Geotermisk energi förklaras: Hur geotermisk energi fungerar

Djupt under jordens yta ligger massiva reservoarer av smält sten, varmvatten och högtrycksgas. Forskare och ingenjörer har utnyttjat dessa leveranser som geotermiska energikällor.

Hoppa till avsnitt

• Vad är geotermisk energi?
• Hur fungerar geotermisk energi?
• 4 Fördelar med geotermisk energi
• 2 Nackdelar med geotermisk energi
• Läs mer
• Läs mer om Dr. Jane Goodalls MasterClass

Dr Jane Goodall delar med sig av sina insikter om djurens intelligens, bevarande och aktivism.

hur blir jag en röstskådespelare

Vad är geotermisk energi?

Geotermisk energi är en förnybar energikälla som tappar den termiska energin under jordytan. Islands heta källor och gejsrarna i Yellowstone National Park är exempel på geotermiska reservoarer som har brutit igenom jordskorpan. Människor har använt geotermiska resurser i årtusenden.

Eftersom styrande organ som USA: s energidepartement söker förnybara medel för energiproduktion, uppmuntrar de verktyg, företag och individer att utnyttja jordens värme som ett sätt att driva industriella processer och generera elektricitet. Detta har lett till en nyligen ökad geotermisk teknik.

Hur fungerar geotermisk energi?

Geotermisk energi kan producera el i geotermiska kraftverk. Du kan också använda den direkt som hushållsuppvärmningskälla via geotermiska värmepumpar.

• Produktion av geotermisk el : De flesta elektriska kraftverk skapar el genom att koka vatten för att producera ånga. Ångan roterar sedan massiva turbiner som producerar en elektrisk ström. Geotermiska elverk använder också denna metod, bara istället för att producera ånga med fossila bränslen som kol eller naturgas, använder de naturligt uppvärmt vatten från underjordiska reservoarer. Det finns variationer i geotermisk kraftproduktion (inklusive torr ångmetoden, den blinkade metoden och det binära cykelsystemet), men alla utnyttjar de naturligt höga temperaturerna i geotermisk vätska.
• Geotermiska värmesystem : Geotermiska värmesystem använder geotermiskt vatten för att värma radiatorer i hem, kontor och fabriker. På vissa ställen, inklusive mycket av Island, kommer geotermiskt vatten från varma källor till och med ut ur kranen för hemmabruk. Geotermiska system kan också fungera som kylsystem genom att använda geotermiska värmepumpar för att flytta värme från en byggnad till marken. Systemet ersätter sedan den varma luften med lågtemperaturluft under jordytan.

4 Fördelar med geotermisk energi

Geotermisk energi är användbar av olika skäl.

1. Den är potentiellt tillgänglig över hela världen . Med betydande investeringar kan geotermisk energi utnyttjas nästan var som helst på jorden. Även om källan till geotermisk värme är jordens kärna och rörelsen av tektoniska plattor, finns alla användbara geotermiska reservoarer i jordskorpan - ibland bara några meter under ytan.
2. Det ger konstant baslastkraft . När en geotermisk källa väl har tappats av ger den kontinuerlig kraft och behöver inte batterier för att driva effektiviteten, vilket är fallet med andra förnybara energikällor som sol och vind.
3. Det producerar lägre utsläpp av växthusgaser än fossila bränslen . Att utnyttja underjordiska värmekällor involverar frisättning av växthusgaser som metan (CH4) och koldioxid (CO2), men det närmar sig inte nivån på växthusgasutsläpp som kommer med förbränning av kol, olja eller naturgas.
4. Den kan använda befintlig infrastruktur för fossila bränslen . När industrier och verktyg övergår från fossila bränslen kan dessa källor underlätta införandet av geotermisk energi i samma regioner. Oljebrunnar och gasbrunnar har redan genomfört den nödvändiga borrningen som behövs för att utnyttja geotermisk värme, vilket har lett till att många ingenjörer föreslår att samma brunnar används för fossila bränslen och geotermisk kraft.

Mästarklass

Föreslås för dig

Onlinekurser som undervisas av världens största hjärnor. Utöka din kunskap inom dessa kategorier.

Undervisar bevarande

Lär rymdutforskning

Lär vetenskapligt tänkande och kommunikation

Lär vetenskapen om bättre sömn

2 Nackdelar med geotermisk energi

Tänk som ett proffs

Dr Jane Goodall delar med sig av sina insikter om djurens intelligens, bevarande och aktivism.

Trots flera tydliga fördelar jämfört med fossila bränslen har geotermiska energisystem ännu inte gjort någon betydande marknadsandel. Det finns två huvudsakliga orsaker till detta.

hur man fixar ett hål i jeans utan lapp

1. Startkostnaderna är höga . Produktion av geotermisk el och geotermisk uppvärmning kan vara kostnadseffektivt när infrastrukturen är på plats. Att skapa den infrastrukturen är dock dyrt. För att nå geotermiska reservoarer måste besättningarna bryta igenom tät berggrund. Borrningen är arbetskrävande och bullriga. Vissa kommuner och husägare föreningar tillåter det inte.
2. Ny teknik krävs på många platser . För att geotermiska system ska ge energieffektivitet måste det finnas ett naturligt flöde av vätska från ett geotermiskt fält till luften ovanför det. Endast cirka 10 procent av jordens landarea bidrar till detta vätskeflöde. En ny teknik som kallas förbättrade geotermiska system (EGS) kan komma runt detta problem genom att bryta upp heta stenar djupt under jordytan. Dessa stenar injiceras med vatten, vilket blir ånga som stiger upp till ytan för energianvändning. Användt lågtemperaturvatten återförs sedan till jorden via injektionsbrunnar. Medan sådan djupborrning kan ge koldioxid- och metanutsläpp kan geotermiska projekt så småningom komma runt detta genom att cykla sin geotermiska vätska i en sluten slinga.

Läs mer

Få MasterClass årliga medlemskap för exklusiv tillgång till videolektioner som lärs av mästare, inklusive Jane Goodall, Neil deGrasse Tyson, Paul Krugman och mer.