Геотермальные пузыри как еще один способ борьбы с изменением климата
Трубопроводы пара и горячей воды питают геотермальную электростанцию Бланделл недалеко от Милфорда, штат Юта. Некоторые штаты стремятся использовать больше геотермальной энергии для питания сети и обогрева домов. Джон Г. Фуллер VWPics через Associated Press
Геотермальная энергия в настоящее время обеспечивает лишь небольшую часть электроэнергии страны. Но по мере того, как штаты ускоряют переход на возобновляемую электроэнергию, некоторые лидеры видят большую роль в геотермальной энергии как стабильном возобновляемом источнике энергии.
Используемые в Соединенных Штатах с 1960 года геотермальные электростанции направляют пар или горячую воду из глубоких колодцев в силовые турбины, производящие электроэнергию. Использование подземного тепла обходится дороже, чем разработка ветровой или солнечной энергии, но эксперты говорят, что надежная выработка таких источников, как геотермальная, имеет решающее значение для укрепления энергосистемы в периоды, когда не светит солнце или не дует ветер.
Многие руководители штатов сосредоточились на хранении аккумуляторов или сохранении атомных электростанций в дополнение к своим ветряным турбинам и солнечным батареям. Некоторые начинают рассматривать геотермальную энергию, которая в настоящее время обеспечивает менее половины процента электроэнергии страны, как малоиспользуемый источник энергии, доступ к которому можно получить круглосуточно и без выходных.
«[Мощность геотермальной энергии] намного больше, чем то, что мы производим прямо сейчас», — сказал Роланд Хорн, профессор наук о Земле Томаса Дэвиса Барроу в Стэнфордском университете. «Он не прерывистый, он работает все время, и это очень убедительное преимущество».
Эксперты говорят, что почти каждый западный штат мог бы получить больше геотермальной энергии, которая могла бы производить до 5% национального электроснабжения с использованием существующих технологий. Сторонники говорят, что некоторые новые системы в случае успеха могут поднять этот показатель на 15%.
Ранее этим летом губернатор штата Колорадо Джаред Полис, демократ, возглавляющий Ассоциацию губернаторов западных штатов, состоящую из 22 членов, объявил, что группа выступит с инициативой изучения возможностей расширения «слабоосвоенных» ресурсов. Ассоциация будет изучать проблемы с разрешениями, проблемы с рабочей силой, рынки и картирование, среди других факторов.
«[Ветряная и солнечная энергия], вероятно, останутся основными рабочими лошадками для энергоснабжения сети, но мы видим роль недорогой геотермальной электроэнергии как части этого решения для базовой нагрузки, поскольку мы поэтапно отказываемся от угля и природного газа», — сказал Полис в своем отчете. интервью. «Я не сомневаюсь, что это сыграет значительную роль в энергетическом будущем Запада».
Местные жители опасаются, что ветер и солнце сожрут леса и фермы
Местные жители опасаются, что ветер и солнце сожрут леса и фермы
Будут ли некоторые местные экосистемы принесены в жертву для борьбы с глобальным изменением климата?
Сторонники геотермальной энергии признают, что расширение отрасли, вероятно, потребует значительной общественной поддержки. Это может включать гарантированные кредиты на неопределенные операции по бурению скважин, нормативные изменения и инвестиции в персонал или даже мандаты на большее количество «базовых» электростанций, мощность которых остается стабильной, из возобновляемых источников. Хотя ранние попытки поддержать геотермальную энергетику пользовались широкой поддержкой обеих партий, неясно, как далеко готовы зайти законодатели, чтобы склонить чашу весов в ее пользу.
Как и в случае с большинством источников энергии, некоторые геотермальные проекты столкнулись с сопротивлением со стороны местных жителей, которые выступают против развития в определенных районах. Племя в Неваде боролось с предложенным проектом, который, как оно опасается, повредит горячие источники, которые они считают священными, в то время как завод на Гавайях уже давно сталкивается с противодействием сообщества из-за шума и утечек сероводорода.
Между тем, государства в каждом регионе могут использовать геотермальную технологию для обогрева и охлаждения зданий, даже в районах, где ресурсов недостаточно для питания электростанций. Эксперты говорят, что геотермальные тепловые насосы могут сократить выбросы, создаваемые печами, работающими на природном газе, и другими системами отопления, работающими на ископаемом топливе. Ранее в этом году законодатели Нью-Йорка и Массачусетса приняли меры, поощряющие внедрение геотермального отопления и охлаждения.
В поисках последовательности
Чтобы получить доступ к геотермальной энергии, инженеры должны найти проницаемую породу с трещинами, которые содержат горячую жидкость. Большинство сайтов, соответствующих этому порогу, находятся на Западе.
По данным Управления энергетической информации США, Невада получает более 9% своей энергии за счет геотермальной энергии, в то время как Калифорния приближается к 6%. Эти два штата производят около 95% геотермальной энергии страны, при этом Гавайи, Айдахо, Нью-Мексико, Орегон и Юта производят гораздо меньше.
Эксперты по геотермальной энергии говорят, что лидеры Невады взяли на себя твердые обязательства перед отраслью, создав эффективную систему регулирования, которая позволила увеличить производство.
«Правила являются четкими, но не слишком сложными», — сказал Кортни Лаксфорд, менеджер программы по жидким минералам в Комиссии штата по минеральным ресурсам. «Оформление разрешений не занимает много времени».
Руководители отрасли говорят, что правила Калифорнии также четкие, хотя и более строгие. Однако во многих других штатах не хватает опыта и кадров, необходимых для надзора за буровыми работами, необходимыми для геотермальной энергетики. Некоторые сторонники отрасли надеются, что инициатива группы губернаторов по этому вопросу приведет к большей согласованности.
«Стандартизация была бы очень полезна», — сказал Ник Гудман, генеральный директор Cyrq Energy, производителя геотермальной энергии с заводами в четырех штатах. «Проблемы выдачи разрешений, с которыми сталкивается геотермальная энергия, более обременительны, чем ветровая и солнечная, и WGA может помочь убедиться, что агентства могут выполнять свою работу и оценивать эти разрешения».
В начале этого года законодатели штата Колорадо приняли закон, уравнивающий геотермальную энергию с солнечной. Закон ограничивает сборы, которые правительства могут взимать с геотермальных систем, способствует просвещению потребителей и требует, чтобы управление энергетики штата включало геотермальную энергию в качестве ресурса, который коммунальные предприятия могут использовать в планах по сокращению выбросов.
Сенатор от штата Колорадо Роб Вудворд, республиканец, который выступил соавтором законопроекта, сказал, что он в значительной степени поможет обеспечить отопление и охлаждение небольших жилых помещений. На следующей сессии он намерен спонсировать закон об исследованиях и поддержке крупномасштабного производства электроэнергии.
«Ученые, с которыми я разговаривал, считают, что мы могли бы построить три или четыре таких завода в Колорадо с существующей технологией», — сказал он. «Думайте об этом почти как о замене угольной электростанции. Он работает, работает и работает 24/7».
Тем временем законодатели Западной Вирджинии в этом году приняли закон о создании программы регулирования геотермальной энергии. Эксперты говорят, что штат имеет большой потенциал для геотермального отопления и охлаждения, но законодатели также рассматривают его как многообещающий источник энергии.
«Западная Вирджиния начинает понимать, что нам не нужно держать все яйца в одной корзине [с ископаемым топливом], как это было раньше, но мы хотим развивать разнообразие», — сказал депутат штата Билл Андерсон, республиканец, который выступил соавтором законопроекта. «Надеемся, мы обнаружим, что это еще один инструмент в нашем наборе инструментов для улучшения климатической ситуации, а также стабильной электрической сети».
Преимущества и проблемы
В дополнение к постоянному энергоснабжению геотермальная энергия требует меньше места, чем ветряные и солнечные проекты, некоторые из которых вызвали негативную реакцию из-за преобразования земель из сельскохозяйственных и лесных угодий.
«Геотермальная энергия находится под землей», — сказал Вудворд, депутат от Колорадо. «Ветер и солнечная энергия занимают много места, воздействуют на птиц и диких животных и часто забирают продуктивные сельскохозяйственные угодья».
Многие сторонники считают, что растущая геотермальная промышленность могла бы использовать буровое оборудование и рабочую силу, которые сегодня обслуживают нефтегазовую промышленность, а также возвращать к работе выведенные из эксплуатации заводы, работающие на ископаемом топливе, и, возможно, даже использовать заброшенные нефтяные скважины.
Геотермальное отопление и охлаждение
Геотермальные системы отопления и охлаждения используют относительно постоянную температуру земли для обогрева и охлаждения домов и предприятий, потребляя на 40-70% меньше энергии, чем обычные системы. Геотермальная энергия, возобновляемый ресурс, возникает из тепла, удерживаемого в ядре Земли. На глубине около шести футов земля остается при почти постоянной температуре от 45°F до 70°F в зависимости от географического положения и очень мало меняется в течение года. Этот мягкий источник тепла делает геотермальный тепловой насос намного более энергоэффективной системой, чем обычный кондиционер или тепловой насос, который использует постоянно колеблющуюся температуру наружного воздуха.
ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ СОСТОЯТ ИЗ 3 КОМПОНЕНТОВ:
Тепловой насос
Тепловой насос — это механическое устройство, которое может извлекать тепло из воздуха, воды или земли. Они классифицируются как «воздушные» или «наземные» (геотермальные).
Теплообменник
Подземный теплообменник действует как поглотитель тепла для накопления энергии в земле при охлаждении и извлечения энергии из земли при нагреве.
Распределительная система
Распределительная система, такая как воздуховоды
ПРЕДЛАГАЕТСЯ ДВА РАЗНЫХ ТИПА ТЕПЛООБМЕННИКОВ:
Теплообменник с замкнутым контуром представляет собой систему непрерывных подземных контуров труб, которые соединяются с тепловым насосом, образуя таким образом герметичный замкнутый контур. Вода или смесь воды и экологически чистого антифриза циркулирует по контуру для передачи тепла между тепловым насосом и землей. В некоторых случаях трубы замкнутой системы могут быть помещены в горизонтальную траншею, вырытую ниже линии промерзания. Еще один способ увеличить скорость теплообмена в системе с замкнутым контуром — это воспользоваться естественно более высокой способностью теплопередачи воды по сравнению с почвой или камнем. Если ручей, река или пруд имеют достаточный размер, змеевики трубы теплообменника могут быть установлены на дне или рядом с ним, чтобы сформировать систему контура пруда. В местах, где пространство ограничено или требуется большой теплообменник, трубы геосистемы с замкнутым контуром могут быть установлены вертикально в скважинах, пробуренных в земле. В системе с замкнутым контуром, поскольку нет необходимости в подключении теплообменника к остальной части системы над землей, его можно установить под существующим ландшафтом, подъездными путями и тротуарами или даже под самим зданием.
С другой стороны, в системе с открытым контуром грунтовая вода из колодца или водоносного горизонта прокачивается через колодец и проходит через тепловой насос, где к нему добавляется или извлекается тепло. Затем вода сбрасывается обратно в водоносный горизонт или используется для других целей управления водными ресурсами. Поскольку подвод и отвод воды в системе не соединены под землей, петля открыта.
ЗАПРОС БЕСПЛАТНАЯ ОЦЕНКА
Являемся вашей ведущей компанией HVAC уже более 40 лет.
Геотермальные системы также могут обеспечивать недорогую горячую воду, дополняя или заменяя мощность обычного бытового водонагревателя.
Зимой вода, циркулирующая внутри герметичного контура, поглощает тепло земли и переносит его в агрегат. Здесь он сжимается до более высокой температуры и направляется в виде теплого воздуха в вашу внутреннюю систему для распределения по всему дому.
Летом система реверсирует и отводит тепло из вашего дома в более прохладную землю через петлевую систему.
Геотермальная система отопления и охлаждения — это разумная инвестиция для потребителей, которым нужна система, обеспечивающая высокий уровень комфорта и низкие ежемесячные счета за электроэнергию, пока они владеют своим домом. Благодаря законопроекту о стимулирующих мерах, предлагающему 30-процентную налоговую скидку для домовладельцев, устанавливающих систему геотермального теплового насоса, сейчас самое подходящее время для ее покупки.
