地热而不是化石和核?

Question

我们为什么不利用地热供热发电在世界范围内,而不是燃烧化石燃料和使用核?

不是很便宜很多比花费数十亿建设新电站?

如果我们能钻油井,为什么不足够深的井地热吗?

道歉,所有的问题,我认为在我的脑海里,希望一些逻辑的答案。

Answer 1

举个例子,哈瓦那人地热试验工厂研究了从2003年到2013年在澳大利亚。这是一个1兆瓦核电站库珀盆地,在澳大利亚的中部地区。

烃源岩热,温度为264°C是超过4600米的深度。该项目耗资1.05亿澳元,最终被认为是不经济的。该项目涉及钻探孔数量约4600米深度,用大量的水注入一些,然后通过另一组收集产生的蒸汽孔钻到4600米深度和利用蒸汽驱动涡轮机发电。

这个项目的问题是:

• 所需的钻探深度——这是深刻的和昂贵的。
• 获取足够的水供应,在干旱的位置。
• 的网站位置太偏远地区可能已经能够使用任何发电。建立电力传输线将是非常昂贵的。
• 必须处理不利的地质,如骨折区在较浅的深度,注入水将会丢失。

在下面的图中,红色区域是唯一的部分澳大利亚的热岩深度5公里,地热能源。面积很小的相对于其他大陆。有些岩石更深。

Answer 2

我们当然不能替换所有的世界与地热能源消耗;字面上没有足够的能量来自地球。

从地球上平均热能流过大陆地壳的核心是每平方米65毫瓦。(我们将认为我们不会有技术建造海底地热发电厂)。江南登录网址app下载地球的陆地面积是148940000公里²。乘这两个在一起,我们得到的净能量流9.7美元\ * 10 ^ {12}$瓦,或9.7太瓦。在过去的一年或8760小时,这约3.1美元\ * 10 ^ {20}$焦耳,或29亿亿的热量。但2019年世界能源消费总量约60亿亿的热量,这是这个的两倍以上。

当然,有人可能会争辩说,我们不想取代所有能源使用地热能源,发电。这是一个较小的数量:8.1亿亿的热量。这是开始看起来更可行的,但问题是,这是不可能的——不仅仅是“我们不知道如何去做”,但“物理学的一个法律禁止它”——提取100%的热能在电能的来源。典型效率目前商业上可行的地热发电厂7 - 10%左右相反,这些植物是建在的地方特别热石头特别浅的深度。

地热仍然是一个有用的能量来源,当然,在世界上的这些地区的地质允许它是可行的。但它不太可能占世界能源预算的很大一部分。

Answer 3

问我们是否可以代替我们今天使用的主要能源今天与一个单一的源是一个有缺陷的问题。很明显,没有一个单一的解决方案,任何能够混合能源的一部分应该考虑。全有或全无的方式就像在回答@Michael塞弗特是典型的参数用来批评所有可能的解决方案的那些不想投资任何解决方案。如果你单独水力、地热、风能、生物质能等可再生能源没有他们的魔杖将解决能源问题。而且核能和化石燃料本身不足,他们总是做混合能源的部分。

我不知道地热可以贡献多少,但我知道它值得更多的关注。@Fred引用的例子表明,这不是一个解决方案,但另一方面似乎一个项目设计的失败。他们决定评估成本回报率地热在最困难的条件下。高温他们发现确实保证更好的效率,但这是有代价的,因为钻井成本与深度成指数增加。所以深度较低,就意味着更低的效率,但更低的启动成本和地热项目是资本密集型的,运行成本通常是总成本的一小部分。实际上我写通常因为水很重要,选择一个沙漠第一项目似乎不是个好主意。顺便说一句最长最深的井地热项目运行拉德是没有多少深度超过3000米。

所以,即使我们没有很多地方与合适的温度低的深度和足够的水可用于大型项目风格的冰岛有很多地方适合小规模项目小的效率,但也较小的初始投资。此外还有更适合的地方直接加热。简单地扩大地热能源的使用世界各地的集中供热可以覆盖一个非微不足道的一部分我们的能源需求,只是忘记全有或全无的方式,魔杖就不存在。

Answer 4

只有少数地区热水可用在地表附近(例如冰岛)适用于发电。但是为了存储热能,从而保存或取代化石的消费,但也可再生能源和绿色电力,理想,因为地下水卷1 m³的水的温差ΔT = 40°C(如15°C - 55°C)可以存储大约47千瓦时的热能。

由于热流从地球核心向表面相当差(~ 0.09 w / m²),我建议使用夏季的来自太阳的辐射能(~ 1000 w / m²)使用这个无与伦比的廉价能源存储。为了吸收热量主要是在夏天,太阳能模块是一个普遍的、有效的工具——水冷PV-T模块(电力和热能生产),那就更好了,不管是什么原因,不幸的是还一个利基产品。

功率输出,而且几乎所有的光伏模块的寿命增加了~ 0.4% /°C冷却,而一个模块的总体效率/区域可以四~ 20% ~ 80%。

所以最简单、最合乎逻辑的解决方案的很大一部分能源行业将会收割夏天的热量并将其存储在冬天季节使用。有了正确的热泵,这些热量储存冬天变成冰店,进而在夏天可以用于冷却。

有无数的洞穴,前煤矿或其他地下矿山在世界范围内合适的大容量储能热/冷的形式存储,抽水蓄能和压缩空气存储,在理想的情况下,结合不同类型的使用增加了此类投资的整体效率。

因为我们不仅要考虑增加水资源短缺由于气候变化,但也有大雨和洪水(干旱和洪水),这样的地下水库也可以帮助控制这些事件更好。

Answer 5

地热能有巨大应用,但存在几个缺点....

1. 经济学:权力有20 - 30%在演习地点失败率在潜在的网站成为不可恢复的。所以经济失败,井一英里深可以花费数千万美元,如果是宽松的,地震岩石地区的洞可以崩溃之前被利用。
2. 可用性:虽然作为能源资源丰富;强烈扩散通过世界的很多地方,访问热点可能需要钻井几千米,一个昂贵的努力,特别是在20 - 30失败率百分比。和无处不在的不得靠近人口中心,因此需求很长的传输距离否定他们的优势;许多植物都很小(不会超过10 - 100兆瓦),不值得投资。
3. 损耗风险:热点冒着耗尽之前应该谨慎使用。倾倒多余的水分消耗热能的蒸汽运行风险的来源。
4. 平均能量密度/热力学效率:适合大多数井的临时工;超过150摄氏度就更难……相当低的温度工作流体,与化石燃料相比,可以运行高达500 - 1000摄氏度或核运行在280 - 300年(有些实验在495 - 600年),地热有7 - 10%的热效率(核能33 - 35%,化石:33 - 90%)

然而其他选项为他们开发涉及使用低沸点(低于100摄氏度)闭合循环发动机。而不是开水,热氨或基于碳氢制冷剂。

也可以用于地热供暖和节能空间温室管理从而减轻重大化石能源消耗。

Answer 6

我看到很多关于地热能源的误解已经张贴在这里。

我将试着解决他们中的大多数,希望人们会更认真地对待这更新的数据在地热。

首先,地热不吝惜只有少数地区在电力生产。可以访问它在海洋中相当容易,其他地方如果我们深入挖掘足够(和省力的先前存在的地热井,等等):

http://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2015/37011.pdf

加热和冷却(约占40%的人类的能源预算),几乎是可以全球地热的形式:

https://education.nationalgeographic.org/resource/geothermal-energy/: ~:文本几乎% 20 = % 20地区% 20 % 20世界,C % 20 (302% c2%b0 % 20 f)。

有很多火山(动态和静态)在全球范围内,可用于地热发电。

黄石超级火山可以基本上整个地球两次:https://www.forbes.com/sites/robinandrews/2017/09/29/yellowstone-supervolcano-could-power-the-entire-planet-twice-over/

另外,据麻省理工学院的研究从2006年开始,这是得出结论,地球有13000个可用的地热能zettajoules(这之前更新的研究决定,核心是热)和可用的技术(2006),我们可以很容易地提取200 zettajoules权力(人类文明使用当时每年0.5 zettajoules……江南登录网址app下载和人类占1/3,没有电,这个数字会上升到0.65 zettajoules——如果我们考虑它是16年之后和整体能源消耗增长了大约55%,总额zettajoules人类将使用当今世界可以估计每年大约1 zettajoules(也包括人类的三分之一没有电,所以1 zettajoules每年将一个场景,整个人类电)。

https://energy.mit.edu/wp-content/uploads/2006/11/MITEI-The-Future-of-Geothermal-Energy.pdf

所以,我们已经有能力利用200年的基本负荷地热能自2006年……与改进的价值并最终在2000年的权力技术。

现在,这里大多数人忽略的是地热实际上可以在全球任何地方如果我们深入挖掘足够(允许是公平的,没有太多的麻烦与现代技术,因为如果石油/天然气公司千米深挖到地下的石油和天然气100年前,然后做同样的,或者更深的地热也很难的问题)。江南登录网址app下载

此外,地热有较低的运营成本比其他任何能源在地球上介于\ 19美元和\ 36美元/千瓦时(特别是与核之间的成本和& \ \ 112美元189美元/千瓦时),支付本身完全(是的,这包括挖掘,成本等等)3 - 7年,更可靠,可以持续100多年/电厂如果充分维护,没有燃料成本运行,运行成本更低,使用较小的土地面积比大多数其他能源来源:

https://www.energy.gov/eere/geothermal/geothermal-faqs

https://www.energy.gov/eere/geothermal/geothermal-power-plants-minimizing-land-use-and-impact: ~:文本= % 20整个% 20地热% 20场% 20用途,mountains) % 20 % 20矿业% 20 % 20的燃料。

第一次建造的地热发电厂在意大利1913年至今仍在运行的大大扩大发电:

https://www.power-江南登录网址app下载technology.com/analysis/oldest-geothermal-plant-larderello/

增加,所有石油和天然气井(人员和他们的技能)在全球范围内可以很容易转移/转化为地热发电和供热生产的一半钱/成本比才能解除。

一个公司在澳大利亚也希望利用其技术将燃煤发电厂转化为地热发电站。江南登录网址app下载地热卤水锂等也富含各种矿物质。事实上,在美国,只有少数的地热发电厂可以为整个国家提供更多的锂能希望利用地热发电厂在康沃尔(相同)。

更多信息可以在这里找到所有我提到的这些点:

https://www.offshore-mag.com/pipelines/article/16762144/geothermal-power-an-alternate-role-for-redundant-north-sea-platforms

https://www.pressandjournal.co.uk/fp/business/local/3028309/plan-to-repurpose-rigs-for-geothermal-energy/

https://www.energy.gov/eere/articles/doe奖- 8400万访问-地热潜在放弃-石油和天然气井

https://techxplore.com/news/2022-02-quaise-energy-power-geothermal-drilling.html

https://www.boisestate.edu/news/2022/03/21/how-a-few-geothermal-plants-could-solve-americas-lithium-supply-crunch-and-boost-the-ev-battery-industry/

https://www.euractiv.com/section/energy/news/game-changer-for-geothermal-energy-as-uk-plant-unlocks-vast-supply-of-lithium/人们似乎通常作用于过时的信息。

这是一个额外的文章超临界地热以及它如何可能权力一切发展进展缓慢的主要原因(提示:缺乏资金,而不是技术或可访问性):江南登录网址app下载

https://spheresofinfluence.ca/geothermal-energy-can-the-forgotten-renewable-make-its-mark/

https://www.energymonitor.ai/tech/renewables/supercritical-geothermal-could-power-everything

最后一件事:全球地热能源利用的最大障碍不是易访问性的地热资源或技术能力……缺乏资金。与其他能源相比,地热是最不资助之一因为神话和过时的信息,实际上不可信的准确性(很容易反驳和更多最新信息)被困在许多投资者的思想(和一般人群)。