אנרגיה ירוקה ושפל ספרינגס: משאבי בר קיימא עבור כוח וחום

אנרגיה גיאותרמית ומעיין חם מייצגים מאגר עצום, חסר משקל של כוח נקי, מתחדש וחום. מקורו מהגרעין המום של כדור הארץ והריקבון הרדיואקטיבי של מינרלים, אנרגיה תרמית זו שימשה בבני אדם במשך אלפי שנים - מחדרי רחצה רומיים עתיקים ועד לרשתות חשמל מודרניות.היום, משאבי גיאותרמאל מספקים מקור אמין, בסיס של חשמל ומחמם ישיר שיכול לפעול 24/7, בתנאים טבעיים, הנמצאים תחת התפתחות אנרגיה ירוקה, ואקלים, כמו גם כן, עם אנרגיה ירוקה, כמו גם כן, עם מטרות אנרגיה מתחדשת, ואקלים, ואקלים, עומדות, כמו גם כן, ואקלים חם, עם יציבות, כמו גם כן, עם אנרגיה ירוקה, כמו גם כן, כמו גם כן, עם אנרגיה מתחדשת, עם אנרגיה מתחדשת, עם אנרגיה, עם מטרות אנרגיה מתחדשת, עם יציבות, עם אנרגיה, עם אנרגיה, עם אנרגיה, עם אנרגיה, ואקלים, עם יציבות, עם אנרגיה ירוקה, עם אנרגיה ירוקה, עם אנרגיה מתחדשת, עם אנרגיה ירוקה, עם אנרגיה ירוקה, עם אנרגיה, כמו גם כן, עם פתרונות אנרגיה ירוקה, עם אנרגיה ירוקה, כמו גם כן, עם אנרגיה מתחדשת, כמו גם כן, כמו גם מקורות אנרגיה ירוקה, כמו גם מקורות אנרגיה מתחדשת, יכול להיות מסוגלות, כמו גם כן,

הבנה של אנרגיה גיאותרמית

אנרגיה גיאותרמית היא החום המאוחסן בתוך הקרום של כדור הארץ.הפנים של כדור הארץ מגיעים לטמפרטורות של יותר מ-5,000 מעלות צלזיוס (9,000 מעלות צלזיוס), והחום הזה זורם החוצה כל הזמן אל פני השטח. ברוב המקומות, האנתרופולוגיה הזו הדרגתית, אך באזורים פעילים גיאולוגיים - כגון גבולות צלחת טקטוני, אזורי געשיים ומחוזות - החום מרוכז קרוב יותר אל פני השטח, מה שהופך אותו לקיום מבחינה כלכלית למיצוי.

המקור העיקרי של חום גיאותרמאל הוא דעך איטי של איזוטופים רדיואקטיביים של אורניום, thorium, אשלגן, אשלגן במנדל כדור הארץ ו ⁇ .חום נוסף מגיע מן הצטברות המקורית של הפלנטה. מאגרי גיאותרמאל נמצאים בדרך כלל בשכבות סלע ⁇ רווי מים, אשר פועל כמו אמצעי להעברה חום.

אנרגיה גיאותרמית מסווגת כמשאב מתחדש, כי החום מופקר בהתמדה על ידי תהליכים טבעיים בקצב כי הרבה יותר עולה על צריכת האדם.עם זאת, זה לא בלתי ניתן למיצוי על פני זמן אנושי; ניהול בר קיימא הוא הכרחי כדי למנוע חשיפה יתר של מאגרים ספציפיים.

ביקורת: Nature's Gethermal Index

מעיינות חמים הם כלי טבע של מי קרקע גיאותרמית מחומם על ידי מאגמה או סלעים חמים לפני שעלה אל פני השטח.הם נמצאים לעתים קרובות באזורים געשיים אבל יכול להתרחש גם באזורים עם היווצרות סלע עמוק, חם ומחזור מים מספיק קרקע.טמפרטורת מעיינות חמים יכול לנוע בין חם (רק מעל ambient) כדי לדרג (מעל חום או סופר).

מבחינה היסטורית, מעיינות חמים מוערכים עבור רחצה, הרפיה, מטרות טיפוליות.המים העשירים במינרלים - המכילים sulfur, סידן, מגנזיום, וסיליקה - נחשבים להקל על תנאי העור, דלקת פרקים, ומתח.היום, אתרי האביב החמים וספאים (הידועים בשם "balneotherapy") הם אטרקציות תיירותיות גדולות במדינות כמו איסלנד, יפן, ניו זילנד, ארה"ב אבל הם מעבר לקריט, כמו גם פעילות גיאותרפיה, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם טמפרטורות חמות, כמו גם טמפרטורות ירוקות, כמו גם יותר, כמו גם טמפרטורות רחבות, כמו ספורטיביות, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו גם טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקות יותר, כמו טמפרטורות ירוקותרפיות יותר, כמו טמפרטורות ירוקותרפיות יותר, 000 רחבות

כיצד אנרגיה גיאותרמית מופצת

אנרגיה גיאותרמית יכולה לשמש גם לדור חשמל וגם יישומים חימום ישיר.הטכנולוגיה שנבחרה תלויה בטמפרטורה ובעומק של המשאבים הגיאוגרפיים.

צמחים בעלי עוצמה גבוהה לדור החשמל

שלושה סוגים עיקריים של תחנות כוח גיאותרמיות נמצאים בשימוש מסחרי ברחבי העולם:

• (FLT:0)Dry Steam Power Plants:FLT:1 הם הסוג העתיק ביותר, ישירות באמצעות קיטור ממאגרי גיאותרמאל כדי לסובב טורבינות.הם נדירים כי הם דורשים מאגרים קיטור יבשים, אשר נמצאים רק בכמה מקומות, כגון הגייזרס בקליפורניה ולרדלו באיטליה.
• (FLT:0) Flash Power Plants:FLT:1 הסוג הנפוץ ביותר, צמחי קיטור פלאש לחלץ מים חמים בלחץ גבוה מבארות עמוקות.כפי שהמים עולים ו טיפות לחץ, זה "מכים" לתוך קיטור, אשר מופרד ומשמש להובלת טורבינה.
• (FLT:0) צמחים של מעגל: FIRLT:1 (אלה פועלים עם נוזל גאותרמית טמפרטורות נמוך (בדרך כלל 100-180 מעלות צלזיוס) המים החמים לחמם נוזל עבודה משני (כגון Isobutane או pentane) עם נקודה מרתחת נמוכה יותר, אשר מחוסמת ומסיע טורבינות.

על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית לאנרגיה מתחדשת (IRENA), יכולת הכוח הגיאוגרפית העולמית הגיעה ליותר מ-15.8 GW בשנת 2023, עם תרומות משמעותיות מארצות הברית, אינדונזיה, הפיליפינים, טורקיה, ניו זילנד וקניה.

שימוש ישיר בGirmal Heat

יישומים לשימוש ישיר משתמשים בחום גיאותרמאל מבלי להמיר אותו לחשמל.יישומים אלה דורשים בדרך כלל טמפרטורות נמוכות יותר (20 עד 150 מעלות צלזיוס) ויכולים להיות יעילים מאוד.

• (FLT:0) הגבלת ההארה: 1FLT:1 , מים חמים ג'ותרמאליים מופרשים דרך רשת לחמם מבנים מרובים.
• (FLT:0) גרינהאוס וסויל הרינג: מים חמים או משאבות חום גיאותרמית שומרים על אדמה חממה בטמפרטורות אופטימליות, מרחיבים עונות גדלות ומשפרות יבול.זה נעשה נפוץ בהונגריה, הולנד וחלקים מסין.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• עיבוד:0 (Industrial Processing: FLT:1 Geothermal קיטור ומים חמים משמשים בתעשיות כגון עיבוד מזון, מאפה חלב, כפיל ונייר, וייבוש מחורב.
• (FLT:0) עכשיו מלטינג וד-הההשמדה: אנדרל 1 במדינות כמו איסלנד ויפן, חום גיאותרמל ממיס שלג מכבישים, מדרכות ומסלולי שדה תעופה, צמצום הצורך בכימיקלים דה-קליקים.
• (FLT:0)Balneotherapy וספאs:03F1; מעיינות חמים ו אמבטיות גיאותרמאל משמשים להרגעה טיפולית, תמיכה בתעשיית התיירות והבריאות.זהו ענף של מיליארדי דולרים ברחבי העולם.

יתרונות סביבתיים ואתגרים

אנרגיה גיאותרמית נחשבת לאחד מקורות האנרגיה המתחדשים הידידותיים ביותר לסביבה.

• (FLT:0)Low Emissions:FLT:1 צמחי מחזור בינארי פולטים למעשה גזי חממה.פלאש וצמחי קיטור יבשים משחררים פחמן דו חמצני ו- מימן sulfide, אבל ברמות נמוכות בהרבה מאשר צמחי דלק מאובנים.
• (ב) צמח גיאותרמאל דורש הרבה פחות אדמה למאגרה מאשר חוות רוח או שמש, והצמח ניתן לבנות באופן מצטבר.
• (FLT:0)Baseload Reliability:FLT:1 בניגוד לשמש ורוח, כוח גיאותרמאל אינו לסירוגין. צמחים יכולים לפעול ב -90%+ גורמי יכולת, מתן כוח יציב לרשת.
• (FLT:0) הטבות כלכליות מקומיות: פרויקטים גיאותרמאליים יוצרים משרות בתרגול, פעולת צמח ותחזוקה, לעתים קרובות באזורים כפריים או מרוחקים.

עם זאת, התפתחות גיאותרמית אינה ללא אתגרים:

• (FLT:0) מקורות עתירי-היתר: 1.) רוב המשאבים עתירי-הטמפרטורה נמצאים באזורים פעילים מבחינה טקטית, הגבלת זמינות גיאוגרפית.שיפור מערכות הגותרמיות (EGS) במטרה להרחיב את הגישה לאזורים ללא מאגרים הידרותרמיים טבעיים.
• (הופנה מהדף ccupfront Costsrov: 1FLT:1 Exploration and drill יכול להיות יקר, עם סיכון פיננסי גבוה אם בארות לא למצוא משאבים נאותים.
• (FLT:0) חינוך הסיסמית': חלק מפרויקטי EGS, הזרקת מים תחת לחץ גבוה עלולה לגרום לרעידות אדמה קטנות, הדורשות מעקב קפדני והפחתה.
• (FLT:0) שימוש במים וטעינה כימית: FLT:1 כמה נוזלים גיאוותרמית מכילים מינרלים מומסים ומתכות כבדות שיש להחזיר או למנוע זיהום סביבתי.
• (FLT:0) Resource Depletion: FLT:1 Over-extraction from a Geothermalמאגרי יכול לגרום ללחץ וירידה בטמפרטורה, אם כי שטף של נוזלים ביל יכול לקיים חיי מאגר.

אזורים גאוותרמיים ו-Hot Springs

ברחבי העולם, כמה מדינות מובילות לייצור אנרגיה גיאותרמית וניצולי האביב החמים:

• אנרגיית הג'וותרם של ה-FLT:1 מספקת כ-30% מהחשמל והחום של המדינה מעל 90% מהבתים.לגונה הכחולה המפורסמת היא ספא גיאותרמאלי המוזן על ידי בריחה מצמח הכוח הסוברנטנגי.איסלנד משתמשת גם בחום גיאותרמלי לחקלאות ודגים.
• (FLT:0) ארצות הברית: ⁇ FLT:1 , הג'ירס בקליפורניה הוא השדה הגיאוגרפי הגדול ביותר בעולם, עם יותר מ-1,500MW של יכולת מותקנת. אתרים משמעותיים אחרים מתרחשים בנבאדה, יוטה, אורגון, הוואי. עיין חם בקולורדו, מונטנה, והאזור Appalachian למשוך מיליוני תיירים מדי שנה.
• (FLT:0) אינדונזיה: 1FLT:1 המדינה יושבת על טבעת האוקיינוס השקט של האש ויש לה את הפוטנציאל הגיאורמי הגדול בעולם, עם 29 GW. נכון ל-2023, היא הותקנה על 2.4 GW, עם תוכניות שאפתניות להרחיב. תבלינים חמים כמו Belirang Springs בסומטרה משמשים לתיירות ולדור בקנה מידה קטן.
• יפן:0 יפן: ⁇ 1 (יפן: ⁇ ) מתגאה אלפי מעיינות חמים (onsen) המשמשים למקלחת וספא טיפול במשך מאות שנים.המדינה גם מייצרת חשמל גיאותרמאל, אך הפיתוח היה איטי בשל מחסומים תרבותיים ורגולטוריים המגנים על מסורותסן.
• (FLT:0)enya:FLT:1 המנהיג הגיאוגרפי של אפריקה, קניה יש מעל 950MW מותקן בעמק Rift, בעיקר מחשמל גאוותרמאל עכשיו מהווה כמעט 50% מכוח האומה.

טכנולוגיות מתפתחות: שיפור מערכות הגותרמיות (EGS)

מערכות גאוותרמאליות (EGS) - הנקראות גם מערכות גיאותרמיות מונדסות - הן גבול מבטיח להרחבת האנרגיה הגיאוגרפית לאזורים לא געשיים.ב- EGS, מהנדסים יוצרים מאגרים מלאכותיים על ידי הזרקת מים בלחץ גבוה לתוך היווצרות סלע חם ויבש עמוק מתחת לאדמה.שברי המים שברים את הסלע, יצירת מסלולים המאפשרים מחזור והחלמה חום.

EGS יכול לפתוח משאבים גאותרמיים עצומים ברחבי העולם, עם מחלקת האנרגיה של ארה"ב מעריך כי EGS יכול לספק יותר מ -100 GW של כוח נקי עד שנת 2050. כמה פרויקטים של טייסים נמצאים בארה"ב (למשל, FORGE ביוטה), אוסטרליה (למשל, קופר), ובאירופה (למשל, גלקסיות-פורות-פורות קיצוניות בצרפת) נותרו אתגרים מונעים במיוחד.

Gethermal Heat Pumps: Accessible Low-Temperature Systems

משאבות חום גאוותרמאליות (GHPs), הידועות גם כמשאבות חום מקור קרקעיים, הן דרך נגישה מאוד להשתמש בטמפרטורה הרדודה היציבה של כדור הארץ (בדרך כלל 10-16 מעלות צלזיוס) לחימום וקירור. GHPs מורכב מעבורת צינורות קבורים באדמה או שקועה בגוף של מים, יחד עם משאבה חום ומערכת אוויר.

GHPs יעילים מאוד - הם יכולים לספק 3 עד 5 יחידות של חום עבור כל יחידת חשמל בשימוש. הם מתאימים כמעט לכל מקום, לא רק אזורים געשיים, ניתן להתקין במבנים למגורים, מסחריים ומוסדיים.על פי מינהל המידע של האנרגיה של ארה"ב, מעל 1 מיליון משאבות חום גיאותרמית נמצאים במבצע בארצות הברית לבדה, והשימוש בהם גדל כספקים עבור מערכות נמוכות של בנייה.

Hot Springs, Balneotherapy ו-Huby Tourism

מעיינות חמים כבר מזמן הוקדשו לתכונות הטיפוליות שלהם.המונח "balneotherapy" מתייחס לטיפול במחלה על ידי רחצה במעייןים מינרליים. מחקרים מדעיים הראו כי מים מינרלים תרמיים יכולים לשפר את זרימת הדם, להקל על מתח שרירים, וליהנות חולים עם osteoarthritis, rheumatism, ומצבי עור מסוימים.חום, buancy, וכימיקלים לתרום השפעות בריאותיות.

תעשיית התיירות הבריאות הבנויה סביב מעיינות חמים מייצרת ערך כלכלי משמעותי.יעדים כגון אמבט (בריטניה), באדן-באדן (גרמניה), Beppu וה Hakone (יפן), רוטואה (ניו זילנד), והלגונה הכחולה (Iceland) מושכים מיליוני מבקרים מדי שנה.ספא מודרני רב משלב אמבטיה חמה עם שירותים אחרים בתחום הבריאות, יצירת חוויה יוקרתית שיכולה לטעון מחירים פרמיה.

מדיניות ושיקולים כלכליים

פיתוח אנרגיה גיאותרמית הוא הון-אינסטנסיבי, אבל עלויות התפעול נמוכות ברגע שצמחים בנויים.מדיניות ממשלתית ממלאת תפקיד מכריע בתמיכה בפיתוח.

• (FLT:0)Feed-in Tariffs ו Premiums:cioFLT) 1 מבטיח מחירים עבור חשמל גיאותרמאל להפחית את הסיכון של המשקיעים.קניה, טורקיה, והפיליפינים השתמשו במכסי מזון ביעילות.
• (FLT:0)Tax Incentives ו-Gants:cioFLT:1) מדינות רבות מציעות זיכויי מס השקעה או מענקים ישירים לחיפוש ולמקדח, שהם השלבים הכי מסוכנים.
• (FLT:0) תקני תיק חדשים: מדינות כמו קליפורניה והוואי מחייבות כי השימושים מהווים אחוז מסוים של חשמל ממתחדשים, מה שגורם להתפתחות גיאותרמית.
• (FLT:0Risk Mitigation Program:FLT:1) מחלקת הטכנולוגיות של משרד האנרגיה של ארה"ב מממנת מחאות ותכניות הערכת משאבים.שיתוף פעולה בינלאומי באמצעות איגוד הגותרמי הבינלאומי (IGA) והברית הג'ותרמית העולמית מסייעת לשתף ידע ולהפחית עלויות.

יכולת כלכלית תלויה בטמפרטורת המאגר, עומק, ומחירי האנרגיה המקומיים.עלות ממודרגת של חשמל (LCOE) עבור גיאותרמאל היא תחרותית עם הידרו וביומסה, אך בדרך כלל גבוהה יותר מאשר רוח ושמש במקומות נוחים.

עתיד האנרגיה הגוותרמית והשפל ספרינגס

בעוד העולם עובר למערכת אנרגיה נמוכה פחמן, אנרגיה גיאותרמית היא מיועדת לצמיחה משמעותית.התקדמות בטכנולוגיה קידוחית - כגון קידוח כיוון, בארות חור דקות, ופוליקלריות קומפקטיות יהלום - הן צמצום עלויות.בינתיים, R&D בגאותרימית קריטית (התמכות נוזלים חמים, בלחץ גבוה מאוד) יכול להכפיל את הכוח לתפוקה טובה.

מעיינות חמים ימשיכו להיות חשובים לתיירות ולבריאות, אך הם משמשים גם כגשר להסכמה ציבורית של אנרגיה גיאותרמית ביפן, למשל, מאמצים לאזן את ההגנה עלסן עם פיתוח צמחי כוח הובילו לפתרונות חדשניים, כגון שימוש קלסר: באמצעות נוזלים עתירי זמן גבוהים לייצור חשמל, ולאחר מכן להפיץ את הפרשות הנמוכות של זמניות ל אמבטיות חמות.

אנרגיה גיאותרמית ומעיין חם יחד מייצגים דוגמה הרמונית לשימוש בחום הטבעי של כדור הארץ.אם עבור חשמל בסיס, חימום יעיל או הרפיה טיפולית, משאבים בר קיימא אלה יהיה תפקיד חיוני יותר ויותר בעתיד אנרגיה נקייה יותר, יותר גמיש.

משאבים נוספים

לקריאה נוספת, שקול מקורות סמכותיים אלה:

• משרד האנרגיה האמריקאי (Govermal Energy Basics) 1
• (ב) ⁇ (ב"ג) ,0) ,"ג'רמיל אנרגיה" (Girmal Energy Technology)
• (ב) ◄ אגודה בינלאומית של גאוותרמית (הראשונה ל-1)
• בנק ישראל (Govermal Energy DevelopmentFancy) 1
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇