Energia Geotermală

1.Energia geotermală

1.1.Istoric dezvoltare

Aplicațiile energiei geotermale datează tocmai din Grecia antică, Roma, Babilon și Japonia unde izvoarele cu apă termală se foloseau în stațiunile balneare. Încă de la începutul acestui secol, izvoarele termale din Italia, Germania și Islanda au fost construite artificial de către oameni. Utilizarea aburilor naturali și a apei calde pentru încălzirea de locuințe și așa numitele locuințe "green" au fost pentru prima dată dezvoltate în țările din mijlocul Europei și în nord. În 1943, un program ambițios de a exploata apa caldă naturală pentru încălzirea de locuințe și pentru scopuri industriale a fost inițiat la Reikjavik, Islanda.

Câteva țări, printre care și SUA, utilizează în prezent, la scară mai mică, încălzirea hidrotermala. Orașele Boise din statul Idaho și Klamath Falls din statul Oregon, sunt parțial încălzite de izvoarele termale din împrejurimi.

Sursele energiei hidrotermale au mai fost folosite și pentru pescuit, progresarea hârtiei, desalinizarea apei și curățarea cu aburi. Căldură hidrotermala mai poate fi folosită ca o sursă directă de încălzire pentru refrigerare și ca unitate de aer-condiționat. Apele naturale hidrotermale mai pot servi ca surse de extracție a apei minerale și potabile. Un mare impact potențial al energiei geotermale se găsește în producția de energie electrică. Aplicația energiei geotermale în generarea de energie electrică a început în Lardarello, Italia în 1904. Construcția unei centrale de 250 kw a fost inițiată în decursul anului următor.

Operațiunea comercială la centrala din Lardarello a început în 1912 și a rămas singurul exemplu de producție a energiei electrice din surse geotermale până în 1958 când o centrală mică aflată în zona Wairkai din Noua Zelanda a fost convertită pentru operațiuni comerciale. Doi ani mai târziu, câmpul Goysers din California a fost pus și el în uz comercial și în prezent furnizează energie la cel mai mic preț din zona orașului San Francisco. Până în anul 1973, opt țări foloseau energie geotermală (pentru producerea energiei electrice) cu o capacitate cumulativă de aproape 1.06 x 〖10〗^3 MWe , care este aproximativ 0.1% din energia electrică a lumii. Ar trebui notat că dezvoltarea unei capacități adiționale de resurse de energie geotermală din Noua Zelanda a fost oprită din cauza recentelor descoperiri de gaz natural, gazul natural fiind recunoscut ca fiind mai economic în acea regiune. Programul de dezvoltare a energiei geotermale a fost totuși reactivat în Noua Zelanda.

În 1973 capacitatea de generare a energiei geotermale în SUA era de 396 MWe ceea ce coresponda cu 0.1% din capacitatea totală de generare a energiei în America. Puterea de a genera energie geotermală era așteptată să atingă 923 MWe până în 1977. Evaluările potențiale pe termen lung pentru această resursă diferă semnificativ. Proiecțiile până în anul 2015 de instalatii in SUA sunt de 7.5 x〖10〗^4 MWe.

Este interesant de remarcat că 99% din interiorul Pământului se găsește la o temperatură de peste 1000°C, iar restul de 1% se găsește la o temperatură de peste 100°C. Aceste elemente sugerează că interiorul Pământului reprezintă o sursă regenerabilă de energie care merită toată atenția și care trebuie exploatată într-o măsură cât mai mare.

1.2.Aspecte generale privind energia geotermală

Energia geotermala reprezintă căldura acumulată în roci şi în fluidele ce umplu porii acestora. Energia geotermala este energia termica continuta de materia anorganica din interiorul Pamantului sub forma de caldura sensibila si produsa in cea mai mare parte din descompunerea lenta a substantelor radioactive naturale existente in toate tipurile de roca. Căldura provine din energia care se propagă radial de la centru către exteriorul Pământului şi este furnizată continuu. Temperatura înaltă de la centrul Pământului se explică prin originea Pământului, prin existenţa izotopilor radioactivi de uraniu (U238, U235), thorium (Th232) şi potasiu (K40) în Pământ. Procesul de propagare se desfăşoară în permanenţă şi se poate spune că energia geotermală este o sursă de energie inepuizabilă. Energia geotermală este una din alternativele care pot satisface nevoia omului pentru energie, minimizând impactul asupra mediului.

În zona în care, din cauza temperaturii ridicate, rocile se găsesc în stare topită (de magmă), căldura se transmite în cea mai mare parte prin convecție datorită mișcării masei topite și prin conducție în proporție mai redusă. În zonele cu temperaturi mai scăzute, caracterizate prin faptul că materia se găsește în stare solidă, căldură se transmite numai prin conducție.

Gradientul geotermal exprimă creşterea temperaturii cu adâncimea, valoarea medie fiind de 2,5-3°C/100 m, ceea ce corespunde unei temperaturi de 100°C la 3000 m adâncime. Există numeroase zone unde valoarea gradientului geotermal diferă considerabil faţă de valoarea medie. Spre exemplu în zonele unde platoul de rocă a suferit prăbuşiri rapide şi bazinul este umplut cu sedimente „foarte tinere” din punct de vedere geologic, gradientul geotermal poate fi mai mic de 1°C/100 m. Pe de altă parte în alte zone geotermale gradientul depăşeşte de câteva ori media.

În general, valoarea acestui gradient este de 250C/km, însă există numeroase zone în care gradientul termic din apropierea scoarței este mult mai mare. Aceste zone sunt adevărate rezervoare termale subterane, de energie geotermica de potențial ridicat, care, în anumite condiții favorabile, pot fi exploatate pentru a deservi instalațiile de încălzire și instalațiile de preparare a apei calde menajere.