Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα γεωθερμικής ενέργειας

Η γεωθερμική ενέργεια έχει πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που το καθιστούν ιδανική πηγή ενέργειας για συγκεκριμένες περιοχές. Επαγγελματίες γεωθερμικής ενέργειας περιλαμβάνει μια παθητική πηγή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον και χαμηλό κόστος λειτουργίας μετά την εγκατάσταση. Ορισμένα μειονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας περιλαμβάνουν το υψηλό αρχικό κόστος, την απαίτηση να βρίσκεται κοντά σε μια πηγή γεωθερμικής ενέργειας και την ανάγκη για νερό ή ατμό.

Αν και τα ορυκτά καύσιμα ήταν η κυρίαρχη μορφή ενέργειας για την κοινωνία για μεγάλο μέρος της ιστορίας, η ευαισθητοποίηση σχετικά με την έλλειψή τους και τη σχετική περιβαλλοντική ζημιά τους έχει παρακινήσει επιστήμονες και μηχανικούς να επιδιώξουν εναλλακτικές μορφές ενέργειας. Η γεωθερμική ενέργεια είναι μια μορφή εναλλακτικής ενέργειας και χρησιμοποιεί την ενέργεια μέσα στη Γη για να δημιουργήσει ενέργεια και να θερμάνει σπίτια.

Τι είναι η Γεωθερμική Ενέργεια;

Η Γη είναι γεμάτη ενέργεια. Βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης, το καυτό μάγμα κινείται δημιουργώντας θερμική ενέργεια. Εάν έχετε δει ποτέ ένα θερμοπίδακα να εκτοξεύει ζεστό νερό από βαθιά υπόγεια ή έχετε δει εικόνες ενός ηφαιστείου, έχετε δει γεωθερμική ενέργεια. Η γεωθερμική ενέργεια ως βιομηχανία σημαίνει την εύρεση τρόπων για την αξιοποίηση αυτής της ενέργειας και τη χρήση της για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας για την τροφοδοσία των σπιτιών, των κτιρίων γραφείων και των εργοστασίων μας.

Όσο πιο κοντά πλησιάζετε στον πυρήνα της Γης, τόσο υψηλότερη γίνεται η θερμοκρασία. Ο πυρήνας της Γης είναι περίπου 7600°F (ή 4200°C). Ενώ μέρος αυτού του μάγματος είναι σε θέση να ξεφύγει από το κέντρο της γης και να εκραγεί από ηφαίστεια ως λάβα, το μεγαλύτερο μέρος του μάγματος παραμένει υπόγειο και θερμαίνει τους βράχους κάτω από το έδαφος. Το μάγμα θερμαίνει επίσης υπόγειους θύλακες νερού, γεγονός που δημιουργεί γεωθερμικές δεξαμενές. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι αξιοποίησης αυτών των γεωθερμικών δεξαμενών και εξαγωγής γεωθερμικής ενέργειας για χρήση.

Μία από τις μεθόδους εξόρυξης γεωθερμικής ενέργειας είναι μέσω γεωθερμικών σταθμών. Πρόκειται για εγκαταστάσεις που δημιουργούνται για να διοχετεύουν το θερμαινόμενο νερό από το υπόγειο, στη συνέχεια χρησιμοποιούν αυτό το ζεστό νερό και τον ατμό που παράγει για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι γεωθερμικοί σταθμοί χρησιμοποιούν ποικίλες μεθόδους για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι διάφοροι τύποι γεωθερμικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής περιλαμβάνουν παντελόνια δυαδικού κύκλου, εγκαταστάσεις ατμού φλας και μονάδες ξηρού ατμού.

Οι γεωθερμικές εγκαταστάσεις δυαδικού κύκλου περνούν το ζεστό νερό από τις δεξαμενές γεωθερμικής εργασίας μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας, ο οποίος παίρνει τη θερμότητα από το νερό και τη μεταφέρει σε ένα βιομηχανικό ρευστό που έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού. Η θέρμανση αυτού του βιομηχανικού ρευστού δημιουργεί ατμό, ο οποίος περιστρέφει τους στρόβιλους και παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Εν τω μεταξύ, τόσο οι μονάδες παραγωγής ατμού flash όσο και οι μονάδες ξηρού ατμού χρησιμοποιούν τον ατμό από το ζεστό νερό σε γεωθερμικές δεξαμενές για την τροφοδοσία των στροβίλων. Οι μονάδες ξηρού ατμού διοχετεύουν τον ίδιο τον ατμό σε γεωθερμικές δεξαμενές, ενώ οι μονάδες ατμού λάμψης αντλούν μέρος του νερού το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε ατμό.

Άλλες μέθοδοι αξιοποίησης της γεωθερμικής ενέργειας περιλαμβάνουν τις γεωθερμικές αντλίες θερμότητας και την άμεση γεωθερμική ενέργεια. Στην περίπτωση της άμεσης γεωθερμικής ενέργειας, αυτό σημαίνει την άντληση ζεστού νερού απευθείας από τις γεωθερμικές δεξαμενές και τη διέλευσή του μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας για τη θέρμανση ενός κτιρίου. Αυτό είναι δυνατό μόνο όταν μια γεωθερμική δεξαμενή, όπως μια θερμή πηγή, βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της Γης. Μια γεωθερμική αντλία θερμότητας, αντίθετα, χρησιμοποιεί ένα σύστημα σωλήνων κάτω από ένα κτίριο για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας ενός κτιρίου. Η θερμότητα από το ζεστό νερό μπορεί να τραβηχτεί με έναν εναλλάκτη θερμότητας και να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση ενός σπιτιού ή άλλων κτιρίων, ενώ η διαδικασία μπορεί να αντιστραφεί το καλοκαίρι και το κτίριο να κρυώσει χάρη στο νερό που τρέχει από κάτω του.

Οι γεωθερμικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας προσφέρουν μια σειρά από οφέλη σε σχέση με άλλες μορφές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των ορυκτών καυσίμων. Γενικά, είναι μια πολύ πιο αποτελεσματική και καθαρότερη μέθοδος αξιοποίησης ενέργειας από την καύση ορυκτών καυσίμων. Ωστόσο, έχουν επίσης ορισμένα μειονεκτήματα.

Τα πλεονεκτήματα της Γεωθερμικής Ενέργειας

Η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας είναι μια εξαιρετικά αποδοτική διαδικασία, η οποία παράγει λίγες έως καθόλου εκπομπές και είναι εξαιρετικά αξιόπιστη και ανανεώσιμη.

Επαγγελματίες γεωθερμικής ενέργειας:

• Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας
• Ο σχηματισμός ενέργειας είναι εξαιρετικά αποδοτικός
• Δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου όπως CO2
• Μακροπρόθεσμη εξοικονόμηση μετά την εγκατάσταση
• Χαμηλό λειτουργικό κόστος
• Μια αξιόπιστη και άφθονη πηγή ενέργειας

Ανανεώσιμο

Σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία είναι πεπερασμένης ποσότητας, η γεωθερμική ενέργεια είναι ανανεώσιμη. Όσο υπάρχει η γη, θα υπάρχει γεωθερμική ενέργεια για να τη χρησιμοποιήσουμε. Αυτό σημαίνει ότι ενώ ορισμένα ορυκτά καύσιμα θα μπορούσαν ενδεχομένως να εξαντληθούν σε μερικές δεκαετίες, η γεωθερμική ενέργεια θα είναι μια βιώσιμη μορφή ενέργειας για δισεκατομμύρια χρόνια.

Υψηλή απόδοση

Η χρήση γεωθερμικής ενέργειας είναι εξαιρετικά αποδοτική. Επειδή η θερμική ενέργεια μπορεί να αντληθεί τόσο εύκολα από το νερό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη θέρμανση σπιτιών με πολύ λίγη σπατάλη ενέργειας. Υπάρχουν επίσης λίγα εξωτερικά κόστη που σχετίζονται με τη γεωθερμική ενέργεια, χωρίς να χρειάζεται καύσιμο για την αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας από το νερό ως παράδειγμα.

Χωρίς εκπομπές

Η γεωθερμική ενέργεια έχει τις μικρότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε οποιαδήποτε μορφή παραγωγής ενέργειας. Δεν απελευθερώνονται εκπομπές από τη διαδικασία εξαγωγής θερμικής ενέργειας από γεωθερμικές δεξαμενές, πράγμα που σημαίνει ότι το αποτύπωμα άνθρακα είναι ουσιαστικά μηδενικό. Ενδέχεται να υπάρχουν λίγες εκπομπές που εμπλέκονται στην κατασκευή ενός σταθμού γεωθερμίας.

Σημαντική εξοικονόμηση

Η χρήση γεωθερμικής ενέργειας μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά χρήματα στους ιδιοκτήτες σπιτιού. Η θέρμανση και η ψύξη των σπιτιών με σωλήνες μπορεί να μειώσει τους λογαριασμούς ενέργειας μεταξύ 25% και 60% κάθε χρόνο, κάτι που είναι αρκετό για να αντισταθμίσει το επενδυτικό κόστος ενός συστήματος γεωθερμικής θέρμανσης/ψύξης σε λίγα μόνο χρόνια.

Αξιόπιστο και άφθονο

Άλλες μορφές εναλλακτικής ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, είναι λιγότερο σταθερές και αξιόπιστες από τη γεωθερμική ενέργεια. Ενώ ο άνεμος μπορεί να σβήσει και ο ήλιος λάμπει μόνο για ένα μέρος της ημέρας, η γεωθερμική ισχύς είναι αξιόπιστη και σταθερή, γεγονός που τις καθιστά εξαιρετικούς τρόπους για την κάλυψη των βασικών ενεργειακών απαιτήσεων.

Τα μειονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας

Τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα της γεωθερμικής ενέργειας περιλαμβάνουν το υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης, το γεγονός ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε ορισμένες περιοχές και ότι μπορεί να δημιουργήσει γεωλογική αστάθεια.

Μειονεκτήματα γεωθερμικής ενέργειας:

• Μπορεί να εγκατασταθεί μόνο σε συγκεκριμένες τοποθεσίες που διαθέτουν γεωθερμική πηγή θερμότητας
• Η υψηλή αρχική επένδυση για κατασκευή και εγκατάσταση
• Μερικές φορές απαιτείται άντληση υγρών στη Γη, προκαλώντας μια σειρά από πιθανά προβλήματα
• Μερικές φορές απαιτείται εκκένωση που μπορεί να είναι επιβλαβής για το περιβάλλον
• Η παραγωγή ενέργειας μπορεί να διαφέρει με την πάροδο του χρόνου

Περιορίζεται σε ορισμένες περιοχές

Η γεωθερμική ενέργεια είναι βιώσιμη μόνο σε ορισμένες περιοχές του κόσμου όπου υπάρχουν γεωθερμικές δεξαμενές. Αυτό μοιάζει πολύ με το πώς υπάρχουν επαρκή κοιτάσματα αερίου και άλλων ορυκτών καυσίμων μόνο σε ορισμένες περιοχές.

Υψηλή αρχική τιμή

Όσοι ενδιαφέρονται να χρησιμοποιήσουν τη γεωθερμική ενέργεια για την ψύξη και τη θέρμανση των σπιτιών τους θα πρέπει να επενδύσουν από 10.000 έως 20.000 δολάρια. Ενώ το κόστος θα αποπληρωθεί σε περίπου 5-10 χρόνια, το κόστος εκκίνησης μπορεί να είναι απαγορευτικά ακριβό.

Δημιουργεί αστάθεια

Οι γεωθερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής μπορούν να δημιουργήσουν γεωλογική αστάθεια. Η υδραυλική ρωγμή είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για την απόκτηση γεωθερμικής ενέργειας και μπορεί να προκαλέσει σεισμούς αλλάζοντας τη θεμελιώδη δομή της γης στην οποία βρίσκεται η μονάδα.

Επιβλαβής για το περιβάλλον εκκένωση

Ενώ η γεωθερμική ενέργεια δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου, οι διαδικασίες που σχετίζονται με τη δημιουργία γεωθερμικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής μπορούν να μολύνουν το περιβάλλον. Η διαδικασία εκσκαφής γεωθερμικών πηγαδιών συχνά απελευθερώνει αέρια θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα και ενώσεις όπως το πυρίτιο μπορούν επίσης να εκκενωθούν κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.

Ανησυχίες για τη βιωσιμότητα

Αν και η γεωθερμική ενέργεια θεωρείται συνήθως βιώσιμος πόρος, η υπερβολική χρήση των γεωθερμικών ταμιευτήρων μπορεί να τις εξαντλήσει. Οι γεωθερμικές δεξαμενές ξαναγεμίζουν μετά τη διείσδυση του νερού της βροχής στο έδαφος, αλλά για να διατηρηθούν αυτές οι δεξαμενές πρέπει να χρησιμοποιούνται προσεκτικά ώστε ο ρυθμός χρήσης να μην υπερβαίνει το ρυθμό αναπλήρωσης. Οι γεωθερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής πρέπει να διαχειρίζονται προσεκτικά τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούν τις γεωθερμικές δεξαμενές για να είναι πραγματικά βιώσιμοι.

Τελικά, η γεωθερμική ενέργεια παρέχει καθαρή και ανανεώσιμη ενέργεια, αλλά περιορίζεται στη χρήση της σε περιοχές με βιώσιμες γεωθερμικές δεξαμενές.