Wat zijn drie problemen met geothermie?
De drie belangrijkste nadelen van aardwarmte zijn:
- Dit is locatiespecifiek en afhankelijk van gunstige booromstandigheden
- De kapitaalkosten zijn hoog, zowel voor boormachines als voor energieconversiemachines
- Het kan gesteentelagen destabiliseren en broeikasgassen vrijgeven
Andere nadelen zijn onder meer de mogelijkheid om aardbevingen te veroorzaken en watervoerende lagen uit te putten (in het geval van direct pompen van geothermisch verwarmde ondergrondse waterreservoirs).
Alle energiebronnen hebben voor- en nadelen en moeten worden beheerd om de nadelen te minimaliseren en tegelijkertijd de positieve aspecten te versterken.
Wat is aardwarmte?
Eenvoudig gedefinieerd verwijst ‘geothermisch’ naar warmte gegenereerd binnenkant van de aarde. Als je in de korst van onze planeet boort, stijgt de temperatuur meestal lineair totdat de hitte uiteindelijk het bit doet smelten!
Het middelpunt van de aarde is eigenlijk een bal van witgloeiend ijzerdat gesmolten zou moeten zijn maar onder zo’n enorme druk staat dat het waarschijnlijk vast is bij een temperatuur van ongeveer 5430°C (9806°F)! Gelukkig hoeven we niet ver te boren om warmte te vinden die de mensheid kan gebruiken.
Hoe werkt aardwarmte?
Aardwarmte is hoeveelheid warmte ondergronds beschikbaar voor extractie en herbestemming. Soms kan de warmte direct worden gebruikt, zoals bij ruimteverwarming van gebouwen, en soms kan deze worden omgezet in warmte huidig.
Afhankelijk van het doel van het gebruik van energie zijn er verschillende soorten machines en installaties nodig extraheren en converteren warmte.
Wat zijn de negatieve effecten van geothermie?
De negatieve effecten van energiebronnen worden voornamelijk bepaald door de manier waarop hun gebruik het milieu beïnvloedt, d.w.z vervuilt het of niet?
Bij geothermie ligt de nadruk vooral op lucht- en waterverontreiniging. Ongeacht het type plant dat wordt gebruikt, er is veel water in beweging, dus dat is zo potentieel voor besmettingvooral omdat sommige planten water opnieuw injecteren in ondergrondse reservoirs om de hulpbron te behouden.
Giftige gassen, maar ook broeikasgassen, kunnen in verschillende hoeveelheden vrijkomen. Kortom, het is belangrijk dat geothermische installaties verantwoord beheren omgaan met deze negatieve effecten.
Wat zijn de voordelen van geothermie?
Geen enkele energiebron is in alle opzichten perfect – ze hebben allemaal in verschillende mate voor- en nadelen. Enkele van de grootste voordelen van het onttrekken van warmte aan het binnenste van de planeet draaien om het feit dat het er altijd is.
U hoeft zich niet af te vragen of het vandaag beschikbaar zal zijn. Twee andere populaire hernieuwbare energiebronnen, wind en zon, zijn afhankelijk van constante wind en geen wolken voor maximale efficiëntie. De opbrengst van zonne-energie daalt tot ongeveer 10% op een zeer bewolkte dag.
Voordelen:
- Voortdurend verkrijgbaar
- Ook de temperatuurgradiënt ten opzichte van de diepte is bekend betrouwbaar
- Lage ecologische voetafdruk
- Erg lage milieu-impact
- Hernieuwbaar en duurzaam
Wat is het grootste voordeel van geothermie?
Het grote voordeel is dat dit soort energie echt hernieuwbaar. De beschikbare warmtereserves in de aarde zijn enorm en zullen nooit verdwijnen. Warmte wordt immers veroorzaakt door de druk van de massa van de planeet die werkt onder invloed van de zwaartekracht en kan dus nooit verdwijnen.
Gebruik van aardwarmte
Hoe het wordt gebruikt, hangt af van de extractiediepte, en dus van de temperatuur, en in welke vorm het wordt geëxtraheerd:
- Sommige planten halen superheet water diep uit de aarde, dat verandert in stoom als de druk afneemt. Dit geld kan zijn ze worden gebruikt om elektrische generatoren aan te drijven rechtstreeks of via leidingen naar gebouwen voor verwarming.
- Water kan ook rond droge lagen heet gesteente circuleren voordat de ingesloten warmte terugkeert naar de oppervlakte voor verwarming of productie.
- Water bij lagere temperaturen kan zijn het wordt gebruikt voor het verwarmen van de kas gebruikt voor voedselproductie
- Leidingen die slechts 2 meter diep zijn gelegd, kunnen met warmtepomptechnologie worden gebruikt om individuele woningen te verwarmen
Het verwarmen van gebouwen is slechts één manier om aardwarmte te gebruiken
Is aardwarmte hernieuwbaar of niet-hernieuwbaar?
Wat betekent hernieuwbaar en niet-hernieuwbaar?
De definitie van ‘hernieuwbaar’ moet het volgende omvatten:
- de bron moet worden ingewisseld natuurlijke processen
- de restauratie zou van korte duur moeten zijn en dat is het ook sneller vervangen dan dat we het gebruiken
Waarom wordt aardwarmte beschouwd als hernieuwbare energie?
Een niet-hernieuwbare hulpbron wordt helemaal niet vervangen, of in ieder geval zo langzaam dat het de mensheid op korte termijn niet ten goede komt. Het kostte bijvoorbeeld miljoenen jaren om olie en steenkool te vormen uit oude vegetatie.
Geothermische energie is een perfect voorbeeld van een hernieuwbare bron, aangezien de warmte diep onder de grond altijd door de planeet zelf wordt opgewekt.
Wat zijn voorbeelden van hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen?
We denken meestal aan hernieuwbare of niet-hernieuwbare bronnen als iets dat we omzetten in energiemaar veel andere dingen vallen onder deze classificaties.
Niet-hernieuwbare hulpbronnen zijn bijvoorbeeld voedsel, zand en aarde. Idealiter is voedsel hernieuwbaar. Zo niet, dan zou niemand van ons hier zijn! De bevolking van de planeet groeit echter zo snel dat duurzaamheid en beschikbaarheid van voedsel komt onder vraagteken.
Bovengrond is nodig voor het verbouwen van voedsel, en het wordt steeds minder, hetzij door weggeblazen, weggespoeld of afgebroken door chemicaliën en vervuiling. Zand het wordt in grote hoeveelheden gebruikt voor de bouw en wordt snel verbruikt.
De meest voorkomende hernieuwbare energiebronnen op het gebied van energie zijn zonne-energie, windenergie, golfenergie en aardwarmte. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de meest gebruikte hernieuwbare en niet-hernieuwbare bronnen:
Veeg voor meer
Hoe werkt aardwarmte in huis?
Het huis verwarmen met behulp van aardwarmte is mogelijk door gebruik te maken van warmtepomp technologie. Een warmtepomp werkt omgekeerd, net als een koelkast, en dwingt de kou naar buiten en pompt warmte de woning in.
Grote industriële projecten kunnen honderden meters diep in de aarde boren, omdat grotere diepte een hogere temperatuur betekent, wat op zijn beurt een hogere conversie-efficiëntie betekent. U hoeft echter niet te ver te gaan om de vruchten te plukken temperatuurgradiënt tussen bovengronds en ondergronds.
Geothermische woningverwarming kan op drie manieren:
- boren een enkel boorgat op een diepte van maximaal 100 meter (gesloten lussysteem)
- het boren van twee putten om de bestaande ondergrondse waterbron (open lussysteem)
- leggen spoelen van pijp horizontaal op een diepte van ongeveer 2 meter
De temperatuur stijgt met ongeveer 30°C voor elke km in ‘normale’ grond, dat wil zeggen, als het niet in een gebied is met warmwaterbronnen aan het oppervlak of andere anomalieën. De temperatuur 2 meter onder de grond is a constant 10 tot 12°Cdus het zou rond de 15C moeten zijn op 100 meter.
Spoelen van buizen gelegd in sleuven van 2 meter diep voor geothermische verwarming van het huis
Het temperatuurverschil tussen de oppervlakte en 2 meter ondergronds is voldoende om te gebruiken voor woningverwarming, door het verschil te versterken met een warmtepomp. Warmtepompen meestal produceert 400% meer energie van de elektriciteit die wordt gebruikt om ze aan te drijven.
Horizontale leidingsystemen profiteren van deze lage temperatuurgradiënt door een groot stuk land te gebruiken om pijprollen te leggen. Als er geen grond beschikbaar is, kunnen er leidingen zijn verticaal geplaatst naar een grotere diepte, met een hogere temperatuur.
Is aardwarmte duur?
Grootschalige geothermische energiecentrales brengen hoge installatiekosten met zich mee, vaak in het bereik van $ 3 tot $ 6 miljoen, afhankelijk van de omstandigheden en locatie. Eenmaal geïnstalleerd werken ze echter zeer efficiënt, vaak meer dan 90%. De exploitatiekosten bedragen ca $ 0,02 per kWh voor geothermische productiestations.
Dit is een uitstekende mogelijkheid om de woning te verwarmen met een warmtepomp. De installatiekosten voor een huis van gemiddelde grootte zijn een beetje duur (tussen $ 15.000 en $ 30.000) afhankelijk van locatie en geologische omstandigheden, maar de exploitatiekosten helpen de investering in een paar jaar terug te betalen.
Warmtepompen produceren over het algemeen 3 tot 4 keer de energie-input, dus een unit met een elektrisch vermogen van 2 kW kan tot 8kW nuttige warmte.
Is aardwarmte betrouwbaar?
Geothermie is een zeer betrouwbare bron. Het is in principe altijd beschikbaar en onveranderlijk. Een voorwaarde is dat als water wordt onttrokken uit verwarmde watervoerende lagen, het in een continue cyclus terug in het reservoir moet worden geïnjecteerd, anders dreigt de hoeveelheid beschikbaar water uit te putten.
Zorgt aardwarmte voor vervuiling?
Geothermische energie veroorzaakt enige vervuiling, maar er gaat niets boven niet-hernieuwbare processen. Kleine systemen, zoals die worden gebruikt om individuele woningen te verwarmen, veroorzaken verwaarloosbare hoeveelheden vervuilingmaar grote systemen kunnen ontgassen.
De grootste boosdoener is kooldioxide (CO2), wat een broeikasgas is, geen verontreinigende stof. Telkens wanneer we in de aarde boren, is er altijd de mogelijkheid dat kleine hoeveelheden waterstofsulfide zal vrijkomen, samen met andere gassen die als giftig zijn geclassificeerd.
Hoewel aardwarmte een hernieuwbare energie is, hebben de machines die gebruikt worden om in de aarde te boren en warmte uit de ondergrond te halen, dat wel Koolstofvoetafdruk. Energie uit niet-hernieuwbare fossiele brandstoffen is altijd gebruikt om machines te maken en in de meeste gevallen om ze aan te drijven.
Deze CO2-voetafdruk veroorzaakt verschillende hoeveelheden vervuiling die moet worden toegeschreven aan de winning van aardwarmte.
Infographic – belangrijkste nadelen van geothermische energie
Hoe praktisch is aardwarmte?
Zijn veelzijdigheid maakt het een praktische optie voor groot en klein het gebruik van benchmarks. Hoewel de genoemde rendementen zeer hoog zijn, is het feit dat het thermisch rendement van de aardwarmtecentrale vrij laag is en 17% tot 20% bedraagt.
Aan de andere kant van het spectrum is een warmtepomp die wordt gebruikt om een huis te verwarmen zeer efficiënt, met een thermische energie-output 3 of 4 keer groter van de elektriciteit die wordt gebruikt om de pomp te laten werken.
Initiële kosten het is een groot struikelblok voor de praktijk, maar eenmaal geïnstalleerd gaan de planten lang mee, werken ze efficiënt en leveren ze relatief schone energie.
Waarom wordt aardwarmte niet veel gebruikt?
Er zijn verschillende redenen waarom aardwarmte niet zo veel wordt gebruikt als bijvoorbeeld zonne-energie. Het is duur om te installerenheeft een relatief lange terugverdientijd en is enigszins locatieafhankelijk.
Waarom zouden we aardwarmte gebruiken?
We moeten actief verder hernieuwbare bronnen zoals aardwarmte als de planeet wil overleven, is het zo simpel! De tijd dat de mensheid zoveel van de hulpbronnen van de planeet kon gebruiken als ze wilde, is allang voorbij.
Over niet al te lange tijd hebben we sowieso geen kolen, olie of gas meer, dus we kunnen maar beter nu overstappen op schone, groene energie, voordat het te laat is!