Hawaiin található. A földalatti tározókba kutakat lehet fúrni villamosenergia-termelés céljából. Egyes geotermikus erőművek a tározóból származó gőzt egy turbina/generátor működtetésére használják, míg mások a forró vizet egy munkafolyadék felforralására használják, amely elpárolog, majd megforgat egy turbinát. A Föld felszínéhez közeli forró víz közvetlenül is felhasználható hőtermelésre. A közvetlen felhasználású alkalmazások közé tartozik az épületek fűtése, a növények termesztése üvegházakban, a termények szárítása, a víz melegítése halgazdaságokban, valamint számos ipari folyamat, például a tej pasztőrözése.
A forró száraz kőzetforrások a földfelszín alatt mindenütt 3-5 mérföld (5-8 km) mélységben, egyes területeken pedig ennél kisebb mélységben fordulnak elő. Az ilyen erőforrásokhoz való hozzáférés során egy kútba hideg vizet fecskendeznek be, amelyet a forró törésű kőzetekben keringetnek, majd egy másik kútból a felmelegedett vizet szívják ki. Jelenleg senki sem használja ezt a módszert kereskedelmi céllal. A jelenlegi technológia még nem teszi lehetővé a hő kinyerését közvetlenül a magmából, a geotermikus energia nagyon mélyen fekvő és leghatalmasabb forrásából.
Az izlandi Nesjavellir geotermikus erőműből felszálló gőz
Kérdések és válaszok
K: Mi az a geotermikus energia?
V: A geotermikus energia a földkéreg belsejében lévő hő által termelt megújuló energia. A bolygó eredeti kialakulásából és az ásványok radioaktív bomlásából származik, és felhasználható villamosenergia-termelésre, távfűtésre vagy más fűtési és hűtési célokra.
K: 2007-ben a világ villamosenergiájának mekkora részét állították elő geotermikus energiával?
V: 2007-ben világszerte mintegy 10 gigawatt villamos energiát (vagy 0,3%-ot) termeltek geotermikus úton.
K: Milyen hőmérsékletet tart fenn a talaj 10 láb mélyen a földfelszín alatt?
V: A talaj 10 láb mélységben a földfelszín alatt jellemzően közel állandó hőmérsékletet tart fenn 50° és 60°F (10° és 16°C) között.
K: Hogyan használhatók a geotermikus hőszivattyúk épületek fűtésére?
V: A geotermikus hőszivattyúk ezt az erőforrást használhatják ki az épületek fűtésére azáltal, hogy télen energiát használnak az épület közelében a sekély talajba fektetett csőrendszerből történő hőelvonásra, nyáron pedig megfordítják ezt a folyamatot. Ez az elvont hő melegvíz előállítására is felhasználható.
K: A továbbfejlesztett geotermikus rendszerek projektjei kiforrott technológiák?
V: Nem, a továbbfejlesztett geotermikus rendszerek projektjei még nem számítanak kiforrott technológiának.
K: Hol található a legtöbb geotermikus tározó az Egyesült Államokban? V: A legtöbb geotermikus tározó az USA-ban a nyugati államokban, Alaszkában és Hawaiin található.
K: Milyen mélyen találhatók forró száraz kőzetforrások a Föld felszíne alatt? V: A forró száraz kőzetforrások a Föld felszíne alatt mindenütt 3-5 mérföld (5-8 km) mélységben, bizonyos területeken pedig ennél kisebb mélységben fordulnak elő.
