Energia geotermalna – jak wykorzystać naturalne ciepło z głębi ziemi?

Wiktoria Pilch
energia geotermalna

Energia geotermalna wciąż ustępuje popularnością innym naturalnym źródłom pozyskiwania ciepła. Tymczasem, może być dla nich skuteczną alternatywą, zwłaszcza w Polsce. Poznaj energetykę geotermalną i dowiedz się więcej na jej temat. 

Naturalne źródła energii coraz częściej zastępują klasyczne metody jej pozyskiwania, oparte na spalaniu węgla. Jednym ze źródeł ciepła jest energia geotermalna, czyli ciepło pochodzące z głębi Ziemi i wydostające się na zewnątrz sztucznie lub samoczynnie. Jak można wykorzystać ten zasób i czy jest to opłacalne? 

Czym jest energia geotermalna?

Ciepło dociera do Ziemi nie tylko za pośrednictwem promieni słonecznych, ale również z wnętrza. Tam znajdują się pokłady ciepła, które można wykorzystać do zaspokojenia potrzeb ludzi. Temperatura rośnie wraz z zagłębianiem się pod powierzchnię, a naukowcy szacują, że w jądrze planety dochodzi do 6600°C. Znaczne pokłady energii geotermalnej zlokalizowane są jednak bardzo blisko powierzchni, a nawet wydostają się na zewnątrz w postaci gejzerów czy ciepłych źródeł

Z uwagi na brak badań trudno jednoznacznie określić rozmiar zasobów energii geotermalnej. Można opierać się jedynie na szacunkowych obliczeniach, którym podlegają odkryte złoża i gejzery. Według obliczeń, na niewielkiej głębokości pod powierzchnią znajduje się energia cieplna o mocy 40-50 TW. To wielokrotnie przekracza zapotrzebowanie energetyczne całej planety.

Skąd się bierze energia geotermalna?

Energia geotermalna częściowo została zamknięta w jądrze Ziemi podczas tworzenia się planety. Część ciepła generują siły tarcia, które powstają w czasie przemieszczania się płyt tektonicznych. Jednak większość zasobu wytwarzana jest tam przede wszystkim przez rozkład związków radioaktywnych, takich jak izotopy potasu czy uran. W ten sposób powstaje prawie 80% całkowitej energii geotermalnej.

Elektrownia geotermalna – jak działa?

Ciepło zgromadzone pod powierzchnią ziemi najłatwiej jest wydobyć, używając wody jako nośnika. Zresztą, bardzo często ta energia sama wpada w ręce człowieka, ponieważ wyrzucają ją gejzery czy mniej spektakularne ciepłe źródła. Pozyskiwanie energii geotermalnej polega na pobieraniu ciepłej wody, odbieraniu jej temperatury i wypuszczaniu ochłodzonej z powrotem pod powierzchnię ziemi. Elektrownia geotermalna to parzysta liczba otworów w ziemi, z których jedne służą do pobierania wody ze źródeł, a inne – do jej odprowadzania z powrotem w to samo miejsce. 

W niektórych obszarach pozyskuje się energię z gejzerów. W największym tego typu obiekcie, w parku Yellowstone, sama para wodna unosząca się nad powierzchnią gejzeru ma temperaturę ponad 90°C. W przypadku odkrytych gejzerów energia geotermalna może być pobierana jeszcze łatwiejszym sposobem. Nie jest bowiem potrzebne odprowadzanie wody, a jedynie wykorzystanie naturalnych mechanizmów. 

Geotermia a pompy ciepła

Jednym ze sposobów pozyskiwania energii z głębi ziemi jest wykorzystywanie pomp ciepła. Przydomowe urządzenia mają odbiorniki umieszczone kilka lub kilkadziesiąt metrów pod powierzchnią ziemi. Tego typu rozwiązanie nazywane jest płytką geotermią. To odróżnia ją od elektrowni, w których ciepła woda pobierana jest z głębokości od 2 km do 5 km pod powierzchnią gruntu.

Energia geotermalna – wady i zalety

Jak każde źródło czystej energii, także energia geotermalna ma wady i zalety. Pobieranie naturalnych zasobów zawsze wzbudza pewne kontrowersje. Czy w tym przypadku zyski dla ekosystemu także są większe niż ewentualne straty? 

Dlaczego energetyka geotermalna jest warta uwagi?

Najważniejszą zaletą wynikającą z wykorzystywania energii geotermalnej jest możliwość uzyskania darmowego ciepła. Źródło jest odnawialne, a na powierzchnię wydostają się tylko nadwyżki ciepła, których brak nie niszczy naturalnego układu pod powierzchnią. Energetyka geotermalna nie ma negatywnego wpływu na środowisko, jeśli instalacja jest wykonana prawidłowo. W zamkniętym układzie woda w tej samej formie i o tym samym składzie jest pobierana i wypuszczana do środowiska naturalnego. 

Warto dodać, że energia geotermalna ma cechę, której brakuje innym OZE. Jest nią regularność poboru. Z zasobów wody geotermalnej można czerpać przez cały rok bez względu na pogodę, a wyniki utrzymywane są na jednakowym poziomie. Przy takich instalacjach nie ma też infrastruktury, która szpeciłaby krajobraz lub wpływała na środowisko naturalne. Warto też wskazać na minimalne koszty eksploatacji sieci. 

Wady elektrowni cieplnych

Energia geotermalna polega na pobieraniu wody, która jest zanieczyszczona różnego rodzaju pierwiastkami chemicznymi. Jej zasolenie często przekracza 30 %. Dodatkowo, zawiera ona związki siarki czy inne szkodliwe substancje i minerały. Ryzyko przeniknięcia ich do wód powierzchniowych czy atmosfery to największa wada elektrowni cieplnych

Dodatkowo, eksperci wskazują na nieliczne źródła emitujące bardzo wysoką temperaturę, w których pozyskiwane ciepło wystarcza do ogrzewania i nie trzeba go wspomagać innymi metodami. Złoża w postaci wody mogą też się przemieszczać i instalacja niespodziewanie okaże się bezużyteczna. 

Energia geotermalna jest również bardzo kosztowna w fazie inwestycji. Instalacja o mocy 10 MW to koszt przekraczający 20 mln złotych. Taka sieć jest jednak w stanie zasilić ciepłem kilkutysięczne miasto.

Geotermia w Polsce i na świecie

Energia geotermalna jest bezpośrednio związana z warunkami geologicznymi. Od naturalnych zasobów ciepłej wody pod powierzchnią ziemi zależy, czy w danym rejonie można skorzystać z tej metody pozyskania energii. Jak prezentuje się pobieranie ciepła z gruntu na świecie i jak w tym zestawieniu przedstawia się geotermia w Polsce?

Elektrownie geotermalne w Polsce

Polska dysponuje przyzwoitymi warunkami do tego, żeby pobierać ciepło z gruntu. Na ponad 40% powierzchni kraju możliwe jest pobieranie ciepła w wydajny sposób. Tymczasem około 0,03% energii pierwotnej, wytwarzanej na potrzeby ogrzewania, powstaje w wyniku eksploatacji takich złóż. 

Ciepło z elektrowni geotermalnych w Polsce wykorzystywane jest głównie do ogrzewania domów mieszkalnych. Ma to miejsce choćby w rejonie Zakopanego czy Uniejowa. Obecnie jednak trwają badania kolejnych lokalizacji, które mogą przynosić realne korzyści w przyszłości.

Energia geotermalna na świecie 

Nieco lepsza sytuacja, jeśli chodzi o wykorzystanie złóż energii geotermalnej, panuje na świecie. Średnio około 1% energii pierwotnej pochodzi właśnie ze źródeł geotermalnych. Najwięcej pozyskuje się w USA, gdzie ta metoda daje prawie 4 MW energii cieplnej rocznie. Z kolei w takich krajach jak Islandia, Filipiny czy Nowa Zelandia, energia geotermalna stanowi około 20% całej energii pierwotnej, generowanej w ciągu roku. 

Energia geotermalna szansą na rozwój przedsiębiorstw

Czy pobór energii geotermalnej z głębokich złóż może zmienić przedsiębiorstwo na bardziej przyjazne środowisku? Obecnie w Polsce zasoby ciepłych źródeł wykorzystywane są głównie do celów rekreacyjnych i turystycznych. Przy niektórych instalacjach woda służy też do ogrzewania obiektów mieszkalnych. Istnieją jednak plany na pozyskiwanie energii elektrycznej z ciepłych źródeł. Prawdopodobnie w kolejnych latach ten pomysł będzie analizowany przez niektóre większe firmy. 

Energia geotermalna może okazać się interesującym sposobem na ograniczenie kosztów przedsiębiorstwa, zwłaszcza związanych z ogrzewaniem czy prądem. Montaż elektrowni geotermalnych może być inwestycją prowadzoną nie tylko z myślą o przyszłych zyskach, ale także o środowisku. Instalację tego typu można wpisać w koncepcję społecznej odpowiedzialności biznesu, co wpłynie także na renomę przedsiębiorstwa. Dlatego, przy właściwej lokalizacji i pewnych zasobach finansowych, może to być ciekawe rozwiązanie. 



Powiązane:
Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Related Posts