Med förbättringar av förbättrad geotermisk systemteknik kan jordvärmen bli en viktig elgenerator. Flickr / xavierbt

Geotermisk betyder bokstavligen "jordvärme". Jordens temperatur ökar när vi borrar djupare mot dess kärna. Vi kan använda den värmen för energi genom att cirkulera vatten genom heta underjordiska behållare och föra det varma vattnet eller ångan till ytan. Vi kan sedan konvertera energin i den heta vätskan till mekanisk och elektrisk kraft på ytan med en värme motor.

Den privata investeringen i australisk utveckling av geotermisk kraft avtog efter en mycket snabb start för tio år sedan. Detta bör ta sig igen eftersom nyutveckling ger kommersiell lönsamhet för förbättrade geotermiska system. Dessa har potential att växa exponentiellt och lovar riklig kraft för världen.

Konventionella geotermiska system

2010 genererade världen 20 terawattimmar (TWh) av geotermisk elektricitet. Allt detta kom från konventionella resurser. Dessa är naturligt förekommande varmt vatten eller ångflöden som värms upp av magma och cirkulerar genom permeabelt berg. De är förknippade med vulkaniska system och begränsade till regioner med aktiva eller unga vulkaner.

Användningen av konventionella resurser är inte ny. 1904 en anläggning byggdes i Larderello, Italien, för att generera el från geotermisk ånga. Sedan dess har geotermiska kraftanläggningar spridit sig jämnt men har varit begränsade till resurser som är relativt lättillgängliga.

Förbättrade geotermiska system

Det finns en annan form av geotermisk värme som är riklig och allmänt tillgänglig över hela världen. Det produceras genom radioaktivt sönderfall av kalium-, uran- och thoriumisotoper som finns i vissa granittyper.

I graniter i Cooper Basin, i South Australia, finns det isotopkoncentrationer på spårnivå. Värme genereras med en mycket låg takt. Med en så låg hastighet skulle det ta nästan en miljon år för en massa granit att höja temperaturen med 100 ° C. Under den tiden måste berget förbli välisolerat på stort djup.

För att få tillgång till denna djupa värme måste minst två brunnar borras. Kallt vatten injiceras från en brunn, det värms upp av berget och extraheras från den andra brunnen. De två brunnarna är vanligtvis 800 till 1000 m från varandra. I ett sådant system kommer vattnet att röra sig från en brunn till en annan endast om berget mellan brunnarna är tillräckligt genomträngligt.

Naturlig bergpermeabilitet är inte tillräckligt hög men kan förbättras med väl etablerade olje- och gastekniker. Dessa system kallas Enhanced Geothermal Systems (EGS).

Kommersiell EGS-utveckling

Elektricitet från förbättrade geotermiska system är inte kostnadseffektivt nu eftersom djupa brunnar är dyra. För att producera tillräckligt med el för att betala för brunnarna och ytutrustningen måste det heta vattnet bringas till ytan med hastigheter nära 100 kg / s. En av de bästa EGS-flödena i världen uppnåddes av det australiska företaget Geodynamics, och det var bara en tredjedel av detta mål. Även om detta är en betydande prestation räcker det inte att göra EGS-el kommersiellt konkurrenskraftig.

Det är möjligt att kompensera för dessa låga flödeshastigheter om du kan förbättra effektiviteten för att konvertera energin till ström. Men förbättringar inom detta område har ännu inte sett att elproduktionen blir kostnadskonkurrenskraftig.

EGS-flöden måste tredubblas innan EGS-elektricitet är kommersiellt genomförbart. Det var rapporterade i december förra året att en lovande teknik för geotermiska brunnar kan ha utvecklats av det amerikanska företaget AltaRock. Om de rapporterade resultaten underbyggs genom ytterligare tester, kommer det att ge ny andedräkt för EGS geotermiska utveckling runt om i världen och i Australien.

Andra australiska geotermiska resurser

Uppdelningen mellan konventionella och förbättrade geotermiska system är konstgjord och den verkliga globala geotermiska resursen täcker ett kontinuerligt spektrum som sträcker sig från naturligt förekommande varma källor till förbättrade geotermiska system.

Nyligen visade resultat att även om Australien inte är ett vulkaniskt land, har det områden där magma kommer nära ytan för att producera varmt vatten i sedimentärt berg. Den australiska geotermiska industrin kallar dessa heta sedimentära akviferer. De förväntas ha naturliga permeabiliteter högre än EGS men kanske inte så höga som konventionella geotermiska system.

Runt om i världen har det inte varit mycket arbete i denna typ av resurs men det finns nya utvecklingar i Australien såväl som andra platser som Turkiet och Sydamerika riktade mot sådana resurser.

Miljöpåverkan

Vid tillgång till geotermisk energi kan de involverade teknologierna påverka den närmaste miljön. Som sett av Paralana-upplevelse, kan små skakningar kännas på ytan men dessa utgör inte någon betydande risk. Geotermisk energi använder inte mer vatten än andra applikationer för förnybar termisk energi. Den sprickstimulering som används i EGS-projekten utgör inte någon risk för ytvattenmassor eftersom EGS-reservoarerna är mycket djupa och brunnarna är tätade i stålhöljen.

I vissa vulkaniskt framställda konventionella geotermiska resurser, lösta gaser frigjorda till atmosfären kan påverka den omedelbara miljön. Detta är förmodligen den allvarligaste faran i samband med geotermisk energi, men den är endast begränsad till vissa konventionella resurser (inte relevant för Australien) och är lätt att kontrollera.

Framtiden för geotermisk

Grunderna för geotermisk energi är starka. Det är rikligt - resursen under det stora artesiska bassängen är beräknas vara tillräckligt stor att leverera den nuvarande australiska årliga energiförbrukningen under 6000 år. Det är en av få förnybara kraftkällor som helt kan ersätta kol som en basladdningsenergi. Det har också en mycket låg miljöpåverkan.

Underlåtenheten att uppnå tillräckligt flöde hindrade dess kommersiella utveckling, men problemet kan lösas inom en snar framtid. Om det händer kan geotermisk energi bli en av de ledande teknikerna för förnybar energi för 2020-talet.

Om författaren

Hal Gurgenci, professor i maskinteknik, University of Queensland

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Drawdown: Den mest omfattande planen som någonsin föreslagits för att omvända global uppvärmning

av Paul Hawken och Tom Steyer
Mot bakgrund av utbredd rädsla och apati har en internationell koalition av forskare, yrkesverksamma och forskare kommit ihop för att erbjuda en rad realistiska och djärva lösningar på klimatförändringen. Ett hundra tekniker och metoder beskrivs här-några är välkända; något du kanske aldrig har hört talas om. De sträcker sig från ren energi för att utbilda flickor i låginkomstländer till markanvändningspraxis som drar kol ut ur luften. Lösningarna finns, är ekonomiskt lönsamma och samhällen runt om i världen håller för närvarande på att anta dem med skicklighet och beslutsamhet. Finns på Amazon

Utformning av klimatlösningar: En policyhandbok för lågkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Med effekterna av klimatförändringar redan på oss är behovet av att minska de globala utsläppen av växthusgaser inget mindre än brådskande. Det är en skrämmande utmaning, men teknologierna och strategierna för att möta den finns idag. En liten uppsättning energipolicyer, utformade och genomförda väl, kan sätta oss på vägen till en koldioxidsnål framtid. Energisystem är stora och komplexa, så energipolitiken måste vara fokuserad och kostnadseffektiv. One-size-fits-all-tillvägagångssätt gör helt enkelt inte jobbet gjort. Politiska beslutsfattare behöver en tydlig och omfattande resurs som beskriver energipolitiken som kommer att ha störst inverkan på vår klimatframtid och beskriver hur man utformar dessa policyer väl. Finns på Amazon

Detta förändrar allt: Kapitalism vs. Klimat

av Naomi Klein
In Detta förändrar allt Naomi Klein hävdar att klimatförändringen inte bara är en annan fråga som ska lämnas snyggt mellan skatter och hälsovård. Det är ett larm som kräver att vi fixar ett ekonomiskt system som redan misslyckas på många sätt. Klein bygger noggrant fallet för hur massivt att minska våra utsläpp av växthusgaser är vår bästa chans att samtidigt minska ojämlikheterna i olikheterna, återinföra våra brutna demokratier och bygga om våra slagna lokala ekonomier. Hon avslöjar den ideologiska desperationen av klimatförändringsförnekarna, de geoengineers messianiska vansinne och den tragiska defeatismen av alltför många vanliga gröna initiativ. Och hon visar exakt varför marknaden inte har och kan inte fixa klimatkrisen, men kommer istället att göra saker värre, med alltmer extrema och ekologiskt skadliga utvinningsmetoder, tillsammans med katastrofal katastrofkapitalism. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.