Η γεωθερμική ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που χρησιμοποιεί τη θερμότητα από το εσωτερικό της Γης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τον κλιματισμό των κτιρίων και τη λήψη ζεστού νερού με οικολογικό τρόπο. Συχνά λιγότερο γνωστό σε σύγκριση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Όπως η ηλιακή ή η αιολική ενέργεια, η γεωθερμική ενέργεια έχει πολλαπλές εφαρμογές και προσφέρει αξιοσημείωτη ενεργειακή απόδοση.
Αυτή η ενέργεια Λαμβάνεται και επεξεργάζεται σε συγκεκριμένες εγκαταστάσεις που ονομάζονται γεωθερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής. Τι είναι όμως ακριβώς ένας γεωθερμικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής και πώς λειτουργεί;
Γεωθερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας
Μια γεωθερμική μονάδα ηλεκτροπαραγωγής είναι μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που τροφοδοτείται από τη θερμότητα της γης. Αυτές οι εγκαταστάσεις που είναι υπεύθυνες για την εξαγωγή θερμότητας από το υπέδαφος είναι απαραίτητες για τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να εξαρτώνται από εξωτερικούς παράγοντες, όπως οι καιρικές συνθήκες, σε αντίθεση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Όσον αφορά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από γεωθερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας Είναι σημαντικά λιγότερα από αυτά που παράγονται από μονάδες ορυκτών καυσίμων. Κατά μέσο όρο, απελευθερώνουν μόλις 45 g CO2 για κάθε kWh που παράγεται, λιγότερο από το 5% των εκπομπών των παραδοσιακών εγκαταστάσεων.
Ωστόσο, η γεωθερμική ενέργεια είναι περιορισμένη στα σημεία όπου μπορεί να αξιοποιηθεί αποτελεσματικά, λόγω της ανάγκης για διάτρηση στον φλοιό της Γης σε περιοχές με υψηλή γεωθερμική δραστηριότητα. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, οι Φιλιππίνες και η Ινδονησία είναι από τους μεγαλύτερους παραγωγούς αυτής της ενέργειας λόγω της ευνοϊκής γεωγραφίας τους.
Παρά τις δυνατότητές του, εκτιμάται ότι Χρησιμοποιείται μόνο το 6,5% της παγκόσμιας γεωμετρικής χωρητικότητας, σύμφωνα με τον Σύνδεσμο Γεωθερμικής Ενέργειας.
Γεωθερμικοί πόροι ενέργειας
Η θερμότητα από τον πυρήνα της Γης μεταδίδεται μέσω του φλοιού της Γης, ο οποίος λειτουργεί ως μονωτής. Για να αξιοποιηθεί αυτή η θερμότητα, είναι απαραίτητο να γίνει διάτρηση στη γη, κάτι που απαιτεί υποδομές όπως αγωγούς και γεωθερμικά πηγάδια.
Σε γενικές γραμμές, Η διαθέσιμη ποσότητα γεωθερμικής ενέργειας αυξάνεται με το βάθος της γεώτρησης και εγγύτητα στις άκρες των τεκτονικών πλακών, όπου η θερμοκρασία είναι η υψηλότερη.
Πώς λειτουργεί ένας γεωθερμικός σταθμός;
Η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε μια γεωθερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας βασίζεται στη λειτουργία σε δύο θεμελιώδη στάδια: το γεωθερμικό πεδίο και το εργοστάσιο μετατροπής.
Γεωθερμικό πεδίο
Το γεωθερμικό πεδίο είναι η περιοχή όπου η γεωθερμική κλίση είναι μεγαλύτερη. Κανονικά, αντιστοιχεί σε περιορισμένο υδροφόρο ορίζοντα με ζεστό νερό, αποθηκευμένο κάτω από αδιαπέραστα στρώματα που συγκρατούν τη θερμότητα. Αυτή η γεωθερμική δεξαμενή είναι η πηγή της θερμότητας που θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα φρεάτια σε αυτό το πεδίο εξάγουν ένα μείγμα νερού και ατμού που μεταφέρεται στο εργοστάσιο μέσω σωλήνων, χρησιμοποιώντας τον ατμό για να μετακινήσουν τους στρόβιλους και να οδηγήσουν το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Διαδικασία παραγωγής
Η διαδικασία παραγωγής ξεκινά με την εξαγωγή ατμού και ζεστού νερού από τη γεωθερμική δεξαμενή και τη μεταφορά του στη μονάδα. Μόλις εκεί, ο ατμός διαχωρίζεται από το υγρό με α διαχωριστής κυκλώνων. Αυτός ο ατμός είναι που κάνει τις τουρμπίνες να περιστρέφονται με υψηλή ταχύτητα (3.600 στροφές ανά λεπτό), παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια.
Η περίσσεια νερού εγχέεται ξανά στη δεξαμενή, μια διαδικασία που διασφαλίζει τη βιωσιμότητα του συστήματος. Αν δεν γινόταν αυτή η επανέγχυση, ο πόρος θα εξαντλούνταν και η ενέργεια δεν θα μπορούσε να θεωρηθεί ανανεώσιμη.
Τύποι γεωθερμικών σταθμών παραγωγής ενέργειας
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι γεωθερμικών εγκαταστάσεων:
Ξηρές εγκαταστάσεις ατμού
Αυτό το είδος φυτού είναι το πιο απλό. Λειτουργεί εξάγοντας άμεσο ατμό από το υπέδαφος σε θερμοκρασίες άνω των 150 °C. Αυτός ο ατμός οδηγεί στροβίλους που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Φυτά Steam Flash
Στις εγκαταστάσεις ατμού λάμψης, το ζεστό νερό υψηλής πίεσης ανεβαίνει από τα πηγάδια και όταν εισάγεται σε δεξαμενές χαμηλής πίεσης, μέρος του νερού εξατμίζεται, οδηγώντας τους στρόβιλους.
Δυαδικοί κύκλοι
Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής δυαδικού κύκλου είναι οι πιο αποδοτικοί και σύγχρονοι. Χρησιμοποιούν υγρά με χαμηλό σημείο βρασμού για να μεταφέρουν θερμότητα από το νερό και έτσι δημιουργούν ατμό για την κίνηση των στροβίλων, επιτρέποντας τη λειτουργία τους με υγρά σε θερμοκρασίες έως και 57 °C.
Η αποδοτικότητα και οι χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις των μονάδων δυαδικού κύκλου τις καθιστούν πιο οικολογικές, καθώς δεν εκπέμπουν ατμό ή άλλα αέρια προς τα έξω.
Η εξέλιξη της γεωθερμικής τεχνολογίας επέτρεψε την καλύτερη χρήση των υπόγειων πόρων, βελτιώνοντας τη βιωσιμότητα του συστήματος και μειώνοντας τις εκπομπές που σχετίζονται με την παραγωγή ενέργειας. Καθώς περισσότερες χώρες επενδύουν σε αυτή την τεχνολογία, η γεωθερμική ενέργεια αναμένεται να διαδραματίσει ακόμη πιο σημαντικό ρόλο στη μετάβαση σε καθαρές, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.