Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Ενεργειακές Πηγές & Ενεργειακές Πρώτες Ύλες Γεωθερμική Ενέργεια Κίμων Χρηστάνης Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Γεωλογίας

Άδειες Χρήσεις Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σκοποί ενότητας Σκοπός της συγκεκριμένης ενότητας είναι να αντιληφθεί ο αναγνώστης: τι είναι η γεωθερμική ενέργεια, πώς εκμεταλλεύεται ο άνθρωπος τη συγκεκριμένη πηγή ενέργειας και ποια τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.

Περιεχόμενα ενότητας Γενικές έννοιες Το γεωθερμικό πεδίο Υψηλή, μέση, χαμηλή ενθαλπία Εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Κεφάλαιο 11: Γεωθερμική Ενέργεια

Γενικά Όσο αυξάνει το βάθος από την επιφάνεια της Γης, τόσο αυξάνει η θερμοκρασία. H αύξηση αυτή καλείται γεωθερμική βαθμίδα και κατά μέσο όρο είναι 3οC/100m. Κάποιες περιοχές του πλανήτη διαθέτουν αυξημένη γεωθερμική βαθμίδα, π.χ. στη Σαντορίνη είναι περίπου 12οC/100m. Περιοχή με μεγαλύτερη γεωθ. βαθμίδα από τη μέση αναφέρεται ως γεωθερμικό πεδίο.

Πού υπάρχει αυξημένη γεωθ. βαθμίδα; Στα ενεργά περιθώρια των λιθοσφαιρικών πλακών, που επίσης χαρακτηρίζονται από έντονη σεισμικότητα και ηφαιστειότητα. Εικόνα 1 (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Map_plate_tectonics_world.gif)

Γεωθερμικό πεδίο Γεωλογικές προϋποθέσεις ύπαρξης γεωθερμικού πεδίου: Μαγματική εστία σχετικά πρόσφατη (μικρής γεωλογικής ηλικίας) και σε σχετικά μικρό βάθος (<15 km), Ταμιευτήρας, δηλ. περατός σχηματισμός υπερκείμενος της μαγματικής εστίας σε σχετικά μικρό βάθος (<3.000 m), Τροφοδοσία με νερό του ταμιευτήρα. Το νερό μπορεί να είναι επιφανειακό, υπόγειο, όμβριο ή θαλάσσιο. Μέσω ρηγμάτων κατέρχεται, διαρρέει τον ταμιευτήρα, παραλαμβάνει θερμότητα από τα πετρώματα και μέσω γεωτρήσεων ή ρηγμάτων ανέρχεται στην επιφάνεια. Κάλυμμα του ταμιευτήρα με στεγανό σχηματισμό, ώστε αν παραχθεί ατμός, να μην έχει τη δυνατότητα διαφυγής μέσω πόρων, ρηγμάτων.

Γεωθερμικό πεδίο Εικόνα 2 (https://en.wikipedia.org/wiki/Enhanced_geothermal_system#/media/File:Geothermal_energy_methods.png)

Γεωθερμικό ρευστό Ανάλογα με τη θερμική ενέργεια, που περιέχει το γεωθερμικό ρευστό, αυτό αλλά και το γεωθερμικό πεδίο χαρακτηρίζονται ως: χαμηλής ενθαλπίας, αν στην επιφάνεια παράγεται μόνο ζεστό νερό (θερμοκρασία < 100οC), μέσης ενθαλπίας, αν στην επιφάνεια παράγονται ρευστά (νερό και ατμός) θερμοκρασίας 100-150οC, υψηλής ενθαλπίας, αν στην επιφάνεια παράγονται ρευστά (νερό και ατμός) θερμοκρασίας > 150οC.

Εξόρυξη θερμότητας Η άντληση γεωθερμικών ρευστών από το υπέδαφος, γνωστή και ως εξόρυξη θερμότητας (heat mining), γίνεται μέσω γεωτρήσεων, που ορύσσονται μέχρι τον γεωθερμικό ταμιευτήρα. Τα χαμηλής ενθαλπίας ρευστά χρησιμοποιούνται για ιαματικούς σκοπούς (λουτροθεραπευτήρια), τηλεθέρμανση, αγροτικές και κτηνοτροφικές καλλιέργειες, ιχθυοτροφεία, ξήρανση προϊόντων, παστερίωση και γενικά στη βιομηχανία και κάθε άλλη δραστηριότητα, στην οποία χρειάζεται θερμό νερό ή θερμότητα. Τα υψηλής ενθαλπίας ρευστά είναι κατάλληλα για ηλεκτροπαραγωγή.

Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα Πλεονεκτήματα: Ανανεώσιμη, εναλλακτική πηγή ενέργειας. Μηδενικό κόστος «καυσίμου». Μειονεκτήματα: Γεωγραφικά περιορισμένη πηγή διαθέσιμη συνήθως μόνο σε συγκεκριμένες περιοχές (όρια λιθοφαιρικών πλακών). Μεταφορά ρυπαντικών ή ακόμη και τοξικών στοιχείων και ενώσεων, που παραλαμβάνει το γεωθερμικό ρευστό από τον ταμιευτήρα, στην επιφάνεια.

Σημειώματα

https://eclass.upatras.gr/courses/GEO357/ Σημείωμα Αναφοράς Copyright: Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Γεωλογίας, Κίμων Χρηστάνης. «Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2015. https://eclass.upatras.gr/courses/GEO357/

Συνιστώμενη βιβλιογραφία Dickson, M.H., Fanelli, M. (1995). Geothermal energy. Chichester, John Wiley & Sons. Wohletz, K., Heiken, G. (1992). Volcanology and geothermal energy. Berkley , University of California Press. Χρηστάνης, Κ. (1998). Ενεργειακές Πηγές και Ενεργειακές Πρώτες Ύλες. Πάτρα: Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών. Χρηστάνης, Κ. (2001). Γεωθερμία. Πάτρα: Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών.

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες Εικόνα 1: < Map plate tectonics world > < https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Map_plate_tectonics_world.gif > <Κοινό Κτήμα> Εικόνα 2: < Geothermal power technologies > < https://en.wikipedia.org/wiki/Enhanced_geothermal_system#/media/File:Geothermal_energy_methods.png > < Κοινό Κτήμα>

Τέλος Ενότητας