Geothermie ist entscheidend für den Fortschritt der Menschheit und verbessert unsere Lebensqualität.
Das Wort „Geothermie“ kommt aus dem Griechischen, wobei „Geo“ „Erde“ und „Thermal“ „Wärme“ bedeutet.
Infolgedessen können Sie Geothermie jetzt als Wärmeenergie definieren, die 1,800 Meilen unter der Erdoberfläche entsteht.
Es ist eine Flüssigkeit, die Risse und Brüche in der Erdkruste und im Gestein abgelagerte Wärme füllt.
Wasser oder Dampf werden verwendet, um geothermische Energie an die Erdoberfläche zu transportieren.
Nahezu überall auf der Erde kann auf Geothermie zurückgegriffen werden.
Der Abbau der Mineralien und Bäume erfordert jedoch, dass die Erde diese Energie über einige Jahre erzeugt.
Bevor wir uns die Vor- und Nachteile der Geothermie ansehen, ist es gut, dass wir uns ansehen, wie die Geothermie produziert wird.
Die Temperatur der Erde steigt von der Oberfläche zum Kern hin an.
Der geothermische Gradient, der auf dem größten Teil des Planeten etwa 25° C pro 1 Kilometer Tiefe beträgt, beschreibt diese langsame Temperaturänderung.
Die große Mehrheit der Wärme unter dem Erdkern stammt von den radioaktiven Isotopen, die ständig zerfallen.
Begünstigt wird diese Energiequelle dadurch, dass die Temperaturen in dieser Region der Erdoberfläche auf über 5,000 °C steigen.
Wasser, Gestein, Gas und andere geologische Bestandteile werden alle durch die Wärme erwärmt, die ständig nach außen abgestrahlt wird.
Magma kann entstehen, wenn Gesteinsformationen im Erdmantel und in der unteren Kruste Temperaturen von etwa 700 bis 1,300 °C erreichen.
Es ist ein geschmolzenes Gestein, das gelegentlich als Lava auf die Erdoberfläche ausbricht und von Gas und Gasblasen durchbohrt wird.
Diese Lava schmilzt die angrenzenden Gesteine und unterirdischen Grundwasserleiter und setzt geothermische Energie in einer Vielzahl von Formen auf der Erdoberfläche auf der ganzen Welt frei.
Geothermische Energie wird durch Lava, Geysire, Dampfquellen oder trockene Hitze erzeugt.
Während geothermischer Dampf zur Stromerzeugung genutzt wird, kann die Wärme direkt für Heizzwecke eingefangen und genutzt werden.
Inhaltsverzeichnis
Beispiele für Geothermie
Im Folgenden sind Beispiele für Geothermie gem fleißiger Typ,
- Geothermisch beheizte Häuser
- Geothermische Kraftwerke
- Hot Springs
- Geothermische Geysire
- Fumarolen
- Spas
1. Geothermisch beheizte Häuser
Geothermie wird hauptsächlich zum Heizen von Wohngebäuden genutzt.
Ein riesiges Netzwerk von Spulen, die Wärme aus der Erde gewinnen, ist mit der perfekten geothermischen Wärmepumpe verbunden.
Diese Wärme wird dann mit Hilfe herkömmlicher Kanäle im ganzen Haus verteilt.
Dieses System ist so eingerichtet, dass der Betrieb an den Wechsel der Jahreszeiten angepasst werden kann.
Dieses massive Spulensystem wird im Sommer mit Wasser und Frostschutzmitteln gefüllt.
Die Atmosphäre eines Hauses kühlt sich ab, da Wärme vom Haus auf die Erde übertragen wird.
2. Geothermische Kraftwerke
Aus der unter der Erdoberfläche vorhandenen Wärmeenergie kann Strom erzeugt werden.
Dampf aus der Erde wird von geothermischen Kraftwerken zur Stromerzeugung genutzt.
Mit diesem Dampf wird eine Hochgeschwindigkeitsrotation der Turbine erreicht.
Sobald diese Turbinen mechanische Energie entwickelt haben oder nachdem sie in Bewegung gesetzt wurden, wird die mechanische Energie an das Energieerzeugungssystem geliefert.
Die grundlegende Komponente des Stromerzeugungssystems ist ein Generator, der mithilfe elektromagnetischer Induktion mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Da keine schädlichen oder kohlenstoffreichen Emissionen in die Atmosphäre freigesetzt werden, ist diese Technik unglaublich zuverlässig und umweltfreundlich.
Es hinterlässt auch keine Rückstände.
Dadurch entsteht keine Bodenverschmutzung, was auch bedeutet, dass keine Abfallbehandlung erforderlich ist.
Geothermie hat Vorteile, da sie Zuverlässigkeit, Konstanz und Erneuerbarkeit bietet.
3. Heiße Quellen
Die Erde beherbergt eine Vielzahl natürlicher heißer Quellen.
Wenn unterirdisches Wasser mit einem erhitzten Gestein interagiert, entstehen heiße Quellen.
Geologische Wärme wird freigesetzt, während sich das Wasser erwärmt. Die Touristen finden diese Quellen sehr interessant.
Geothermie kann daher genutzt werden, um wirtschaftliche Vorteile und Arbeitsplätze für junge Menschen zu schaffen.
Eine der am häufigsten genutzten Anwendungen von Geothermie sind heiße Quellen.
Das Baden in heißen Quellen ist eine beliebte Freizeitbeschäftigung.
Der einzige Nachteil ist der überwältigende Schwefelgeruch, der in oder in der Nähe einer freiliegenden heißen Quelle zu finden ist.
4. Geothermische Geysire
Geothermische Geysire und geothermische heiße Quellen sind sich ziemlich ähnlich.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass Wasser in einem geothermischen Geysir in einer vertikalen Säule viele Fuß hoch fließt.
Old Faithful, ein geothermischer Geysir im Yellowstone-Nationalpark in den Vereinigten Staaten, ist der bekannteste.
Alle 60 bis 90 Minuten sprengt der Old Faithful Geysir seine Spitze.
Eine Wasserversorgung unter der Erdoberfläche, ein Schlot an der Erdoberfläche und heiße unterirdische Gesteine sind notwendige Voraussetzungen für die Entwicklung geothermischer Geysire.
5. Fumarole
Unterirdisch bereits vorhandenes Wasser erwärmt sich beim Kontakt mit heißem Gestein oder Magma und entweicht durch einen Schlot.
Eine Fumarole ist der Name dieser Öffnung. Wenn die Erdoberfläche einen Riss oder eine andere Öffnung aufweist, können sich Fumarolen entwickeln.
Eine Fumarole ist im Wesentlichen eine Öffnung in der Nähe eines Vulkans oder einer heißen Quelle.
Da die für die Bildung einer Fumarole notwendige Wärme bzw. Wärmeenergie nur an der Erdoberfläche gesammelt wird, ist dies ein weiteres Beispiel für Geothermie.
Da die Entnahme von Wärmeenergie jedoch einem natürlichen Entstehungsprozess folgt, kann in diesem Fall auf eine Pumpe verzichtet werden.
Dadurch ist es leicht zu erreichen und bedarf nur einer geringfügigen Anpassung.
Obwohl gelegentlich Fumarolen auf mysteriöse Weise verschwinden.
Basierend auf der inneren Uhr der Erde könnten sie jedoch wieder auftauchen. Infolgedessen wird es schwierig, Energie effektiv zu nutzen.
6. Heilbäder
Geothermische Energie wird für Aktivitäten im Zusammenhang mit Gesundheit und Wellness verwendet.
Heiße Quellen und Fumarolen werden in Spas und anderen verwandten Industrien verwendet, um Wärme und Dampf zu erzeugen.
Diese Methode der Erdwärmenutzung gibt es schon sehr lange.
Dieser Ansatz bietet Vorteile für die Körperpflege, die erschwinglich, natürlich und effizient sind.
Das beste Kapital ist eine geothermische Öffnung in der Nähe eines Spas, da es sich um eine endlos verfügbare und bequeme Stromquelle handelt.
Nutzungen der Geothermie
Während manche Geothermienutzungen kilometerweit in die Erde gebohrt werden, nutzen andere oberflächennahe Temperaturen.
Geothermische Energiesysteme können in drei Hauptkategorien unterteilt werden:
- Systeme sowohl für den Direktverbrauch als auch für Fernwärme
- Geothermische Kraftwerke
- Erdwärmepumpen
1. Systeme sowohl für den Direktverbrauch als auch für Fernwärme
Anlagen zur Direktnutzung und Fernwärme beziehen Warmwasser aus erdoberflächennahen Quellen oder Stauseen.
Heiße Mineralquellen wurden in alten chinesischen, römischen und indianischen Kulturen zum Baden, Heizen und Kochen genutzt.
Viele heiße Quellen werden noch heute zum Baden genutzt, und viele Menschen glauben, dass das mineralreiche, heiße Wasser gut für ihre Gesundheit ist.
Darüber hinaus nutzen Fernwärmesysteme und die direkte Beheizung einzelner Gebäude Erdwärme.
Gebäude werden durch Rohre beheizt, die heißes Wasser von der Erdoberfläche transportieren.
In Reykjavik, Island, wird der Großteil der Gebäude durch ein Fernwärmesystem beheizt.
Goldabbau, Milchpasteurisierung und Lebensmittelentwässerung (Trocknung) sind einige industrielle Anwendungen für geothermische Energie.
2. Geothermische Kraftwerke
Die Produktion von geothermischem Strom erfordert Dampf oder Wasser mit hohen Temperaturen (zwischen 300° und 700°F).
Innerhalb von ein oder zwei Meilen von der Erdoberfläche sind geothermische Reservoire oft der Ort, an dem geothermische Kraftwerke gebaut werden.
Die Vereinigten Staaten waren eine von 27 Nationen, die im Jahr 88 insgesamt 2019 Milliarden kWh Strom aus Erdwärme produzierten.
Mit fast 14 Milliarden kWh produziertem Strom war Indonesien nach den Vereinigten Staaten der zweitgrößte geothermische Stromproduzent der Welt.
Dies entspricht etwa 5 % der gesamten Stromerzeugung Indonesiens.
Kenia produzierte mit rund 5 Mrd. kWh die achthöchste Menge an geothermischem Strom, machte aber mit rund 46 % den größten Anteil an der gesamten jährlichen Stromerzeugung aus.
3. Erdwärmepumpen
Gebäude können mit Erdwärmepumpen geheizt und gekühlt werden, die sich die stabilen Bodenoberflächentemperaturen zunutze machen.
Im Winter transportieren Erdwärmepumpen Wärme aus der Erde (oder Wasser) in Gebäude, und im Sommer tun sie das Gegenteil.
Vorteile und Nachteile der Geothermie
Obwohl Geothermie eine gute Alternative zur traditionellen Erzeugung aus fossilen Brennstoffen ist, hat sie ihre Vor- und Nachteile
Vorteile der Geothermie
Im Folgenden sind die Vorteile der Geothermie aufgeführt
- Umweltfreundlich
- Nachhaltige
- Erhebliches Potenzial
- Stabil und langlebig
- Heizen und Kühlen
- Zuverlässig
- Es ist kein Kraftstoff erforderlich
- Schnelle Revolution
- Kostengünstige Wartung:
- Hervorragende Effizienz
- Weitere Jobs verfügbar
- Reduzierung der Lärmbelästigung
- Nicht erneuerbare fossile Brennstoffquellen werden eingespart
1 Umweltfreundlich
Im Vergleich zu konventionellen Brennstoffen wie Kohle und anderen fossilen Brennstoffen Geothermie ist umweltfreundlicher.
Darüber hinaus hat ein geothermisches Kraftwerk einen geringen COXNUMX-Fußabdruck.
Während geothermische Energie eine gewisse Umweltverschmutzung verursacht, ist sie viel geringer als die durch fossile Brennstoffe erzeugte.
2. Nachhaltig
Geothermie ist eine erneuerbare Ressource, die verfügbar sein wird, bis die Sonne die Erde in etwa 5 Milliarden Jahren zerstört.
Da die erwärmten Reserven der Erde auf natürliche Weise wieder aufgefüllt werden, ist sie sowohl erneuerbar als auch nachhaltig.
3. Erhebliches Potenzial
Rund 15 Terawatt Energie werden derzeit weltweit verbraucht, ein kleiner Bruchteil der gesamten Energie, die aus geothermischen Quellen gewonnen werden kann.
Obwohl die meisten Lagerstätten derzeit nicht genutzt werden können, besteht die Hoffnung, dass mit fortschreitender industrieller Forschung und Entwicklung die Zahl der nutzbaren geothermischen Ressourcen steigen wird.
Es wird angenommen, dass geothermische Kraftwerke zwischen 0.0035 und 2 Terawatt Energie erzeugen können.
4. Stabil und langlebig
Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie bietet Geothermie einen beständigen Energiefluss.
Das ist so, dass anders als bei Wind bzw Solarenergie, steht die Ressource immer zur Verfügung.
5. Heizung und Kühlung
Wasser muss über 150°C warm sein, damit Turbinen effektiv durch Erdwärme angetrieben werden können.
Alternativ könnte der Temperaturunterschied zwischen einer Erdquelle und der Oberfläche verwendet werden.
Nur zwei Meter unter der Oberfläche kann eine geothermische Wärmepumpe als Wärmesenke/-quelle fungieren, da der Boden widerstandsfähiger gegen saisonale Wärmeschwankungen ist als die Luft.
6. Zuverlässig
Da sie nicht so stark schwankt wie Energie aus anderen Quellen wie Sonne und Wind, ist es einfach, die von dieser Ressource erzeugte Energiemenge zu berechnen.
Dies impliziert, dass wir sehr genaue Vorhersagen über die Leistungsabgabe einer geothermischen Anlage treffen können.
7. Es ist kein Kraftstoff erforderlich
Es ist kein Brennstoff erforderlich, da geothermische Energie eine natürlich vorkommende Ressource ist, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die begrenzte Ressourcen sind, die abgebaut oder anderweitig aus der Erde gewonnen werden müssen.
8. Schnelle Revolution
Geothermie ist derzeit Gegenstand umfangreicher Forschung, was bedeutet, dass neue Technologien entwickelt werden, um den Energieprozess zu verbessern.
Zahlreiche Initiativen werden unternommen, um diesen Wirtschaftszweig voranzutreiben und auszubauen.
Viele der bestehenden Nachteile der Geothermie werden durch diese schnelle Entwicklung gemildert.
9. Kostengünstige Wartung
Können Sie abschätzen, wie viel der Bau des traditionellen Kraftwerks kosten wird?
Nun, es kostet viel Geld, ein traditionelles Kraftwerk aufzubauen. Für die geothermische Installation und Wartung wird jedoch weniger Geld benötigt.
10. Hervorragende Effizienz
Erdwärmepumpensysteme verbrauchen zwischen 25 % und 30 % weniger Strom zum Heizen und Kühlen als herkömmliche Heiz- und Kühlsysteme.
Darüber hinaus können diese geothermischen Wärmepumpeneinheiten so konstruiert werden, dass sie eine kompakte Form haben und weniger Platz einnehmen.
11. Mehr Jobs verfügbar
Wir sind uns bewusst, wie viel Beschäftigung im digitalen Zeitalter verloren geht.
Die Geothermie schafft jedoch weltweit eine Vielzahl von Arbeitsplätzen.
12. Reduzierung der Lärmbelästigung
Bei der Nutzung von Geothermie zur Stromerzeugung entsteht weniger Lärm.
Die Lärm- und Sichtverschmutzung, die durch die Installation von Dämpfungsmaterialien in den Generatorhäusern verursacht wurde, wurde verringert.
13. Nicht erneuerbare fossile Brennstoffquellen werden eingespart
Geothermie reduziert unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zur Energieerzeugung.
Außerdem erhöht es die Energiesicherheit. Wenn eine Nation Zugang zu genügend geothermischer Energie hat, ist es möglicherweise nicht notwendig, Strom zu importieren.
Daher sind dies die Hauptvorteile der Geothermie.
Lassen Sie uns nun ihre negative Seite oder die folgenden Nachteile der Geothermie untersuchen:
Nachteile der Geothermie
Im Folgenden sind die Nachteile der Geothermie aufgeführt
- Standortbeschränkung
- Negative Umweltauswirkungen
- Erdbeben
- Hohe Kosten
- Nachhaltigkeit
- Landbedarf ist groß
1. Standortbeschränkung
Die Standortabhängigkeit der Geothermie ist ihr größter Nachteil.
Da geothermische Anlagen dort gebaut werden müssen, wo die Energie vorhanden ist, können einige Regionen diese Ressource nicht nutzen.
Dies ist natürlich kein Problem, wenn Sie an einem Ort wie Island wohnen, wo Geothermie leicht zugänglich ist.
2. Negative Umweltauswirkungen
Obwohl Erdwärme normalerweise keine Treibhausgase ausstößt, werden viele von ihnen unter der Erdoberfläche gespeichert und beim Bohren in die Atmosphäre freigesetzt.
Obwohl diese Gase auch natürlich in die Umwelt emittiert werden, steigt die Rate in der Nähe von geothermischen Anlagen.
Diese Gasemissionen sind jedoch immer noch weit geringer als die durch fossile Brennstoffe verursachten.
3. Erdbeben
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass Erdwärme Erdbeben verursacht.
Das liegt daran, dass das Graben die Struktur der Erde verändert hat.
Dieses Problem tritt zunehmend häufiger bei erweiterten geothermischen Kraftwerken auf, die Wasser in die Erdkruste injizieren, um Risse zu erweitern und eine größere Ressourcenextraktion zu ermöglichen.
Die Auswirkungen dieser Erdbeben sind jedoch im Allgemeinen begrenzt, da die Mehrzahl der Geothermieanlagen weit entfernt von besiedelten Gebieten liegen.
4. Hohe Kosten
Die Nutzung von Geothermie ist eine kostspielige Ressource. Die Kosten für eine Anlage mit einer Kapazität von 1 Megawatt liegen zwischen 2 und 7 Millionen US-Dollar.
Wenn die Anfangsinvestition jedoch beträchtlich ist, kann sie im Laufe der Zeit durch andere Investitionen wieder hereingeholt werden.
5. Nachhaltigkeit
Flüssigkeit muss schneller in die unterirdischen Lagerstätten zurück injiziert werden, als sie verbraucht wird, um die Geothermie nachhaltig zu halten.
Um die Nachhaltigkeit zu gewährleisten, muss die Geothermie daher effektiv gesteuert werden.
Um die Vorteile zu berücksichtigen und gleichzeitig mögliche Nachteile zu minimieren, muss die Industrie die Vor- und Nachteile der Geothermie abwägen.
6. Landbedarf ist groß
Für eine rentable geothermische Energieerzeugung ist eine große Landfläche erforderlich.
Die Installation eines Geothermiekraftwerks in Stadtlage mit deutlich weniger Anbaufläche ist überhaupt nicht zielführend.
Zusammenfassung
Jede Energiequelle hat Vor- und Nachteile; Einige sind in einigen Ländern effizient, in anderen nicht.
Anstatt die Wirksamkeit verschiedener erneuerbarer Energiequellen oberflächlich zu bewerten, sollten wir sie nach den relativen Vorteilen jedes einzelnen Ortes vergleichen.
Es wird erwartet, dass die globale Geothermie im Jahr 800 etwa 1300-2050 TWh pro Jahr liefern kann, was 2-3 % zur weltweiten Stromerzeugung beiträgt, da die Nutzung der Geothermie stetig mit einer Wachstumsrate von 2 zugenommen hat % pro Jahr, während die Betriebskosten gesunken sind.
Obwohl Geothermie sowohl Vor- als auch Nachteile hat, wird sie dennoch ein wichtiger Bestandteil der Umstellung auf erneuerbare Energiequellen sein.
Vor- und Nachteile der Geothermie – FAQs
Was sind die Vorteile der Geothermie?
Wie oben erläutert, sind die Vorteile der Geothermie wie folgt
- Im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffen wie Kohle und anderen fossilen Brennstoffen ist Geothermie umweltfreundlicher.
- Geothermie ist eine erneuerbare Ressource, die verfügbar sein wird, weil die erwärmten Reserven der Erde auf natürliche Weise wieder aufgefüllt werden, sie ist sowohl erneuerbar als auch nachhaltig.
- Es wird angenommen, dass geothermische Kraftwerke in der Lage sind, eine beträchtliche Energiemenge zwischen 0.0035 und 2 Terawatt Energie zu erzeugen.
- Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie bietet Geothermie einen beständigen Energiefluss.
- Es ist kein Brennstoff erforderlich, da geothermische Energie eine natürlich vorkommende Ressource ist, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die begrenzte Ressourcen sind, die abgebaut oder anderweitig aus der Erde gewonnen werden müssen.
- Geothermie ist derzeit Gegenstand umfangreicher Forschung, was bedeutet, dass neue Technologien entwickelt werden, um den Energieprozess zu verbessern.
- Der Bau eines traditionellen Kraftwerks kostet viel Geld. Für die geothermische Installation und Wartung wird jedoch weniger Geld benötigt.
- Erdwärmepumpensysteme verbrauchen zwischen 25 % und 30 % weniger Strom zum Heizen und Kühlen als herkömmliche Heiz- und Kühlsysteme.
- Geothermie schafft weltweit eine Vielzahl von Arbeitsplätzen.
- Bei der Nutzung von Geothermie zur Stromerzeugung entsteht weniger Lärm.
- Geothermie reduziert unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zur Energieerzeugung.
Außerdem erhöht es die Energiesicherheit. Wenn eine Nation Zugang zu genügend geothermischer Energie hat, ist es möglicherweise nicht notwendig, Strom zu importieren.
Ist Geothermie teuer?
Ja, Geothermie ist teuer. Beispielsweise betragen in den Vereinigten Staaten die Anschaffungskosten für das Feld und das Kraftwerk ungefähr 2500 $ pro installiertem kW oder vielleicht 3000 bis 5000 $/kWe für ein kleines Kraftwerk (1 Mwe). Die Betriebs- und Wartungskosten variieren zwischen 0.01 und 0.03 USD pro kWh.
Empfehlungen
- Top 12 Jobs für Umweltgesundheitsbeauftragte
. - 24 Auswirkungen von Fracking auf Gesundheit und Umwelt
. - Grundwasserverschmutzung – Ursachen, Auswirkungen & Prävention
. - 11 Ursachen der Bodendegradation
. - 7 Auswirkungen der Luftverschmutzung in Innenräumen
. - Ursachen der Luftverschmutzung auf den Philippinen
Ein leidenschaftlicher Umweltschützer aus ganzem Herzen. Lead Content Writer bei EnvironmentGo.
Ich bemühe mich, die Öffentlichkeit über die Umwelt und ihre Probleme aufzuklären.
Es ging schon immer um die Natur, wir sollten sie schützen, nicht zerstören.