Energie geotermală

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Centrală geotermală Nesjavellir din Islanda , furnizând apă caldă regiunii Reykjavík

Energia geotermală este energia generată prin intermediul surselor geologice de căldură și este considerată o formă de energie alternativă și regenerabilă . Se bazează pe exploatarea căldurii naturale a planetei Pământ , care are în interiorul ei, începând de la suprafața pământului, un gradient geotermal datorat energiei termice eliberate de procesele naturale de dezintegrare nucleară ale elementelor radioactive precum uraniul , toriul și potasiu , conținut în mod natural în interiorul Pământului ( miez , manta și scoarța terestră ).

Datorită particularității energiei geotermale, această energie poate fi utilizată atât ca sursă de electricitate, cât și ca sursă de căldură, conform procesului de cogenerare . A fost folosit pentru prima dată pentru producerea de energie electrică la 4 iulie 1904 , în Italia , de prințul Piero Ginori Conti , care a experimentat primul generator geotermal din Larderello , Toscana , ulterior au fost create centrale electrice geotermale reale [1] .

Astăzi constituie mai puțin de 1% din producția mondială de energie [2] ; totuși, un studiu [3] realizat de Institutul de Tehnologie din Massachusetts afirmă că energia geotermală potențială conținută pe planeta noastră este de aproximativ 12.600.000 ZJ și că, cu tehnologiile actuale, ar fi posibil să se utilizeze doar 2000 ZJ și, având în vedere că consumul mondial de energie se ridică la un total de 0,5 ZJ pe an, doar cu energie geotermală am putea satisface teoretic nevoile de energie planetară pentru următorii 4000 de ani. [4]

Energiile regenerabile
Energie verde
Biocombustibil
Biomasă
Geotermală
Hidroelectric
Solar
Mareomotor
Mod ondulat
Putere eoliana

Istorie

Cea mai veche piscină cunoscută hrănită de un izvor fierbinte, construită în timpul dinastiei Qin în secolul al III-lea î.Hr.

Izvoarele termale au fost folosite pentru scăldat cel puțin încă din paleolitic. [5] Cel mai vechi centru spa cunoscut este o piscină de piatră din China pe Muntele Lisan construită în timpul dinastiei Qin în secolul al III-lea î.Hr., în același loc în care a fost construit ulterior Palatul Chi Huaqing. În primul secol d.Hr., romanii au cucerit Aquae Sulis , acum Bath , în Somerset în Anglia și și-au folosit izvoarele termale pentru a alimenta băile publice și încălzirea prin pardoseală. Costurile de admitere pentru aceste băi reprezintă probabil prima utilizare comercială a energiei geotermale. Cel mai vechi sistem de încălzire geotermală pentru un cartier a fost instalat în Chaudes-Aigues , Franța și a devenit operațional în secolul al XIV-lea. [6] Prima exploatare industrială a început în 1827 cu utilizarea aburului dintr-un gheizer pentru a extrage acidul boric dintr-un vulcan de noroi de lângă Larderello , Italia .

În 1892, primul sistem de încălzire urbană din SUA din Boise , Idaho , a fost alimentat direct cu energie geotermală și a fost copiat în Klamath Falls , Oregon , în 1900. O fântână geotermală profundă a fost folosită pentru încălzirea serelor din Boise în 1926, iar gheizerele au fost utilizate pentru încălzirea serelor. în Islanda și Toscana cam în același timp. [7] Charlie Lieb a dezvoltat primul schimbător de căldură în fundul unui puț în 1930 pentru a-și încălzi casa. Aburul și apa fierbinte de la gheizer au început să fie utilizate pentru încălzirea locuințelor în Islanda începând cu 1943.

Capacitate electrică geotermală mondială. Linia roșie superioară este capacitatea instalată [8] , linia verde inferioară măsoară producția. [9]

În secolul al XX-lea , cererea de energie electrică a dus la considerarea geotermalei ca o sursă de generare. Prințul Piero Ginori Conti a testat primul generator geotermal pe 4 iulie 1904, în același câmp Larderello unde începuse extracția acizilor geotermali. Acest experiment a condus la aprinderea a cinci [10] becuri . [11] Mai târziu, în 1911 , a fost construită acolo prima centrală geotermală comercială din lume, succesul căreia a dovedit fezabilitatea utilizării energiei geotermale pentru uz industrial. Dezvoltarea în Larderello a continuat și în 1942 uzinele sale au atins o capacitate de 128 MWe [12] . Până în 1958, aceasta a fost prima centrală geotermală industrială din lume, până când Noua Zeelandă a construit una în 1958. În 2012 a produs în jur de 594 de megawați oră. [13] Mai mult, până în anii 40 ai secolului al XIX-lea, aburul de joasă presiune preluat din zona Larderello a fost folosit pentru încălzirea locuințelor, a serelor și a clădirilor industriale [12]

Lordul Kelvin a inventat pompa de căldură în 1852 și Heinrich Zoelly a brevetat, în 1912 , ideea de a o folosi pentru a extrage căldura de pe pământ. [14] Dar acest lucru nu a fost realizat decât la sfârșitul anilor 1940, când pompa de căldură geotermală a fost produsă cu succes. Primul a fost probabil sistemul de schimb direct de 2,2 kW de casă al lui Robert C. Webber, dar sursele nu sunt de acord cu privire la momentul exact al invenției sale. [14] J. Donald Kroeker a proiectat prima pompă de căldură geotermală comercială pentru încălzirea clădirii Commonwealth ( Portland , Oregon ). [15] [16]

A doua țară care a forat puțuri geotermale a fost Japonia în 1919, urmată de SUA în 1929 cu fabrica California Geysers, apoi în 1958 a fost construită o mică uzină geotermală în Noua Zeelandă , urmată anul următor de una în Mexic , iar din 1960 din alte plante din întreaga lume, în principal în Statele Unite [17] .

Profesorul Carl Nielsen , de la Universitatea de Stat din Ohio , a realizat prima sa versiune rezidențială în buclă deschisă la el acasă în 1948. [18] Tehnologia a devenit populară în Suedia , după criza petrolului din 1973 și a crescut încet în toată lumea de atunci. Dezvoltarea conductei de polibutilenă , care a avut loc în 1979, a sporit foarte mult profitabilitatea pompei de căldură. [15]

În 1960, Pacific Gas and Electric a pus în funcțiune prima centrală geotermală de succes din Statele Unite la „The Geysers” din California . [19] Turbina originală a durat mai mult de 30 de ani și a produs 11 MW de putere netă. [20]

Centrala electrică cu ciclu binar a fost prezentată pentru prima dată în 1967 în Uniunea Sovietică și ulterior a fost introdusă în Statele Unite în 1981. [19] Această tehnologie permite generarea de energie electrică din surse la o temperatură mult mai scăzută decât în ​​trecut. În 2006 , o instalație cu ciclu binar din Chena Hot Springs , Alaska , a devenit operațională pentru a produce electricitate de la o temperatură record a fluidului scăzută de 57 ° C. [21]

În 2008, aproximativ 500 de plante geotermale erau active în lume [17] .

Descriere

Principiul geotermal

Centrală geotermală din Filipine

Energia geotermală este o formă de energie exploatabilă care derivă din căldura prezentă în straturile mai adânci ale scoarței terestre . De fapt, pătrunzând adânc în suprafața pământului, temperatura devine treptat mai ridicată , crescând în medie cu aproximativ 30 ° C pe km în scoarța terestră (30 ° C / km și respectiv 80 ° C / 100 km în manta și în nucleu , are valori medii, de fapt, în unele zone, gradienții pot fi găsiți de zeci de ori mai mici sau mai mari). Cu toate acestea, depozitele acestei energii sunt dispersate și la adâncimi atât de mari încât să împiedice exploatarea lor. Pentru extragerea și utilizarea căldurii prinse în Pământ, este necesar să se identifice zonele cu anomalie termică pozitivă în care este concentrată căldura Pământului: rezervorul sau rezervorul geotermal. Pentru a obține o încălzire optimă a caselor sau a serelor, se implementează acțiunea fluidelor cu temperatură scăzută; pe de altă parte, fluidele la temperaturi ridicate sunt utilizate pentru a obține energie electrică.

Există mai multe sisteme geotermale, dar în prezent doar sistemele hidrotermale sunt exploatate la nivel industrial, constând din formațiuni stâncoase permeabile în care ploaia și apa de râu se infiltrează și este încălzită de straturi de roci cu temperatură ridicată. Temperaturile atinse variază de la 50-60 ° C până la câteva sute de grade. Utilizarea acestei energii are avantaje precum inepuizabilitatea într-un timp scurt, dacă este exploatată într-un mod rațional, și mai puțină poluare a mediului înconjurător; o anumită poluare nu este exclusă din cauza posibilei introduceri în zonă a elementelor toxice, cum ar fi sulful , mercurul și arsenicul prezente în fluidele geotermale, din acest motiv zonele geotermale sunt supuse verificărilor de mediu anuale.

Destinat numai producției de energie termică, sistemul geotermic cu entalpie scăzută este cel care exploatează căldura naturală a solului cu ajutorul unei pompe de căldură este capabil să producă energie termică pentru apa caldă menajeră și pentru încălzirea clădirilor.

În unele zone particulare pot exista condiții în care temperatura subsolului este mai mare decât media, fenomen cauzat de fenomene vulcanice sau tectonice . În aceste zone fierbinți, energia poate fi ușor recuperată prin energie geotermală.

Energia geotermală constă în transportul vaporilor care provin din sursele de apă subterane către turbine speciale utilizate pentru producerea de energie electrică și reutilizarea vaporilor de apă pentru încălzirea urbană, cultivarea serelor și termalismul.

Pentru a alimenta producția de vapori de apă, apa rece este adesea utilizată în profunzime, o tehnică care este utilă pentru menținerea constantă a fluxului de abur. În acest fel, este posibil ca turbinele să funcționeze la capacitate maximă și să producă căldură continuu; în acest sens, evoluțiile legate de energia geotermală par a fi foarte promițătoare, care are o distribuție teritorială foarte extinsă din cauza absenței utilizării apei, dar numai a căldurii.

Radioactivitatea naturală a Pământului este cauza energiei geotermale. Fluxul total de căldură către suprafața pământului este estimat la 16 TW, deci, deoarece pământul are o rază medie de 6371 km, puterea geotermală medie produsă este de 32 mW / m². Pentru comparație, iradierea solară medie este, la latitudinile europene, de aproximativ 200 W / m². Puterea este considerabil mai mare în apropierea limitelor fracturilor tectonice, unde crusta este mai puțin groasă. În plus, circulația apei în adâncime poate crește și mai mult puterea termică pe unitate de suprafață.

Producția de energie electrică

Asociația Internațională Geotermală (IGA) a calculat că 10.715 megawatti (MW) de energie geotermală au fost conectați în rețea în 24 de țări și că în 2010 se aștepta să se genereze 67.246 GWh de energie electrică. [22] Aceasta a reprezentat o creștere cu 20% a capacității în rețea comparativ cu 2005. IGA a prezis o creștere de 18.500 MW până în 2015 , grație proiectelor în curs de examinare, adesea legate de zonele considerate anterior a fi subutilizate. [22]

În 2010, Statele Unite au atins poziția de lider mondial în producția de electricitate geotermală cu 3.086 MW de capacitate instalată datorită prezenței a 77 de centrale electrice. [23] Cel mai mare grup de centrale geotermale din lume se află la „The Geysers”, un parc geotermal din California . [24] Filipine este al doilea mare producător cu o capacitate de 1.904 MW. Energia geotermală reprezintă aproximativ 27% din producția de electricitate din Filipine. [23]

Capacitate instalată de electricitate geotermală
Țară Capacitate (MW)
2007 [8]
Capacitate (MW)
2010 [25]
Capacitate (MW)
2020 [26]
Procentaj pe producție
electricitate națională 2010
Procentaj pe producție
geotermală globală 2010
Statele Unite ale Americii 2687 3086 2587 0,3 28.2
Indonezia 992 1197 2131 3.7 10.9
Filipine 1969.7 1904 1928 27 17.4
curcan 38 82 1613 <1
Noua Zeelanda 471.6 628 984 10 5.7
Mexic 953 958 906 3 8.7
Kenya 128,8 167 824 11.2 1.5
Italia 810.5 843 797 1.5 7.7
Islanda 421.2 575 756 30 5.2
Japonia 535.2 536 525 0,1 4.9
Costa Rica 162,5 166 262 14 1.5
El Salvador 204.2 204 204 25 1.9
Nicaragua 87.4 88 153 10 <1
Iran 250 250 2.3
Rusia 79 82 74 <1
Papua Noua Guinee 56 56 56 <1
Guatemala 53 52 49 <1
Germania 8.4 6.6 40 <1
Chile 40 <1
Honduras 39 <1
Portugalia 23 29 29 <1
China 27,8 24 <1
Franţa 14.7 16 16 <1
Croaţia 10 <1
Etiopia 7.3 7.3 7 <1
Austria 1.1 1.4 1 <1
Australia 0,2 1.1 0 <1
Tailanda 0,3 0,3 0 <1
TOTAL 9.981,9 10.959,7 14.050,0

Centralele geotermale au fost dezvoltate în mod tradițional în zonele vulcanice, caracterizate prin disponibilitatea resurselor geotermale la temperatură ridicată în apropierea suprafeței sau care apar la suprafață. Dezvoltarea centralelor electrice cu ciclu binar și îmbunătățirea capacității de foraj și a tehnologiei miniere au făcut posibilă extinderea zonelor geografice în care este posibilă utilizarea acestui tip de energie. [27] Proiectele demonstrative sunt operaționale în Landau-Pfalz , Germania și Soultz-sous-Forêts , Franța , în timp ce o încercare a început la Basel , Elveția , a fost închisă după provocarea cutremurelor . Alte proiecte demonstrative sunt în construcție în Australia , Regatul Unit și Statele Unite ale Americii. [28]

Eficiența centralelor geotermale cu entalpie medie și joasă este de aproximativ 10-23%, deoarece fluidele geotermale nu ating temperaturile ridicate ale aburului din cazane, spre deosebire de Larderello, unde producția are loc cu abur natural. Ca și în cazul tuturor generatoarelor de electricitate bazate pe exploatarea unei surse de căldură, legile termodinamicii limitează eficiența motoarelor termice în extragerea energiei utile. La mașinile termice, căldura uzată, în loc să fie dispersată, poate fi utilizată direct și local, de exemplu în sere , gaterele și pentru încălzirea centralizată . Deoarece energia geotermală nu se bazează pe surse variabile de energie, spre deosebire, de exemplu, de energia eoliană sau solară , factorul de capacitate poate fi destul de mare. S-a dovedit a fi de până la 96%. [29] Media globală a fost de 73% în 2005.

Tipologia surselor geotermale

Sursele geotermale pot fi împărțite în trei tipuri:

  • surse hidrotermale: sursa se află la adâncimi nu excesive (1000-2000 m) și în funcție de presiune poate fi clasificată ca sursă geotermală dominantă de abur sau apă
  • izvoare geopresurizate: sursa este situată la adâncimi mai mari (3000-1000 m), iar apa conținută în acestea este la presiuni ridicate (1000 atm) și la o temperatură de 160 ° C
  • izvoare petrotermale: sursa este situată la adâncimi mai mari decât cele anterioare și este compusă din roci fierbinți (fără apă). Aproximativ 85% din resursele geotermale sunt de acest tip, dar sunt, de asemenea, dificil de exploatat din cauza absenței apei.

Cheltuieli

Defalcare estimată a costurilor pentru construirea / dezvoltarea unei centrale geotermale cu o capacitate de 50 MWE

Dezvoltarea unui câmp geotermal necesită o utilizare inițială ridicată a capitalului, urmată de un cost de funcționare relativ scăzut.

Evaluarea economică a acestei dezvoltări implică luarea în considerare a unui anumit număr de factori: topografia și zona geografică unde se construiește planta, geologia rezervorului geotermal și evaluarea acesteia și în final tipul de plantă care urmează să fie construită. Majoritatea costurilor (46,58%) sunt absorbite de construcția uzinei construite în mare parte cu oțeluri speciale, urmată de costul forării puțurilor de dezvoltare și explorare (42,1%), cel pentru construcția conductelor pentru transportul aburului către centrale (6,85%), conexiunile cu liniile de distribuție a energiei electrice (2,74%), costurile rămase sunt distribuite între activitățile de explorare geologică și geofizică, practicile pentru obținerea și gestionarea autorizațiilor guvernamentale [30]

Avantaje și dezavantaje

Din punctul de vedere al producerii de electricitate, energia geotermală permite extragerea unei cantități mari de energie curată și regenerabilă din forțele naturale, dacă este evaluată într-un timp scurt [31] .

Un alt avantaj este posibila reciclare a deșeurilor, favorizând economiile. Forajul este cel mai mare cost; în 2005, energia geotermală a costat între 50 și 150 de euro pe MWh, dar se pare că acest cost a scăzut la 50-100 de euro pe MWh în 2010 și a scăzut la 40-80 de euro pe MWh în 2020. [32]

De asemenea, în ceea ce privește generarea de energie termică, geotermala (entalpia scăzută) are numeroase avantaje: economie, mediu, siguranță, disponibilitate și arhitectură.

Sursa geotermală primește în special două critici:

  • Mirosul neplăcut tipic al ouălor putrede în zonele termice cauzat de hidrogen sulfurat poate scăpa și din centralele geotermale, dacă acest lucru este prezent ca o urmă în lichide. O problemă tolerată în general în cazul siturilor termice, dar deosebit de adversă pentru populația rezidentă în apropierea unei centrale geotermale. Problema poate fi rezolvată prin instalarea unor sisteme speciale de reducere.
  • Impactul extern al centralelor geotermale poate duce la unele probleme peisagistice. De fapt, planta arată ca o încurcătură de țevi antiestetice. Cu toate acestea, o imagine care nu este departe de cea a multor alte situri industriale sau fabrici. Problema peisajului poate fi ușor rezolvată prin combinarea abordării funcționale a proiectelor de inginerie cu cea a unei arhitecturi care respectă peisajul și simțul estetic comun.

Centrale geotermale

Geotermale centrale au fost create pentru exploatarea căldurii geotermale. Fluxul de abur care vine din subsol, fie liber, fie canalizat prin foraj geologic în profunzime, produce o forță care să facă o turbină să se miște; energia mecanică a turbinei este transformată în cele din urmă în electricitate prin intermediul unui alternator .

Sistemele geotermale pot fi dominate de abur, atunci când temperatura ridicată determină formarea de acumulări de vapori, sau dominată de apă, dacă apa rămâne lichidă. În primul caz, energia geotermală poate fi utilizată pentru a produce electricitate prin trimiterea aburului, prin conductele de abur, către o turbină conectată la un generator de energie. Dacă fluidul nu atinge o temperatură suficient de ridicată, apa fierbinte poate fi utilizată pentru producerea de căldură, de exemplu în sistemele de încălzire urbană .

Difuzie

In lume

Centrală geotermală Nesjavellir din Islanda .

Energia geotermală este averea energetică a Islandei , unde 85% din locuințe sunt încălzite cu această sursă de energie [32] . Marea insulă a Atlanticului de Nord își bazează întreaga existență pe echilibrul natural dintre prezența apei calde în adâncime și atmosfera externă sub zero.

Cel mai mare complex geotermal din lume este situat în Italia pe Monte Amiata (uzina are un potențial de 1400 MW , suficient pentru a satisface cerințele energetice ale zonei din jurul său), în municipiul Piancastagnaio din Toscana.

În Africa , Kenya și Etiopia au construit centrale geotermale.

Se estimează că douăzeci de țări din lume au proiecte de dezvoltare geotermală.

Se estimează că douăzeci de țări din lume au proiecte de dezvoltare geotermală.

Se estimează că douăzeci de țări din lume au proiecte de dezvoltare geotermală. [32]

Google a investit, de asemenea, în a treia generație geotermală [33] , bazată pe foraje profunde pentru a ajunge la punctele fierbinți din crustă, chiar și din zone care nu sunt în mod natural termice.

Puterea electrică geotermală instalată
Țară Putere (MW)
2007 [8]
Putere (MW)
2010 [25]
Procent
de producție
naţional
Statele Unite 2687 3086 0,3%
Filipine 1969.7 1904 27%
Indonezia 992 1197 3,7%
Mexic 953 958 3%
Italia 810.5 842 1,5%
Noua Zeelanda 471.6 628 10%
Islanda 421.2 575 30%
Japonia 535.2 536 0,1%
Iran 250 250
El Salvador 204.2 204 25%
Kenya 128,8 167 11,2%
Costa Rica 162,5 166 14%
Nicaragua 87.4 88 10%
Rusia 79 82
curcan 38 82
Papua Noua Guinee 56 56
Guatemala 53 52
Portugalia 23 29
China 27,8 24
Franţa 14.7 16
Etiopia 7.3 7.3
Germania 8.4 6.6
Austria 1.1 1.4
Australia 0,2 1.1
Tailanda 0,3 0,3
TOTAL 9.981,9 10.959,7

In Italia

De la începutul secolului al XX-lea, Italia a exploatat căldura Pământului pentru a produce electricitate prin construirea centralelor geotermale capabile să exploateze puterea aburului.

În Italia, producția de energie electrică din geotermie este puternic concentrată în Toscana (Pisa, Siena și Grosseto). Câmpurile naturale de abur din Toscana produc anual peste 14,4 P J de energie electrică în centralele toscane din Larderello (Pisa) și Radicondoli (Siena).

Prima centrală geotermală construită în lume se află în Larderello: primele experimente ale prințului Piero Ginori-Conti datează din 1904 când, pentru prima dată, energia produsă de acea centrală a permis aprinderea a patru becuri. Plantele Larderello au o origine datată cu mult înainte de mijlocul secolului al XIX-lea. Vaporii care veneau din subsol erau o alternativă valabilă la mașinile industriale cu abur inovatoare ale vremii și aveau avantajul de a nu folosi cărbune scump pentru alimentarea cazanelor. Acesta a fost un avantaj care nu a trecut neobservat de antreprenorii toscani de la începutul secolului al XX-lea.

Producția de energie electrică din energie geotermală este o tradiție toscană care merge până în zilele noastre și care plasează regiunea Toscanei pe primul loc pentru exploatarea energiei regenerabile din surse geotermale din Italia. Nu întâmplător, Larderello găzduiește Muzeul Geotermal dedicat istoriei energiei geotermale și dezvoltărilor sale industriale.

Până în prezent, în Toscana există mai mult de 30 de centrale electrice alimentate cu fluid endogen preluat direct din subsol prin fântâni similare cu cele pentru petrol, dezvoltarea și îmbunătățirea acestor centrale este continuă și neîncetat, studii recente privind instalarea turbinele au îmbunătățit semnificativ performanța multor grupuri.

Toate centralele electrice prezente în zonele geotermale toscane sunt echipate cu sisteme eficiente de reducere a gazelor prezente împreună cu aburul (în special hidrogen sulfurat), care, deși sunt mult sub limitele legale, sunt încă demolate pentru a păstra calitatea gazului cât mai sus posibil. 'aer.

Prima centrală din lume care a combinat două surse regenerabile, și anume energia geotermală și biomasa, tocmai a fost înființată în valea Cornia . De fapt, în această zonă exista deja o centrală geotermală de 20 MW care, datorită construcției noi centrale, nu au avut suficient abur pentru a-și produce puterea maximă, construirea unei centrale electrice dezafectate adiacente celei încă în funcțiune a fost astfel refolosită, pentru a construi un cazan cu așchii de lemn, care supraîncălzește aburul înainte de a-l introduce în deja activ centrală electrică, crescând astfel producția de peste 6 MW.

Geotermă cu entalpie scăzută

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Centrală geotermală și geotermală cu entalpie scăzută din Ferrara .

Energia geotermală cu entalpie scăzută folosește subsolul ca rezervor de căldură. În lunile de iarnă, căldura este transferată la suprafață, invers vara, căldura în exces, prezentă în clădiri, este dată la sol. Această operațiune este posibilă de pompele de căldură , motoare pe care le cunoaștem cu toții în cea mai răspândită formă reprezentată de frigidere . Plantele de acest tip nu necesită condiții de mediu deosebite, de fapt nu exploatează nici izvoare naturale de apă fierbinte, nici zone în care solul are temperaturi mai ridicate decât media datorită unui gradient geotermal mai mare. Ceea ce exploatează această tehnologie este temperatura constantă pe care o are solul pe tot parcursul anului. În mod normal, deja la o adâncime de un metru, este posibil să aveți aproximativ 10-15 ° C.

În acest moment se folosește pompa de căldură care exploatează diferența de temperatură dintre sol și exterior pentru a absorbi căldura din sol și a o face disponibilă pentru uz uman. Cu cât această diferență este mai mare, cu atât randamentul este mai bun. Pompa de căldură are nevoie de energie electrică pentru a funcționa (în condiții medii, fiecare 3 kWt puse la dispoziție consumă 1 kWe). Pentru a face sistemul mai compatibil din punct de vedere ecologic și mai autosuficient din punct de vedere energetic, acesta poate fi combinat cu un sistem fotovoltaic care va produce energia necesară pentru alimentarea pompei de căldură. Același sistem poate fi folosit pentru răcirea clădirilor prin rularea pompei de căldură în sens invers, absorbind astfel căldura de pe suprafață și transferând-o în subsol.

Alternarea funcționării de vară / iarnă face posibilă răcirea semnificativă a pământului în care se află sondele. Una dintre primele centrale construite în Italia, care integrează geotermale cu fotovoltaice și solare termice, a fost construită în Porretta Terme . În urma unei finanțări europene, Centrul CISA a inaugurat în martie 2008 uzina care alimentează Centrul Civic local - Centrul pentru vârstnici deținut de municipalitate.

La Ferrara , 42% din energia distribuită de rețeaua de termoficare a orașului a fost produsă în 2011 [34] de către centrala geotermală din Cassana , care exploatează prezența în subsol a unei anomalii geotermale cu apă la temperatura de aproximativ 100 ° C la adâncime relativ scăzută, exploatabil prin puțuri special forate. [35]

Sonde geotermale

Pentru a transfera căldura de la sol, se utilizează sonde geotermale: tuburi în formă de U realizate din materiale cu transmitanță termică ridicată prin care trece un lichid care absoarbe căldura și îl aduce la suprafață sau subteran. Sondele pot fi de trei tipuri:

  • vertical
  • orizontală
  • compact

În primul caz, sonda coboară în sol mergând spre temperaturi mai ridicate și necesitând utilaje speciale pentru carotarea solului; în al doilea caz este necesar un teren suficient de plat în care țevile să fie așezate în urma unei simple săpături la o adâncime nu prea mare, dar și pe fundul unui lac artificial sau natural, exploatând, în acest caz, căldura apei.

În al treilea caz, sondele sunt realizate folosind structuri orizontale sau verticale încorporate în pământ la adâncimi variind între 4 și 8 metri, schimbând căldura prin suprafețe ridicate realizate folosind soluții structurale speciale.

Curiozitate

Cartea Recordurilor Guinness din 1988 raporta: «departamentul de foraj din Enel di Larderello, în Sasso Pisano, provincia Pisa, a efectuat forarea unei fântâni geotermale care a atins, la 3 decembrie 1979, adâncimea maximă de 4093 m. Fântâna numită "Sasso 22" a fost construită între 8 martie 1978 și 24 ianuarie 1980 dintr-un punct situat la 415 m slm ».

Il pozzo per ricerca geotermica più in alto al mondo è iniziato nel gennaio 2012 e attualmente è in perforazione in Cile nel "Volcan Olca" a 5167 m slm

Note

  1. ^ The Celebration Of The Centenary Of The Geothermal-Electric Industry Was Concluded In Florence On December 10th, 2005 in IGA News #64, April - June 2006. Publication of UGI/Italian Geothermal Union.
  2. ^ January 2007IEA Fact sheet: "Renewables in Global Energy Supply" .
  3. ^ MIT - The Future of Geothermal Energy (14 MB PDF file) Archiviato il 10 marzo 2011 su wayback.archive-it.org URL di servizio di archiviazione sconosciuto .
  4. ^ Si veda anche pag. 7-10 in Ruggero Bertani, Geothermal Energy: An Overview On Resources And Potential - Proceedings of the International Conference on National Development Of Geothermal Energy Use, 2009> online
  5. ^ Raffaele Cataldi, Review of historiographic aspects of geothermal energy in the Mediterranean and Mesoamerican areas prior to the Modern Age ( PDF ), in Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin , vol. 18, n. 1, Klamath Falls, Oregon, Oregon Institute of Technology, agosto 1992, pp. 13–16. URL consultato il 1º novembre 2009 .
  6. ^ John W. Lund, Characteristics, Development and utilization of geothermal resources ( PDF ), in Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin , vol. 28, n. 2, Klamath Falls, Oregon, Oregon Institute of Technology, giugno 2007, pp. 1–9. URL consultato il 16 aprile 2009 .
  7. ^ Mary H. Dickson e Mario Fanelli, What is Geothermal Energy? , Pisa, Italy, Istituto di Geoscienze e Georisorse, febbraio 2004. URL consultato il 17 gennaio 2010 (archiviato dall' url originale il 26 luglio 2011) .
  8. ^ a b c Ruggero Bertani , World Geothermal Generation in 2007 ( PDF ), in Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin , vol. 28, n. 3, Klamath Falls, Oregon, Oregon Institute of Technology, settembre 2007, pp. 8–19. URL consultato il 12 aprile 2009 .
  9. ^ Ingvar B. Fridleifsson, Ruggero Bertani, Ernst Huenges, John W. Lund, Arni Ragnarsson, Ladislaus Rybach, The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change - IPCC Scoping Meeting on Renewable Energy Sources ( PDF ), Lubecca, O. Hohmeyer and T. Trittin, 11 febbraio 2008, pp. 59–80. URL consultato il 6 aprile 2009 (archiviato dall' url originale l'8 marzo 2010) .
  10. ^ Quasimodonline per una scuola più coinvolgente , su quasimodonline.altervista.org . URL consultato il 30 maggio 2019 .
  11. ^ Tiwari, GN; Ghosal, MK, Renewable Energy Resources: Basic Principles and Applications , Alpha Science, 2005, ISBN 1-84265-125-0 .
  12. ^ a b EREC , p. 208 .
  13. ^ DOI : 10.1126/science.1235640
  14. ^ a b M. Zogg, "History of Heat Pumps Swiss Contributions and International Milestones ( PDF ), in 9th International IEA Heat Pump Conference, Zürich, Switzerland, 20–22 May 2008.
  15. ^ a b R. Gordon Bloomquist, Geothermal Heat Pumps, Four Plus Decades of Experience ( PDF ), in Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin , vol. 20, n. 4, Klamath Falls, Oregon, Oregon Institute of Technology, dicembre 1999, pp. 13–18. URL consultato il 21 marzo 2009 .
  16. ^ J. Donald Kroeker e Ray C. Chewning, A Heat Pump in an Office Building , in ASHVE Transactions , vol. 54, febbraio 1948, pp. 221–238.
  17. ^ a b EREC , p. 209 .
  18. ^ Robert Gannon, Ground-Water Heat Pumps – Home Heating and Cooling from Your Own Well , in Popular Science , vol. 212, n. 2, Bonnier Corporation, febbraio 1978, pp. 78–82. URL consultato il 1º novembre 2009 .
  19. ^ a b J. Lund, 100 Years of Geothermal Power Production ( PDF ), in Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin , vol. 25, n. 3, Klamath Falls, Oregon, Oregon Institute of Technology, settembre 2004, pp. 11–19. URL consultato il 13 aprile 2009 .
  20. ^ Lynn McLarty e Marshall J. Reed, The US Geothermal Industry: Three Decades of Growth ( PDF ), in Energy Sources, Part A , vol. 14, n. 4, 1992, pp. 443–455, DOI : 10.1080/00908319208908739 (archiviato dall' url originale il 4 marzo 2012) .
  21. ^ K. Erkan, G. Holdmann, W. Benoit e D. Blackwell, Understanding the Chena Hot flopë Springs, Alaska, geothermal system using temperature and pressure data , in Geothermics , vol. 37, n. 6, 2008, pp. 565–585, DOI : 10.1016/j.geothermics.2008.09.001 .
  22. ^ a b GEA , p. 4
  23. ^ a b GEA , pp. 4–6
  24. ^ M. Ali Khan, The Geysers Geothermal Field, an Injection Success Story ( PDF ), Annual Forum of the Groundwater Protection Council, 2007. URL consultato il 25 gennaio 2010 (archiviato dall' url originale il 26 luglio 2011) .
  25. ^ a b Alison Holm, Geothermal Energy:International Market Update ( PDF ), Geothermal Energy Association, maggio 2010, p. 7. URL consultato il 24 maggio 2010 .
  26. ^ STATISTICHE SULLA CAPACITÀ RINNOVABILE 2021 pag. 50
  27. ^ Jefferson W. Tester, et al., The Future of Geothermal Energy ( PDF ), Impact of Enhanced Geothermal Systems (Egs) on the United States in the 21st Century: An Assessment, Idaho Falls, Idaho National Laboratory,Massachusetts Institute of Technology , 2006, pp. 1–8 to 1–33 (Executive Summary), ISBN 0-615-13438-6 . URL consultato il 7 febbraio 2007 (archiviato dall' url originale il 10 marzo 2011) .
  28. ^ Ruggero Bertani , Geothermal Energy: An Overview on Resources and Potential ( PDF ), in Proceedings of the International Conference on National Development of Geothermal Energy Use, Slovakia, 2009.
  29. ^ John W. Lund, The USA Geothermal Country Update , in Geothermics , vol. 32, 4–6, 2003, pp. 409–418, DOI : 10.1016/S0375-6505(03)00053-1 .
  30. ^ Stime del 2009 per un tipico impianto geotermale della potenza di 50 MWe in p. 19 US Department of Energy (DOE) Geothermal Technologies Program (GTP), 2008 Geothermal Technologies Market Report - July 2009
  31. ^ Il continuo sfruttamento di una sorgente geotermica può teoricamente indurre localmente, nell'intorno dei pozzi di sfruttamento, una riduzione del valore di anomalia positiva termica, tuttavia gli impianti di Larderello testimoniano della resistenza del tempo dell'anomalia termica
  32. ^ a b c Il geotermico diventa sempre più competitivo , Ecosportello, anno 4, n. 16, 3-9-2008.
  33. ^ Google investe 10 milioni di dollari nel geotermico di terza generazione , Ecosportello, anno 4, n. 16, 3-9-2008.
  34. ^ Dati teleriscaldamento Ferrara ( PDF ), su comune.fe.it .
  35. ^ Piano energetico regionale - Risorse Geotermiche Archiviato il 13 maggio 2014 in Internet Archive .

Bibliografia

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 12997 · LCCN ( EN ) sh85054271 · GND ( DE ) 4020285-9 · NDL ( EN , JA ) 00573052