Gregor Goetzl, 22. července 2020
termín geotermální energie pokrývá široké pole aplikací při různých úrovních hloubky a teploty nebo na základě různých technologií pro těžbu geotermálního tepla. Ačkoli všechny druhy geotermální energie pocházejí z vnitřku země, technologie se jasně liší svým rozsahem použití a konceptů. V tomto blogu se podíváme na pojmy „mělké“ a „hluboké geotermální“ a pokusíme se vysvětlit, jak se tyto systémy liší a co mají společného.
co mají společného „mělká“ a „hluboká“ geotermální energie?
je třeba mít na paměti, že samotný tok tepla v zemi, který se pohybuje mezi <50 mW / m2 a 200 mW / m2, není dostatečně silný pro zásobování geotermálních aplikací. Proto, použití geotermální energie ve všech jejích různých druzích znamená sklizeň tepla uloženého v porézních, vodou naplněné horniny podpovrchu, který je k dispozici přibližně rok při stejné kapacitě. Jeho používání udržitelné vyžaduje odpovídající plánování a řízení zdrojů!
oba systémy, „mělké“ a „hluboké geotermální“ umožňují vytápění, chlazení a podzemní skladování tepla a kromě petrotermální energie (např. horká suchá hornina) odkazují na stejné technologické principy pro rekuperaci tepla z podpovrchu.
Ok, a jak se liší“ mělké „a“ hluboké “ geotermální?
nejprve se podívejme na terminologii: pojmy „mělký“ a „hluboký“ se týkají hloubky absorbéru tepla, který může sklízet teplo buď z podpovrchové vody s otevřeným smyčkovým systémem, nebo z pevné půdy s uzavřeným smyčkovým výměníkem tepla. Neexistuje jednotná definice pro „mělké“ a „hluboké“. Ve většině zemí je hloubkové oddělení upraveno zákonem o těžbě vyžadujícím povolení pro vrty (většinou mezi 100 a 400 metry pod povrchem). Zákon o těžbě ovlivňuje trh s vrtáním a rozsah hloubky. Pro úrovně hloubky až kolem 150 metrů existuje velký trh, který nabízí nízké náklady na vrtání, což činí mělkou geotermální energii dostupnou i pro soukromé domácnosti. Naproti tomu hluboká geotermální energie vyžaduje dlouhodobé plánování a vysoké investice s ohledem na náklady na vrtání.
teplotní a kapacitní rozsahy navíc oddělují“ mělké „a“ hluboké “ geotermální. Mělké geotermální systémy pracují při teplotách mezi 0°C a až 30°C, což je považováno za atmosférickou okolní teplotu – z tohoto důvodu lze také nazvat geotermální okolní teplo (viz obrázek 1). Na rozdíl od přímého využití hluboké geotermální energie vyžaduje mělká geotermální energie Tepelné čerpadlo ke zpracování tepla pro vytápění prostoru (nepřímé využití tepelné energie). Na rozdíl od hlubokého geotermálu však umožňuje přímé (volné) chlazení, díky čemuž je v městských oblastech velmi atraktivní. Mělká geotermální energie poskytuje kapacitu až 5 MWth, pro jednotlivé budovy nebo de-centralizované 5G nízkoteplotní topné a chladicí sítě. Vzhledem k vyšším teplotním hladinám mezi 30°C a až 200°C se geotermální geotermální zařízení používá převážně v průmyslových procesech a konvenčních centralizovaných topných sítích 2G až 4G. Hluboká geotermální energie navíc umožňuje výrobu elektřiny při teplotách nad 90°C, což ji činí atraktivní pro kombinované aplikace tepla a energie.
náš závěr-geotermální energie je skutečný všestranný!
neexistuje jednotná a přísná hranice mezi „mělkou“ a hlubokou „geotermální“. Oba koncepty přispívají k přechodu k budoucímu energetickému prostředí bez uhlíku. Výběr správného zdroje vytápění nebo chlazení, s přihlédnutím i k dalším obnovitelným zdrojům, by měl odpovídat požadované úrovni exergie vaší tepelné aplikace (viz obrázek 2). Exergetické stanovení priorit bude proto klíčové pro dosažení přechodu k dodávkám zelené energie. Proč používat zdroj energie s vysokou entalpií, jako je zelený plyn nebo biomasa, pro použití s nízkou entalpií,jako je vytápění?
souhrn
| charakteristika | mělké geotermální | hluboké geotermální |
| rozsah hloubky | žádné povolení k vrtání, standardní rozsah vrtání až do 150 metrů | povolení k vrtání vyžadováno, hloubka vrtání >150 metrů do 5.000 metrů |
| teplota | 0 °C až < 30 °C | 30 °C až 200 °C |
| tepelné kapacity | <10 kW do < 5 MW | 1 MW do >50 MW |
| Výroba elektřiny | není možná výroba elektřiny | binární kruh: 90 °C-200 °C přímé použití: >200 °C |
| chlazení | volné chlazení | nucené chlazení (adsorpce, absorpce) |
| dodávky tepla | jednotlivé budovy 5G topné a chladicí sítě | průmyslové teplo 2G až 4G topné sítě |
pro více informací o MUSE a geotermální energii obecně kontaktujte našeho koordinátora projektu:
Gregor Goetzl, [email protected]
další příspěvky MUSE:
- právní rámec, postupy a politiky mělkého využívání geotermální energie v EU a partnerských zemích MUSE
- BBC článek o aktivitách MUSE v Cardiffu
- pilotní aktivity v oblasti – # 14 hodnocení mělkých geotermálních energetických zdrojů ve Varšavské aglomeraci, Polsko
- pilotní aktivity v oblasti – # 13 geofyzikální průzkum a Monitorování podzemních vod v Bruselu, Belgie
- MUSE at “ EGU2020: Sdílení Geoscience Online “ – zdarma online geoscience conference
- aktivity pilotní oblasti- # 12 využití termálních podzemních vod v urbanizované oblasti Záhřebu, Chorvatsko