A geotermikus energiát általában aktív vulkánok közelében találják meg.
Eric Gaba, CC BY-SA
Izland éppen olyan forró vízbe fog csapni, mint a láva. Több kilométerrel a föld alatt egy Thor nevű fúrótorony hamarosan behatolni a magma kamra körüli terület, ahol a Föld belső olvadt kőzete felmelegíti a tengerfenéken átszivárogtatott vizet. Ezt a vizet - 1,000 ° C-ig és maró hatású vegyszerekkel telítve - végül a felszínre vezetik és hője felhasználható energiává válik.
Ez hatalmas mérnöki kihívás, és kihívást jelenthet a geotermikus energiatermelés új korszakában. A világszerte meglévő geotermikus projekteknek 300 ° C alatti hőmérsékletre melegített vizekre van szükségük, miért kell ezen extra erőfeszítésre és ráfordításra fordítani?
A válasz egyszerű: a víz a legszélsőségesebb hőmérsékleten olyan állapotban létezik, amelyet „szuperkritikus”, Ahol sem valódi folyadékként, sem valódi gázként viselkedik, és képes fenomenális mennyiségű energiát megtartani. A szuperkritikus víz akár kb tízszer több energiát mint a hagyományos geotermikus források.
Izland egy olyan nemzet, amely az 130 vulkánokra épül, a eltérő lemezhatár amely folyamatosan forró, friss magmát szállít fel a pár kilométer alatt található köpenyből. A izlandiak kihasználták ezt, és most villamos energiájuk több mint egynegyedét termelik át geotermikus, forráshőmérsékletű vízhez való hozzáférés a felszíntől 2km-en belül.
A Izlandi mélyfúrási projekt (IDDP) azért hozták létre, hogy megtudja, mi történik az 4km alatti mélységben az izlandi kéregben. Az 2009-ben az első fúrási lábuk során véletlenül üss egy magma zsebébe, és végül stabilizálta a rendszert a legforróbb gőz valaha előállították a geotermikus kutatás során: 450 ° C.
A most fúrt második fúró célja a mélyen keringő víz megcsapolása, amely áthatol a kőzetben a Reykjanes-félsziget alatti magma kamra körül a Reykjavik közelében.
Kövesse a vulkánokat
A Izlandon kínált geotermikus gazdagság zavarában szokatlan, de semmiképpen sem egyedi. Valójában, bár az ország teljes energiatermelésében az egyik legnagyobb geotermikus villamosenergia-termelés mutatkozik, a teljes geotermikus kapacitás szempontjából sem a legmagasabb, sem az öt legfontosabb országban nincs. Valójában meglepetés lehet az első öt országban levő országok.
A világ abszolút legnagyobb geotermikus villamosenergia-termelője az Egyesült Államok, körülbelül 3,450 MW kapacitással 2015-ben, nagyrészt Kaliforniában (egy tipikus atomerőmű 1,000 MW körül termel). Következő helyek a Fülöp-szigetek és Indonézia, az 1,870 és az 1,340 MW értéken. Mexikó és Új-Zéland nyomvonala kissé meghaladja az 1,000 MW-ot, és Izland (665 MW) a hetedik helyen áll Olaszország mögött (916 MW).
A vulkánok ezeknek az országoknak a közös geotermikus erőforrásai. Az Egyesült Államok kihasználta a hatalmas San Andreas hibazónát és annak képességét, hogy hőt és folyadékokat vezesse át a kéregben.
A tökéletes geotermikus hely keresése
A geotermikus energia sikeréhez hőnek kell lennie, hozzáférhetőnek kell lennie, és képesnek kell lennie arra, hogy a víz körül mozogjon. Ezt a három egyszerű követelményt nehéz lehet együtt megtalálni.
A bolygó nagy részén a forró anyag egyszerűen túl mélyen van ahhoz, hogy gazdasági szempontból elérhető legyen. A földkéreg hőmérséklete általában 10% -kal növekszik 25 ° C minden 1km mélységnél; Ahhoz, hogy a geotermikus energia gazdaságos legyen, az értéknek közelebb kell lennie az 50-hez vagy akár 150 ° C / km-hez. Ez azt jelenti, hogy valamely geológiailag szokatlan közelében kell lennie: vagy elvékonyodott kéregnek (tehát közelebb van a forró köpenyhez), vagy olyan tulajdonságokkal, mint pl. Lemezhatárok vagy vulkánok, amelyek hőt vagy magmát vezethetnek a felület felé.
Ha ez a feltétel teljesül, továbbra is képesnek kell lennie a víz mozgatására. A sziklák nem egyformák, mivel egyesek lehetővé teszik, hogy a víz könnyen áramolhasson a szemek közötti pórusokon és határokon, míg mások inkább akadályt képeznek. Ha a víz nem tud folyni a fúrólyukba, akkor azt nem lehet a felszínre vinni.
Ha a forró helyiségben nincs természetes víz, akkor a mérnökök szivattyúzhatnak. Ha azonban a sziklák megakadályozzák annak áramlását és eloszlását, akkor a víz azonnal lehűti a fúrólyuk körül a területet, geotermikus szempontból értelmetlenné téve azt.
Az arany, a ritkaföldfémek és a jó mezőgazdasági területekhez hasonlóan a terület geológiája is ellenőrzi ennek az értékes erőforrásnak a hozzáférését. Az aktív vulkánok bárhol hasznára válhatnak az IDDP által úttörő magas hőmérsékletű geotermikus kutatásoknak. Ez magában foglalja a Csendes-óceán körüli összes országot Ring of Fire - Lehetőség van arra, hogy kiaknázhassunk bizonyos előnyöket a tájaikat pontozó vulkánokból.
A szerzőről
Pete Rowley, földtudományi tudományos vezető, Portsmouthi Egyetem
Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek:
