Под земята е скрита неограничена геотермална енергия. И вече има планове за разработването и
Една енергийна компания вече има планове да навлезе по-дълбоко от всякога до сега в Земята. Ако се окаже успешна, тя ще осигури възобновяема геотермална енергия за милиарди хора. Quaise Energy не е обикновена компания. Тя е тясно свързан с известния Масачузетски технологичен институт, известен като MIT. Сега компанията обяви, че иска да използва своите новаторски техники за сондиране, които се основават на технология, разработена от Пол Восков от Масачузетския технологичен институт, за да използва естествената геотермална енергия на Земята.
Колко дълбоко се крие евтината енергия?
Компанията заяви, че иска да пробие по-дълбоко от всякога в центъра на Земята, където температурата на скалите е около 500 градуса по Целзий. Ако компанията успее да изпълни мисията си, крайният резултат ще бъде напълно възобновяем, неизчерпаем енергиен ресурс, който е лесно достъпен за населението. Това съобщава New York Post.
„Възобновяемата геотермална енергия не изисква горива и не произвежда отпадъци. Тя е наистина възобновяема, изобилна и достъпна за всички, дори и в най-предизвикателните енергийни условия“, заявиха от компанията. Досега най-дълбокият сондаж, пробиван някога от хора, е достигнал дълбочина 12 289 метра, а целият процес е продължил 20 години.
Специална сондажна платформа може да направи това бързо
Но компанията разполага с хибридна сондажна платформа, която използва традиционна ротационна глава за проникване в по-мек материал и високоенергиен лъч за разтопяване на по-твърди материали. И може да пробива до 20 километра само за 100 дни. И за да ви дам представа, тази дълбочина вече може да осигури достъп до дългосрочни доставки на зелена енергия до всяка точка на света.
Според компанията достъпът до геотермална енергия е решение, което може да бъде използвано от 95 процента от човечеството. И кога ще бъде това? Може би скоро. Компанията вече е набрала финансиране в размер на над 63 млн. долара и се надява да пусне в експлоатация сондажна платформа през следващите две години. Дългосрочните планове предвиждат до 2026 г. да бъде изградена работеща система за производство на енергия. А до 2028 г. компанията би искала да преобразува въглищните електроцентрали в наземни парни инсталации.
Топлина от вътрешността на Земята
Земната геотермална енергия се счита за възобновяем ресурс в енергийно отношение. Основният източник на топлина в Земята е разпадът на радиоактивните изотопи на урана, тория и калия, който допринася за почти две трети от общата загуба на топлина на Земята. Останалата част от изтичащата топлина е предимно първоначалната топлина на Земята. Плътността на приповърхностния топлинен поток или топлинният поток на Земята е по-висок в океаните и по-нисък на континентите.
Топлинен поток на Земята
От гледна точка на енергийните потоци, които се срещат в практиката, стойността на плътността на топлинния поток на Земята е малка, по-малка от една десетохилядна част от интензитета на падащата слънчева радиация. В енергийния баланс на повърхността на Земята земният топлинен поток е незначителен. Температурата на повърхността се определя от слънчевата радиация и процесите в атмосферата. Но той оказва голямо влияние върху нарастването на температурата в дълбочина на земната кора. Това е така, защото топлопроводимостта на скалите е ниска. Поради което за пренасянето дори на малко количество топлина е необходимо доста голямо повишаване на температурата в дълбочина. Това в тектонично стабилизираните континентални райони достига 15-40 °C/km.
Най-ценната форма на използване на геотермална енергия е превръщането ѝ в електричество. Системите с гореща вода вече могат да се използват за генериране на електроенергия при 85-200 °C. Като се използва турбина с двоен цикъл. Геотермалната вода предава топлина на флуид с по-ниска температура на кипене. Парата след това задвижва турбината. Мощността на бинарните електроцентрали варира от няколкостотин киловата до няколко мегавата. Техният дял в общия инсталиран капацитет е само 8%. Въпреки че те представляват 42% от работещите съоръжения. В световен мащаб геотермалните централи осигуряват половин процент от производството на електроенергия.
Геотермална енергия в света
Поради ограничената наличност на хидротермални и горещоводни системи, подходящи за производство на електроенергия, през 70-те години на миналия век се появява концепцията за производство на електроенергия от топлината на гореща суха скала (HDR). Тези електроцентрали се основават на използването на топлина, извлечена от горещи скали без значителни запаси от подземни води. Те се намират на дълбочина, все още относително достъпна за сондажно оборудване, т.е. около 5 км.
Най-често разглежданата конфигурация за оползотворяване на топлина в този тип инсталации е един инжекционен кладенец и два помпени кладенеца, които обикновено се пробиват от една платформа и се движат от противоположни страни на дъното, така че дъното им да е на няколкостотин метра от дъното на инжекционния кладенец. Смята се, че хидравличното стимулиране или фрактурирането, при което водата се изпомпва под високо налягане в най-ниските части на сондажите, увеличава пропускливостта на скалата. Голямо предизвикателство за хидрогеолозите и геофизиците е да картографират системата от разломи , което ще позволи насочването на помпените кладенци по такъв начин, че хидравличната връзка с инжекционния кладенец да бъде възможно най-добра.
Термопомпи и геотермална енергия
Съществува значително по-голям потенциал за пряко използване на геотермална енергия. Горещите извори винаги са се използвали за спа. Днес използването на геотермална енергия като източник на топлина за термопомпи бележи най-голям ръст. Между 2000 и 2005 г. той нараства с 30% годишно. Това се дължи главно на способността на термопомпите да извличат топлина от земята дори от дълбочини точно под повърхността, по същество независимо от геоложките условия и температури. Именно използването на термопомпи за отопление на помещенията поставя Швеция сред първите пет страни с най-голямо пряко използване на топлина от земята.
Двата най-често използвани метода за извличане на земна топлина за термопомпи са вертикални топлообменници в сондажи на дълбочина 50-150 m и повърхностни топлообменници от тръби, заровени в траншеи на 1-2 m под повърхността. Стойностите на топлинната мощност зависят от вида на скалата при вертикалните топлообменници и от вида на почвата при почвените топлообменници. При сондажите диапазонът е от около 20-25 W на 1 m от дължината на сондажа в сухи пясъци или чакъл до 55-85 W на 1 m в кристални скали (чакъл или гранит). Следователно един сондаж с дълбочина 100 m може да осигури 2-8 kW топлинна енергия. За почвените топлообменници стойностите варират от 8 до 10 W на квадратен метър при сухи тежки почви до 30-40 W на квадратен метър при влажни пясъци или чакъл. По този начин топлообменник с площ 100 m2 може да осигури 0,8-4 kW топлина.
През 2005 г. термопомпите са доставили около 36 милиарда kWh топлинна енергия в световен мащаб. Наред с Швеция с 275 000 термопомпи и годишно производство от 7,9 милиарда kWh, Германия и Швейцария водят световната статистика. В Швейцария има най-голяма гъстота на термопомпи в света. На всеки квадратен километър се пада по една термопомпа. А всички помпи осигуряват 0,8 милиарда kWh топлинна енергия годишно.
