Geothermie ist eine von unserem Planeten ständig produzierte Energie, die durch spezielle Bohrlöcher zugänglich ist. Das enorme Potenzial geothermischer Quellen zeigt sich darin, dass 99% der Erde eine Temperatur von mehr als 1000°C haben. Kein Wunder, dass sich die Erdwärme seit Jahren für erneuerbare Energien interessiert, denn sie ist eine umweltfreundliche und alternative Energiequelle zu Kohle und Erdöl.
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Geothermie und Nutzungsmöglichkeiten
Je näher am Erdkern, desto heißer ist es
Im Inneren der Erde wird eine große Menge Energie in Form von Wärme gespeichert. Allerdings ist es nicht gleichmäßig verteilt. Die Temperatur des Planetenkerns liegt bei knapp 7.000 °C, während die kühle Oberfläche im Durchschnitt nur 15 °C beträgt. Allein die oberste zehn Kilometer dicke Schicht der Erde hat theoretisch ein 100.000-faches thermisches Energiepotential als der heutige Energiebedarf. Ein Teil der Wärme stammt aus der Entstehung des Planeten vor 4,7 Milliarden Jahren, aber der größte Teil (etwa 70%) der Energie stammt aus dem Zerfall natürlicher radioaktiver Isotope im Erdmantel.
Unter den vielen Arten erneuerbarer Energiequellen ist die Geothermie eine der am schwersten zugänglichen. Geothermische Kraftwerke sind in über 60 Ländern in Betrieb, bisher wird in Polen nur Thermalwasser verwendet und an mehreren Orten wird Erdenergie in Heizungsanlagen eingespeist. Das Thermalwasser stammt aus Quellen, die mit vulkanischer Aktivität in Verbindung stehen und hat in einigen Kurorten in Polen eine durchschnittliche Temperatur von 18 ° C.
In den meisten Regionen der Erde liegen die Temperaturen in einer Tiefe von etwa 500 Metern bei 25-30 ° C. Beim Abstieg auf 1000 m steigt die Temperatur auf 35-45 ° C. Unter bestimmten geologischen Bedingungen kann es in dieser Tiefe bis zu 100-200°C betragen. In Böden, Gesteinen und Flüssigkeiten in Felsspalten gespeicherte Wärmeenergie kann als ökologischer Ersatz für fossile Brennstoffe genutzt werden.
Anwendung und Arten der Geothermie
Je nach Temperatur des Wassers oder Gesteins und der Technologie der Energiegewinnung wird zwischen Niedertemperatur- und Hochtemperatur-Geothermie unterschieden. Das Funktionsprinzip von Geräten, die die Wärme oberflächennaher Erdschichten nutzen, basiert auf Erdwärmepumpen. Die Temperatur der Wärmequelle ist stabil, aber relativ niedrig und erfordert eine Wärmeübertragung auf ein höheres thermodynamisches Niveau. Wärmepumpen dienen zum Heizen und Kühlen von Gebäuden sowie zur Brauchwassererwärmung.
Die Nutzung der Hochtemperatur-Geothermie ist maßstabsmäßig viel größer. Thermalwassertemperaturen von 100 °C ermöglichen die Versorgung von geothermischen Heizwerken und Freizeitbädern. Die wichtigste und in Zukunft immer wichtigere Art der Nutzung der in Wasserdampf und überhitztem Wasser aus Tiefbohrungen enthaltenen Geothermie ist ein Geothermiekraftwerk.
Das erste experimentelle Geothermiekraftwerk wurde Anfang des 20. Jahrhunderts in Italien errichtet. Dampf aus dem Erdinneren wurde zur Stromerzeugung genutzt. Derzeit sind solche Kraftwerke in vielen Ländern in Betrieb und ihre installierte Leistung wächst weiter. Geothermie wie Photovoltaik, Biogas und Windkraft zählen zu den Ressourcen der grünen Energie. Der Bau einer Photovoltaik- oder Windanlage ist perfekt für die Versorgung von Einfamilienhäusern. Die staatliche Förderung dieser Art von Investitionen (u. a. durch Net-Net-Metering) ermutigt den einzelnen Verbraucher, sich von fossilen Energieträgern zu lösen. Das erwähnte Net Metering ist eine günstige Form der Zusammenarbeit zwischen dem Prosumer und dem Stromnetzbetreiber. Wenn Sie weitere Ratschläge und Informationen suchen, schauen Sie auch vorbei Hier gesammelte Artikel zu erneuerbaren Energien.
Funktionsprinzip eines Geothermiekraftwerks
Arten von Geothermiekraftwerken in Abhängigkeit von den Parametern des Arbeitsmediums
Temperatur und Zustand des sogenannten Geophyten lassen die Einteilung der damit gespeisten Kraftwerke in drei Kategorien zu:
- Trockendampf-Geothermiekraftwerk - ist eine der technisch einfachsten Installationen und gleichzeitig die energieeffizienteste. Aus den Bohrlöchern gewonnener Trockendampf mit einer Temperatur von über 200 °C wird einer Dampfturbine zugeführt und anschließend kondensiert.
- Nassdampf-Geothermiekraftwerk - In diesem Fall fließt ein Gemisch aus Wasser und Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur aus den Brunnen. Der freigesetzte Trockendampf wird zur Turbine geleitet.
- Geothermiekraftwerk mit Zwischenmedium - Anlagen dieser Art nutzen die durch Bohrlöcher gewonnene Wärme unter Verwendung eines niedrigsiedenden Zwischenstoffes. Schließlich wird der Dampf zur Turbine geleitet, wo er den Generator antreibt.
Aktionspreise für Sonnenkollektoren und Wärmepumpen
Perspektiven für Geothermiekraftwerke in Polen
Im Gegensatz zu den Ländern im Bereich der vulkanischen Aktivität, wie den Philippinen, Indonesien, Neuseeland, den Vereinigten Staaten oder Island, haben geothermische Wässer in Polen nur in tiefen Ablagerungen eine Verlegetemperatur von mehr als 100 ° C. Dies führt zu einer schlechten Installationseffizienz.
Die analysierten Standorte (einschließlich Cieplice, Konin, Łowicz, Stargard) zeigen die Möglichkeit, Wasser mit einer Temperatur unter 90 ° C zu verwenden. Das Geothermiekraftwerk sollte mit dem Arbeitsmedium vom dritten Typ sein. In Heizwerken genutzte heimische Geothermie kann auch zur Stromerzeugung in Niedertemperaturanlagen genutzt werden.
Mittel- und Niedertemperaturquellen in Polen ermöglichen die Stromerzeugung, aber ihre Leistung und Effizienz werden nicht zu hoch sein. Am besten geeignet für diesen Zweck sind Dampf- und Hochtemperatur-Heißwasserbetten. Wärme wird zunächst in mechanische Energie und dann in Strom umgewandelt.
Vor- und Nachteile der Geothermie
Es besteht kein Zweifel, dass erneuerbare Energien eine glänzende Zukunft vor sich haben. Photovoltaik, Windkraft, Biogas und andere grüne Energieformen werden umweltschädliche und erschöpfte fossile Brennstoffe ersetzen. In Polen und weltweit gewinnen auch geothermische Quellen an Wert. Zu ihren Vorteilen gehören eine gleichmäßige Leistung unabhängig von der Jahreszeit und die Nutzung der flachen Geothermie in Einfamilienhäusern.
Der Hauptnachteil ist die Möglichkeit, Wärme aus dem Erdinneren nicht in allen Bereichen zu nutzen. Der Bau von sehr tiefen Bohrlöchern ist unrentabel, zudem sind die Quellen nicht überall gleich wirksam.Die negative Seite der Geothermie sind die hohen Kosten des gesamten Bohrsystems.
