energia geotermalna.rtf

Energia geotermalna

Ogólnie mówiąc jest to energia którą uzyskuje się wykorzystując cieplną energię wnętrza ziemi szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie  aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna.

Energię tę zliczamy do kategorii energii odnawialnej, bo jej źródło - gorące wnętrze kuli ziemskiej - jest praktycznie niewyczerpalne. Temperatura wnętrza Ziemi zmienia się wraz z głębokością i począwszy od jej powierzchni wzrasta o ok. 30°C na każdym kilometrze. Na granicy skorupy i płaszcza, około 100 km pod powierzchnią Ziemi, temperatura wynosi niecałe 1000°C. Najwięcej ciepła nagromadzone jest w jądrze Ziemi, gdzie temperatura sięga od 4000 do 4500°C.

Energię ciepła Ziemi pozyskujemy głównie poprzez wykorzystanie wód geotermalnych, które występują na głębokości od kilku do kilkunastu km pod powierzchnią ziemi. Ich wydobycie jest ekonomicznie opłacalne do głębokości 3 km. Temperatury dochodzą tam nawet do 200°C, a woda występuje pod postacią gorącej pary. Sposób wykorzystania wód termalnych do różnych celów zależy od ich temperatury. Do produkcji energii elektrycznej wykorzystuje się wody w postaci pary o bardzo wysokiej temperaturze - powyżej 150°C. Wody o niższej temperaturze stosuje się głównie do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń, hodowli szklarniowej oraz w kąpieliskach i balneologii.

Sposób działania elektrociepłowni  geotermalnej:

Do wnętrza ziemi pod dużym ciśnieniem wtłaczana jest zimna woda na głębokość około 3000m. Tam przepływając przez rezerwuar pod wpływem ciepła generowanego przez wnętrze Ziemi ogrzewa się. Następnie jest wydobywana na powierzchnię ziemi i oddaje swoje ciepło wymiennikowi,  który już trafia do obiegu. Następnie woda wykorzystywana jako nośnik ciepła jest z powrotem wtłaczana w głąb rezerwuaru. Rysunek 1  przedstawia schemat działania takiej elektrowni w której obieg jest zamknięty. Występuje również inny rodzaj elektrowni w której cykl jest otwarty co oznacza ,że woda wstrzykiwania w głąb skał jest na powierzchni bezpośrednio wykorzystywana np. do ogrzewania mieszkań. Najbardziej praktyczny jest jednak cykl zamknięty, ponieważ ciepło pozostające w nośniku, już po jego wymianie na powierzchni, nie jest tracone, lecz zachowywane, co oznacza najbardziej sprawny energetycznie proces spośród tu wymienionych.

Energia geotermalna w Polsce

Polska, pomimo że leży poza obszarami wulkanicznymi, również posiada bogate złoża energii geotermalnej. Ponad 80% powierzchni naszego kraju zajmują baseny geostrukturalne z licznymi zbiornikami wód geotermalnych. Największe zasoby wód podziemnych występują w basenach: szczecińsko-łódzkim i grudziądzko-warszawskim. Najbardziej obiecujący wydaje się być basen podhalański, gdzie wody maja małe zasolenie, temperaturę 35-120°C i duże ciśnienie na wypływie. Jednak problemem przy ich pozyskaniu są utrudnienia techniczno-geologiczne.

Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje osiem geotermalnych zakładów ciepłowniczych:

Bańska Niżna (4,5 MJ/s, docelowo 70 MJ/s),

Pyrzyce (15 MJ/s, docelowo 50 MJ/s),

Stargard Szczeciński (14 MJ/s)

Mszczonów (7,3 MJ/s),

Uniejów (2,6 MJ/s),

Słomniki (1 MJ/s).

Lasek (2,6 MJ/s)

Klikuszowa (1 MJ/h)

Energetykę geotermalną w Polsce omówimy na przykładzie elektrociepłowni w Pyrzycach. Jest to niewielkie miasteczko położone 46km od Szczecina. Zanim narodziła się idea wybudowania tam geociepłowni energie do ogrzewania budynków  uzyskiwano  za pomocą małych kotłowni węglowych, które zużywały około 30 tys. ton opału rocznie. W roku 1992 rozpoczęto budowę opartej na nowoczesnych technologiach ciepłowni geotermalno-gazowej. Obecnie zakład ten funkcjonuje bardzo efektywnie o mocy szczytowej 48MW i pokrywa około 60% zapotrzebowania na energię miasta i okolic. Jednak największe korzyści  wynikają z racji zmniejszenia negatywnego wpływu uzyskiwania energii na środowisko.

Wpływ wykorzystania energii geotermalnej:

Ř              Znaczne zmniejszenie emisji do atmosfery trujących gazów co przedstawia tabela powyżej Przedstawione w tabeli wyniki obejmują skale emisji zanieczyszczeń jakie zalegały nad miastem i okolicami w formie pyłów i kwaśnych deszczy)

Ř              Wyraźny spadek zachorowań ludności na choroby górnych dróg oddechowych i astmę

Ř              Poprawa estetyki miasta (pozbycie się opadów pyłów i sadzy o blisko; 15tys ton zmniejszyła się ilosc składowanych popiołów i żużli)

Ř              Wyrazna poprawa czystości wód powierzchniowych;

Energia geotermalna na świecie

Na świecie ok. 40 krajów zużywa energii goetermalnej na potrzeby inne niż produkcja energii elektrycznej co daje sumaryczną wartość 11 400 MW. Największymi odbiorcami ciepła z energii geotermalnej są Japonia, Chiny, Węgry, b r. ZSRR, Islandia i USA. W Europie warto zwrócić uwagę na Islandię, aż 85% zapotrzebowania na ciepło pochodzi z energii  geotermalnej i pokrywa aż 46% energii pierwotnej kraju.

Islandia jest położona na grzbiecie Śródatlantyckim leży na granicach dwóch płyt tektonicznych to położenie daje temu niewielkiemu krajowi dostęp do ogromnego bogactwa odnawialnych zasobów energii. Tutejsze wody geotermalne osiągają temperaturę około 280 stopni co pozwala na nie tylko wykorzystanie jej do ogrzewania wody ale również dla wytwórczości energii elektrycznej. Największa tego typu elektrownia znajduje się w Nesejavellir i wytwarza ona prąd który zasila stolicę Islandii Rejkiawik.Jej moc wynosi 90MW energii elektrycznej oraz 200MW energii cieplnej.

Literatura

1.              Kotowski W. : „Energia pod lawą” Aeroenergetyka, 3/2007r

2.              Lipiński K. 2001: „Wpływ wykorzystania energii geotermalnej na stan środowiska naturalnego gminy Pyrzyce”

3.              Szumiec-Presch B. : „Polskie wody geotermalne”

4.              Oficjalna strona Geotermii Pyrzyce:  http://www.inet.com.pl/geotermia/index.htm

5.              Wikipedia-wolna encyklopedia: http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_geotermalna