generáló felhasználható energia geotermikus forrásokból nagyon költséghatékony
amikor azt halljuk, az emberek beszélnek a megújuló energia, nap-és szélenergia általában az első pár források, hogy jöjjön eszembe. De mi van a többiekkel? Ebben a cikkben a geotermikus energia költségeire összpontosítunk. A geotermikus egy nagyon nagy potenciállal rendelkező megújuló energiaforrás, amelyet véleményünk szerint alulértékelnek mind a villamos energia, mind a fűtési/hűtési energia előállítása szempontjából.
először is meg fogjuk határozni, hogy mi az, és hogyan alakítjuk át energiává. Ezután lebontjuk a költségeket, hogy lássuk, valóban versenyző-e az egyre megfizethetőbb megújuló energia piacon.
mi a geotermikus energia?
lazított már valaha forró tavasszal? Akkor már jobban ismeri a geotermikus energiát, mint gondolná. Geotermikus energia, bármi, ami ” a Föld belső hőjéből származik vagy ahhoz kapcsolódik,” hőből jön létre, amelyet folyamatosan termelnek a Föld belső olvadt kőzetrétegében.
miért olyan forró ez a réteg, kérdezed? Mert tele van radioaktív elemekkel és fémekkel, mint az urán és a kálium. Ezek az anyagok természetesen bomlanak, és a folyamat sok hőt hoz létre. (Egy érdekes megjegyzés, Ez az, ahol megkapjuk az urán, hogy a nukleáris energia. Olvassa el cikkünket: megújuló-e az atomenergia? többet tanulni. Tipp: a válasz abban rejlik, az urán használt!)
hogyan állítunk elő energiát ebből a föld alatti hőből?
Oké, tehát most már tudjuk, hogy meleg van odalent, de hogyan használjuk fel a szikla alatt csapdába esett hőt energia előállítására? Nagyszerű kérdés! Több ezer év alatt az esővíz beszivárog a föld felszínébe, és földalatti tározókban gyűlik össze, ahol a forró olvadt kőzet melegíti a vizet. A 10 000 láb mélyre fúrt kutak a forró folyadékot a felszínre hozzák, hogy áramot termeljenek egy geotermikus erőműben.
három különböző típusú geotermikus erőmű létezik: flash gőz, bináris ciklus és száraz gőz. Bár mindegyik másképp működik, mindegyik ugyanazt az alapvető tervet hajtja végre, hogy meleg vizet és gőzt húzzon a talajból a turbinák forgatásához, amelyek aztán mechanikus áramot termelnek.
a geotermikus erőművek többsége flash gőzerőmű. Az üzem típusát azonban az egyes geotermikus mezők jellemzői és elhelyezkedése határozza meg. Nézze meg ezt a videót, hogy közelebbről megvizsgálja a geotermikus energia előállításának folyamatát egy flash gőzüzemből.
amerikai táj geotermikus energia
az Egyesült Államok messze a legnagyobb termelő geotermikus energia. Az Egyesült Államok első geotermikus erőműve, a gejzír komplexum Észak-Kaliforniában található, és még mindig a világ legnagyobb geotermikus erőműve! Több mint 20 geotermikus erőműből áll.
az Egyesült Államok nyugati államainak többsége gazdag geotermikus erőforrásokban, mivel a régióban számos olyan forró pont található, ahol a földkéreg vékony, lehetővé téve a forró víz felszínre emelkedését. Ez természetes melegforrásokat és gejzíreket eredményez, mint például a Yellowstone Nemzeti Parkban, ahol a víz elérheti a 430 Celsius fokot.
a forró pontokon kívül a geotermikus energia szinte bárhol elérhető a geotermikus hőszivattyúk használatával. Az Egyesült Államokban épületek és otthonok ezrei tartják fenn a hőmérsékletüket, mivel a geotermikus energia nemcsak villamos energiát képes előállítani, hanem hűtésre és fűtésre is felhasználható.
geotermikus vs.nap és szél
rendben, tehát most már világos, hogy a föld alatti hőt tiszta és ingyenes energiaforrásként tudjuk felhasználni. De mi ez a nagy felhajtás? Valóban jobb a geotermikus energia, mint más fejlett megújuló energiaforrások, például a nap vagy a szél?
a geotermikus erőműveket működtető üzemanyag a nap 24 órájában, az év 365 napján elérhető, lehetővé téve, hogy elsődleges energiaforrásként szolgáljon. Ez az, amit a nap-és szélenergia nem tud nyújtani.
valószínűleg már hallottál sok megújuló energiaforrás időszakos jellegéről — nem bízhatunk abban, hogy a nap süt, vagy a szél fúj, ugyanabban a pillanatban, amikor magas energiaigényünk van.
ez egy nagy oka annak, hogy továbbra is támaszkodnunk kell a fosszilis tüzelőanyagokra, például a szénre és a földgázra. Ezek a hagyományos energiaforrások elsődleges vagy alapterhelésű energiaforrásokként szolgálnak a villamosenergia-hálózaton az általuk nyújtott energia stabilitása és konzisztenciája miatt.
míg a napenergia és a szél még mindig nem tud versenyezni ezekkel a nagy szénlábnyomú nehézsúlyokkal az alapterhelésű villamos energia biztosításában, a geotermikus képes. Következetesen működhet 90% feletti rendelkezésre állási arány mellett (az üzem által termelt energia százalékos aránya). Ez lenyűgöző, különösen a szénhez képest, amely 75% – os rendelkezésre állással rendelkezik.
mi több, az ára nem ingadozik, mint az olaj, a gáz vagy a szén ára. Stabil és tiszta energiát kínál a fosszilis energiahordozók árának ingadozása nélkül. Mindezek a tényezők együttesen versenyképes energiaforrást hoznak létre, amely megtakarító kegyelem lehet az amerikai energiapiac számára.
a geotermikus energia fenntarthatósága
ok megújuló, de fenntartható? Használhatjuk-e ezt a felszín alatti vizet a végtelenségig mindenféle káros hatás nélkül? A geotermikus fenntarthatóság a világ legelső, 1913 óta működő olaszországi geotermikus erőművének folyamatos használatával bizonyított.
míg egyes üzemekben csökkent a gőz-és víznyomás, most már képesek vagyunk a szennyvizet a használat után a kútba visszaengedni a talajba, meghosszabbítva a tározó élettartamát.
a földkéreg megérintése: a geotermikus energia költségei
térjünk rá a kérdés lényegére: a költségre. A geotermikus energia ‘üzemanyaga’, a földkéregből kibocsátott hő ingyenes! Tehát az erőmű megépítése után a geotermikus energia költségei napról napra alacsonyak. Az üzemeltetés és karbantartás 0,01 és 0,03 dollár között mozog kWh-nként egy átlagos geotermikus erőmű esetében az Egyesült Államokban.
az előzetes tőkeköltségek azonban nem olyan kicsiek. A geotermikus erőművek telepítési költségei a következők: az erőforrások feltárása és felmérése; kútfúrás; szántóföldi infrastruktúra; termelőlétesítmények építése és hálózati csatlakozás. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) szerint az Egyesült Államokban egy geotermikus erőmű földterületének és építésének kezdeti költsége körülbelül 2500 dollár telepített kW-nként.
ha képet szeretnénk kapni arról, hogy ezek a költségek hogyan viszonyulnak más energiaforrásokhoz, akkor meg kell vizsgálnunk az energiatermelés nagyon átfogó mérését, az úgynevezett szintezett energiaköltséget (lcoe).
ne ess pánikba, nem fogunk semmilyen képletet elrendezni. Az alapötlet az, hogy egy erőmű állandó és változó költségeit kombináljuk, figyelembe véve, hogy mennyi energiát képes előállítani és hány évig.
a végeredmény egy olyan mutató, amelyet objektív összehasonlításra használunk az egyik energiaforrás és a másik között. Ez az is, amit a befektetők használnak annak eldöntésére, hogy egy bizonyos típusú energiatermelés elérheti-e a kereskedelmi forgalomba hozatalt, tekintettel a szükséges különféle költségekre.
a DOE információkat gyűjtött a jövőbeli erőművekről, amelyek 2018-2022 között kezdik meg az energiatermelést. Megállapították, hogy egy geotermikus erőmű becsült teljes rendszer LCOE értéke 44 USD/MWh, (7. o.) a legalacsonyabb LCOE bármely más energiaforrás közül.
annak érdekében, hogy képet kapjon arról, hogy milyen alacsony ez a 44 dollár/MWh, fontolja meg, hogyan halmozódott fel a hagyományos forrásokkal szemben: a földgáz 54 és 100 dollár/MWh között volt (a termelési létesítmény típusától függően), míg a nukleáris 96 dollár/MWh volt. A szén hiányzik ebből a listából, mert nincsenek 2022-ig megépítendő “tiszta” szénlétesítmények, amelyek betartják a közelgő termelési létesítményekre vonatkozó irányelveket.
érdekes módon a geotermikus még más megújuló energiaforrásokat is legyőzött! A napenergia 73,7 USD/MWh, a szárazföldi szél 55,8 USD/MWh, a vízerőmű pedig körülbelül 64 USD/MWh volt. (Megjegyzendő, hogy ezek a számok nem tartalmazzák az amerikai kormány adójóváírási ajánlatait.)
elhúzódó kérdések
tehát, ha a geotermikus energia olyan olcsó és olyan tiszta, miért nem használunk többet az USA-ban? Remek kérdés. Valójában, bár az Egyesült Államok a vezető ország a geotermikus termelésben, geotermikus villamosenergia-erőforrásainak kevesebb mint 0,6% – át használta fel.
számos tényező járul hozzá a fejlesztés hiányához, többek között a magas előzetes beruházási költségek, az egyenletes kereslet és a feltáró fúrással járó kockázatok (3. o.). Ezenkívül a geotermikus rendszer költségeinek 30% – os szövetségi adójóváírása, amelyet 2008-ban hajtottak végre, 2016 végén lejárt (ez ugyanaz a hitel, amelyet a szövetségi törvényhozók kiterjesztettek a napelemekre). Ennek ellenére a geotermikus energiatermelés továbbra is bővül az Egyesült Államokban. A geotermikus energiából előállított villamos energia várhatóan 2040-re megnégyszereződik az Egyesült Államokban.
az utolsó szó a geotermikus energiáról
a geotermikus energia növekszik, mind belföldön, mind nemzetközi szinten. Több mint 80 országban állítják elő, és világszerte 60 millió ember villamosenergia-szükségletét elégíti ki. Ezt a gazdaságos és megbízható energiaforrást továbbra is egyre nagyobb mértékben fogják felhasználni, mivel a fosszilis tüzelőanyagok használata ellen egyre nagyobb a nyomás, és a világ stabil, tiszta energia alternatívát keres. Ez a potenciál jelen van a geotermikus.
valójában, ha a Föld által kibocsátott összes hőt a felszíntől körülbelül 30 000 láb távolságra kombinálnánk, 50 000-szer több energiát termelhetnénk, mint az összes globális földgáz-és olajforrás együttvéve! Ez sok hő, és sok energiapotenciál.