Gregor Goetzl, 22 lipca 2020
termin Energia geotermalna obejmuje szeroki zakres zastosowań na różnych poziomach głębokości i temperatury lub w oparciu o różne technologie wydobywania ciepła geotermalnego. Chociaż wszelkiego rodzaju Energia geotermalna pochodzi z wnętrza Ziemi, technologie wyraźnie różnią się zakresem zastosowania i koncepcjami. W tym blogu przyjrzymy się terminom ” płytkie „i” głębokie geotermalne ” i spróbujemy wyjaśnić, czym te systemy się różnią i co mają ze sobą wspólnego.
co łączy” płytką „i” głęboką ” energię geotermalną?
należy pamiętać, że sam ziemski strumień ciepła, w zakresie od < 50 mW / m2 do 200 mW / m2, nie jest wystarczająco silny, aby zapewnić zastosowania geotermalne. Dlatego wykorzystanie energii geotermalnej we wszystkich jej rodzajach oznacza zbieranie ciepła zmagazynowanego w porowatych, wypełnionych wodą skałach podziemnych, które jest dostępne przez cały rok z taką samą wydajnością. Korzystanie z niego w sposób zrównoważony wymaga odpowiedniego planowania i zarządzania zasobami!
oba systemy, „płytkie” i „głębokie geotermalne” pozwalają na ogrzewanie, chłodzenie i podziemne magazynowanie ciepła i, oprócz energii petrotermicznej (np. gorącej suchej skały), odnoszą się do tych samych zasad technologicznych odzyskiwania ciepła z powierzchni podziemnych.
Ok, a czym się różnią „płytkie” i „głębokie” geotermalne?
najpierw przyjrzyjmy się terminologii: terminy „płytkie” i „głębokie” odnoszą się do głębokości pochłaniacza ciepła, który może pobierać ciepło z wody podziemnej za pomocą systemu otwartej pętli lub z stałego gruntu za pomocą wymiennika ciepła z zamkniętą pętlą. Nie ma jednolitej definicji ” płytkiego „i”głębokiego”. W większości krajów separacja głębokości jest regulowana przez ustawę o górnictwie wymagającą zezwolenia na wiercenia (najczęściej od 100 do 400 metrów pod powierzchnią). Ustawa o górnictwie wpływa na rynek wierceń i zakres głębokości. W przypadku głębokości do około 150 metrów istnieje duży rynek oferujący niskie koszty wiercenia, co sprawia, że płytka Energia geotermalna jest przystępna również dla prywatnych gospodarstw domowych. Natomiast głęboka Energia geotermalna wymaga długoterminowego planowania i wysokich inwestycji w odniesieniu do kosztów wiercenia.
dodatkowo zakresy temperatury i wydajności oddzielają” płytką „i” głęboką ” geotermię. Płytkie systemy geotermalne działają w temperaturach od 0°C do 30°C, co jest uważane za temperaturę otoczenia atmosferycznego – z tego powodu można je również nazwać geotermalnym ciepłem otoczenia (patrz rysunek 1). W przeciwieństwie do bezpośredniego wykorzystania głębokiej energii geotermalnej, płytka Energia geotermalna wymaga pompy ciepła do przetwarzania ciepła do ogrzewania pomieszczeń (pośrednie zużycie energii cieplnej). Jednak w przeciwieństwie do głębokiej energii geotermalnej umożliwia bezpośrednie (swobodne) chłodzenie, co czyni ją bardzo atrakcyjną w obszarach miejskich. Płytka Energia geotermalna zapewnia moc do 5 MWth dla pojedynczych budynków lub zdecentralizowanych niskotemperaturowych sieci grzewczych i chłodniczych 5G. Ze względu na wyższe poziomy temperatur od 30°C do 200°C głęboka Energia geotermalna jest głównie stosowana w procesach przemysłowych i konwencjonalnych, scentralizowanych sieciach grzewczych od 2G DO 4G. Ponadto głęboka Energia geotermalna pozwala na wytwarzanie energii elektrycznej w temperaturze powyżej 90°C, co czyni ją atrakcyjną dla łącznych zastosowań ciepła i energii elektrycznej.
nasz wniosek-Energia geotermalna jest naprawdę wszechstronna!
nie ma jednolitej i ścisłej granicy między” płytką” i głęboką ” Geotermią. Obie koncepcje przyczyniają się do przejścia w kierunku przyszłego krajobrazu energii bezemisyjnej. Wybór odpowiedniego źródła ogrzewania lub chłodzenia, biorąc pod uwagę również inne odnawialne źródła energii, powinien odpowiadać wymaganemu poziomowi energii cieplnej (patrz rysunek 2). W związku z tym priorytet egzergetyczny będzie miał kluczowe znaczenie dla przejścia na dostawy zielonej energii. Po co używać źródła energii o wysokiej entalpii, takiego jak zielony gaz lub biomasa, do zastosowań o niskiej entalpii, takich jak ogrzewanie pomieszczeń?
podsumowanie
| charakterystyka | Płytka Geotermia | głęboka Geotermia |
| zakres głębokości | brak zezwolenia na wiercenie, standardowy zakres wiercenia do około 150 metrów | wymagane pozwolenie na wiercenie, głębokość wiercenia >150 metrów do 5.000 metrów |
| poziom temperatury | 0 °C do < 30 ° C | 30 ° C do 200 °C |
| pojemności termiczne | <10 kW do <5 MW | 1 MW do >50 MW |
| produkcja energii elektrycznej | Brak możliwości produkcji energii elektrycznej | binarne koło: 90 °C-200 °C bezpośrednie wykorzystanie: >200 °C |
| chłodzenie | chłodzenie swobodne | chłodzenie wymuszone (adsorpcja, absorpcja) |
| dostawa ciepła | budynki Indywidualne 5G Sieci grzewcze i chłodnicze | Przemysłowe sieci grzewcze 2g do 4G |
aby uzyskać więcej informacji na temat MUSE i energii geotermalnej w ogóle, skontaktuj się z koordynatorem projektu:
Gregor Goetzl, [email protected]
inne posty Muza:
- ramy prawne, procedury i Polityki płytkiego wykorzystania energii geotermalnej w UE i krajach partnerskich MUSE
- artykuł BBC na temat działań MUSE w Cardiff
- działania pilotażowe – #14 ocena płytkich zasobów energii geotermalnej w aglomeracji warszawskiej, Polska
- działania pilotażowe – #13 badania geofizyczne i monitorowanie wód gruntowych w Brukseli, Belgia
- muza na „egu2020: Dzielenie się nauką geologiczną Online ” – bezpłatna konferencja geologiczna online
- działania pilotażowe – #12 wykorzystanie wód termalnych w zurbanizowanym obszarze Zagrzebia w Chorwacji