Dengan peningkatan teknologi sistem geoterma yang dipertingkat, haba bumi dapat menjadi penjana elektrik utama. Flickr / xavierbt

Geothermal bermaksud, secara literal, "bumi panas". Suhu bumi bertambah apabila kita mengebom lebih mendalam ke arah terasnya. Kita boleh menggunakan haba itu untuk tenaga dengan mengedarkan air melalui takungan bawah tanah yang panas, membawa air panas atau wap ke permukaan. Kita kemudian boleh menukar tenaga dalam cecair panas kepada kuasa mekanikal dan elektrik di permukaan menggunakan a enjin haba.

Pelaburan swasta dalam pembangunan kuasa geoterma Australia perlahan selepas permulaan yang sangat cepat sepuluh tahun yang lalu. Ini perlu diambil sekali lagi apabila perkembangan baru membawa daya maju komersil kepada sistem panas bumi yang dipertingkatkan. Ini mempunyai potensi untuk berkembang dengan pesat, menjanjikan kuasa yang berlimpah untuk dunia.

Sistem geotermal konvensional

Pada tahun 2010, dunia menjana 20 jam terawatt (TWh) elektrik panas bumi. Semua ini datang dari sumber konvensional. Ini secara semula jadi berlaku air panas atau aliran stim yang dipanaskan oleh magma dan beredar melalui batu permeabel. Mereka dikaitkan dengan sistem gunung berapi dan terhad kepada kawasan dengan gunung berapi aktif atau muda.

Penggunaan sumber konvensional bukanlah perkara baru. Pada tahun 1904, sebuah loji telah dibina di Larderello, Itali, untuk menghasilkan tenaga elektrik dari stim geoterma. Sejak itu, pemasangan kuasa geoterma telah menyebar pada kadar yang mantap tetapi terhad kepada sumber yang relatif mudah diakses.

Sistem geoterma yang dipertingkatkan

Terdapat satu lagi bentuk panas geotermal yang banyak dan umumnya terdapat di seluruh dunia. Ia dihasilkan oleh pereputan radioaktif kalium, uranium, dan isotop torium yang terdapat di beberapa jenis granit.

Di granit di Cooper Basin, di Australia Selatan, terdapat kepekatan isotop di peringkat jejak. Haba dihasilkan pada kadar yang sangat rendah. Pada kadar yang rendah, ia memerlukan hampir satu juta tahun untuk jisim granit untuk meningkatkan suhunya dengan suhu 100 ° C. Melalui masa itu batu harus tetap terlindung dengan baik pada kedalaman yang besar.

Untuk mengakses haba yang mendalam ini, sekurang-kurangnya dua telaga mesti dibor. Air sejuk disuntik dari satu sumur, dipanaskan oleh batu dan diekstrak dari telaga lain. Kedua-dua telaga biasanya berukuran 800 hingga 1000m. Dalam sistem sedemikian, air akan bergerak dari satu sumur ke yang lain hanya jika batuan di antara telaga cukup telap.

Kebolehtelapan batu semula jadi tidak cukup tinggi tetapi boleh dipertingkatkan dengan teknik kejuruteraan minyak dan gas yang mantap. Sistem ini dipanggil Sistem Geothermal Enhanced (EGS).

Pembangunan EGS Komersil

Elektrik daripada sistem panas bumi yang dipertingkatkan bukanlah saingan kos sekarang kerana telaga dalamnya mahal. Untuk menjana elektrik yang mencukupi untuk membayar telaga dan peralatan permukaan, air panas perlu dibawa ke permukaan pada kadar hampir 100kg / s. Salah satu kadar aliran EGS terbaik di dunia dicapai oleh syarikat geodinamik Australia, dan hanya satu pertiga daripada sasaran ini. Walaupun ini adalah pencapaian yang ketara, tidak cukup untuk membuat EGS elektrik bersaing secara komersial.

Ia mungkin untuk mengimbangi kadar aliran rendah ini jika anda dapat meningkatkan kecekapan menukar tenaga menjadi kuasa. Tetapi penambahbaikan di kawasan ini masih belum dapat melihat pengeluaran elektrik menjadi kompetitif kos.

Kadar aliran EGS mestilah tiga kali ganda sebelum elektrik EGS boleh dilaksanakan secara komersial. Ia adalah dilaporkan Disember lalu bahawa teknik yang menjanjikan untuk sumur geoterma mungkin telah dibangunkan oleh syarikat AS AltaRock. Jika keputusan yang dilaporkan disokong oleh ujian lanjut, ia akan memberikan nafas baru untuk pembangunan geotermal EGS di seluruh dunia dan di Australia.

Sumber geoterma Australia yang lain

Pembahagian antara sistem panas bumi konvensional dan yang dipertingkatkan adalah tiruan dan sumber bumi geotermal sebenar yang sebenar merangkumi spektrum yang berterusan dari mata air panas yang semula jadi ke sistem panas bumi yang dipertingkatkan.

Keputusan terkini menunjukkan bahawa walaupun Australia bukan negara gunung berapi, ia mempunyai kawasan di mana magma mendapat dekat dengan permukaan untuk menghasilkan air panas dalam batu sedimen. Industri geotermal Australia memanggilnya akuifer sedimen panas. Mereka dijangka mempunyai kebolehtelapan semulajadi yang lebih tinggi daripada EGS tetapi mungkin tidak setinggi sistem geoterma konvensional.

Di seluruh dunia, tidak banyak kerja dalam jenis sumber ini tetapi terdapat perkembangan baru di Australia serta tempat-tempat lain seperti Turki and Amerika Selatan diarahkan pada sumber tersebut.

Impak alam sekitar

Dalam mengakses tenaga geoterma, teknologi yang terlibat boleh memberi sedikit kesan kepada persekitaran yang segera. Seperti yang dilihat oleh Pengalaman Paralana, gegaran sedikit boleh dirasakan di permukaan tetapi ini tidak menjadi risiko yang ketara. Tenaga geoterma tidak digunakan apa lagi air daripada aplikasi tenaga kuasa terbarukan yang lain. Juga rangsangan patah yang digunakan dalam projek-projek EGS tidak menimbulkan risiko untuk akuifer permukaan kerana takungan EGS sangat mendalam dan telaga-telaga dimeteraikan dalam casas keluli.

Dalam beberapa sumber geotermal konvensional yang diperoleh secara volkanik, gas yang dibubarkan dilepaskan ke atmosfera boleh menjejaskan persekitaran yang segera. Ini mungkin bahaya paling serius yang berkaitan dengan tenaga geoterma tetapi hanya terhad kepada beberapa sumber konvensional (tidak berkaitan dengan Australia) dan mudah dikawal.

Masa depan untuk panas bumi

Asas untuk tenaga geoterma adalah kuat. Ia banyak - sumber di bawah lembah Artesia Besar adalah dianggarkan cukup besar untuk menyampaikan penggunaan tenaga tahunan Australia semasa untuk 6000 tahun. Ini adalah salah satu sumber kuasa yang boleh diperbaharui yang dapat menggantikan sepenuhnya arang batu sebagai penjana elektrik asas. Ia juga mempunyai kesan alam sekitar yang sangat rendah.

Kegagalan untuk mencapai aliran yang mencukupi adalah menghalang perkembangan komersilnya tetapi masalah ini dapat diselesaikan dalam waktu dekat. Jika itu berlaku, kuasa geoterma boleh menjadi salah satu teknologi kuasa yang boleh diperbaharui untuk tahun 2020an.

Mengenai Penulis

Hal Gurgenci, Profesor Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Queensland

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

Pengeluaran: Rancangan Paling Komprehensif yang Pernah Dicadangkan untuk Membalik Pemanasan Global

oleh Paul Hawken dan Tom Steyer
Dalam menghadapi rasa takut dan tidak peduli yang luas, koalisi penyelidik, profesional dan ahli sains antarabangsa telah berkumpul untuk menawarkan satu set penyelesaian yang realistik dan berani terhadap perubahan iklim. Seratus teknik dan amalan dijelaskan di sini-ada yang terkenal; ada yang tidak pernah anda dengar. Mereka terdiri dari tenaga bersih untuk mendidik anak perempuan di negara berpendapatan rendah untuk amalan guna tanah yang menarik karbon dari udara. Penyelesaiannya wujud, bersifat ekonomi, dan masyarakat di seluruh dunia kini menguatkuasakan mereka dengan kemahiran dan keazaman. Tersedia di Amazon

Merancang Penyelesaian Iklim: Panduan Dasar untuk Tenaga Rendah Karbon

oleh Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Dengan kesan perubahan iklim yang menimpa kita, keperluan untuk mengurangkan pelepasan gas rumah kaca global tidak kurang hebatnya. Ini adalah cabaran yang menakutkan, tetapi teknologi dan strategi untuk menanganinya ada sekarang. Sebilangan kecil dasar tenaga, yang dirancang dan dilaksanakan dengan baik, dapat membawa kita ke arah masa depan yang rendah karbon. Sistem tenaga besar dan kompleks, jadi dasar tenaga mesti fokus dan menjimatkan kos. Pendekatan satu ukuran untuk semua tidak akan berjaya. Pembuat dasar memerlukan sumber yang jelas dan komprehensif yang menggariskan dasar tenaga yang akan memberi kesan terbesar pada masa depan iklim kita, dan menerangkan bagaimana merancang polisi ini dengan baik. Tersedia di Amazon

Ini Menukar Semua: Kapitalisme vs Iklim

oleh Naomi Klein
In Ini Menukar Semua Naomi Klein berhujah bahawa perubahan iklim bukanlah satu lagi isu yang perlu difailkan antara cukai dan penjagaan kesihatan. Ini penggera yang menyeru kami untuk memperbaiki sistem ekonomi yang telah gagal dalam banyak cara. Klein dengan teliti membina kes untuk mengurangkan secara besar-besaran pelepasan rumah hijau kami adalah peluang terbaik kami untuk secara serentak mengurangkan ketidaksamaan yang menggerunkan, membayangkan semula demokrasi kami yang patah, dan membina semula ekonomi tempatan kami yang terbuang. Dia mendedahkan keputusasaan ideologi tentang penyangkalan perubahan iklim, khayalan para ahli geoengineers, dan kekalahan tragis terlalu banyak inisiatif hijau arus perdana. Dan dia menunjukkan persis mengapa pasar tidak-dan tidak dapat menyelesaikan krisis iklim tetapi sebaliknya akan membuat keadaan lebih teruk, dengan kaedah ekstraksi yang lebih melampau dan ekologi merosakkan, disertai dengan kapitalisme bencana yang meluas. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.