Solar en la azotea en Belmont

Nota: debido a la duración prevista de este blog he roto en dos partes

Parte 1 de 2: el contexto geotérmica y la generación de energía

La energía geotérmica es el calor de la tierra y ha sido utilizado por la humanidad para el baño y calefacción durante siglos. La primera planta de energía para utilizar las fechas de calor geotérmicas a partir de 1904 en Larderello, Italia y todavía está en funcionamiento. La energía geotérmica tiene una amplia y creciente literatura y mi propósito en este blog es "no reinventar la rueda", pero que añadir a la historia en el que tengo la información personal que no se conoce ampliamente, y especular sobre el futuro de la energía geotérmica. Es una fuente de energía grande, en muchos sentidos, el más grande en la tierra, y uno que es sólo en las primeras etapas de la realización de su potencial.

Muchas referencias útiles se pueden encontrar en la energía geotérmica y sus diversas manifestaciones y aplicaciones. Enumero tres referencias web a continuación como buenos lugares para empezar: - Wikipedia: - Unión de Científicos: - Asociación de Energía Geotérmica:

La energía geotérmica se deriva en gran medida, aunque no exclusivamente, a partir de la desintegración radiactiva del uranio, torio y potasio en el centro de la tierra. Cantidades menores de calefacción central se derivan de calor liberado cuando el hierro se enfría y se solidifica en el núcleo central de la tierra, cambios de fase mineral, calentamiento por fricción asociada con las mareas de la Tierra, e incluso afecta colisiones con la materia desde el espacio. Este calor por convección y lleva a cabo hasta fina corteza de la tierra (sólo uno por ciento de la masa de la tierra) a través de diversas vías y se manifiesta como agua caliente y vapor, roca caliente, tierra caliente, magma y erupciones volcánicas. Podemos pensar en la corteza como una manta en el resto del planeta.

Este calor ha estado fluyendo desde el centro de la Tierra durante más de 4,5 mil millones de años y continuará mientras exista la tierra, alrededor de otros 5 mil millones de años. Dado que este flujo es geotérmica ilimitado puede considerarse una fuente de energía renovable. También está constantemente disponible y por lo tanto una fuente de energía de carga base.

Temperaturas cercanas al centro de la tierra son tan caliente como la superficie del Sol (5,500C o 9,900F), y los geólogos estiman que la velocidad a la que fluye la energía desde el interior de la tierra es del orden de 44 teravatios (TW, millones de megavatios) . La tasa de reposición de la desintegración radiactiva se estima en alrededor de 30 TW. Para poner esta cifra en perspectiva, la capacidad mundial instalada de generación eléctrica de hoy es poco más de 5 TW.

Inicialmente, el núcleo de la tierra era un líquido caliente, pero que se haya enfriado lo largo del tiempo geológico y el núcleo se considera ahora como un núcleo anisotopic muy alta temperatura de hierro sólido creado bajo condiciones de presión extremadamente alta. Algo por encima del núcleo de alguna roca fundida sigue siendo, la creación de magma que la convección hacia arriba, ya que es más ligero que el rock. El magma calienta la roca y el agua en la corteza, la creación de agua caliente y vapor en varios puntos y cerca de la superficie de la tierra. Se estima que la cantidad de calor en la roca caliente y el agua dentro de las 6 millas de la superficie de la tierra es más de 50.000 veces más que toda la energía almacenada en los recursos de petróleo y gas natural del planeta.

¿Cómo ha sido utilizado este calor utilizado en el pasado, ¿cómo se está utilizando hoy en día, y cómo podría usarse en el futuro? Históricamente, las aguas termales se han utilizado para el baño por los seres humanos desde tiempos Edad de Piedra y desde la época romana para la calefacción de locales. Estos usos están todavía presentes y creciendo, y el primer sistema de calefacción urbana en los EE.UU., en Boise, Idaho, fue impulsado por la energía geotérmica a partir de 1892. En Islandia el 90 por ciento de las familias se calienta con energía geotérmica. Otras aplicaciones incluyen la desalinización, el secado agrícola y calefacción industrial, para un total de alrededor de 30 GWT.

En los tiempos modernos de energía geotérmica es mejor conocido por su aplicación a la generación de energía y fuente de tierra (también conocido como 'geotérmica') bombas de calor. Voy a decir unas pocas palabras sobre cada una de estas aplicaciones, y luego centrarse en el potencial de la energía geotérmica, que es enorme.

plantas de energía geotérmica de hoy (llamados 'hidrogeotérmicos') utilizan el calor geotérmico en forma de emisión de vapor seco de la tierra, el agua caliente que parpadea en vapor, o el vapor de un líquido volátil (tal como isobutano) calentado por agua caliente, para conducir un generador de turbina. Actualmente los EE.UU. es líder mundial en la generación de energía geotérmica (3.200 MW), seguido por Filipinas (1.900 MW), Indonesia (1.200 MW), México (960 MWe), Italia (880 MWe), Nueva Zelanda (770 MWe), y Islandia (660MWe). Como de 2012 mayo veinticuatro países tenían plantas de energía geotérmica, para una capacidad total de generación de 11.400 MW. Futuras plantas de energía geotérmica utilizarán los llamados 'mejorada geotérmica / EGS' (anteriormente llamado "rocas calientes y secas ') sistemas en los que los pozos profundos están perforados en la roca caliente sin agua natural y agua se introduce y devuelto, se calienta, a la superficie. Estimado potencial global varía desde 0,04 hasta 2 TW, dependiendo de la profundidad de la perforación y el nivel de inversión. Pozos a una profundidad de 6 millas sonahora comunes en la industria del petróleo.

Una pieza de historia sobre bienes y servicios ambientales: esta tecnología fue iniciado en el Laboratorio Nacional de Sandia con el apoyo de EE.UU. DOE durante muchos años después del embargo árabe de petróleo de 1973-4. A mediados de la década de 1990, cuando geotérmica fue uno de los programas de energía renovable que logré, me encontré en San Francisco con los jefes de todas las empresas de energía geotérmica de Estados Unidos para discutir el futuro de la tecnología. Fue un momento de dificultades económicas para las empresas, los presupuestos del Congreso limitados para las energías renovables, y las decisiones difíciles tuvo que ser hecha sobre la manera de apoyar una amplia gama de tecnologías emergentes con fondos federales. Todo en la reunión acordaron que, si bien hidrogeotérmicos fue la base del futuro de sus negocios existentes de energía geotérmica estaba en rocas calientes y secas. No quieren o no pueden contar con el apoyo del DOE desarrollo geotérmico cerca del 100 por ciento en el futuro, como había sido el caso durante muchos años, y ser un firme creyente en el costo compartido para avanzar en la comercialización, que se ofreció a cumplir con la industria a mitad de camino en otros bienes y servicios ambientales desarrollo - 50por ciento de fondos del DOE, acompañado de financiación de la industria del 50 por ciento - y emitir un RFP (Solicitud de ofertas) cometer el DOE para ese arreglo. Por desgracia, no una sola empresa presentó una propuesta en respuesta a la solicitud de propuesta (los tiempos eran difíciles y anticipar los costos de energía de EGS eran altas) y se vio obligado a dar por terminado el programa de rocas calientes y secas. Hoy EGS está tratando de ser mucho más atractivo comercialmente.