Geotermalna energija – toplota Zemljine unutrašnjosti

Izvori: geotermalna-energija

Geotermalna energija je toplotna energija koja nastaje i skladišti se u unutrašnjim sferama Zemlje, najprije jezgru, čija temperatura iznosi 4000-7000°C, što je približno temperaturi površine Sunca. Naziv geotermalna potiče od grčkih reči geo, sa značenjem zemlja i therme, sa značenjem toplota.

Geotermalna energija je isplativa, pouzdana, održiva i ekološki prihvatljiva, ali je u prošlosti mahom bila ograničena na područja u blizini granica tektonskih ploča. Nedavni tehnološki napredak drastično je proširio opseg i veličinu dostupnih resursa, posebno za primjene kao što je grijanje domova, otvarajući mogućnost za široku eksploataciju. Čovjek trenutno posjeduje tehnologiju kojom eksploatiše mali dio te energije, iz površinskog sloja Zemljine kore dubokog nekoliko kilometara. 

Geotermalna energija se generiše radioaktivnim raspadanjem minerala i kontinuiranim stvaranjem toplote u Zemljinom jezgru. Toplota iz jezgra neprekidno zrači, zagrijavajući stijene, vodu i drugi geološki materijal. Geotermalna energija se smatra obnovljivim izvorom energije s obzirom na činjenicu da je količina ovakve energije praktično neiscrpna.

Izvori geotermalne energije

Geotermalna energija, u skladu sa savremenim teorijama, ima dva izvora – proces raspadanja radioaktivnih elemenata u zemljinom jezgru i apsorpciju energije Sunca. 

Zemlja apsorbuje gotovo 50 odsto sunčeve energije, zagrijavajući zemlju po dubini. Velika akumulaciona sposobnost zemlje reguliše oscilacije temperature spoljnjeg vazduha. Amplitude ovih kolebanja se po dubini smanjuju, odnosno na samoj površini zemlje one su u skladu sa temperaturom vazduha. Na većoj dubini (6 -10 m) temperatura zemlje je skoro nepromjenljiva (10 -15 °C), odnosno na toj dubini zemlja je toplija zimi, a hladnija ljeti u odnosu na površinu zemlje, dok sama površina zemlje prati temperaturu vazduha tokom godine. Temperatura podzemnih voda je u okviru sličnih vrijednosti, od 10 – 15 °C. 

Prednosti geotermalne energije

Geotermalna energija smatra se izuzetno održivom jer, između ostalog, ne zahtijeva sagorijevanje fosilnih goriva. Iako geotermalna energija proizvodi malu količinu gasova sa efektom staklene bašte, njen uticaj na životnu sredinu je daleko manji od uticaja fosilnih goriva. Geotermalna polja proizvode samo oko jedne šestine količine ugljen-dioksida u poređenju sa elektranom na prirodni gas, količina vode koja se upotrijebi u procesu korišćenja geotermalne energije može se ponovo vratiti u zemlju. Pri tome, geotermalne elektrane u prosjeku troše manju količinu vode od većine konvencionalnih elektrana. Geotermalna energija ima dvije osnovne svrhe, i to da obezbijedi grijanje/hlađenje objekata i električnu energiju. Korišćenje resursa ispod površine Zemlje može nam pomoći da koristimo 75 odsto manje energije u odnosu na tradicionalne sisteme grijanja i hlađenja. Isto tako, može se koristiti i u industriji proizvodnje papira, planskom stočarstvu, bazenima za plivanje, itd.

Geotermalne elektrane grade se direktno na izvoru, zauzimaju manji prostor u odnosu na neke druge vrste elektrana i potpuno su nezavisne od meteoroloških uslova na lokaciji, za razliku od solarnih ili vjetroelektrana čija proizvodnja zavisi od promjenljive količine sunčevog zračenja, odnosno jačine vjetra.

Zemljini geotermalni resursi su teoretski više nego dovoljni za snabdijevanje čovječanstva energijom, ali za sada vrlo mali dio može biti profitabilno iskorišćen, imajući u vidu da je bušenje i istraživanje ovih resursa veoma skupo. Predviđanja o uspješnijoj budućnosti geotermalne energije zavise od daljeg razvoja tehnologije, cijena energije, subvencija, pomjeranja tektonskih ploča i rasta kamatnih stopa. S druge strane, cjelokupni geotermalni energetski potencijal planete procjenjuje se na čak 3·1015 TWh (za proizvodnju 1 kWh električne energije potrebno je oko 3 kWh toplotne energije), što je gotovo 100 milijardi puta više od ukupne godišnje potrošnje energije u svijetu zabilježene 2010. godine.

Nedostaci geotermalne energije

Osim već pomenutih visokih inicijalnih ulaganja, za korišćenje geotermalne energije postoji ograničen broj pogodnih lokacija za izgradnju elektrana imajući u vidu zahtjeve za odgovarajućom vrstom stijena, temperaturom, dubinom, kao i procentom vode u određenom geotermalnom rezervoaru. Problem predstavlja i prisustvo opasnih gasova i minerala koji mogu izazvati poteškoće prilikom eksploatacije. 

Tehnologije geotermalnih elektrana

Najprije treba napomenuti da se geotermalna energija, odnosno termalni izvori, već vijekovima, još od paleolita, a posebno vremena Rimskog carstva, koriste za kupanje, snabdijevanje javnih kupatila vodom i podno grijanje. Najstariji geotermalni sistem daljinskog grijanja na svijetu počeo je sa radom