Anar al contingut

Energia geotèrmica

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Energia geotèrmica
Planta geotèrmica de Nesjavellir en Islàndia. Esta central energètica dona servici a les necessitats d'aigua calenta de l'àrea metropolitana del Gran Reykjavík.
Energies renovables
logotip per a les energies renovables
logotip per a les energies renovables

Biocarburant
Biomassa
Energia geotèrmica
Energia hidroelèctrica
Energia solar
Energia mareomotriz
Energia eòlica

L'energia geotèrmica[2] és una energia renovable[3][4] que s'obté per mig de l'aprofitament de la calor de l'interior de la Terra[5]que es transmet a través dels cossos de roca o pedres calentes o conducció i convecció, a on se susciten processos d'interacció d'aigua subterrànea i roques, donant orige als sistemes geotèrmics. La calor de l'interior de la Terra es deu a varis factors, entre els que destaquen el gradient geotèrmic i la calor radiogénico. L'energia geotèrmica s'utilisa com a font de calor i energia elèctrica des de fa milenis. En l'actualitat, l'energia geotèrmica s'obté a partir de plantes geotèrmiques, fonamentalment per a la generació d'energia elèctrica, i li la considera una energia renovable, perque les taxes d'extracció de calor són insignificants en comparació a el balanç tèrmic intern de la Terra.[6] A diferència de la energia eòlica i solar, les centrals geotèrmiques produïxen energia a un ritme constant, sense tindre en conte les condicions meteorològiques.[7] En teoria, els recursos geotèrmics són més que suficients per a abastir les necessitats energètiques de la humanitat. No obstant, només una chicoteta part dels recursos geotèrmics del planeta és actualment accessible en la tecnologia i la viabilitat econòmica existents.[7]

El cost de la generació d'energia geotèrmica va disminuir un 25 % durant les décades de 1980 i 1990. Els alvanços tecnològics varen continuar reduint els costs i ampliant aixina la cantitat de recursos viables. En 2021, el Departament d'Energia dels Estats Units va estimar que l'energia d'una planta «construïda hui» costa al voltant de 0,05 $/kWh. La generació d'electricitat a partir de l'energia geotèrmica ha alcazando una capacitat total instalada d'aproximadament 16.873 MW en 2024. Per a calefacció i refrigeració, el desplegament geotèrmic va créixer a un ritme mig d'al voltant del 9 % anual entre 2015 i 2020 per a alcançar els 107 gigavatios tèrmics (GWth) en 2020.[7]

El terme «geotèrmic» ve del grec geo («Terra»), i thermos («calor»); lliteralment «calor de la Terra».

Història

El ser humà va descobrir l'us de la calor geotèrmica fa uns 10 000 anys quan va escomençar a utilisar la calor i el vapor que emanava de la terra, de l'aigua o dels sediment per a cuinar, llavar-se, calfar-se o ablanir materials que utilisaven per a les seues ferramentes.[8]Estes pràctiques utilisaven l'energia disponible en la superfície del planeta. Part de la calor interna de la Terra (5000 °C) aplega a la corfa terrestre.cita requerida En algunes zones del planeta,Plantilla:On prop de la superfície, les aigües subterrànees poden alcançar temperatures d'ebullició, i, per tant, servir per a accionar turbines elèctriques o per a calfar. En l'antiga Roma, els seus habitants varen perfeccionar l'us d'este tipo d'energia en termes com les de Bayas,[9] per a transportar vapor d'aigua a alta temperatura des d'un manantial subterràneu fins a les cámara del hipocausto. El bot de l'energia geotèrmica cap a un us industrial d'ella es va produir en 1818 de la mà de Francisco Giacomo Larderel que va utilisar el vapor natural de les aigües geotèrmiques propenques a Montecerboli (Itàlia) per a calfar fancs volcànics i extraure àcit bórico. Més tart, en 1904, en Larderello, el príncip Piero Geinori Conti de Trevignano va conseguir conectar un generador d'energia geotèrmica que produïen 10 kW d'energia i allumenar cinc peres.[10] En 1913, va entrar en funcionament la planta d'energia geotèrmica de Larderello, primera planta d'energia geotèrmica de l'història, capaç de generar més de 2.700 kW d'electricitat, utilisats per al ferrocarril i el consum elèctric dels pobles de la zona.[11]

Tipos de jaciments geotèrmics

Esquema de les fonts d'energia geotèrmiques.

Pot considerar-se que hi ha quatre tipos de jaciments geotèrmics, que es podrien cridar:

Jaciments d'aigua calenta

Planta d'energia geotèrmica en les Filipines.

Estos jaciments poden formar una font o ser subterràneus, continguts en un acuífero. Els que formen fonts, s'aprofiten des de temps molt antics com a banys termals. Depenent de la temperatura de l'aigua pot usar-se directament o, si és molt calenta, podrien aprofitar-se gelant l'aigua abans d'utilisar-la, pero solen tindre cabals relativament reduïts. Sobre els subterràneus, jaciments d'aigües termals molt calentes a poca o mija profunditat, servixen per a aprofitar la calor de l'interior de la terra. L'aigua calenta o el vapor poden fluir naturalment, per bombeig o per impulsos de fluix d'aigua i de vapor. El método a elegir depén del que en cada cas siga econòmicament rendable. En la majoria dels casos l'explotació deu fer-se en dos pous (o un número par de pous), de modo que per un s'obté l'aigua calenta i per un atre es torna a injectar en l'aqüífer, despuix d'haver gelat el cabal obtingut. Les ventages d'este sistema són múltiples:


  • Hi ha menys provabilitats d'agotar el jaciment tèrmic, ya que l'aigua reinyectada conté encara una important cantitat d'energia tèrmica.
  • Tampoc s'agota l'aigua del jaciment, ya que la cantitat total es manté.
  • Les possibles sals o emissions de gasos dissolts en l'aigua no es manifesten en circular en circuit tancat per les conducció, lo que evita contaminació. Finalment hi ha atres jaciments en els que l'aigua ix en forma de vapor. En estos, l'aprofitament és directe per a obtindre energia mecànica per mig d'una turbina, pero tenen el problema de que és més complicat reinyectar l'aigua despuix de condensada, i en el camí hauran difòs en l'atmòsfera una part dels gasos que acompanyen al vapor.


Classificació segons la temperatura de l'aigua

  • Energia geotèrmica d'alta temperatura. L'energia geotèrmica d'alta temperatura existix en les zones actives de la corfa. Esta temperatura està compresa entre 150 i 400 °C, es produïx vapor en la superfície i per mig d'una turbina, genera electricitat. Es requerixen vàries condicions per a que es done la possibilitat d'existència d'un camp geotèrmic: una capa superior composta per una cobertura de roques impermeables;[12] un aqüífer, o depòsit, de permeabilidad elevada, entre 0,3 i 2 km de profunditat; sol fracturat que permet una circulació de decorreguts per convecció, i per lo tant la transferència de calor de la font a la superfície, i una font de calor magmático, entre 3 i 15 km de profunditat, a 500-600 °C. L'explotació d'un camp d'estes característiques es fa per mig de perforació segons tècniques casi idèntiques a les de l'extracció del petròleu.
  • Energia geotèrmica de temperatures miges. L'energia geotèrmica de temperatures miges és aquella que els decorreguts dels aqüífers estan a temperatures menys elevades, normalment entre 70 i 150 °C. Per tant, la conversió vapor-electricitat es realisa en un rendiment menor, i deu explotar-se per mig d'un decorregut volàtil. Estes fonts permeten explotar chicotetes centrals elèctriques, pero el millor aprofitament pot fer-se per mig de sistemes urbans de repartiment de calor per al seu us en calefacció i en refrigeració (per mig de màquines d'absorció).
  • Energia geotèrmica de baixa temperatura. L'energia geotèrmica de temperatures baixes és aprovechable en zones més àmplies que les anteriors; per eixemple, en totes les conques sedimentarias. És deguda al gradient geotèrmic. Els decorreguts estan a temperatures de 50 a 70 °C.
  • Energia geotèrmica de molt baixa temperatura. L'energia geotèrmica de molt baixa temperatura es considera quan els decorreguts es calfen a temperatures compreses entre 20 i 50 °C. Esta energia s'utilisa per a necessitats domèstiques, urbanes o agrícoles, com la climatisació geotèrmica (bomba de calor geotèrmica). Les fronteres entre els diferents tipos d'energies geotèrmiques és arbitrària; si es tracta de produir electricitat en un rendiment acceptable la temperatura mínima està entre 120 i 180 °C, pero les fonts de temperatura més baixa són molt apropiades per als sistemes de calefacció urbana i rural.


Jaciments secs

En este cas, hi ha una zona baix la terra, a profunditat no excessiva, en materials o pedres calentes, en sec. S'injecta aigua per una perforació i es recupera ya calenta per una atra, s'aprofita la calor, per mig d'un bescanviador i es torna a reinyectar com en el cas anterior. Un eixemple, en Anglaterra, va anar el «Proyecte de Pedres Calentes» (en inglés: Hot Dry Rocks, abreviat com HDR), abandonat despuix de comprovar la seua inviabilidad econòmica en 1989. Els programes HDR s'estan desenrollant en Austràlia, França, Suïssa, Alemània. Els recursos de magma (roques foses) oferixen energia geotèrmica d'altíssima temperatura, pero en la tecnologia existent no es poden aprofitar econòmicament eixes fonts.

Ventages i desventages

Ventages

  1. Solament requerix una despesa inicial.
  2. Els residus que produïx són mínims i ocasionen menor impacte ambiental que els originats pel petròleu i el carbó.
  3. Sistema de gran aforro, tant econòmic com a energètic.
  4. No genera sorolls exteriors.
  5. Els recursos geotèrmics són pràcticament inagotables a escala humana.[13][14][15][16]
  6. No està subjecta a preus internacionals, sino que sempre pot mantindre's a preus nacionals o locals.
  7. L'àrea de terreny requerit per les plantes geotèrmiques per megavat és menor que un atre tipo de plantes. No requerix construcció de represas, ni tala de boscs.
  8. L'emissió de CO2, en aument del efecte hivernàcul, és inferior al que s'emetria per a obtindre la mateixa energia per combustió, i pot aplegar a ser nula quan es reinyecta l'aigua, fent-la circular en circuit tancat per l'exterior.

Desventages

  1. En jaciments secs s'han produït a voltes microsismes com a resultat del refredat brusc de les pedres calentes, i el seu consegüent fisuración. Les desventages que vénen a continuació fan referència exclusivament a l'energia geotèrmica que no s'utilisa en reinyecció, i la que no és de baixa entalpia domèstica (climatisació geotèrmica).


  1. En certs casos emet àcit sulfhídrico que es detecta per la seua olor a ou podrido, pero que en grans cantitats no es percep i és letal.
  2. Contaminació d'aigües pròximes en substàncies com arsènic, amoníac, etc.
  3. Contaminació tèrmica.
  4. Deterioració del paisage.
  5. No es pot transportar (com energia primària), llevat que es faça en un bescanviador i un caloportador distint del de les aigües de l'aqüífer.
  6. No està disponible més que en determinats llocs, llevat la que s'ampra en la bomba de climatisació geotèrmica, que es pot utilisar en qualsevolloc de la Terra.

Usos

Generació elèctrica

Artícul principal → Central geotèrmica.

Es va produir energia elèctrica geotèrmica per primera volta en Larderello, Itàlia, en 1904. Des de llavors, l'us de l'energia geotèrmica per a produir electricitat ha creixcut mundialment a prop de 8000 MW, dels quals Estats Units genera 2700 MW.

Capacitat instalada d'energia geotèrmica (MW)[17]
# País 2020
1 Estats Units Estats Units 3676
2 Indonèsia Indonèsia 2133
3 Erro al crear miniatura: Filipines 1918
4 Turkey Turquia 1526
5 New Zealand Nova Zelanda 1005
6 Mexico Mèxic 963
8 Italy Itàlia 944
7 Kenya Kènia 861
9 Iceland Islàndia 755
10 Japan Japó 601
11 Costa Rica Costa Rica 262
12 El Salvador El Salvador 204
13 Nicaragua Nicaragua 153
14 Erro al crear miniatura: Hondures 35

Desalinisació

Douglas Firestone va escomençar en la desalinisació en el sistema evaporament / condensació en aire calent en 1998, provant que l'aigua geotermal es pot usar econòmicament per a produir aigua desalinizada, en 2001. En 2005 es va ajustar el 5.º prototip desalinizador “Delta T” que usa un cicle d'aire forçat calent, pressió atmosfèrica, cicle geotermal d'evaporament condensació. L'aparat se sortix d'aigua de mar filtrada en l'Institut Scripps d'Oceanografia, reduint la concentració de sal de 35 000 ppm a 51 ppm a/a.[18]

Extinció

Injecció d'aigua

En varis llocs, ha ocorregut que els depòsits de magma es varen agotar, cessant de donar energia geotèrmica, potser ajudat per l'injecció de l'aigua residual freda, en la recarrega de l'aqüífer calent.cita requerida O siga, que la recarrega per reinyecció, pot gelar el recurs, a menos que es faça un cuidadós maneig. En a lo manco una localitat, el refredat va ser resultat de chicotets i curts terremots (vore enllaç extern avall). Açò ha dut una discussió sobre si els amos d'una planta són responsables del dany que causa una tremolació.

Extinció de la calor

Aixina com hi ha jaciments geotèrmics capaços de proporcionar energia durant moltes décades, uns atres poden agotar-se i gelar-se.[19] En un informe, el govern d'Islàndia diu: «deu entendre's que l'energia geotèrmica no és estrictament renovable en el mateix sentit que l'hidràulica». S'estima que l'energia geotèrmica d'Islàndia podria proporcionar 1700 MW durant més de 100 anys, en comparació a la producció actual de 140 MW. El problema consistix en conéixer si el fluix de calor natural de la terra és capaç de repondre la pèrdua de calor en la mineria de calor geotèrmica.

Costs

L'energia geotèrmica és més competitiva que la combustió (hidrocarburs), sobretot en països com Islàndia, Nova Zelanda i Itàlia. Durant el periodo de preus baixos d'energia en la década de 1980 fins a la recent pujada dels preus dels combustibles fòssils, petròleu i gas, poques zones en recursos geotèrmics en els Estats Units varen ser capaços de generar electricitat a un cost competitiu en atres fonts d'energia. Salve per a les bombes de calor geotèrmiques, no totes les àrees del món tenen un recurs geotèrmic utilisable, encara que sí posseïxquen. Ademés, algunes fonts geotèrmiques no tenen una temperatura lo suficientment alta com per a produir vapor. En eixes zones, l'energia geotèrmica es pot generar per mig d'un procés cridat tecnologia de cicle binari, encara que l'eficàcia és menor. En qualsevol cas, en lloc de la producció d'electricitat, les zones de més baixa temperatura poden proporcionar climatisació d'edificis (calefacció, refrigeració). Des de 1998, Estats Units conta en 18 sistemes de calefacció urbana, 28 granges d'acuicultura, 12 plantes industrials, 218 balnearis i 38 hivernàculs que utilisen calor geotèrmica. Atres àrees no tenen l'aigua per a produir vapor, que és necessària per als dissenys actuals de la planta. A les àrees geotèrmiques sense vapor li les denomina àrees de roques calentes i s'estan investigant métodos per a la seua explotació. És el cas d'algunes zones de les illes Canàries (Forn-Asador de Timanfaya) i d'atres parts.

Vore també

Referències

  1. ↑ «Fundació de l'Espanyol Urgent RAER».
  2. ↑ És incorrecte el terme «energia geotermal»[1]
  3. ↑ «Energia geotèrmica». Institut per a la Diversificació i l'Aforro de l'Energia - Ministeri d'Indústria, Energia i Turisme. Archivat des d'el original, el 26 de setembre de 2015. Consultat el 24 d'octubre de 2015.
  4. ↑ «Geothermal Energy» (en anglés). renewableenergyworld. com. Archivat des d'el original, el 31 de giner de 2017. Consultat el 24 d'octubre de 2015.
  5. ↑ «Energia Geotèrmica». Archivat des d'el original, el 29 de novembre de 2020. Consultat el 29 de maig de 2020.
  6. ↑ «Geothermal Sustainability».Proceedings European Geothermal Congres.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 «Global geothermal market and technology assessment» (en en). www. irena. org. Consultat el 2025-03-01.
  8. ↑ «Historical overview of geothermal energy» (en en). sciencedirect. com. Consultat el 02-02-2026.
  9. ↑ «The heating system of the Piccole Terme in Baia: Some hypotheses». sciencedirect. com. Consultat el 02-02-2026.
  10. ↑ «energia geotèrmica». endesa. com. Consultat el 2-2-2026.
  11. ↑ «The oldest geothermal plant in Larderello». power-technology. com. Consultat el 02-02-2026.
  12. ↑ «Alta temperatura» Institut Geològic i Miner d'Espanya (consultat el 7 de març de 2012).
  13. ↑ «Geotermia: Energia inagotable baix els nostres peus». veoverde. com. Consultat el 24 d'octubre de 2015.
  14. ↑ «Qué és l'energia geotèrmica». energia. gr. Archivat des d'el original, el 4 de març de 2016. Consultat el 24 d'octubre de 2015.
  15. ↑ Tens que especificar títul = i url = al usar {{cita web}}.. COITMA. Direcció general d'Indústria, Energia i Mines - Comunitat de Madrit. Consultat el 24 d'octubre de 2015.
  16. ↑ «Energia geotèrmica». Agència Andalusa de l'Energia. Archivat des d'el original, el 21 de setembre de 2014. Consultat el 24 d'octubre de 2015.
  17. ↑ «RENEWABLE CAPACITY STATISTICS 2021 page 50».
  18. ↑ «Aqua Genesis Ltd – Delta T – Testing Information». Archivat des d'el original, el 3 de giner de 2006. Consultat el 30 de març de 2006.
  19. ↑ «Response of Wairakei Geothermal Reservoir to 40 Years of Production» (en anglés). geothermal-energy. org. Contact Energy. Consultat el 24 d'octubre de 2015.

Enllaços externs

Commons

Referències


Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Energia_geotèrmica&oldid=1428773»