Новые источники энергии в виде геотермального тепла находятся под земной корой в слое горячего и расплавленного материала называемого магмой. Тепло производится непрерывно в этом слое и образуется главным образом из распада естественных радиоактивных материалов, таких как уран и калий. Можно построить отопление за счет тепла земли для дома.
Количество геотермального тепла в пределах 10000 метров от поверхности земли содержит в 50 000 раз больше энергии, чем нефти и природного газа в мире.
Отопление за счет тепла земли может строиться на традиционном способе использования геотермального тепла в виде насосов для обеспечения теплоемкости.
Принцип использует постоянную круглогодичную температуру около 10° С, которая имеется всего на несколько метров ниже поверхности земли. Воздух или жидкость типа антифриз нагнетаются через трубы, которые находятся под землей и вновь выходят в здание.
В летнее время нагретая жидкость из здания закачивается в землю для охлаждения, выполняя задачи кондиционера. В зимнее время делается обратное, предварительно нагретая в земле жидкость поступает для системы отопления в здание.
В простейшей конструкции наземного отопления и охлаждения трубы расположены под землей и в системе вентиляции здания. Более сложные, но и более эффективные системы используют компрессоры и насосы как и в электрических кондиционерах воздуха для максимизации передачи тепла.
В регионах с экстремальными температурами, такими как северные широты в зимний период и южные части России в летнее время тепловые насосы явились бы наиболее энергетически эффективными и экологически чистыми для отопления и охлаждения системы. Гораздо более эффективно, чем электрическое отопление и охлаждение, эти установки могут циркулировать несколько раз в году. Тепловые насосы могут сохранить в типичных домах сотни тысяч рублей на энергоносители каждый год, с системой, которая может окупиться за 15 – 20 лет.
Конечно, отопление за счет тепла земли имеет более высокие первоначальные затраты.
Кроме того их установка в существующих домах и на предприятиях может быть затруднена, поскольку она включает земляные работы вокруг здания. Наконец такой принцип отопления и охлаждения просто не имеет пока своих отработанных технологий.
Во многих районах без доступа трубопроводного природного газа дома должны использовать пропан, иногда дрова и уголь или электричество для отопления и охлаждения. Новые источники энергии были бы намного дешевле в эксплуатации, чем обычные традиционные системы, и поскольку здания в целом широко рассредоточены, установка подземных устройств в принципе осуществима в будущем.
Подземные петли можно легко устанавливать во время строительства новых зданий, что приведет к экономии энергоресурсов.
Перспективы геотермального тепла
Новые источники энергии как геотермальное тепло играют существенную роль в продвижении чистой более устойчивой энергетической системы. Это одна из немногих технологий использования возобновляемых источников энергии, которые могут поставлять тепло непрерывно. Кроме того, в отличие от угольных и атомных электростанций, бинарные установки могут использовать гибкий источник для баланса переменной поставки возобновляемых ресурсов, таких как ветер и солнечная энергия с различными видами солнечных батарей.
Затраты на новые источники энергии в виде геотермального тепла становятся все более конкурентоспособными.
По прогнозам энергетической информации стоимость энергии для новых установок будет менее 2 рубля за киловатт-час (кВт/ч). К примеру, более чем 3 рубля стоит электроэнергия на природном газе и более чем 3,5 рубля на обычных угольных электростанциях.
Существует также перспективы непосредственного использования этого типа ресурсов в качестве источника отопления домов и предприятий в любом месте.
Расширение геотермальных тепловых систем
Отопление за счет тепла земли как новый источник энергии возможно везде под поверхностью земли, но условия, которые могут реализовать циркуляцию воды на поверхность имеет не вся поверхность земной суши. Подход использования тепла в засушливых районах известен как усовершенствованные системы или «сухая нагретая порода».
Горячие водоемы, обычно находятся на больших глубинах ниже поверхности, чем обычные устройства. Вода сначала откачиваются под высоким давлением на поверхность для выработки электроэнергии. Затем вода возвращается через нагнетательные скважины для завершения цикла циркуляции. Некоторые электростанции могут использовать закрытый бинарный цикл и не выпускать жидкости или выбросы удерживающие тепло за исключением водяного пара.
Совместное производство геотермального тепла совместно с нефтяными и газовыми скважинами
Во многих существующих нефтяных и газовых резервуарах имеется значительное количество высокотемпературной воды под высоким давлением. Эта высокотемпературная жидкость может совместно использоваться для получения геотермального тепла наряду с добычей ресурсов нефти и газа. В некоторых случаях совместная эксплуатация этих ресурсов может даже повысить добычу нефти и газа. Однако, для того, чтобы задействовать весь потенциал необходимо укрепление технологических систем и совместное производство геотермальной электроэнергии для нефтяных и газовых скважин.
Эти новые источники энергии е за счет тепла земли должны поддерживаться беспрецедентным уровнем федерального финансирования. Возможные инвестиции в новые источники энергии начнут производить значительные чистые выгоды в будущем.
