Благодаря усовершенствованиям в усовершенствованной технологии геотермальных систем тепло Земли может стать основным генератором электроэнергии. Flickr / xavierbt

Геотермальная означает буквально «земное тепло». Температура земли увеличивается, когда мы углубляемся к ее ядру. Мы можем использовать это тепло для производства энергии, циркулируя воду через горячие подземные резервуары, доставляя горячую воду или пар на поверхность. Затем мы можем преобразовать энергию в горячей жидкости в механическую и электрическую энергию на поверхности, используя Тепловой двигатель.

Частные инвестиции в развитие геотермальной энергетики в Австралии замедлились после очень быстрого старта десять лет назад. Это должно возобновиться, поскольку новые разработки приносят коммерческую жизнеспособность улучшенным геотермальным системам. Они могут расти в геометрической прогрессии, обещая обильную силу для мира.

Обычные геотермальные системы

В 2010 году мир произвел 20 тераватт-часов (ТВт) геотермального электричества. Все это пришло из обычных ресурсов. Это естественные потоки горячей воды или пара, нагретые магмой и циркулирующие через проницаемую породу. Они связаны с вулканическими системами и ограничены областями с активными или молодыми вулканами.

Использование обычных ресурсов не ново. В 1904 году завод был построен в Лардерелло, Италия, для производства электроэнергии из геотермального пара. С тех пор геотермальные энергетические установки распространялись с постоянной скоростью, но были ограничены ресурсами, к которым относительно легко получить доступ.

Усовершенствованные геотермальные системы

Существует еще одна форма геотермального тепла, которая широко распространена по всему миру. Это произведено радиоактивным распадом изотопов калия, урана и тория, найденных в некоторых типах гранита.

В гранитах в бассейне Купера в Южной Австралии концентрации изотопов находятся на следовом уровне. Тепло генерируется с очень низкой скоростью. При такой низкой скорости, масса гранита повысит свою температуру на 100 ° C. В течение этого времени камень должен оставаться хорошо изолированным на большой глубине.

Чтобы получить доступ к этому глубокому нагреву, необходимо пробурить как минимум две скважины. Холодная вода закачивается из одной скважины, она нагревается камнем и извлекается из другой скважины. Две скважины обычно находятся на расстоянии 800-1000 м друг от друга. В такой системе вода будет перемещаться из одной скважины в другую только в том случае, если порода между скважинами достаточно проницаема.

Проницаемость природных пород не достаточно высока, но может быть улучшена с помощью устоявшихся методов нефтегазовой инженерии. Эти системы называются усовершенствованными геотермальными системами (EGS).

Коммерческая разработка EGS

Электричество от усовершенствованных геотермальных систем не является конкурентоспособным по стоимости, потому что глубокие скважины дороги. Для выработки электроэнергии, достаточной для оплаты скважин и наземного оборудования, горячая вода должна выводиться на поверхность со скоростью, близкой к 100 кг / с. Одна из лучших в мире скоростей потока EGS была достигнута австралийской компанией Geodynamics, и это была только треть этой цели. Хотя это значительное достижение, этого недостаточно, чтобы сделать электроэнергию EGS коммерчески конкурентоспособной.

Можно компенсировать эти низкие скорости потока, если вы можете повысить эффективность преобразования энергии в энергию. Но улучшения в этой области еще не привели к тому, что производство электроэнергии стало конкурентоспособным.

Расход EGS должен быть утроен, прежде чем электричество EGS станет коммерчески осуществимым. это было сообщили в декабре прошлого года что перспективная технология для геотермальных скважин могла быть разработана американской компанией AltaRock. Если полученные результаты будут подтверждены дальнейшими испытаниями, это обеспечит новое дыхание для геотермальной разработки EGS по всему миру и в Австралии.

Другие австралийские геотермальные ресурсы

Разделение между обычными и усовершенствованными геотермальными системами является искусственным, и фактический глобальный геотермальный ресурс охватывает непрерывный спектр, простирающийся от естественных горячих источников до усовершенствованных геотермальных систем.

Недавние результаты показывают, что, хотя Австралия не является вулканической страной, в ней есть области, где магма приближается к поверхности, чтобы производить горячую воду в осадочных породах. Австралийская геотермальная промышленность называет это горячие осадочные водоносные горизонты, Ожидается, что они будут иметь естественную проницаемость выше, чем EGS, но, возможно, не так высоки, как у традиционных геотермальных систем.

Во всем мире не было много работы с этим типом ресурса, но есть новые разработки в Австралии, а также в других местах, таких как Турция и Южная Америка направлены на такие ресурсы.

Влияние на окружающую среду

Получая доступ к геотермальной энергии, используемые технологии могут оказывать незначительное влияние на окружающую среду. Как видно из Паралана опытЛегкие подземные толчки могут ощущаться на поверхности, но они не представляют значительного риска. Геотермальная энергия не использует больше воды чем другие применения возобновляемой тепловой энергии. Кроме того, стимуляция разрушения, используемая в проектах EGS, не представляет риска для поверхностных водоносных горизонтов, потому что резервуары EGS очень глубокие, а скважины закрыты в стальных оболочках.

В некоторых традиционных геотермальных ресурсах вулканического происхождения растворенные газы выбрасываются в атмосферу может повлиять на непосредственное окружение. Это, вероятно, самая серьезная опасность, связанная с геотермальной энергией, но она ограничена только некоторыми обычными ресурсами (не относится к Австралии) и проста в управлении.

Будущее за геотермальной

Основы геотермальной энергии сильны. Это в изобилии - ресурс под Большим Артезианским бассейном оценивается как достаточно большой обеспечить текущее ежегодное потребление энергии в Австралии в течение 6000 лет. Это один из немногих возобновляемых источников энергии, который может полностью заменить уголь в качестве генератора электроэнергии с базовой нагрузкой. Это также имеет очень низкое воздействие на окружающую среду.

Неспособность достичь достаточного потока препятствовала его коммерческому развитию, но эта проблема может быть решена в ближайшем будущем. Если это произойдет, геотермальная энергия может стать одной из ведущих технологий использования возобновляемых источников энергии в 2020-х годах.

Об авторе

Хэл Гургенчи, профессор машиностроения, Университет Квинсленда

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

Пол Хокен и Том Стейер
Перед лицом широко распространенного страха и апатии международная коалиция исследователей, специалистов и ученых объединилась, чтобы предложить ряд реалистичных и смелых решений проблемы изменения климата. Здесь описаны сто методов и практик, некоторые из них хорошо известны; некоторые, о которых вы, возможно, никогда не слышали. Они варьируются от чистой энергии до обучения девочек в странах с низким уровнем дохода и практики землепользования, которая выбрасывает углерод из воздуха. Решения существуют, являются экономически жизнеспособными, и сообщества во всем мире в настоящее время принимают их с умением и решительностью. Доступно на Amazon

Проектирование климатических решений: руководство по политике для низкоуглеродной энергетики

Хэл Харви, Робби Орвис, Джеффри Риссман
Поскольку последствия изменения климата уже сказываются на нас, необходимость сокращения глобальных выбросов парниковых газов является не менее чем насущной. Это непростая задача, но технологии и стратегии для ее решения существуют сегодня. Небольшой набор энергетических политик, хорошо продуманных и реализованных, может направить нас на путь к низкоуглеродному будущему. Энергетические системы большие и сложные, поэтому энергетическая политика должна быть целенаправленной и рентабельной. Универсальные подходы просто не помогут. Директивным органам нужен четкий и всеобъемлющий ресурс, в котором излагается энергетическая политика, которая окажет наибольшее влияние на наше климатическое будущее, и описывается, как ее правильно разрабатывать. Доступно на Amazon

Это меняет все: Капитализм против Климатологической

Наоми Кляйн
In Это изменяет все Наоми Кляйн утверждает, что изменение климата - это не просто еще одна проблема, которую нужно аккуратно поставить между налогами и здравоохранением. Это тревога, которая призывает нас к налаживанию экономической системы, которая уже во многих отношениях подводит нас. Кляйн тщательно выверяет аргументы в пользу того, что массовое сокращение выбросов парниковых газов - это наш лучший шанс одновременно сократить неравенство, изменить наши разрушенные демократии и восстановить разрушенную местную экономику. Она разоблачает идеологическое отчаяние отрицателей изменения климата, мессианские заблуждения потенциальных геоинженеров и трагический пораженчество слишком многих основных зеленых инициатив. И она наглядно демонстрирует, почему рынок не смог - и не может - исправить климатический кризис, а вместо этого усугубит ситуацию, применяя все более экстремальные и экологически разрушительные методы добычи, сопровождаемые безудержным капитализмом бедствий. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.