Was ist Geothermie?

Anmerkung des Herausgebers: dieser Artikel ist Teil einer gelegentlichen LiveScience-Serie über Ideen der Menschheit Auswirkungen auf die Umwelt zu erleichtern.

Die weltweit größte Quelle der Kraft liegt ein paar Meilen unter unseren Füßen. Geothermie, die bei der Hitze aus dem Erdinneren zieht, könnte die aktuelle weltweite Energiebedarf für mehr als 30.000 Jahren versorgen.

Der Trick ist es erschließt. Geothermie einen Anteil von weniger als einem halben Prozent des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich, nach Angaben der International Energy Association.

Die meisten aktiven geothermische Anlagen befinden sich in vulkanisch aktiven Orten, wie Island, wo der äußeren Erdkruste dünn ist.

"Konventionelle geothermische Nutzung begrenzt hat weil die erforderlichen Geologie nicht überall zu finden ist" sagte Geophysiker Roy Baria des Unternehmens Mil-Tech UK LTD.

Baria und andere technische nichtkonventionellen Orte wo die Hitze ist weiter unten und es gibt keinen Raum für Wasser fließen. Diese geologischen Erweiterungen können haben ihre Nachteile: ein Projekt in der Schweiz wurde Anfang dieses Jahres durch induzierte Erdbeben heruntergefahren.

Hot-Schaltfläche Problem

Eine typische Geothermieanlage Dampf entweichen aus dem Untergrund erfasst und nutzt es um Turbinenschaufeln, die Strom erzeugen. Die zuerst solche Kraftwerk begann in Italien im Jahre 1904 und bis heute arbeitet.

Als eine grüne Technologie, löst geothermische Umweltbelange. In bestimmten Fällen können Dampf Gewinnung anderer Gase wie Kohlendioxid (CO2), zu entkommen. Die Menge an CO2 pro Kilowattstunde Strom freigegeben ist jedoch nur ein paar Prozent, die der Kohle befeuerte Kraftwerke.

Obwohl es noch konsequenter als der launische Wind und täglich untergehende Sonne Strom liefert, ist die Geothermie nicht völlig erneuerbare. Die größte geothermische Entwicklung in der Welt der Geysire in Kalifornien, begann eigentlich sinken, weil es im wesentlichen Dampf ausging.

"Es war überproduziert," sagte Robert Zierenberg ein Geologe an der University of California, Davis.

Die Geysire stabilisiert hat, dank der unterirdischen Injektionen von importierten Abwasser. Mit der Angst oder zum Abbau natürlicher Ressourcen haben Umweltschützer gekämpft die Entwicklung der anderen Geothermieprojekte in Orten wie Hawaii und Yellowstone.

Aus dem Land aus Eis und Schnee

Aber bis in Island, Erdwärme ist herzlich angenommen.

"Island ein Idealfall für geothermische weil es eine vulkanische Insel mit keine natürlichen fossilen Brennstoff ist behält sich vor," sagte Peter Schiffman, auch von UC Davis. Geothermische Anlagen Versorgung rund ein Viertel der isländischen Strom und übrig gebliebene Wärme wird verwendet, um Häuser und Gewächshäuser warm.

"Die Isländer haben getroffen, wie sie aus ihren geothermische Ressource können," sagte Zierenberg LiveScience.

Aber sie würde gerne noch mehr nehmen. Zierenberg und Schiffman sind Teil von der Island tief bohren Project (IDDP), die hofft, die normalen 5 Megawatt Leistung einer Geothermieanlage um den Faktor 10 zu erhöhen. Dies erfordert Graben in der heißesten Rock jemals genutzt.

Typische geothermischer Kraftwerke nutzen Sie Dampf aus unterirdischen Rissen, wo die Temperatur etwa 400 Grad Fahrenheit (200 Grad Celsius) ist.

Durch 3 Meilen an einem ausgewählten Ort Drilldown, erreichen IDDP Temperaturen von 840 Grad Fahrenheit (450 Grad Celsius). Bei dieser Temperatur und Druck ist Wasser in eine seltsame Flüssigkeit-Gas-Phase genannt überkritischen, die 10-Mal mehr Energie als Dampf, trägt Schiffman sagte.

Die Herausforderung wird wo befindet sich dieser überkritische Wasser Wünschelrute werden. Flüssigkeit kann nur in Gesteinen, die zerbrochen sind, fließen, so IDDP eine Website ausgewählt hat, wo die seismischer Aktivität hoch ist.

"Wir sehen in der Nähe von Erdbebengebieten, weil das ist, wo Rissbildung auftritt," sagte Zierenberg.

Verbesserung der Natur

In anderen Teilen der Welt wie Australien, Japan und Nevada Geo-Ingenieure generieren ihre eigenen kleinen Erdbeben um hot-dry-Rock für geothermische Energie zugänglich zu machen.

"Die Art und Weise weiter entwickelt oder verbessert, geothermische Systeme" Baria sagte. Oft als EGS, erfordern diese Projekte nun ein paar Meilen Drilldown und Pumpen Wasser unter hohem Druck. Dies führt zu kleinen seismische Ereignisse, die den Felsen brechen und eine Route für Wasser fließen. Ein zweites ist auch dann gebohrt, um das gekochte Wasser an die Oberfläche zu bringen.

Während des zerbrechenden Prozesses würde die typische Größe der seismischen Ereignisse nicht sogar nach Baria auf der Richter-Skala registrieren.

"Normalerweise ist es Erdnüsse," sagte er. "Man spürt es als störend, aber es ist keine Bedrohung für Strukturen."

Hochdruck-Wasser Pumpen an einem Schweizer EGS-Standort im Dezember letzten Jahres induziert jedoch vier Erdbeben in Basel von 3,1 bis 3,4 auf der Richterskala.

"Dieses Projekt nicht dort gestartet haben sollte,", sagte Baria, weil Basel eine Geschichte von Erdbeben hat, darunter eine, die die Stadt im Jahre 1356 zerstört. "Wir darauf hingewiesen, dass es kein guter Ort war."

Lokale Behörden in Basel haben das Projekt verschoben, während eine Überprüfung durchgeführt wird.

Land der unbegrenzten Möglichkeiten

In einem richtig gewählten Position sollte Erdbeben kein Anliegen sein, Baria sagte. Die besten Rock Anbohren ist magmatischen, die finden Sie unter 70 Prozent der Landoberfläche der Erde. In der Tat fand ein kürzlich veröffentlichter Bericht MIT, dass die US-Potenzial für EGS 50 Mal das des Landes andere potentielle Energie-Quellen kombiniert.

Die größte Hürde ist die Kosten für die Bohrungen, die in der Regel mindestens 3 Meilen hinunter sein muss. Baria erwartet der durchschnittliche EGS Kraftwerk Kosten $ 20 Millionen, $ 30 Millionen und 20 bis 25 Jahre dauern.

Zierenberg bezweifelte, dass die Vereinigten Staaten bereit für diese Art von groß angelegte Entwicklung sind.

"Es ist anders in Island. Sie sind eher bereit, geothermischen Energie zu umarmen, weil sie ihre Gletscher schmelzen sehen können", sagte Zierenberg.

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