Що таке геотермальна енергія?
Геотермальна енергія розглядається як одна з альтернатив використання викопного палива для виробництва електроенергії
Зображення Payal Mehta від Pixabay
Геотермальна енергія – це вид відновлюваної енергії, одержуваної з тепла, що надходить з надр Землі. Процес використання цієї енергії здійснюється через великі отвори в землі, оскільки тепло нашої планети знаходиться під поверхнею Землі. Грецького походження слово «геотермічний» утворено термінами гео, що означає Земля, і терм, що відповідає температурі.
Це джерело енергії можна використовувати безпосередньо (не вимагаючи виробництва енергії на електростанціях, використовуючи лише тепло, вироблене землею) або опосередковано (коли тепло направляється в промисловість, яка перетворює його в електричну енергію). Геотермальну енергію можна використовувати для підігріву води в житлових районах або навіть цілих містах взимку. Його також можна використовувати для виробництва тепла та для використання в обігрівачах або теплових приладах в теплицях, рибальських угіддях або рекреаційних зонах.
У Бразилії геотермальна енергія використовується тільки в зонах відпочинку. Два міста, які використовують свої термальні джерела для туризму: Посус-де-Кальдас (MG) і Калдас-Новас (GO). Ці місця покладаються на появу води, нагрітої за допомогою геотермального процесу. Крім високих температур, ці води містять велику кількість корисних для шкіри та всього організму мінералів, таких як калій, селен, кальцій, цинк, хлориди та магній.
Будова Землі
Земля покрита земною корою, тонким шаром гірських порід, який знаходиться над мантією, шаром великої глибини і в основному складається з магми. У результаті процесу плавлення цей матеріал являє собою суміш гірських порід у рідкому або пастоподібному стані, розчинених газів і кристалів.
Все це внутрішнє тепло проявляється на деяких ділянках поверхні, як правило, у виверженнях вулканів, геологічних тріщинах або зонах внутрішнього нагріву, викликаючи появу парових гейзерів і гарячих джерел.
Геотермальні станції
Геотермальні електростанції перетворюють геотермальну енергію, отриману від тепла, що надходить з надр Землі, в електрику, і встановлюються поблизу районів, де є велика кількість пари і гарячої води. Таким чином, геотермальні резервуари забезпечують енергію, необхідну для живлення турбогенераторів, що виробляють електроенергію. Перша геотермальна станція була побудована в Італії в 1904 році.
Як виробляється геотермальна енергія?
Геотермальні електростанції відповідають за перетворення внутрішнього тепла Землі в електричну енергію. Першим кроком у цьому процесі є захоплення гарячої води або пари всередині Землі через спеціально розроблені трубки. Потім ця пара направляється до рослин, де під сильним тиском виділяється. При випуску пара рухає турбіни, які обертаються механічно. Нарешті, турбіни приводять в дію генератор, який виробляє електричну енергію.
У деяких системах виробництва електроенергії, що використовують тепло Землі, вода нагнітається в нагріте надра, щоб вона перетворювалася в тепло і поверталася у вигляді пари, яка, як і в попередньому випадку, активує турбіни, що активують генератор.
Розробляються передові методи буріння з метою збільшення використання цього джерела електроенергії та зниження витрат, пов’язаних із втратою техніки. Якщо це можливо, геотермальні джерела могли б конкурувати на світових енергетичних ринках, які зараз контролюються використанням викопного палива.
Геотермальна енергія в Бразилії та в усьому світі
Трьома країнами з найбільшим виробництвом геотермальної енергії у світі є США, Філіппіни та Індонезія. Крім них, інші країни зробили вибір на користь виробництва геотермальної енергії, наприклад, Китай, Японія, Чилі, Мексика, Франція, Німеччина, Швейцарія, Угорщина та Ісландія.
В даний час близько 25 країн планети використовують геотермальну енергію, а в Бразилії немає великого потенціалу для вивчення цього виду енергії, оскільки вона досліджується в перехідних областях між тектонічними плитами. Крім того, не так багато стимулу використовувати його. Це пов’язано з тим, що країна має надійну енергетичну матрицю, створену на водній основі, на додаток до використання інших джерел енергії, таких як природний газ.
Переваги геотермальної енергії
Основними перевагами геотермальної енергії є:
- Він не працює за рахунок спалювання палива. Таким чином, відпадає потреба в імпорті та закупівлі сировини, знижуючи витрати виробництва. На геотермальні електростанції витрачається менше, ніж на нафтові або атомні електростанції, які мають високу вартість придбання первинної продукції;
- Не виділяє забруднюючих газів. Це означає, що він не сприяє посиленню парникового ефекту, на відміну від викопного палива;
- Не завдає шкоди ґрунту. Незважаючи на внутрішню перфорацію, геотермальна енергія не розмиває ґрунт, не затоплює значні території та не забруднює підземні води, як у випадку з іншими джерелами енергії;
- Він не вразливий до погодних умов. Кліматичні зміни не заважають роботі геотермальних електростанцій, на відміну, наприклад, від сонячної або вітрової енергії.
- Вигода для віддалених районів. У районах, де немає широкого доступу до електромережі, геотермальні електростанції можуть задовольнити потреби населення, особливо в регіонах, придатних для їх встановлення;
- Має гнучке виробництво. Виробництво електроенергії на цих заводах може змінюватися в залежності від попиту, не залежно від резервуарів води чи наявності сировини, зокрема.
Недоліки геотермальної енергії
Основними недоліками є:
- Можливе заглиблення землі. Хоча вони не зношують землю, геотермальні електростанції можуть зношувати внутрішні ділянки земної кори, що може спричинити поштовхи до поверхні. Тому в деяких випадках необхідно вводити воду або інший компонент для заповнення внутрішніх складів;
- Шумове забруднення та висока локальна опалення. Загалом, геотермальні електростанції створюють багато шуму, що, додавши високий рівень локального опалення, унеможливлює встановлення їх поблизу будинків та громад;
- Викид H2S (сірководень). Поряд з водяною парою звичайним є виділення сірчистого газу, який може не вражати атмосферу, але є шкідливим для здоров’я людини, крім того, що він дуже корозійний і має неприємний запах;
- Він працює лише в кількох місцях. Як і більшість джерел енергії, геотермальну можна використовувати лише у сприятливих районах з високим внутрішнім опаленням і де доступ до теплових зон є простим і менш дорогим. Це робить його використання в більшості місць неможливим;
- Можливе забруднення річок та озер. Теплові рідини можуть виділяти мінеральні композиції, які, якщо їх не утримувати належним чином, можуть вплинути на водотоки в районах поблизу електростанцій;
- Висока вартість інвестицій. Хоча технічне обслуговування геотермальних станцій невелике, їх будівництво та встановлення є дорогими через технологію, яка використовується в процесі, що може змінитися в найближчі роки.
Незважаючи на те, що геотермальна енергія є відновлюваним джерелом енергії, яка не виділяє парникових газів, геотермальна енергія все ж має відповідні недоліки. Масштабний вплив сірководню, наприклад, може завдати різноманітної шкоди здоров’ю працівника.
Роздратування в очах, носі або горлі є одними з початкових симптомів. Проблеми також можуть вплинути на дихальну систему, викликаючи втрату пам’яті, головні болі і навіть порушення рухової функції. Крім того, експерти стверджують, що можуть з’явитися такі симптоми, як серцева недостатність, ниркова недостатність, блювота, свербіж і почервоніння шкіри, не кажучи вже про можливі незворотні наслідки, наприклад, психологічні розлади.