Plak Tectonics ve Dünya İç Heat

Geotermal kaynaklar, Dünya'nın kabuk ve mantle'nin altında depolanan doğal ısıdan elde edilen bir enerji biçimini temsil eder: Bu ısının dağılımı iki birincil kaynaktan oluşur: Gezegensel formdan gelen canlı ısı ve devam eden radyoaktif izotopların yok edilmesi ve Dünya'nın kabukları gibi radyoaktif sülleri anlamak ve etkileşimler, ve bu ısının dağılımı, düzgün ve yüzeydeki erişilebilirliği büyük ölçüde tectonik plakaların dinamik davranışıyla yönetilir.

Dünya İç ısı Motoru Nasıl Çalışıyor

Dünya'nın iç mekanı, yerel tectonic koşullarına bağlı olarak hızla sıcaktır, ki bu tipik olarak ortalamalar, sabit kıta bölgelerindeki kilometrelik bir sıvıya bağlı olarak, bu yüksek çözünürlükte bulunan temel mekanizmadır.Bu mantle, ki bu ısıtılır ve ısınır ısınır, sonunda ısınır, ısınır ve sonunda ısınır.

Güvenin kendisi, sert bir battaniye olarak hareket eder, sık sık sık ısı akış ve tectonic ayarı arasındaki ilişkiyi iyi bir şekilde ortaya koyar: aktif volcanism, genç dağ kemerleri ve uzatma bölgelerinin tipik olarak, ısı akış değerlerinin iki ila üç kat daha yüksek olduğu, bu yüzden en verimli jeotermal alanlardan daha yüksek sıcaklıklar elde edilir.

Plak Hareketi ve ısı Akışı Desenler

Tectonic plakalar yılda birkaç milimetreden birkaç santimetreye kadar hareket eder ve bu işlem, yerel termal rejime bağlı olarak sabitlenebilir ve binlerce yıldır uzayı yaratır. Convergent sınırları, plakalar veya bir altüstler başka bir şekilde, volkanik yaylar ve geniş hidrotermal sistemlerde aşırı ısı akışı yaratır.

Sınırları dönüştürerek, plakalar birbiriyle ısıtılır, ancak bu sistemler genellikle magmatik aktivite ile ilişkili olanlardan daha düşük sıcaklık sağlarken, su doğrudan kullanım alanları veya ikili güç santralleri için kullanılabilir.Mosfer jeotermal gradient ile ısı akışı arasındaki Interplay, bu nedenle sıcak ilkbahar veya jeotermal rezervuarların nerede geliştirildiğini belirlemek için yüzeye geri dönülebilir.

Geoterm Reservoirs Oluşturan Tectonic Ayarları

Jeotermal sistemlerin sınıflandırması, ticari sınıf kaynakları içeren en yüksek olasılıkla ilgili temel araştırma için çok yakındır.

Farklı Sınırlar: Genişleme Merkezleri

Klasik sınırlarda, genişleme stres, orta köprülere ve kırışıklara neden olur. plakalar ayrı, mantle malzeme, tartışmalı ve Doğu Afrika Rift Sistemi ve İzlanda'ya göre, bu işlem, genellikle yüksek çözünürlükte bulunan ve sığ magma vücutlarından gelen ısıyı oluşturur.

Avrupa'nın riftleri özellikle olumlu koşullar sunuyor çünkü kabuklu sular çoğunlukla ağır bir şekilde yanlış, İzlanda'daki Olkaria alanını ve dünyanın her ikisinde de yüksek jeotermal üreticilerin sürdürülebilirliği, bu kaynakların sürekli tedariki ile gelişmiştir.

Convergent Boundaries: Subduction Zones

Convergent sınırları, özellikle alt kesim bölgeleri, Dünyadaki en patlayıcı aktiviteden sorumludur ve gezegenin yüksek sıcaklık jeotermal kaynaklarının büyük bir kısmını ağırlamakta ve ortaya çıkan magma genellikle ve kompozisyonun altında yatan ve volkanik yaylar ortaya çıkmaktadır.Bu, su ve sefiller derinlikte serbest bırakılır, aşırı derecede sert mantolar ve Dünya'nın en sıcak kimyasal sistemleri ile ilişkilendirilir.

Alt bölge ayarlarındaki jeotermal rezervuarlar genellikle kırık volkanik ve sedimanter kayalar ile soğutma magma vücutları ve sıcak inpostlar tarafından sağlanan ısı ile ağırlaştırılmış hidroksitermal konveksiyona yol açıyor, bu geniş değişiklikler bölgeleri ve sıklıkla değerli mineraller üretebiliyor. Ülkeler, hidrojen sulfidoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksit gazları ve Güney Amerika'nın batı kıyıları. Bu ayarlardaki zorluklardan biri, bu sıvıların agresif kimyası, bu sıvıların ve zenginleştirilmesi, bu tür hidrojen sulfidoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksit gazları ve nükleerleri gibi enerji kaynaklanabiliyor.

Boundaries ve Diğer Ülkeleri Dönüştürüyor

San Andreas Fault sistemi gibi sınırları dönüştürmek, genellikle magma üretmek değildir, ancak hata bölgesi yanlış bölgelerden gelen bir ısı ile birlikte, normal jeotermal kaynaklarından ziyade, sıcaklıkların daha düşük olduğu, genellikle 100-20C °C'lik bir miktarda elektriksel olarak kullanılması durumunda, bu da, son genişleme alanında veya bilinen sıcak bir nokta ile ilişkili bir bölge ile birlikte, gelişmiş bir ısınır.

Plaka sınırları ile doğrudan ilişkili olmayan, jeotermal kaynaklar için önemli bir tektonik ayar temsil eder.Bu, mantle tesisatlarının yüzeye doğru anormal sıcak malzeme getirdiği yerlerdir, genellikle volkanik aktiviteyi bağımsız olarak üretilir, örneğin, Hawaii Adaları ve Yellowstone klasik örnekler olarak korunur.

Dünya'nın Büyük Geotermal Eyaleti

Geotermal kaynaklar dünya çapında rastgele dağıtılmıyor. Bu bölgesel dağıtımları anlamak enerji planlayıcılarına ve yatırımcıları en yüksek kaynak potansiyeliyle alanlara odaklanır.

Pasifik Ateşi

Pasifik Ateşi, Dünya'daki en jeotermal aktif bölge, Pasifik Okyanusu'nu yakın bir plaka sınırları boyunca genişletiyor. Bu bölge, Kuzey Amerika'nın batı sahilinden, Meksika'daki Aleutian Adaları'nın üzerinden, Japonya'daki Geys Adaları'nın üzerinden, Pakistan, Endonezya ve Yeni Zelanda'daki yeraltı ormanlarının binlerce sıcak ilkbahar ve fumaroles bölgesine yayılmıştır.

Örneğin, Güneşli gazların varlığı nedeniyle, jeotermal sistemlerin sıcaklık, sıvı kimya ve rezervuar özellikleri önemli ölçüde farklılık gösterir. Örneğin, jeotermal sıvılar genellikle yüksek sıcaklık ve koratif olarak, yeni Zelanda'da, Taupo Volcanic Zone'da daha tarafsız pH ve yüksek geçirgenlik alanları ile ev sahipliği yapmaktadır.Bu tür varyasyonlara rağmen, ortak iplik hem de ısı kaynağı hem de permeable gazlar oluşturmak için gerekli olan ısı kaynağı ve kabuklu yapılardır.

Doğu Afrika Rift Sistemi

Doğu Afrika Rift Sistemi (EARS) Afrika Plakları'nı aktif olarak bölmekte olan bir kıtasal ayrımcı sınırdır. Kenya, Kenya, Tanzanya ve Mozambik'te en büyük ve en üretken jeotermal tesisatlardan biri olan Kenya'da olağanüstü bir jeotermal tesislerini geliştiren Afarklı Lango-Losta'da birçok umutları olan Aluhoca'da tespit edilen genişleyen ve en verimli jeotermal tesisatlardan biri olan Mozambik'tir.

EARS'deki jeotermal sistemler genellikle kırık volkanik kayalarda barındırılır, bu ayarın avantajları ile 200 °C'den 1-3 kilometreye kadar uzanan sıcaklıklar. genişleme ortamı, Doğu Afrika'daki jeotermal enerji ağının geliştirilmesi, çünkü bu ayarın avantajlarının düşük karbonlu bir şekilde yayılmasına neden olan yenilenebilir enerji kaynaklarının en yüksek düzeydeki kaynak bölgelerinin, bu tür uluslararası yatırımların yüksek oranda azaltıldığı ve korozyon sorunlarını azaltmaktadır.

İzlanda ve Mid-Atlantic Ridge

İzlanda eşsiz bir jeotermal eyalet çünkü doğrudan Mid-Atlantic Ridge'de, bir çeşit plaka sınırında oturuyor, ancak aynı zamanda bir mantle noktalarında da bu kombinasyon sonuçları aşırı yüksek ısı akışı ve geniş bir volcanizmde. İzlanda'nın binalarının neredeyse% 90'ı jeotermal enerji ile ısıtılıyor ve ülke elektriklerinin% 25'i jeotermal enerji santrallerinden ithal ediyor.

Orta-Atlantik Ridge'in diğer bölgeleri, Azores gibi, ayrıca jeotermal potansiyele sahip, ancak kaynağın daha küçük arazi alanları ve daha düşük enerji talebi nedeniyle daha az gelişmiştir. İzlanda'nın ayarlanmasının eşsiz avantajı, yerel enerji politikasını ve altyapıyı doğrudan belirleyebilmek ve sıcak bir kabuk yaratır, jeotermal sistemlere izin verir.

Diğer Notable Geoterm Bölgeleri

Büyük iller ötesinde, Akdeniz bölgesinde önemli jeotermal kaynaklar var, özellikle de İtalya, Türkiye ve Yunanistan'da, Afrika ve Avrasya Plakları çarpışması, yerleşik kapasite ve volkanik merkezlerin genişletilmesini sağlıyor. İtalya'nın Larderello alanı, özellikle 1911'de en eski jeotermal enerji santralidir ve hala ülkenin yenilenebilir elektriksel büyümenin %10'unu oluşturur.

Geoterm Potansiyel Potansiyeli Tanımlayan Anahtar Jeolojik Faktörler

plaka sınırlarına yakınlık kritik bir gösterge olsa da, kaynağın derinliği ve sıcaklığının belirlenmesi için yeterli değildir. Çeşitli ek jeolojik faktörler enerji üretimi için ekonomik olarak atılabilecek bir rezervuar oluşturmak için uyum sağlamalıdır. Bu faktörler, suyun varlığı ve suyu, yerel ısı akışı rejiminin sıcaklığının varlığına dahildir.

Kaya Formasyonları ve Porosity

Permeability, bir jeotermal rezervuarın verimliliğini kontrol eden en önemli faktördür. Bir kaya oluşumu çok sıcak olsa da, sıvılar onu akamazsa yararlı enerji verebilir. Permeability birincil olabilir, sefil kayaların orijinal depozitkan kumlar veya kırıklıkların doğasından kaynaklanır, ya da ikincil olarak, fracturing, hata ve kimyasal dissolutionsiyon sağlar.

Geotermin araştırmaları genellikle jeolojik haritalama, geofiziksel anketler ve yapısal analizler ile gelişmiş permeability bölgelerinin tanımlanmasını içerir. Bazı durumlarda rezervuarlar, hidrolik fract veya asitleme yoluyla uyarlanabilir, gelişmiş jeotermal sistemlerde yaygın bir uygulama (EGS) her zaman tercih edilir, çünkü gelişim maliyetlerini ve çevresel riskleri azaltır.

Su ve Hidroterminasyon

Su jeotermal sistemlerde çalışan sıvıdır. Bazı durumlarda, özellikle de sefil sedisyonda, kayanın kontaminesi için kullanılabilir.Sunun dolaşımı genellikle buzulları tarafından yönlendirilir, ısıtılır ve yüzeyden daha az yükselir.

Jeotermal sıvıların kimyasal bileşimi, taş tip, sıcaklık ve fikre sahip minerallerin varlığına bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Silica, klorür, sulfate ve biyokarbonat ortak seçmenlerdir ve konsantrasyonları sıvı kimyasalları kullanarak rezervuar sıcaklıklarını tahmin etmek için kullanılabilir.

Reservoirs Derinliği ve Sıcaklık

Bir jeotermal rezervuar derinliği, sondaj maliyetini ve teknolojiyi kullanmak için gerekli olan teknolojiyi belirler. Beow rezervuarlar, genellikle 2 kilometreden daha derin, en ekonomikdir çünkü sondaj maliyetleri, ikili derinlikli olarak yüksek sıcaklık kaynakları ile daha düşük ısıtılabilir, ancak daha düşük ısı ısı ısıtılabilir. Low- Sıcaklık kaynakları (daha düşük 100°C) genellikle ısıtmalı yüksek dönüşüm verimliliği ile doğrudan kullanılabilir.

Jeotermal gradient veya sıcaklık artışının derinliği, 50-100°C /km rezervuar sıcaklığındaki birincil kontrol, geleneksel sondaj derinliklerine ulaşmak için yaklaşık 25°C /km, yani 4-5 kilometrelik bir derinlikte, rift bölgeleri ve volkanik yayların tespit edilmesi için gerekli olacaktır.

Heat Flow and Geoterm Gradient

Sıcaklık akışı, Dünya'nın birim zamanındaki birim başına kaçarak ısı enerjisi miktarının ölçülmesine bağlıdır. Genellikle mil başına düşen sıcaklık miktarını ölçmektedir (mW/m2). Küresel ortalama ısı akışı 65 mW/m2, ancak değerler, sualtında ısı akışını tanımlayan 150 mW /m2'yi aşabilir.

Jeotermal gradient, sıcaklık artışının derinlikle artması için ilgili ama ayrı bir parametredir. Doğrudan ısı akışı ve kayaların termal iletkenliği ile etkilenmektedir. Low Origins ve granitler gibi, birçok başarılı alanda bile, yüksek iletkenlik kayaları, tuz veya basalt gibi yüksek iletkenlik kayaları ölçerek, bu da daha düşük kaliteli alanları tahmin etmek için gereklidir.

Geotermal Kaynaklarının Keşfeti ve Tanımlanması

Jeoloji, Jeoloji, Jeoloji, Jeoloji ve sondajı entegre eden çok disiplinli bir yaklaşım bulmak. Araştırma süreci genellikle bölgesel değerlendirmelerle başlıyor ve ayrıntılı site değerlendirmelerine ilerlemektedir. Hedef, sondaj ve geliştirme için önemli sermaye sağlamadan önce risk ve belirsizlikleri azaltmaktır.

Jeolojik Haritalama ve Geokimyasal Anketler

Jeotermal keşifteki ilk adım, kaolinite, hasta ve klorit gibi minerallerin, geçmiş veya mevcut hidroelektrik sistemleri hakkında ipuçları vermesidir. Geokimyasal anketler, ve volkanik ve hidrotermal değişiklikler minerallerinin dağılımını analiz etmek için kullanılır.Süresel ve likat mineralleri, erkanite, hastalanma ve kloritaliz gibi ipuçları sağlarken, H2S ısı ve CO2, H2S ısı ve hidroksit sistemleri gibi.

Geokimyasal veriler aynı zamanda, jeotermal sıvıların korelasyon ve ölçeklendirme potansiyelini değerlendirmek için de kullanılır, bu da güç bitki bileşenlerini tasarlamak için kritiktir. Bu veri kümeleri veya ısıl anomaliler ile ilgili tüm çalışmalar, geçmiş Hidrotermal olayların sıcaklık ve baskı koşullarını sağlar. Yüzey tezahürleri eksik olan alanlarda, topraklar için gaz anketleri, radon ve helium gömülü yapıları ve termal anomalileri bulmak için yardımcı olabilir. Tüm bu verileri yapısal jeoloji ile bütünleştirmek, keşif ekiplerinin jeotermal sistemi ve hedef alan ve hedef alan bir modelini oluşturmasını sağlar.

Geophysical Methods

Geofizik, yeraltı sıvılarının varlığıyla güçlü bir şekilde etkilendiği için en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir ve hidrotermal olarak erimiş minerallerin fiziksel özelliklerini karakterize eder. Magnetotellurics (MT) en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir, çünkü altta yatan kayaçların yerlerine duyarlıdır. Seismic yöntemleri, ki bu da yansıma ve tomografinin varlığıyla güçlü bir şekilde etkilenir ve çatlakların geometrisine ve geometrisine karşı yüzeysel olarak değişir.

Sıcaklık gradient sondaj, teknik olarak bir sondaj yöntemi olsa da, genellikle geofizik araçtanın bir parçası olarak kabul edilir, çünkü bu sığ kuyular, genellikle 100-500 metre derin, yüksek lisanslarla alanları haritalamak ve geliştirmek için kullanılır. Bazı durumlarda, ince delik delme, keşif ve üretim sondaj arasında bir adım olarak kullanılır, mühendisler daha düşük maliyetle rezervuar özelliklerini test etmelerine izin verir.

Sondaj ve Kaynak Değerlendirme

Araştırmadaki son ve en pahalı adım, sürekli temel örnekleri, rekor sıcaklık ve basınç profillerini doğrulamak ve sıvı kimyanın özelliklerini doğrulamak için iyi bir yoldur. Ticari jeotermal projeler için derinlikler genellikle rezervuar kapasitesi, 4,000 metrenin üzerinde veri sağlar, ancak kaynak sürdürülebilirliği 4000 metrenin ötesine uzanır.Bu bilgi, sürekli çekirdek örneklerini, rekor sıcaklık ve basınç profillerini toplar ve arazi gelişimini değerlendirmek için akış testleri yapar ve iyileştirici ve akışkan kimyayı test eder.

Kaynak değerlendirme, jeotermal bir alanın yaşamı boyunca devam eden devam eden bir süreçtir. Yeni kuyular bir araya getirilir ve üretim verileri bir araya getirilir, rezervuar modeli tahminleri geliştirmek ve işlemleri optimize etmek için tasarlanmıştır. Küresel dönüşümde doğal olarak risklidir, ancak başarılı bir jeotermal projesinin ödülleri önemli olabilir: yılda 5-10 MW elektrik üretebilir, rezervuar modeli çok düşük emisyonlarla yenilenebilir enerji sağlar.

Geotermin'deki Zorluklar ve Fırsatlar

Büyük potansiyeline rağmen, jeotermal enerji yaygın kabulünü sınırlayan birkaç engelle karşı karşıyadır. Bunlar yüksek ücretli maliyetler, altyüz belirsizlikle ilgili teknik riskler ve indüklenmiş sismiklik ve su tüketimi gibi çevresel endişeler içerir. Bu zorluklarla ilgili olarak, keşif, sondaj ve güç bitki teknolojisi ile ilgili olarak, destekleyici politika çerçeveleri de inovasyonu gerektirir.

Teknik ve Ekonomik Engeller

Jeotermal gelişim için birincil ekonomik bariyer, yüksek maliyet ve sondaj araştırmalarının riski iyidir. Tek derin bir araştırma, milyarlarca milyon dolara mal olabilir ve elde edilmemiş alanlarda vahşi kesim için başarı oranı genellikle% 50'den daha yüksektir. Bu risk de özel yatırım ve gerekli olan hükümet desteği veya kamu-özel ortaklıklar, jeotermal büyümenin ilk aşamalarındaki ilk dereceleri azaltılır.

Gelişen jeotermal sistemler (EGS), doğal olarak permeable rezervuarların ötesinde jeotermal üretimi genişletmek için büyük bir fırsat temsil eder. EGS, ABD'deki su enjekte eden suları sıcak, düşük kapasiteli kayaları yapay kırıklar ve ekstra ısı sorunlarının ortaya çıkmasını sağlarken, bu teknoloji yüksek ısı akışıyla ilgili alanlarda büyük kaynakları genişletebilir, ancak ticari ölçekli EGS dağıtımını önemli ölçüde artırabilir.

Çevre Tahminleri

Geotermal enerji, en temiz enerji nesillerinden biridir, güneş enerjisi ve güneş ile karşılaştırılabilir yaşam döngüsü karbon emisyonlarının çoğu, çevresel etkiler olmadan çözülemez. Jeotermal sıvılar, sıvıların çıkarılması ve reinjeksiyonu, enerji santrali sırasında serbest bırakılmasına neden olabilir. Modern bitkiler, su kirliliğini yakalamak veya bu yerdeki emisyonları azaltmak için çok küçük bir miktardır, özellikle de sulfiditler, karbon dioksit, ve metafizitler gibi gazları azaltır.

Arazi kullanımı etkileri genellikle mütevazı çünkü jeotermal bitkilerin temel yük güvenilirliği, düşük emisyonlar ve küçük araziler dahil olmak üzere üretilen elektrik birimlerinde küçük bir ayak izi vardır, ormanlık alanlar veya eğlence için kullanılan sıcak ilkbaharlar gibi, dikkatli planlama ve hisse senedi katılımı gerektirir. Genel olarak, jeotermal enerjilerin çevresel avantajları, temel yük güvenilirliği, düşük emisyonlar ve küçük arazi ayak izi dahil, bu nedenle, zenginleştirilmiş yenilenebilir enerji portföyünün cazip bir bileşeni haline getirir.

Future Outlook ve Geliştirilmiş Geotermal Sistemler

Jeotermal enerjinin geleceği, plaka tektonik teorisinin evrimi ile yakından bağlantılıdır ve altyüzlü koşulları tahmin etme yeteneğimiz, en sonunda hesaplama modelleme ve geofiziksel görüntülemenin geliştirilmesi, araştırma riski azaltacaktır ve daha fazla kaynak, yüksek sıcaklık elektronik ve korozyonsuz ortamlarda tespit edilecektir. Derin jeotermal sistemlerin gelişimi, bu aşırı koşullara karşı sıcaklıklara karşı atılması gerekir.

Gelişen jeotermal sistemler (EGS), Doğu Birleşik Devletleri, Avrupa ve Avustralya'nın bir sonraki sınırı olarak kabul edilir. Geoterm Energy (FORGE) inisiyatifi yaratarak, EGS'nin bölgedeki deneyler ve araştırmalar yoluyla EGS teknolojisini geliştirmek için, büyük bir küresel katkı sağlayan bir enerjiden elde edebilir.