Stilgehouden.nl

Het potentieel van geothermische energie

Bron

Er is waarschijnlijk niet één magische kogel die alle problemen aanpakt die verband houden met koolstofemissies in de atmosfeer. In plaats daarvan neem je je deeloplossingen waar je ze kunt vinden, en noem het vooruitgang. Zou aardwarmte een van die deeloplossingen kunnen zijn? Eli Dourado biedt een handig overzicht van de stand van zaken in "De hitte onder onze voeten benutten" (PERC-rapporten, zomer 2021).

Geothermische energie vindt manieren om warmte uit de kern van de aarde te benutten en om te zetten in elektriciteit. In sommige opzichten is dit oude technologie. Zoals Dourado schrijft:

Mensen hebben elektriciteit geproduceerd uit de aardwarmte sinds 1904, toen Italianen voor het eerst geothermische stoom gebruikten in Larderello, in Toscane. Vandaag produceert dezelfde site genoeg stroom voor 10 miljoen Italiaanse huishoudens, ongeveer 10 procent van 's werelds geothermische elektriciteit. … Conventionele geothermische technologie wordt alleen ingezet op locaties waar ondergrondse warmte zichtbaar wordt door zichtbare kenmerken zoals warmwaterbronnen, geisers en fumarolen. Het belangrijkste geothermische veld bij Larderello wordt Valle del Diavolo – Vallei van de Duivel – genoemd omdat het bronnen van kokend water bevat.

Zo is de vraag voor geothermie al geruime tijd of het beperkt bleef tot de weinige locaties waar de warmte letterlijk naar het aardoppervlak borrelde, of dat het mogelijk was om op een aanzienlijk groter aantal locaties naar beneden te reiken onder het aardoppervlak. aardoppervlak. Het blijkt dat sommige ondergrondse boortechnologieën die bij fracken worden gebruikt, ook op een andere manier kunnen worden gebruikt om geothermische bronnen van elektriciteit op te zetten. Een optie is wat Dourado "conventionele geothermie" noemde:

Conventionele geothermische putten zijn technisch gezien hydrothermisch – ze werken door stoom uit een productieput te halen. Meestal stroomt deze stoom omhoog door heet poreus gesteente en krijgt onderweg warmte-energie, maar komt dan vast te zitten onder ondoordringbaar deksteen. Door een productieput te plaatsen waar de stoom wordt opgesloten, kan hij maar op één manier omhoog: de put op, waar hij aan de oppervlakte een turbine kan aandrijven om elektriciteit te produceren. Een tweede put, een injectieput genaamd, wordt gebruikt om water terug in het systeem te brengen, zonder welke de toevoer van stoom uiteindelijk zou opdrogen en druk zou verliezen. Het produceren van hydrothermische energie is vrij eenvoudig, en het zou op schaal erg goedkoop zijn, maar het vereist dat deze ondergrondse configuratie – hete poreuze rots bedekt met ondoordringbare sluitsteen – werkt.

Het huidige onderzoek is om manieren te vinden om geothermische elektriciteit op te wekken in een breder scala aan ondergrondse configuraties. Er zijn bijvoorbeeld 'closed-loop'-ontwerpen waarbij de nieuwsboortechnologieën eerst naar beneden gaan en vervolgens horizontaal ondergronds gaan. De "werkvloeistoffen" die worden geïnjecteerd om stoom te genereren, worden teruggevangen en opnieuw geïnjecteerd. Startende bedrijven en academische onderzoekers proberen verschillende benaderingen uit. Het blijkt dat in een Amerikaanse context de meeste locaties die geschikt zouden kunnen zijn voor geothermische elektriciteit zich in het westelijke deel van het land bevinden, en dus, gezien de enorme hoeveelheden westers land die nog steeds in het bezit zijn van de federale overheid, de bereidheid van de feds om de ontwikkeling van geothermische hulpbronnen op federale gronden mogelijk te maken, zal waarschijnlijk een groot verschil maken.

Een ander recent overzicht van geothermie is "Kan aardwarmte een sleutelrol spelen in de energietransitie?" door Jim Robbins in Yale Environment 360, een online magazine uitgegeven door de Yale School of the Environment (22 december 2020). Robbins biedt een voorbeeld van geothermische energie – zij het voor verwarming in plaats van elektriciteit – uit Boise, Idaho:

Een rivier van heet water stroomt zo'n 3.000 voet onder Boise, Idaho. En sinds 1983 gebruikt de stad dat water om huizen, bedrijven en instellingen rechtstreeks te verwarmen, inclusief de vier verdiepingen van het stadhuis – alles bij elkaar ongeveer een derde van de binnenstad. Het is het grootste geothermische verwarmingssysteem van het land. Boise hoefde niet te boren om toegang te krijgen tot de bron. Het water van 177 graden Fahrenheit stijgt naar de oppervlakte in een geologische breuk in de uitlopers buiten de stad. Het is een droom over hernieuwbare energie. Het verwarmen van de 6 miljoen vierkante meter in de geothermisch verwarmde gebouwen kost ongeveer $ 1.000 per maand voor de elektriciteit om het te pompen. (De totale jaarlijkse kosten voor afschrijving, onderhoud, personeel en reparatie van het stadsverwarmingssysteem bedragen ongeveer $ 750.000.)

Natuurlijk liggen de meeste plaatsen niet boven een toegankelijke rivier van stomend heet water. Maar in sommige gevallen kan de warmte van aardwarmte worden gebruikt voor 'stadsverwarming'; in IJsland, dat beschikt over overvloedige geothermische bronnen, wordt ongeveer 90% van alle huizen verwarmd met geothermische energie. Bovendien wordt geothermie voor elektriciteit al op grotere schaal gebruikt in de VS dan je zou denken. Robbins merkt op:

Hoewel geothermie nauwelijks op de radar voor alternatieve energie staat, produceert de VS al 3,7 gigawatt (GW) aan geothermische elektriciteit, genoeg om meer dan 1 miljoen huishoudens van stroom te voorzien. Het is 's werelds grootste producent – voornamelijk in centraal Californië en het westen van Nevada. Californië heeft 43 in bedrijf zijnde geothermische centrales en staat op het punt er nog twee te bouwen.

Er is ook een rapport uit 2019 van het Geothermal Technologies Office van het Amerikaanse ministerie van Energie. Robbins beschrijft een centrale bevinding van het rapport als volgt:

En een rapport van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) uit 2019 – GeoVision: Harnessing the Heat Beneath Our Feet – verwijst naar het 'enorme onbenutte potentieel voor geothermie'. Door technische en financiële belemmeringen te overwinnen, zegt het rapport, zou de opwekking van elektriciteit door middel van geothermische methoden tegen 2050 26-voudig kunnen toenemen, waardoor 8,5 procent van de elektriciteit in de Verenigde Staten wordt geleverd, evenals directe warmte.

Geothermie zal de klimaatveranderingsproblemen zeker niet alleen oplossen. Maar in tegenstelling tot intermitterende bronnen van koolstofvrije energie zoals zon en wind, heeft geothermie één groot voordeel: het is altijd aan.

Bart Beekveld

%d bloggers liken dit: