generering af brugbar energi fra geotermiske kilder er meget omkostningseffektiv
når vi hører folk tale om vedvarende energi, er sol-og vindkraft normalt de første par kilder, der kommer til at tænke på. Men hvad med de andre? I denne artikel vil vi fokusere på geotermiske energikostnader. Geotermisk er en vedvarende energikilde med meget stort potentiale, som efter vores mening er undervurderet for sin produktion af både elektricitet og varme/køleenergi.
først definerer vi, hvad det er, og hvordan vi omdanner det til energi. Så bryder vi omkostningerne ned for at se, om det virkelig er en konkurrent på det stadig mere overkommelige marked for vedvarende energi.
hvad er geotermisk energi?
har du nogensinde slappet af i en varm kilde før? Så er du allerede mere fortrolig med geotermisk energi, end du tror. Geotermisk energi, betragtes som noget, der er “af eller relateret til jordens indre varme”, er skabt af varme, der kontinuerligt produceres i jordens indre lag af smeltet sten.
hvorfor er det lag så varmt, spørger du? Fordi den er fuld af radioaktive grundstoffer og metaller som uran og kalium. Disse materialer er naturligt forfaldne, og processen skaber meget varme. (En interessant note, Det er her, vi får uran til at lave atomenergi. Læs vores indlæg er atomenergi vedvarende? for at lære mere. Tip: svaret ligger hos det anvendte uran!)
Hvordan laver vi energi fra denne underjordiske varme?
Ok, så nu ved vi, at det er varmt dernede, men hvordan bruger vi varme fanget under sten til at generere energi? Stort spørgsmål! I løbet af tusinder af år siver regnvand ind i jordens overflade og samles i underjordiske reservoirer, hvor den varme smeltede sten opvarmer vandet. Brønde, boret op til 10.000 fod under jorden, bringer den varme væske til overfladen for at generere elektricitet i et geotermisk energianlæg.
der er tre forskellige typer geotermiske kraftværker: flashdamp, binær cyklus og tør damp. Mens hver fungerer forskelligt, implementerer alle det samme grundlæggende design for at trække varmt vand og damp fra jorden til spin-turbiner, som derefter genererer mekanisk elektricitet.
størstedelen af geotermiske kraftværker er flashdampanlæg. Imidlertid bestemmes typen af plante af egenskaberne og placeringen af hvert geotermisk felt. Tjek denne video for et nærmere kig på processen med at generere geotermisk energi fra et flashdampanlæg.
US landskab af geotermisk energi
USA er langt den største producent af geotermisk energi. USAs første geotermiske anlæg, Geyserkomplekset, ligger i det nordlige Californien og er stadig det største geotermiske anlæg i verden! Det består af mere end 20 geotermiske produktionsanlæg.
størstedelen af de vestlige amerikanske stater er rige på geotermiske ressourcer, da der er et væld af ‘hot spots’ i hele regionen, hvor jordskorpen er tynd, så det varme vand kan stige til overfladen. Dette resulterer i naturlige varme kilder og gejsere, som dem i Gulsten National park, hvor vand kan nå 430 liter Fahrenheit.
bortset fra ‘hot spots’, geotermisk energi kan tilgås næsten overalt med brug af geotermiske varmepumper. Dette er netop, hvordan tusinder af bygninger og hjem i hele USA opretholder deres temperaturer, da geotermisk energi ikke kun kan producere elektricitet, men kan bruges til køling og opvarmning.
geotermisk vs. sol og vind
Okay, så det er nu klart, at vi kan udnytte varme fra undergrunden som en ren og fri energikilde. Men hvad er alt det ballade om? Er geotermisk energi virkelig bedre end andre udviklede vedvarende energikilder som sol eller vind?
det brændstof, der driver geotermiske kraftværker, er tilgængeligt 24 timer i døgnet, 365 dage om året, så det kan fungere som en primær energikilde. Dette er noget, som sol-og vindkraft ikke kan tilbyde.
du har sikkert allerede hørt om den intermitterende karakter af mange vedvarende energikilder — vi kan ikke stole på, at solen skinner eller vinden blæser i samme øjeblik, vi har høje energibehov.
dette er en stor grund til, at vi har været nødt til at fortsætte med at stole på fossile brændstoffer som kul og naturgas. Disse konventionelle energikilder tjener som vores primære, eller basisbelastning, energikilder på elnettet på grund af stabiliteten og konsistensen af energi, de leverer.
mens sol og vind stadig ikke er i stand til at konkurrere med disse tunge vægte med højt kulstofindhold, når det kommer til at levere baseload-elektricitet, kan geotermisk dåse. Det kan fungere konsekvent med en tilgængelighedshastighed på over 90% (den procentdel af tiden, som anlægget producerer energi). Det er imponerende, især sammenlignet med kul, der sidder på 75% tilgængelighed.
hvad mere er, dens pris svinger ikke som prisen på olie, gas eller kul. Det tilbyder stabil og ren energi uden volatiliteten i priserne på fossile brændstoffer. Alle disse faktorer tilsammen skaber en konkurrencedygtig energikilde, der kunne være en besparelse nåde for det amerikanske energimarked.
bæredygtighed af geotermisk energi
Ok det er vedvarende, men er det bæredygtigt? Kan vi fortsætte med at bruge dette underjordiske vand på ubestemt tid uden nogen skadelige virkninger? Geotermisk bæredygtighed er bevist gennem den løbende brug af verdens allerførste geotermiske anlæg i Italien, der er i drift siden 1913.
mens damp-og vandtrykket er faldet på nogle anlæg, har vi nu evnen til at genanvende spildevandet tilbage i jorden gennem brønden, efter at det er blevet brugt, hvilket forlænger reservoirets levetid.
Tapping ind i jordskorpen: geotermiske energikostnader
lad os komme til kernen i sagen: omkostningerne. ‘Brændstoffet’ af geotermisk energi, den varme, der udsendes fra jordskorpen, er gratis! Så når kraftværket er bygget, er geotermiske energiomkostninger dag til dag lave. Drift og vedligeholdelse spænder fra $ 0,01 til $ 0,03 pr.
imidlertid er kapitalomkostningerne på forhånd ikke så små. Installerede omkostninger ved geotermiske kraftværker inkluderer: efterforskning og vurdering af ressourcer; brøndboring; feltinfrastruktur; opførelse af produktionsfaciliteter og netforbindelse. Ifølge det amerikanske energiministerium (DOE) er de oprindelige omkostninger til jord og opførelse af et geotermisk anlæg i USA omkring $2500 pr.
hvis vi ønsker at få en ide om, hvordan disse omkostninger sammenlignes med andre energikilder, bør vi se på en meget omfattende måling af energiproduktion kaldet levelised cost of energy (LCOE).
gå ikke i panik, vi vil ikke lægge nogen formler ud. Grundtanken bag det er at kombinere alle de faste og variable omkostninger ved et energianlæg under hensyntagen til, hvor meget energi anlægget kan producere og i hvor mange år.
slutresultatet er en måling, som vi bruger til at foretage objektive sammenligninger mellem en energikilde og den næste. Det er også, hvad investorer bruger til at beslutte, om en bestemt type energiproduktion kan nå kommercialisering i betragtning af de forskellige omkostninger, det kræver.
DOE indsamlede oplysninger om fremtidige energianlæg, der skulle begynde at generere strøm mellem 2018-2022. De fandt ud af, at det anslåede samlede system LCOE for et geotermisk anlæg er $44/Mvh, (s. 7) den laveste LCOE af enhver anden energikilde.
for at give dig en ide om, hvor lav den $44/Mvh er, overvej hvordan den stablede op mod traditionelle kilder: naturgas rangeret mellem $54 og $100/Mvh (afhængigt af typen af produktionsanlæg), mens atomkraft kom ind på $96/Mvh. Kul mangler på denne liste, fordi der ikke er nogen” rene ” kulfaciliteter, der skal bygges inden 2022, der overholder forestående retningslinjer for produktionsanlæg.
interessant nok slår geotermisk endda andre vedvarende energikilder ud! Solar kom ind på $73.7/Mvh, onshore vind på $55.8/Mvh og vandkraft på omkring $64 / Mvh. (Som en note omfatter disse tal ikke nogen amerikanske regering skattefradrag tilbud.)
dvælende spørgsmål
så hvis geotermisk kraft er så billig og så ren, hvorfor bruger vi ikke mere af det i USA? Godt spørgsmål. Faktisk, selvom USA er det førende land inden for geotermisk produktion, har det tappet mindre end 0,6% af sine geotermiske elressourcer.
en række faktorer bidrager til denne manglende udvikling, herunder høje investeringsomkostninger på forhånd, flad efterspørgsel og de risici, der er forbundet med sonderende boring, spiller alle en rolle (s. 3). Derudover udløb den føderale skattefradrag på 30% til geotermiske systemomkostninger, der blev implementeret i 2008, i slutningen af 2016 (Dette er den samme kredit, som føderale lovgivere udvidede til solinstallationer). Endnu, geotermisk energiproduktion vokser stadig i USA. Den elektricitet, der produceres fra geotermisk energi, forventes at firedobles i år 2040 i USA.
det sidste ord om geotermisk energi
geotermisk energi er stigende, både nationalt og internationalt. Det produceres i mere end 80 lande og opfylder elbehovet hos 60 millioner mennesker over hele kloden. Denne økonomiske og pålidelige energikilde vil fortsat blive udnyttet i stigende grad, da trykket stiger mod brugen af fossile brændstoffer, og verden søger efter et stabilt, rent energialternativ. Dette potentiale er til stede med geotermisk.
faktisk, hvis vi kombinerede al den varme, der udsendes fra jorden inden for omkring 30.000 fod fra overfladen, kunne vi generere 50.000 gange mere energi end alle globale naturgas-og oliekilder tilsammen! Det er en masse varme, og en masse energi potentiale.