Geothermie ist eine erneuerbare Energiequelle, die die Wärme aus dem Erdinneren nutzt, um auf ökologische Weise Strom zu erzeugen, Gebäude zu klimatisieren und Warmwasser zu gewinnen. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien oft weniger bekannt Geothermie hat wie Sonne oder Wind vielfältige Anwendungsmöglichkeiten und bietet eine bemerkenswerte Energieeffizienz.
Diese Energie Es wird in speziellen Anlagen, sogenannten Geothermiekraftwerken, gewonnen und verarbeitet. Doch was genau ist ein Geothermiekraftwerk und wie funktioniert es?
Geothermisches Kraftwerk
Ein Geothermiekraftwerk ist eine Stromerzeugungsanlage, die mit Erdwärme betrieben wird. Diese Anlagen, die für die Wärmegewinnung aus dem Untergrund verantwortlich sind, sind im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien unerlässlich, um Wärmeenergie in Strom umzuwandeln, ohne von äußeren Faktoren wie Wetterbedingungen abhängig zu sein.
Was die Umweltauswirkungen betrifft, Kohlendioxidemissionen eines Geothermiekraftwerks Sie sind deutlich geringer als diejenigen, die von fossil befeuerten Anlagen erzeugt werden. Im Durchschnitt setzen sie pro erzeugter kWh nur 45 g CO2 frei, weniger als 5 % der Emissionen herkömmlicher Anlagen.
Geothermie kann jedoch nur begrenzt effizient genutzt werden, da in Gebieten mit hoher geothermischer Aktivität in die Erdkruste gebohrt werden muss. Die Vereinigten Staaten, die Philippinen und Indonesien gehören aufgrund ihrer günstigen geografischen Lage zu den größten Produzenten dieser Energie.
Trotz seines Potenzials wird das geschätzt Nur 6,5 % der weltweiten geometrischen Kapazität werden genutzt, nach Angaben der Geothermal Energy Association.
Geothermische Energieressourcen
Die Wärme aus dem Erdkern wird durch die Erdkruste übertragen, die als Isolator wirkt. Um diese Wärme zu nutzen, ist es notwendig, in die Erde zu bohren, was Infrastruktur wie Pipelines und geothermische Brunnen erfordert.
Insgesamt Mit der Bohrtiefe steigt die Menge der zur Verfügung stehenden Erdwärme und die Nähe zu den Rändern tektonischer Platten, wo die Temperatur am höchsten ist.
Wie funktioniert ein Geothermiekraftwerk?
Der Stromerzeugungsprozess in einem Geothermiekraftwerk basiert auf dem Betrieb in zwei grundlegenden Phasen: dem Geothermiefeld und der Umwandlungsanlage.
Geothermisches Feld
Das geothermische Feld ist der Bereich, in dem der geothermische Gradient am höchsten ist. Normalerweise entspricht es einem begrenzten Grundwasserleiter mit heißem Wasser, das unter undurchlässigen Schichten gespeichert ist, die die Wärme speichern. Dieses geothermische Reservoir ist die Wärmequelle, die zur Stromerzeugung genutzt wird.
Die Brunnen in diesem Feld fördern ein Gemisch aus Wasser und Dampf, das über Rohrleitungen zur Anlage geleitet wird. Der Dampf dient zum Antrieb der Turbinen und des Stromerzeugungssystems.
Generierungsprozess
Der Erzeugungsprozess beginnt mit der Entnahme von Dampf und heißem Wasser aus dem Geothermiereservoir und deren Übergabe an die Anlage. Dort angekommen wird der Dampf durch a von der Flüssigkeit getrennt Zyklonabscheider. Dieser Dampf bringt die Turbinen dazu, sich mit hoher Geschwindigkeit (3.600 Umdrehungen pro Minute) zu drehen und Strom zu erzeugen.
Das überschüssige Wasser wird wieder in das Reservoir eingespritzt, ein Prozess, der die Nachhaltigkeit des Systems gewährleistet. Würde diese Wiedereinspeisung nicht durchgeführt, wäre die Ressource erschöpft und die Energie könnte nicht mehr als erneuerbar betrachtet werden.
Arten von Geothermiekraftwerken
Es gibt drei Haupttypen von Geothermieanlagen:
Trockendampfanlagen
Dieser Pflanzentyp ist der einfachste. Dabei wird dem Untergrund bei Temperaturen über 150 °C direkt Dampf entzogen. Dieser Dampf treibt Turbinen an, die Strom erzeugen.
Flash Steam Plants
In Entspannungsdampfanlagen steigt heißes Wasser unter hohem Druck aus Brunnen auf, und wenn es in Niederdruckreservoirs eingeleitet wird, verdampft ein Teil des Wassers und treibt die Turbinen an.
Binärzyklus-Zentralen
Binäre Kreislaufkraftwerke sind die effizientesten und modernsten. Sie nutzen Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt, um dem Wasser Wärme zu entziehen und so Dampf für die Bewegung der Turbinen zu erzeugen, was den Betrieb mit Flüssigkeiten bei Temperaturen von bis zu 57 °C ermöglicht.
Die Effizienz und geringe Umweltbelastung von binären Kreislaufanlagen machen sie zu den umweltfreundlichsten, da sie weder Dampf noch andere Gase nach außen abgeben.
Die Entwicklung der Geothermietechnologie hat eine bessere Nutzung der unterirdischen Ressourcen ermöglicht, die Nachhaltigkeit des Systems verbessert und die mit der Energieerzeugung verbundenen Emissionen reduziert. Da immer mehr Länder in diese Technologie investieren, wird die Geothermie voraussichtlich eine noch wichtigere Rolle beim Übergang zu sauberen, erneuerbaren Energiequellen spielen.