Energia Geotermala - Utilizari ale surselor geotermale in Romania

Energia Geotermala

1.Introducere :

Energia geotermala este termenul folosit pentru a descrie energia caldurii provenita de la rocile si fluidele subterane. Numele sau provine dintr-o combinatie a doua cuvinte antice grecesti : "geo" care inseamna "pamant" si "term" care inseamna "caldura".

Energia geotermala e o forma de energie regenerabila. Sursa acestei calduri este in adancul scoartei terestre, unde temperatura depaseste 6000^oC, ca rezultat natural al descompunerii miezului materialelor radioactive.

Rocile topite (magma), aburii sau apa din adancul pamantului, la presiuni si temperature ridicate, incearca continuu sa iasa la suprafata. In unele parti ale globului, acolo unde stratul de la suprafata este crapat sau subtire, reusesc.

Portiuni din scoarta terestra care prezinta o activitate geotermala intense sunt limitate de asa numitele "cordoane", unde crusta pamantului e foarte subtire. Aceste "cordoane" apar in zone unde fie este un Vulcan, fie o activitate seismica. In aceste regiuni, crapaturile aparute in stratul exterior al pamantului permit caldurii din interiorul pamantului sa iasa la suprafata. Daca apa gaseste drum in jos printre aceste fisuri, ajungand langa magma, poate fierbe si va fi expulzata afara dand nastere gheizerelor, apelor fierbinti. Se poate intampla ca apa sa ramana in adancurile solului. Aceasta "colectie" naturala de ape fierbinti se numeste sursa geotermala.

2.Scurt istoric

Cum au folosit in trecut oamenii energia geotermala?

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit apele geotermale care tasneau la suprafata pamantului sub forma de izvoare calde. Cea mai veche utilizare a fost , desigur, relaxarea in apele calde. Dar in timp I s-au gasit alte utilizari. Romanii de exemple, au folosit apele geotermale pentru a trata boli de piele si ale ochilor si la Pompei pentru incalzirea locuintelor. Acum mii de ani, americanii native au utilizat izvoarele fierbinti in medicina si pentru gatit. Timp de secole, locuitorii din Noua Zeelanda au gatit "geotermal", iar in 1960 , Franta a inceput sa incalzeasca 200 000 de locuinte folosind apele geotermale.

Cu timpul omul a inceput sa utilizeze resursele geotermale in scopul obtinerii electricitatii. Noi tehnologii au fost dezvoltate pentru ca energia geotermala sa fie convertita in energie electrica. S-au construit centrale electrice geotermale, pompe termice geotermale. Astfel in zilele noastre, aceasta sursa de energie regenerabila si nepoluanta are multe intrebuintari, pornind de la cele utilizate in trecut, la altele moderne.

ISTORIC PE ANI :

1800 - Cateva orase franceze utilizeaza energia geotermala pentru incalzirea unor case.

1833 - P. Savi studiaza extinderea surselor geotermale catre regiunea Lordello, Italia.

1841 - Excavarile facute pt. a se ajunge la apa geotermala in Lordello, Italia, duc la descoperirea unor noi metode in acest domeniu.

1860 - "Gheizerele", California deschid statiuni balneare.

1891 - Primul sistem geotermal de incalzire generala, implementat in Boise, Idaho.

1900 - Este furnizata apa geotermala in casele din Klamath Falls, Oregon.

1904 - Este generate electricitate utilizand aburii geotermali in Lordello, Italia.

1920 - Prima conducta care ajunge la apele geotermale din regiunea Gheizerelor

1929 - Locuintele din Klamath Falls, Oregon sunt incalzite geotermal.

1930 - Islanda incepe sa dezvolte la scara mare, proiectul de incalzire a districtelor, folosind caldura provenita de la o sursa geotermala.

1930 - Serele din U.S.A. incep sa foloseasca apa geotermala pentru a spori productia.

1930 - Apa geotermala este folosita in U.S.A. , Islanda, Japonia, Rusia.

1943 - Prima operatiune geotermala de pasteurizare a laptelui in Klamath Falls, Oregon.

1945 - Caldura geotermala utilizata pentru sere si pentru incalzirea cladirilor in S.U.A. de Vest

1958 - Noua Zeelanda produce electricitate prin metoda eruptiei apei in aburi.

1966 - Prima centrala electrica geotermala construita in Japonia.

1969 - Tehnologia centralelor electrice geotermale binare, folosita cu succes in California.

1969 - Franta incepe proiecte de incalzire a regiunilor utilizand energia geotermala.

1970 - Prima generare de electricitate in urma folosirii energiei geotermale in China.

1973 - Fermele de pesta din Idaho, incep sa foloseasca apa geotermala pentru a creste productia si calitatea.

1975 - "Gheizerele", California, produc peste 500 megawati de electricitate utilizand energia geotermala.

1978 - Rezervor geotermal de roci fierbinti uscate in New Mexic.

1980 - In vestul S.U.A. sunt construite centrale electrice geotermale

1981 - Centrala geotermala din Hawai are succes

1987 - Apa geotermala utilizata la extractia de aur in Nevada

1990 - S.U.A. instaleaza centrale electrice geotermale ce produc 3000 MW.

1992 - Aproximativ 6000 MW de electricitate sunt generate in 21 de tari ale globului, folosind energia geotermala.

2000 - 8000 MW de electricitate si peste 15 000 MW de energie termala au fost generate cu ajutorul energiei geotermale.

3.Tipuri de energie geotermala

Energia geotermala utilizata este clasificata in energie geotermala cu grad scazut sau cu grad ridicat.

Energia geotermala cu grad scazut este apa care iese la suprafata cu temperature intre

20 - 80^oC. Ea se clasifica in :

T    Ape subterane calde sunt ape care ies la suprafata cu temperature intre

30-80 ^o C. Desi nu pare foarte fierbinte, ea are foarte multe intrebuintari, fiind utilizata la incalzirea cladirilor si a piscinelor. Sunt foarte bine folosite peste tot in lume, de exemplu in Australia (Portland, Victoria).

T    Izvoarele calde acestea au un debit constant de caldura si de minerale. Sunt o buna sursa de relaxare sau de tratare a unor boli.

Energia geotermala cu grad ridicat este apa care iese la suprafata in urma unei presiuni mari, cu temperaturi peste 100^oC; sub forma de aburi extrafierbinti sau apa foarte fierbinte. Este clasificata in :

"Fumarles" - sunt precum izvoarele calde, insa sunt tot timpul active si exploateaza aburi si nu apa.

Gheizerele apar in zonele unde presiunea ridicata la suprafata din adancul pamantului, aburi si apa care ies sub forma unei "explozii".Unele gheizere explodeaza la un anumit interval de timp bine stabilit (ex:"Old Faithful" din Parcul National Yellowstone, SUA).Altele sunt total imprevizibile.

Activitatea gheizerelor e conditionata de trei factori:o sursa de apa abundenta,o puternica sursa de caldura si o structura a rocii care ii confera caracterul unui sistem natural de tevi. Sursa de caldura este roca topita din adancul pamantului. Ploile abundente se infiltreaza in roca poroasa pana la 1500 m adancime. Acolo, sub presiune este incalzita pana deasupra punctului de fierbere. Timp de secole, apa se ridica spre suprafata si aproape de nivelul solului o parte din apa cea mai fierbinte se transforma in aburi. Acestia arunca in aer coloana de apa de deasupra lor, initiind o reactie in lant in care presiunea scazuta determina mia multa apa supraincalzita sa se transforme in vapori, mentinand gheizerul in eruptie pana la golirea sistemului de tevi. Cand apa fierbinte reumple spatiile goale din subteran, ciclul se reia.

Baltile de namol clocotite acestea sunt izvoare calde care sunt atat de bogate in minerale, incat apa are aspect de noroi. Se intalnesc in Rotorua, Noua Zeelanda(una dintre cele mai active zone geotermale).

Rocile fierbinti uscate se afla in adancul pamantului langa zone extreme de calde. Sunt o buna sursa de energie geotermala.

4.Utilizari ale surselor geotermale

A.    Generarea energiei electrice

Centrale electrice geotermale

In centralele electrice geotermale se foloseste apa naturala, fierbinte si aburi foarte calzi, provenite din scoarta terestra, pentru a pune in miscare turbinele generatore de electricitate. Spre deosebire de centralele ce utilizeaza combustibili fosili, in cele geotermale nu se arde combustibili. Centralele geotermale nu sunt poluante, ele eliminand doar vapori si nu emisii de gaze.

Sunt mai multe tipuri de centrale electrice geotermale:

Centrale pe baza de eruptie a apei in aburi

Majoritatea centralelor electrice geotermale din era noastra sunt pe baza de explozie a apei in aburi. Apa fierbinte pompata prin conducte, trece prin unul sau doua compartimente unde, eliberata de sub presiunea din adancul rezervorului , o parte tasneste (explozie fierbinte) in aburi. Puterea aburilor este folosita pentru a roti turbine generatoare. Pentru a conserva apa si pentru a mentine presiune in bazin, apa geotermala si vaporii condensati sunt reintrodusi la periferia sursei, pentru a fi reciclati si reincalziti.

Centrale pe baza de "aburi uscati"

Foarte putine surse geotermale produc mai multi aburi decat apa fierbinte. In aceste cazuri aburii tasnesc direct in turbina.

Prima centrala electrica geotermala a fost o central ape baza de "aburi uscati", constituita in Lordello, Italia in anul 1904 si distrusa in cel de-al Doilea Razboi Mondial, dar a fost reconstituita."Gheizerele" cu vapori uscati din nordul Californiei produc electricitate din 1960.Este cea mai mare regiune de aburi geotermali din lume si chiar dupa 40 de ani, produce suficienta electricitate pentru a alimenta un oras de dimensiunea orasului San Francisco.

Centralele electrice binare

O sursa de temperature intre 250-360 F este destul de fierbinte pentru a tasni sub forma de vapori, dat poate fi utilizata la producerea electricitatii intr-o centrala electrica "binara".

Intr-un sistem binar, apa geotermala este trecuta printr-un schimbator de caldura, unde caldura sa este transferata unui al doilea lichid. Cand a atins temperature de fierbere, lichidul binar trece in stare de vapori , care pune in miscare lamele turbinelor. Vaporii sunt apoi recondensati, intr-un lichid si se reia procesul. La incheierea ciclului, nu vor exista emisii in aer.

Construirea centralelor electrice binare este mai costisitoare decat a celorlalte, dar au mai multe avantaje:

- Fluidul secundar (de obicei izopentan sau izobutan) fierbe si tasneste in aburi la o temperature mai scazuta decat a apei, deci se poate produce electricitate din sursa la o temperature mai mica. Acest lucru conduce la o crestere a numarului de bazine geotermale din lume, cu potential de generare a electricitatii.

- Sistemul binar foloseste sursa de apa intr-un mod mai eficient. Trecerea apei printr-un sistem inchis duce la mei putine pierderi de caldura si apa

- Centralele electrice binare nu elimina nici nun fel de emisi.

Centrale electrice hibride

In unele centrale electrice eruptia si procesul binar sunt combinate. Un astfel de sistem hibrid se gaseste in Hawai, unde o centrala de acest fel produce aproximativ 25% din electricitatea consumata de catre locuitorii insulei.

Care sunt avantajele folosirii energiei geotermale pentru a obtine electricitate

- Nepoluanta

Centralele electrice geotermale, ca si cele eoliene si cele solare, nu necesita arderea de combustibili pentru a obtine aburi ce vor porni turbinele. Electricitatea obtinuta in urma utilizarii energiei geotermale ajuta la conservarea combustibililor, astfel reducandu-se emisiile care dauneaza atmosferei. In jurul centralelor electrice geotermale nu exista aer plin de fum, ele fiind construite pe domeniul padurilor,fermelor agricole, etc.

- Rezistenta.

Centralele energetice geotermale sunt proiectate sa functioneze 24 de ore pe zi, tot anul.O centrala de acest gen este situate in top datorita sursei de ei de producere. Este rezistenta la intreruperile de curent pe durata unor dezastre naturale, conditii meteorologice nefavorabile, neintelegerii politice, care pot afecta transportul de combustibili.

Flexibila.

Centralele electrice geotermale pot avea design modular, cu unitati aditionale ce se pot instala atunci cand cererea creste, pentru a spori producerea de electricitate.

- Economica.

"Combustibilul" geotermal, precum soarele si vantul, se afla exact acolo unde este localizata centrala electrica. Beneficiile economice raman in acea regiune si nu exista preturi ridicate la combustibil.

- Ajuta la cresterea dezvoltarii tarilor.

Proiectele geotermale pot oferi toate beneficiile pentru a contribui la dezvoltarea tarii fara sa exista poluare. De asemenea, instalatiile in locatiile departate pot depasi standardele de trait si calitatea vietii, aducand electricitate in casele oamenilor de la mare distanta de centralele electrice.

Cat de multa electricitate se obtine utilizand energia geotermala?

In anul 1904, in Lordello, Italia s-a generat pentru prima data electricitate folosind energia geotermal. De atunci, obtinerea electricitatii in urma utilizarii acestei surse de energie a crescut la nivel mondial, 22 de tari ale globului folosind-o. In acest fel se obtine cantitate de electricitate ce poate fi comparata cu cea obtinuta in urma arderii a 60 mil./an de butoaie de petrol.

In ce regiuni ale globului exista

Rezervele geotermale apar in zonele unde procesele geologice au permis magmei sa se ridice catre crusta, aproape de suprafata, sau acolo unde pluteste la suprafata sub forma de lava. Crusta Pamantului este formata din placi uriase care sunt intr-o miscare usoara, continua, una fata de cealalta. Magma poate ajunge la suprafata in 3 zone geologice principale:

Zona de subductie acolo unde placile tectonice alea globului se ciocnesc, una ajungand sub alta. Astfel de zone in care apar acest fenomen sunt situate in regiunea "Inelul de Foc" ce se invecineaza cu Oceanul Pacific:America de Sud, America Centrala, Mexic, Canada, SUA, Alaska, Peninsula Kamtchatka din Rusia, Japonia, Arhipelagul Filipinelor, Indonezia, Noua Zeelanda.

Zone in care placile tectonice aluneca independent, una fata de cealalta, regiuni precum: Islanda, vaile cu crapatura din Africa, creasta Atlanticului, SUA.

In regiuni numite "locurile fierbinti" zone in scoarta terestra unde continuu se produce magma, ce cauta sa iasa la suprafata. Fiindca placa tectonica se misca in continuu deasupra "locului fierbinte", se formeaza lanturi vulcanice precum cele din Insula Hawai.

Tarile ce produc cea mai multa electricitate utilizand energie geotermala sunt: SUA, Noua Zeelanda, Italia, Islanda, Mexic, Arhipelagul Filipinelor, Indonezia, Japonia, Kenya, Turcia, Rusia, Ungaria.

Cat de multa energie geotermala se afla in acele regiuni?

Zonele cu resurse geotermale pot fi sursa a mii de megawati de electricitate. Cu ajutorul tehnologiei avansate, mult mai multa energie electrica pate fi produsa. Oamenii de stiinta din SUA, Japonia, Anglia, Franta, Germania si Belgia au facut experiente cu conducte cu apa in adancuri, unde se gasesc roci fierbinti, pentru a crea mai multe resurse hidrotermale, care sa fie folosite in centrale electrice. Cu cat tehnologia perforarii se imbunatateste cu atat se va sapa mai adanc, astfel incat energia geotermala provenita de la rocile fierbinte sa poata fi disponibila oriunde.

In Europa, apa fierbinte ce se gaseste la o adancime de 500-2000 m, din bazinele sedimentare, este folosita in

B. Utilizari directe (termice) ale apelor geotermale

- Surse neadanci cu temperaturi scazute (21s-150sC) sunt utilizate direct in fermele de pesti, sere, statiuni balneare, industrie si la incalzirea sistemelor pentru case, scoli, oficii.

- Statiuni balneare

De secole, oamenii din Cina, Islanda, Japonia, Noua Zeelanda, America de Nord si alte tari, au folosit apele fierbinti pentru gatit sau imbaiat.

In Europa, izvoarele fierbinti au fost si sunt atractii turistice foarte populare, atat pentru tratarea unor boli, dar si pentru relaxare. Prima statiune balneara a fost fondata in 1326 in Belgia (una dintre statiuni a fost numita "esapa" care inseamna "fantana"). Insa si in Asia, statiunile balneare sunt foarte poluare, numai in Rusia existand 3500 de statiuni, dar Japonia e considerate lider in acest domeniu, avand 4000 de izvoare fierbinti, cu toate facilitatile.

SUA, Mexic, Noua Zeelanda sunt de asemenea tari cunoscute pentru statiunile balneare.

- Utilizarea resurselor geotermale in agricultura

Resursele geotermale sunt folosite la sustinerea productiei agricole. Apele geotermale sunt utilizate pentru incalzirea serelor, astfel incat florile, legumele si recoltele sa aiba caldura necesara pentru dezvoltare. De sute de ani, in Tuscany, Italia, se cultiva legume pe timpul iernii in regiuni (campuri) incalzite natural de catre aburi. In Ungaria, apele termale furnizeaza 80% din energia consumata de fermele agricole. De aceea Ungaria este liderul mondial in domeniul serelor. De asemenea energia geotermala e utilizata pentru agricultura si in Islanda si in vestul SUA.

- Utilizarea resurselor geotermale in acvacultura

Acvacultura geotermala, agricultura vietuitoarelor apelor, foloseste apa natural calda pentru cresterea pestilor, crustaceelor, reptilelor si amfibienilor. Aceasta utilizare a apelor geotermale a devenit foarte populara. In China acvacultura geotermala s-a dezvoltat foarte mult, astfel incat fermele de pesti acopera 2 milioane de metrii patrati. In Japonia, in fermele de acest fel se cresc aligatori si tipari.

In SUA (Idaho,Utah, Oregon,California) se cresc pisici de mare, aligatori, pastravi, dar si pesti tropicali pentru magazinele de animale.

- Utilizarea resurselor geotermale in industrie

Caldura provenita da la apele geotermale este folosita in industrie in diferite scopuri, de exemplu : uscarea pestelui, fructelor, legumelor, fabricarea hartiei, pasteurizarea laptelui, de asemenea, apa calda este pompata dedesubtul trotuarelor si drumurilor pentru a incalzi pe durata iernilor friguroase sau poate ajuta la extractia aurului si argintului din mine.

- Utilizarea resurselor geotermale la incalzirea cladirilor

Cea mai veche intrebuintare a apelor geotermale exceptand imbaierea in izvoarele fierbinti, este incalzirea individuala a cladirilor si uneori a intregului district comercial sau rezidential. Un sistem geotermal de incalzire generala poate furniza caldura prin pomparea apei geotermale (60sC sau mai fierbinte) din rezervorul geotermal prin una sau mai multe conducte.

Apa geotermala trece printr-un sistem de transfer de caldura, care transmite caldura in tuburi separate, care este pompata cladirilor. Dupa ce trece in schimbatorul de caldura apa geotermala este reintrodusa in bazin unde va fi reincalzita pentru a putea fi folosita din nou.

In bazinul parizian, in Franta, cercetarile au aratat ca apele geotermale din sursele neadanci erau folosite la incalzirea locuintelor de mai bine de sase secole. Constructia unor numeroase cladiri a determinat un progres in privinta tehnologiei de pompare a apei geotermale.

In SUA, primul sistem de incalzire dateaza din 1893, si inca furnizeaza caldura necesara in unele regiuni din Idaho, iar alte 18 astfel de sisteme functioneaza in California, San Bernandino, vestul SUA.

Datorita faptului ca este o metoda economica de incalzire a cladirilor si mai mult nepoluanta, sistemul de incalzire geotermala la nivelul districtelor s-a raspandit tot mai mult. In afara de Franta si SUA, au aparut astfel de sisteme in Islanda, Turcia, Polonia, Ungaria.

- Pompele termice geotermale

Pompele termice geotermale nu folosesc surse geotermale, deci pot fi intrebuintate aproape oriunde in lume. Sunt compuse din 3 parti : unitatea de schimb de caldura cu solul, pompa termica propriu-zisa si sistemul de alimentare cu aerul. Unitatea de schimb este un ansamblu de tevi aranjat in spirala, ingropat in partea superioara a scoartei terestre in apropierea cladirilor. Un fluid - de regula apa sau solutie de apa si antigel - circula prin tevi si absoarbe sau cedeaza caldura solului. Iarna, pompa transmite caldura acumulata de fluid in cadrul sistemului de alimentare cu aer. Vara, procesul este inversat, iar caldura eliminata din interiorul caldurii poate fi folosita la incalzirea apei, constituind o sursa gratuita de apa calda.

5 Energia geotermala in Romania

In functie de temperatura inregistrata la sursele hidrogeotermale (valorificate prin foraj si extractie) din Romania, geotermia de joasa entalpie", se inregistreaza la apele de adancime, (cu temperatura cuprinsa intre 25sC - 60sC) si, respectiv, geotermia de temperatura medie ("ape mezotermale"), cu temperaturi de la 60sC pana la maxim 125sC.

Resursele geotermale de joasa entalpie se utilizeaza la incalzirea si la prepararea apei calde pentru consum, in imobile rezidentiale (locuintele), anexe industriale, tertiare - servicii (birouri, spatii de invatamant si educatie, spatii comerciale si sociale, spitale etc.) sau constructii agrozootehnice (sere, solarii, ferme pentru cresterea animalelor s.a.).

Limita economica de foraj pentru apele geotermale nu depaseste, in general, 3300 m si a fost atinsa numai in anumite zone (ex. : bazinul geotermal Bucuresti Nord sau perimetrele Snagov - Balotesti).

In anul 1990, in Romania se aflau in exploatare curenta 64 de sonde, pentru utilizari locale diverse, precum asigurarea incalzirii si apei calde la ansambluri de locuinte, cladiri cu destinatie publica sau industriale, constructii agrozootehnice.

In prezent se afla in functiune aproximativ 75 sonde de tip hidrogeotermal, in zone geografice diferite, iar potentialul energetic exploatabil in conditii economice depaseste 100 mii tep/an.

Energia echivalenta produsa si livrata utilizatorilor contactati la capul de exploatarea a sondei depaseste 30000 tep, cu un grad mediu de folosire anuala a potentialului maxim de peste 20%.

In etapa actuala se afla in conservare sau rezervare un numar relativ mare ridicat de sonde cu potential energetic atestat.

Materialele si echipamentele utilizate "in situ" au un grad de uzura fizica si morala ridicata (ex. schimbatoare de caldura neperformante, nivelul avansat de coroziune, infundari, depuneri, conducte si vane din otel fara izolatie termica, fiabilitate redusa etc.).

Durata de exploatare a instalatiilor in functiune este mai mare de 20 de ani, iar gestiunea energetica (sistemul de fracturare a energiei livrate - utilizate) se inregistreaza in regim pausal, cu baza de calcul prin citire periodica a parametrilor in gura sondei, cu aparatura de tip industrial (lipsa de contoare de caldura si aparatura de precizie ridicata).

In Romania, gradul de valorificare a surselor de energie de origine geotermala este redus, cauza principala fiind determinata de lipsa unui sector energetic cu efecte economico-financiare superioare.

VI Obiectivele programului de valorificare a sursei geotermale

Energia geotermala : obiectivele programului de valorificare eficienta a potentialului hidrogeotermal din Romania constau in :

efectuarea de studii de fezabilitate si consultanta pentru identificarea de solutii si asimilarea de tehnologii si echipamente performante

realizarea de proiecte demonstrative de valorificare complexa a potentialului hidrogeotermal din Romania.

Diseminarea si valorificarea datelor si informatiilor aferente programelor de tehnologizare si implementare curenta

Elaborarea si adoptarea de norme legislative care sa asigure cadrul legislativ si facilitati de punere in practica a acestui tip de aplicatii specifice.

Activitatile pe termen mediu si lung se vor concretiza in proiecte de investitii care sa demonstreze viabilitatea aplicatiilor din punct de vedere tehnologic si economic pentru oricare din sursele de energie regenerabile.

Principalele optiuni pe termen mediu si lung trebuie orientate catre :

transferul de metodologii de aplicare si tehnologii neconventionale de la firmele cu traditie si experienta in domeniu, cu norme de aplicare, atestare si certificare, precum si standardele de calitate la nivel international ;

elaborarea si implementarea cadrului legislativ, institutional si organizatoric corespunzator ;

atragerea sectorului privat si public la finantarea, managementul si exploatarea in conditii de eficienta a noilor tehnologii energetice ;

identificarea de surse de finantare pentru sustinerea si dezvoltarea aplicatiilor de valorificare a surselor regenerabile de energie ;

stimularea construirii de unitati de tip joint-venture specializate in valorificarea surselor regenerabile de energie ;

elaborarea de programe de cercetare dezvoltare orientate catre accelerarea procesului de integrare a surselor regenerabile de energie in sistemul energetic national.

6. Perspective ale energiei geotermale

Energia geotermala este accesibila daca este suficient caldura, permeabilitatea, apa in sistem, si daca nu este prea adanc. Caldura disponibila nu poate fi sporita dar permeabilitatea si apa continuta poate fi marita. Japonia si Europa imbunatatesc accesul la energia geotermala prin dezvoltarea unei noi tehnologii de crestere a permeabilitatii rocilor si a suplimentului de apa in conditii de caldura. Inginerii estimeaza ca astfel pana in anul 2020, rezervoarele geotermale pot furniza intre 5-10% din electricitatea mondiala.

Prin cresterea apei din sursa se poate mari cantitatea de aburi necesari producerii de electricitate iar "viata" sursei este sporita. Un exemplu de acest gen este regiunea gheizere din California, unde apa irosita din comunitatile vecine sursei a fost tratata si introdusa prin conducte in rezervor pentru a fi incalzita.

Dezvoltarea tehnologiei duce la o mai buna administrare a resurselor geotermale.

Electricitate provenita din roci fierbinti, uscate (HDR)

Teoria este simpla : daca poti sa aduci apa peste rocile uscate fierbinti (gravitatia te va ajuta daca sapi un put de 3-6 km adancime) atunci apa va incepe sa fiarba si va reveni la suprafata ca energie obtinuta din aburi.

De aceea, diagrama (fig. 6) arata doua gauri conectate prin fracturi (create in adancul pamantului). Una dintre tevi permite apei sa fie turnata in sistem iar cealalta permite apei fierbinti si aburilor sa se reintoarca la suprafata.

O data ce apa fierbinte si aburii ajung la suprafata, este folosita sa porneasca turbinele generatoare de electricitate. Costul pentru crearea puterii in acest mod este estimat, a fi mai scazut decat costurile electricitatii obtinute cu ajutorul carbunilor sau petrol.

Energie provenita de la sursele cu grad scazut

Studii realizate de Guvernul de Cercetari Energetice din Victoria au aratat ca orasul are bogate resurse de energie geotermala cu grad-scazut care vor deveni importante surse de energie.

Orasul Traralgon din Valea Latrobe investigheaza folosirea energiei cu grad scazut pentru a obtine caldura pentru spitale, oficii municipale, alte cladiri si piscine.

O demonstratie de proiect la Mulka statiune din Australia a aratat, de asemenea, ca energia cu grad scazut poate fi folosita pentru a genera electricitate. In aceasta zona a Australiei, apa de baut a oamenilor este obtinuta din bazine subterane. La statiunea Mulka, energia provenita de la aceste ape fierbinti este transformata in electricitate folosind un ciclu mecanic. Tehnologia poate fi utilizata pentru exploatarea energiei geotermale, si este foarte convenabila pentru conversia ieftina a caldurii in sisteme generatoare electrice.

Energia geotermala incepe sa primeasca atentia pe care o merita in cautarea noastra de energii curate si regenerabile.

7.Energia geotermala si mediul inconjurator

Energia geotermala este o sursa de energie regenerabila si curata, pentru ca nu foloseste arderea unor gaze naturale, petrol, carbuni pentru a produce caldura.

Crearea puturilor pentru apa fierbinte cauzeaza mici impact la suprafata pamantului - o gaura este un mic put de obicei localizat in zona unde este folosita.

Totusi posibilele probleme ce pot aparea in timpul folosirii energiei geotermale, sunt :

T    Ce se intampla daca luam caldura de la apele subterane si apoi returnam apele dar la o temperature mai scazuta? Va tinde sa raceasca intrarea sistemului subteran si sa micsoreze sursa de energie nefolosita? Atractia geotermala turistica din Rotoruo din Noua Zeelanda a suferit un declin in activitatea suprafetei prin scaderea nivelului de uscare a fluidelor geotermale din rezervele subterane din cauza folosirii comerciale si domestice. Ingrijorati pentru industria turistica au fost facute controale stricte pentru a proteja aceasta zona de importanta internationala.

T    Ce se va intampla daca luam apa subterana si nu o returnam deloc? Va scadea calitatea si adancimea sursei de energie geotermala si va cauza patrunderea apei peste tot?

T    Care este efectul unei mici modificari de temperatura si modificari ale nivelelor de sare si minerale in apa, asupra ecosistemului (animale si alte organisme) din apropierea raurilor sau alte surse de apa ?

T    Oare amestecarea cu aceste ape subterane (prin scoaterea sarii sau reducerii temperaturii) ar afecta rezervele geotermale astfel incat sa nu ne mai fie de nici un folos?

Studii in SUA au aratat ca daca avem grija si avem un plan bine facut, efectele asupra mediului pot fi minime. Cum ? Folosind tehnici precum extractia sari si apoi amestecarea ei cu apa deja folosita, inainte de a fi returnata in subteran.

De asemenea trebuie sa se opreasca operatiunile pentru un anumit timp astfel incat sa se refaca echilibrul subteran. Totusi daca se foloseste energia geotermala, trebuie sa fim atenti la efectele de scurta si de lunga durata.

Doar atunci vom atinge maximul de beneficiu pentru o perioada de timp cat mai lunga.

Activitate la energia geotermala

Incalziti diferite tipuri de roci (granit,zgura etc.) intr-un cuptor sau pe o lampa Bunsen. Incalzirea se face timp de 20 de minute in cuptor (peste 250^OC) sau 5 minute pe o lampa Bunsen. Determinati caldura degajata de roci, introducandu-le in apa rece si masurand diferenta de temperatura a apei inainte de a introduce rocile inauntru si dupa.

Caldura degajata (Joule) = Volum (ml) x 4.2 x cresterea temperaturii (^oC)

(a)    Care tipuri de roci au atins cea mai mare temperatura?

(b)   Cercetati daca acest tip de energie poate fi folosit in zona dumneavoastra (scoala, acasa etc.)

(c )Analizati urmatoarele aspecte legate de utilizarea energiei apelor geotermale

- cum apa geotermala e obtinuta din bazinele subterane

- cum este extrasa energia din apa

- intrebuintarea energiei geotermale

- economisirea costurilor si energiei pe parcursul unui an