Energia geotermalna – Czym jest?

Energią termalną nazywamy energię skał termicznych znajdujących się we wnętrzu ziemi. Ten rodzaj energii zaliczany jest do odnawialnych źródeł energii. Energia tego typu jest pobierana za pomocą odwiertów, do których wtłacza się chłodną wodę, którą zamienia się we wrzątek po wymianie ciepła ze skałami. Jest to również naturalne źródło ciepła w źródłach i basenach termalnych.

Obecnie, energia geotermalna wykorzystywana jest w 64 krajach, a łączna moc działających elektrowni geotermalnych to 11,4 GW. Najważniejsze i najsilniejsze źródła energii geotermalnej znajdują się na Filipinach i Islandii. W Polsce instalacje geotermalne są bardzo popularne na Podhalu.

Główny sposób pozyskiwania energii geotermalnej to tworzenie odwiertów do zbiorników gorących wód geotermalnych. W pewnej odległości od odwiertu, wykonuje się drugi otwór, którym wtłacza się wodę geotermalną zaraz po odebraniu jej ciepła, jakie pozyskała od gorących skał po ziemią. W ten sposób ta sama woda znowu pozyskuje kolejne ciepło ze złoża. Wody geotermiczne są mocno zasolone – jest to spowodowane bardzo trudnymi warunkami pracy wymienników ciepła i innych elementów tej instalacji. Energię geotermalną wykorzystuje się w układach centralnego ogrzewania, jako podstawowe źródło ciepła (pompy ciepła). Kolejnym zastosowaniem tego typu energii jest produkcja prądu – dotyczy to jednak tych źródeł, które cechują się największymi wartościami temperatury złóż. Zagrożenia, jakie przynosi pozyskiwanie energii cieplnej z wnętrza Ziemi, to przede wszystkim nadmierna eksploatacja wód głębinowych a także uwalnianie z wnętrza ziemi niebezpiecznych gazów, takich jak siarkowodór, radon i tym podobne. Gorące źródła, czyli tzw. gejzery, są jednym z charakterystycznych zjawisk spotykanych na Islandii.

Temperatura we wnętrzu ziemi rośnie według zasady im głębiej, tym goręcej. W samym jądrze Ziemi osiąga ona 6600 stopni. 20% energii cieplnej z ziemi pochodzi z kontrakcji grawitacyjnych, które miały miejsce podczas formowania się naszej planety. Pozostałe 80% to wynik rozpadu jonów potasu, toru i uranu. Rozpad zachodni ten w płaszczu ziemskim. Dość niewielki wkład ma również tarcie wywołane ruchami wód, płyt tektonicznych, siłami pływów i zmianami prędkości obrotu ziemi wokół słońca. Część energii geotermalnej wydostaje się z Ziemi do skorupy ziemskiej lub na jej powierzchnię poprzez pióropusze płaszcza ziemskiego (wulkany). Taki pióropusz może mieć nawet 2 km wysokości ponad poziom morza oraz tysiące km powierzchni.  Powoduje to powstawanie plam gorąca lub pokryw lawinowych. W naturalny sposób, energia wydostaje się z wnętrza ziemi z siłą 46 TW. Średni strumień geotermalny wynosi ok. 0,063 W/m – nie jest on co prawda duży, lecz zasoby są niewyczerpalne. Ze względu na to, że ziemia jest ogromna i ma wielką objętość i powierzchnie, strumień tego typu daje nam gradient 25 K/km. Rejony hipertermiczne to przede wszystkim obszary radiogeniczne z dużą zawartością pierwiastków radioaktywnych, oraz tereny ze zwiększonym obszary wysokiego strumienia ciepła, oraz punktowe źródła cieplne. (magma, wody termalne). W tych rejonach zasoby geotermalne występują w roli zasobów petrochemicznych (energia w skałach) oraz mamy do czynienia z zasobami hydrotermicznymi (wodnymi).