Generere brukbar energi fra geotermiske kilder er svært kostnadseffektiv
når vi hører folk snakke om fornybar energi, er solenergi og vindkraft vanligvis de første par kildene som kommer til hjernen. Men hva med de andre? I denne artikkelen vil vi fokusere på geotermiske energikostnader. Geotermisk er en fornybar energikilde med svært høyt potensial som etter vår mening er undervurdert for sin generering av både elektrisitet og varme – / kjøleenergi.
først vil vi definere hva det er og hvordan vi konverterer det til energi. Da vil vi bryte kostnadene ned for å se om det virkelig er en konkurrent i det stadig rimeligere fornybare energimarkedet.
hva er geotermisk energi?
har du noen gang slappet av i en varm kilde før? Da er du allerede mer kjent med geotermisk energi enn du tror. Geotermisk energi, betraktet som noe som er «av eller relatert til jordens indre varme», er skapt av varme som kontinuerlig produseres i jordens indre lag av smeltet stein.
Hvorfor er det laget så varmt, spør du? Fordi den er full av radioaktive elementer og metaller som uran og kalium. Disse materialene er naturlig forfallende, og prosessen skaper mye varme. (Et interessant notat, dette er hvor vi får uran til å lage kjernekraft. Les vår artikkel Er Kjernekraft Fornybar? for å lære mer. Hint: svaret ligger hos uranet som brukes!)
Hvordan lager vi energi fra denne underjordiske varmen?
Ok, så nå vet vi at det er varmt der nede, men hvordan bruker vi varme fanget under stein for å generere energi? Flott spørsmål! I tusenvis av år siver regnvann inn i jordens overflate og samler seg i underjordiske reservoarer, hvor den varme smeltede steinen oppvarmer vannet. Brønner, boret opp til 10.000 fot under jorden, bringer den varme væsken til overflaten for å generere elektrisitet i et geotermisk energianlegg.
det finnes tre forskjellige typer geotermiske kraftverk: flash-damp, binær syklus og tørr damp. Mens hver opererer annerledes, implementerer alle den samme grunnleggende utformingen av å tegne varmt vann og damp fra bakken for å spinne turbiner som deretter genererer mekanisk elektrisitet.
flertallet av geotermiske kraftverk er flashdampanlegg. Imidlertid bestemmes plantetypen av egenskapene og plasseringen av hvert geotermisk felt. Sjekk ut denne videoen for en nærmere titt på prosessen med å generere geotermisk energi fra et flashdampanlegg.
USAS landskap av geotermisk energi
Usa er langt den største produsenten av geotermisk energi. USAS første geotermiske anlegg, Geyserkomplekset, ligger i nord-California og er fortsatt den største geotermiske anlegget i verden! Den består av mer enn 20 geotermiske produksjonsanlegg.
flertallet av vestlige amerikanske stater er rike på geotermiske ressurser, da det er en rekke ‘hot spots’ i hele regionen der Jordskorpen er tynn, slik at varmtvannet stiger til overflaten. Dette resulterer i naturlige varme kilder og geysirer, som I Yellowstone Nasjonalpark, hvor vann kan nå 430° Fahrenheit.
bortsett fra’ hot spots’, kan geotermisk energi nås nesten hvor som helst ved bruk av geotermiske varmepumper. Dette er nettopp hvordan tusenvis av bygninger og boliger over HELE USA opprettholder sine temperaturer, da geotermisk energi kan produsere ikke bare elektrisitet, men kan brukes til kjøling og oppvarming.
Geotermisk vs sol og vind
Ok, så det er nå klart at vi kan utnytte varmen fra undergrunnen som en ren og fri energikilde. Men hva er alt oppstyret om? Er geotermisk virkelig bedre enn andre utviklede fornybare energikilder som sol eller vind?
drivstoffet som driver geotermiske kraftverk er tilgjengelig 24 timer i døgnet, 365 dager i året, slik at det kan fungere som en primær energikilde. Dette er noe sol-og vindkraft ikke kan tilby.
du har sikkert allerede hørt om den intermitterende naturen til mange fornybare energikilder-vi kan ikke stole på at solen skinner eller vinden blåser i samme øyeblikk vi har høye energibehov.
dette er en stor grunn til at vi har måttet fortsette å stole på fossile brensler som kull og naturgass. Disse konvensjonelle energikildene tjener som våre primære eller baseload energikilder på elnettet på grunn av stabiliteten og konsistensen av energi de gir.
mens sol og vind fortsatt ikke er i stand til å konkurrere med disse høyt karbonavtrykk tungvektene når det gjelder å gi baseload elektrisitet, kan geotermisk. Den kan operere konsekvent med en tilgjengelighetsrate på over 90% (prosentandelen av tiden som anlegget produserer energi). Det er imponerende, spesielt i forhold til kull, som sitter ved 75% tilgjengelighet.
dessuten svinger prisen ikke som prisen på olje, gass eller kull. Det gir jevn og ren energi uten volatiliteten til fossile brenselpriser. Alle disse faktorene kombinert skaper en konkurransedyktig energikilde som kan være en frelsende nåde for DET AMERIKANSKE energimarkedet.
Bærekraft av geotermisk energi
Ok det er fornybart, men er det bærekraftig? Kan vi fortsette å bruke dette underjordiske vannet på ubestemt tid uten noen dårlige effekter? Geotermisk bærekraft har blitt bevist gjennom kontinuerlig bruk av verdens aller første geotermiske anlegg i Italia, i drift siden 1913.
mens damp-og vanntrykket har gått ned på noen anlegg, har vi nå muligheten til å re-sende avløpsvannet tilbake i bakken gjennom brønnen etter at det har blitt brukt, noe som forlenger reservoarets levetid.
Tapping inn i jordskorpen: geotermiske energikostnader
La oss komme til hjertet av saken: kostnaden. Den ‘drivstoff’ av geotermisk energi, varmen som slippes ut fra jordskorpen, er gratis! Så når kraftverket er bygget, er geotermiske energikostnader dag til dag lave. Drift og vedlikehold varierer fra $0, 01 til $0, 03 per kWh for et gjennomsnittlig geotermisk kraftverk i USA.
kapitalkostnadene på forhånd er imidlertid ikke så små. Installerte kostnader for geotermiske kraftverk inkluderer: leting og vurdering av ressurser; brønnboring; feltinfrastruktur; bygging av produksjonsanlegg og nettforbindelse. IFØLGE Us Department Of Energy (DOE) er de opprinnelige kostnadene for land og bygging av en geotermisk plante i USA omtrent $2500 per installert kW.
hvis vi ønsker å få en ide om hvordan disse kostnadene sammenlignes med andre energikilder, bør vi se på en svært omfattende måling av energiproduksjon kalt den nivåiserte energikostnaden (LCOE).
ikke få panikk, vi kommer ikke til å legge ut noen formler. Den grunnleggende ideen bak det er å kombinere alle faste og variable kostnader for et energianlegg, samtidig som man tar hensyn til hvor mye energi anlegget kan produsere og i hvor mange år.
sluttresultatet er en beregning som vi bruker til å gjøre objektive sammenligninger mellom en energikilde og den neste. Det er også hva investorer bruker til å avgjøre om en bestemt type energiproduksjon kan nå kommersialisering, gitt de ulike kostnadene det krever.
DOE samlet informasjon om fremtidige energianlegg satt til å begynne å generere kraft mellom 2018-2022. De fant at det estimerte Totale Systemet LCOE for en geotermisk plante er $44 / MWh, (s. 7) den laveste LCOE av noen annen energikilde.
for å gi deg en ide om hvor lav den $44/MWh er, vurder hvordan den stablet opp mot tradisjonelle kilder: naturgass rangert mellom $54 og $100/mwh (avhengig av type produksjonsanlegg), mens atomkraft kom inn på $96/MWh. Kull mangler fra denne listen fordi det ikke er noen «rene» kullanlegg som skal bygges innen 2022 som overholder forestående retningslinjer for produksjonsanlegg.
Interessant, geotermisk selv slå ut andre fornybare energikilder! Solar kom inn på $ 73.7/MWh, onshore vind på $55.8/MWh, og vannkraft på rundt $64 / MWh. (Som et notat inkluderer disse tallene ikke NOEN AMERIKANSKE Statlige Skattekreditttilbud.)
Dvelende spørsmål
Så, hvis geotermisk kraft er så billig og så ren, hvorfor bruker vi ikke mer av DET i USA? Flott spørsmål. FAKTISK, SELV OM USA er det ledende landet innen geotermisk produksjon, har det tappet mindre enn 0, 6% av sine geotermiske elektrisitetsressurser.
en rekke faktorer bidrar til denne mangelen på utvikling, inkludert høye investeringskostnader på forhånd, flat etterspørsel og risikoen ved leteboring, spiller alle en rolle (s. 3). I tillegg utløp 30% føderal skattekreditt mot geotermiske systemkostnader, implementert i 2008, i slutten av 2016 (dette er samme kreditt som føderale lovgivere utvidet for solinstallasjoner). Likevel er geotermisk energiproduksjon fortsatt voksende i USA. Elektrisiteten produsert fra geotermisk forventes å firedobles innen år 2040 i USA.
det siste ordet på geotermisk energi
Geotermisk energi er på vei oppover, både nasjonalt og internasjonalt. Det blir generert i mer enn 80 land og oppfyller strømbehovet til 60 millioner mennesker over hele verden. Denne økonomiske og pålitelige energikilden vil fortsette å bli utnyttet i økende grad når trykket øker mot bruk av fossile brensler, og verden søker etter et stabilt, rent energialternativ. Det potensialet er tilstede med geotermisk.
faktisk, hvis vi kombinerte all varmen fra Jorden innen ca 30.000 fot fra overflaten, kunne vi generere 50.000 ganger mer energi enn alle globale naturgass-og oljekilder kombinert! Det er mye varme, og mye energipotensial.