science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat is de toekomst van aardwarmte?

©iStockphoto.com/Thinkstock

De toekomst van aardwarmte kan in één woord worden samengevat:Meer.

Geothermische energie wordt vaak beschouwd als de derde of vierde belangrijkste bron van hernieuwbare energie, achter zonne, wind, en hydro. Direct, het is goed voor slechts een klein deel van 's werelds stroomcapaciteit - in 2010, het was goed voor slechts ongeveer 10, 709,7 MW geïnstalleerd vermogen - maar analisten verwachten dat geothermische centrales zich in een snel tempo over de hele wereld zullen verspreiden.

De technologie is relatief eenvoudig; de basis wordt al jaren begrepen. In feite, de eerste commerciële geothermische energiecentrale werd gebouwd in Larderello, Italië 100 jaar geleden, in 1911. Zoals je je herinnert van de natuurkundeles op de basisschool, warmte wordt voortdurend gegenereerd door een laag magma onder de aardkorst. Die warmte stijgt naar de oppervlakte; het is het heetst boven actieve vulkanische gebieden en de seismisch actieve plekken tussen tektonische platen.

Hoewel er verschillende soorten geothermische energiecentrales zijn, ze doen allemaal hetzelfde:ze vangen opstijgende stoom of heet water op en gebruiken het om een ​​elektrische generator aan te drijven.

De reden dat aardwarmte naar verwachting in de toekomst een belangrijke rol gaat spelen, is dat we hierin steeds beter worden:we boren nu steeds efficiënter aardwarmte, waardoor er meer energie in elke plant kan worden vastgelegd.

Ingenieurs hebben ook 'binaire cyclus'-installaties ontworpen en verbeterd die geen emissies afgeven, behalve waterdamp. Zie je, traditionele 'droge stoom' geothermische centrales stoten broeikasgassen uit - zeker, ze stoten slechts 1/8e van die van kolencentrales uit, maar het zijn toch emissies. Droge stoominstallaties maken rechtstreeks gebruik van de stoom die uit een hydrothermische convectiezone komt, en sommigen ontsnappen onvermijdelijk. Binaire kringloopinstallaties creëren een gesloten systeem dat warm water door een warmtewisselaar laat lopen die een andere vloeistof opwarmt, zoals isobutaan, dat kookt bij een lagere temperatuur dan water. Het warme water wordt dan weer ondergronds gestuurd, terwijl de isobutaan de generator laat draaien.

Geothermie wordt ook goedkoper, naarmate de technologie verbetert. Volgens de Union of Concerned Scientists, sinds 1980, de exploitatiekosten van geothermische centrales zijn met maar liefst 50% gedaald. Op sommige markten, koopkracht van geothermische centrales zal binnenkort net zo goedkoop zijn als van de veel vuilere tegenhangers van fossiele brandstoffen.

Maar de grootste opdoemende technologie wordt Enhanced Geothermal Systems genoemd. Zien, vanaf nu, slechts ongeveer 10% van het wereldoppervlak is geschikt voor de productie van geothermische energie. Dat komt omdat je hydrothermische convectiesystemen nodig hebt - plaatsen waar heet water of stoom naar de oppervlakte borrelt en vervolgens weer naar beneden zakt. Als we echt gaan profiteren van het potentieel van geothermie, we moeten dieper water gaan injecteren, in 'hot dry rock'-gebieden.

Waarom zouden we ons met zoiets willen bemoeien? We zullen, zoals de USUCS opmerkt, De hoeveelheid warmte binnen 10, 000 meter (ongeveer 33, 000 voet) van het aardoppervlak bevat 50, 000 keer meer energie dan alle olie- en aardgasbronnen in de wereld."

Dat is waarom.

Er is een groot aantal onderzoekers die deze technologie ijverig nastreven -- het Amerikaanse ministerie van Energie, Google, en, natuurlijk, gevestigde belangen in de geothermische industrie. Er zijn valkuilen, om zeker te zijn -- er is bezorgdheid dat dergelijk boren seismische activiteit zal veroorzaken, net zoals fracking is aangetoond (hoewel er geen schadelijke chemicaliën in onze watervoerende lagen hoeven te worden gestraald, dankbaar). Maar de mate waarin is aangetoond dat het problemen veroorzaakt, wordt door wetenschappers inderdaad als vrij minimaal beschouwd, en de ontwikkeling van EGS zou werkelijk enorme nieuwe winkels met schone, hernieuwbare energie.

Eindelijk, er is veel opwindend gepraat over het hergebruiken van oude, uitgeputte gas- en oliebronnen als geothermische centrales -- die putten zouden kunnen dienen als relatief gemakkelijke infrastructuur om opnieuw te gebruiken als schone geothermische operaties, in tegenstelling tot het boren van gloednieuwe.

Duidelijk, geothermie heeft een behoorlijk serieus potentieel. Door te proberen te voorspellen hoe een toekomst met schone energie eruitziet, sommige, zoals de cleantech-wizz Saul Griffith, figuur geothermie zal uiteindelijk goed zijn voor ongeveer 1/6e van 's werelds stroomvoorziening. anderen, zoals het IPCC, denk dat het zal klokken op 4%. Hoe dan ook, het zal een integraal onderdeel zijn van de mix van hernieuwbare energie die de wereld aandrijft, als fossiele brandstoffen uit het zicht verdwijnen.