Aardwarmte
Geothermische energie (van de Griekse wortels geo, wat aarde betekent, en van thermosfles, wat warmte betekent) is energie die gemaakt wordt door warmte in de aardkorst.
Hoewel de Zon het oppervlak van de Aarde wel verwarmt, wordt de hitte van binnenuit niet veroorzaakt door de Zon. De geothermische energie van de aardkorst is voor 20% afkomstig van de oorspronkelijke vorming van de planeet, en voor 80% van het radioactieve verval van mineralen. De Aarde is het heetst in de kern en vanaf de kern tot aan het oppervlak wordt de temperatuur geleidelijk aan koeler.
De bronnen van geothermische energie variëren van de ondiepe grond tot heet water en heet gesteente dat een paar kilometer of kilometers onder het aardoppervlak wordt gevonden, en nog dieper tot de extreem hoge temperaturen van gesmolten gesteente dat magma wordt genoemd. Het is gebruikt voor het baden uit het Paleolithicum, maar is nu beter bekend voor het maken van elektriciteit.
Over de hele wereld werd geothermische energie gebruikt om ongeveer 10 gigawatt elektriciteit te maken in het jaar 2007, ongeveer 0,3% van de elektriciteit die over de hele wereld wordt gebruikt. Wanneer geothermische centrales worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, bieden ze doorgaans een constante output.
Geothermische energie wordt ook rechtstreeks gebruikt voor stadsverwarming, of in andere verwarmings- en koeltoepassingen. Gebouwen in IJsland worden op deze manier verwarmd vanuit de vele geothermische locaties van het land.
Elektriciteitscentrales en thermische toepassingen van geothermische energie zijn volwassen technologieën, terwijl projecten voor verbeterde geothermische systemen (EGS) een nieuw soort toepassing zijn.
Bijna overal houdt de grond 10 voet (3m) onder het aardoppervlak een bijna constante temperatuur tussen 50° en 60 °F (10° en 16 °C). Geothermische warmtepompen kunnen deze bron aanboren om gebouwen te verwarmen en te koelen. Een geothermisch warmtepompsysteem bestaat uit een warmtepomp, een luchttoevoersysteem (kanalen) en een warmtewisselaar - een systeem van buizen die in de ondiepe grond in de buurt van het gebouw zijn ingegraven. In de winter gebruikt de warmtepomp stroom om de warmte uit de warmtewisselaar te halen en deze naar de binnenluchtvoorziening te pompen. In de zomer wordt het proces omgekeerd en gebruikt de warmtepomp weer stroom om warmte uit de binnenlucht naar de warmtewisselaar te transporteren. De warmte die tijdens de zomer aan de binnenlucht wordt onttrokken, kan ook worden gebruikt om een gratis bron van warm water te voorzien. Het vermogen om de warmtepomp te laten draaien komt van een andere bron.
Geothermische energie ontsnapt als warm water bij vele warmwaterbronnen of als stoom bij geisers.
In de Verenigde Staten bevinden de meeste geothermische warmwaterreservoirs zich in de westelijke staten, Alaska en Hawaï. Er kunnen putten worden geboord in ondergrondse reservoirs voor de opwekking van elektriciteit. Sommige geothermische centrales gebruiken de stoom uit een reservoir om een turbine / generator aan te drijven, terwijl andere het warme water gebruiken om een werkende vloeistof te koken die verdampt en vervolgens een turbine draait. Warm water in de buurt van het aardoppervlak kan direct worden gebruikt voor warmte. Directe toepassingen zijn het verwarmen van gebouwen, het kweken van planten in kassen, het drogen van gewassen, het verwarmen van water in viskwekerijen en diverse industriële processen zoals het pasteuriseren van melk.
Hete droge rotsbronnen komen overal onder het aardoppervlak voor op diepten van 3 tot 5 mijl (5-8 km) en in bepaalde gebieden op geringere diepte. Om toegang te krijgen tot deze bronnen moet koud water in de ene put worden geïnjecteerd, door hete gebroken rotsen worden geleid en moet het verwarmde water uit een andere put worden afgevoerd. Momenteel gebruikt niemand deze methode commercieel. De bestaande technologie maakt het ook nog niet mogelijk om de warmte rechtstreeks uit het magma, de zeer diepe en krachtigste bron van geothermische energie, te recupereren.
Stoom die opstijgt uit de geothermische centrale van Nesjavellir in IJsland
Vragen en antwoorden
V: Wat is geothermische energie?
A: Geothermische energie is hernieuwbare energie die wordt opgewekt door warmte in de aardkorst. Ze is afkomstig van de oorspronkelijke vorming van de planeet en het radioactief verval van mineralen, en kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, voor stadsverwarming of andere verwarmings- en koeltoepassingen.
V: Hoeveel van alle elektriciteit ter wereld werd in 2007 door geothermie opgewekt?
A: In 2007 werd wereldwijd ongeveer 10 gigawatt elektriciteit (of 0,3%) opgewekt door geothermie.
V: Welke temperatuur heeft de grond op 10 meter diepte onder het aardoppervlak?
A: De grond op 10 meter diepte onder het aardoppervlak heeft doorgaans een bijna constante temperatuur tussen 10 en 16°C.
V: Hoe kunnen aardwarmtepompen worden gebruikt om gebouwen te verwarmen?
A: Geothermische warmtepompen kunnen deze bron benutten om gebouwen te verwarmen door in de winter warmte te onttrekken aan een systeem van buizen die in de ondiepe grond nabij het gebouw zijn begraven, en dit proces in de zomer om te keren. Deze verwijderde warmte kan ook worden gebruikt voor warm water.
V: Zijn verbeterde geothermische systemen rijpe technologieën?
A: Nee, verbeterde geothermische systemen zijn nog geen volwassen technologie.
V: Waar bevinden zich de meeste geothermische reservoirs in de VS? A: De meeste geothermische reservoirs in de VS bevinden zich in de westelijke staten, Alaska en Hawaï.
V: Hoe diep liggen hete, droge rotsformaties onder het aardoppervlak? A: Hete reserves van droog gesteente komen overal onder het aardoppervlak voor op een diepte van 5-8 km en in bepaalde gebieden op geringere diepte.
