Energia geotermală

Cap. 1. Generalităţi

Energia geotermală este o formă de energie obţinută din căldura aflată în interiorul Pamântului. Apa fierbinte şi aburii, captaţi în zonele cu activitate vulcanică şi tectonică, sunt utilizaţi pentru încălzirea locuinţelor şi pentru producerea electricităţii.

Exista trei tipuri de centrale geotermale care sunt folosite la această dată pe glob pentru transformarea puterea apei geotermael în electricitate: 'uscat'; 'flash' şi 'binar', depinzând de starea fluidului: vapori sau lichid, sau după temperatura acestuia.

- Centralele "Uscate"au fost primele tipuri de centrale construite, ele utilizează abur din izvorul geotermal.

- Centralele "Flash" sunt cele mai răspândite centrale de azi. Ele folosesc apa la temperaturi de 360° F(182° C), injectând-o la presiuni înalte în echipamentul de la suprafaţă.

- Centralele cu ciclu binar diferă faţă de primele două, prin faptul că apa sau aburul din izvorul geotermal nu vine în contact cu turbina, respectiv generatorul electric. Apa folosită atinge temperaturi de până la 400° F(200°C).

1.1. Surse geotermale in Romania

România deţine surse geotermele în ape de adâncime – cu exploatare prin foraj extracţie, de joasă entalpie ( cu temperaturi cuprinse între 25°C si 60°C) şi de temperatură medie (cu temperaturi cuprinse între 60°C si 125°C)

Resursele geotermale de joasă entalpie se utilizează la încălzirea şi prepararea hranei, în locuinţe individuale, sectoare industriale sau agrozootehnice (sere, solarii, ferme).

Potenţialul energetic geotermal al României este evaluat la cca.167 mii tep (7000*10.6 GJ/an).

Fig. 1.1. Distribuţia resurselor geotermale în România

Tabel 1 Potenţialul energetic geotermal din România

În prezent se află în funcţiune 70 de sonde de apă caldă (cu temperatura peste 60°C) în diferite zone geografice şi se află în conservare sau rezervă 45 de sonde cu potenţial energetic atestat.

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.

In zona in care, din cauza temperaturii ridicate, rocile se gasesc in stare topita (de magma), caldura se transmite in cea mai mare parte prin convectie datorita miscarii masei topite si prin conductie in proportie mai redusa. In zonele cu temperaturi mai scazute, caracterizate prin faptul ca materia se gaseste in stare solida, caldura se transmite numai prin conductie.

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.

In general, valoarea acestui gradient este de 25 0C/km, insa exista numeroase zone in care gradientul termic din apropierea scoartei este mult mai mare. Aceste zone sunt adevarate rezervoare termale subterane, de energie geotermica de potential ridicat, care, in anumite conditii favorabile, pot fi exploatate pentru a deservi instalatiile de incalzire si instalatiile de preparare a apei calde menajere.

Sistemele geotermale pot fi găsite în zone cu un gradient geotermal normal sau aproape normal şi în regiuni joase, unde gradientul geotermal poate fi semnificativ mai ridicat decât media. În primul caz sistemele vor fi caracterizate de temperaturi scăzute, de obicei ajungându-se până la 100°C pentru adâncimi optime din punct de vedere economic. În al doilea caz temperaturile se pot situa într-o plajă largă, de la foarte scăzute până la foarte înalte, atingând 400°C.