Geothermie ist die Disziplin der Geowissenschaften, die die Naturphänomene untersucht, die bei der Erzeugung und Übertragung von Wärme oder Wärmeenergie aus dem Erdinneren eine Rolle spielen.
Was ist der Unterschied zwischen Geothermie und Geothermie?
Im weitesten Sinne kann das Konzept der Geothermie auch auf die Untersuchung anderer Planeten ausgedehnt werden. Seine Prinzipien werden auf technologischer Ebene bei der Stromerzeugung und bei der Kraft-Wärme-Kopplung durch Geothermiekraftwerke aus zugehöriger Geothermie genutzt.
Zusammenfassend ist Geothermie die Beziehung zwischen der Erde und der von ihr erzeugten Wärme. Auf der anderen Seite gibt es Geothermie, ein verwandtes, aber anderes Konzept. Geothermie ist die Nutzung dieser natürlichen Bedingungen, um diese Wärmeenergie zu nutzen. Die genutzte Energie kann in Form von Wärme oder in Form von Elektrizität vorliegen. In jedem Fall handelt es sich um eine erneuerbare Energiequelle, da die thermischen Ressourcen des Erdinneren praktisch unerschöpflich sind.
Der Ursprung der Erdwärme aus Geothermie
Die Wärme aus dem Erdkern wurde ursprünglich während der Akkretion des entwickelten Planeten dank der Gravitationskraft erzeugt. Später wurde dank der natürlichen Prozesse der Kernspaltung von Elementen wie Uran, Thorium und Kalium weiterhin Wärme erzeugt.
Erdwärme wird durch Konvektion, die durch die Bewegung von Magma oder tiefem Wasser erzeugt wird, durch den Erdmantel vom Inneren auf die Erdoberfläche übertragen. Dies ist der Ursprung der meisten Phänomene wie Vulkanausbrüche und anderer damit verbundener geothermischer Phänomene, die auf der Erdoberfläche erkennbar sind, wie z. B. heiße Quellen, Geysire und Fumarolen.
Diese natürliche Wärme kann zur Energiegewinnung genutzt werden, insbesondere als Geothermie. Der Begriff Geothermie wird häufig verwendet, um die Nutzung von Geothermie genau anzugeben.
Der Wärmefluss aus dem Erdinneren beträgt nur 1 / 20.000 der Wärme, die die Erde von der Sonne erhält.
Was ist der Wärmegradient?
Abhängig vom Wärmefluss und der Wärmeleitfähigkeit, die je nach Boden- oder Gesteinsart variieren, wird ein unterschiedlicher Wärmegradient beobachtet (Temperaturschwankung in Abhängigkeit von der Tiefe).
Dieser Gradient kann von 1 ° C alle 30 m vom Oberflächenteil der Erdkruste bis 1 ° C alle 10 - 15 m vom Meeresboden in der Nähe der ozeanischen Gebirgszüge variieren. Der geothermische Gradient wird wiederum stark von der Zirkulation innerer terrestrischer Flüssigkeiten beeinflusst.
Messung von Temperatur und Wärmegradienten
Die Messung wird mit den entsprechenden Instrumenten durchgeführt, die in die geothermischen Brunnen fallen gelassen werden. Eine genaue Temperaturmessung ist komplex und wird durch Bohrwärme und das Vorhandensein von Flüssigkeiten (Wasser, Feuchtigkeit, Luft) im Boden gestört.
Eine genaue Temperaturmessung ist die Genauigkeit, mit der sie von der verwendeten Maschine und dem Zweck der Instrumententypuntersuchung abhängt.
Instrumente zur Temperaturmessung in geothermischen Brunnen
Bei geothermischen Untersuchungen verwendete Thermometer müssen zwei wichtige Eigenschaften aufweisen:
- Die Geschwindigkeit muss daher schnell das thermische Gleichgewicht erreichen. Um Geschwindigkeit zu haben, müssen diese Thermometer daher eine geringe thermische Trägheit aufweisen.
- Lesen sollte möglich sein, wenn Sie außerhalb des Brunnens stehen.
Die verwendeten Thermometer können daher unterschieden werden in:
- Thermoelemente (3/100 Grad Fehler)
- Widerstandsthermometer (1/100 Grad Fehler)
- Oszillatoren (Fehler unter 1/1000 Grad)
Welche geothermischen Ressourcen hat die Erde?
Die innere Wärmeenergie der Erde fließt durch Wärmeleitung mit einer Geschwindigkeit von 44,2 Terawatt (TW) an die Oberfläche und wird durch radioaktiven Zerfall von Mineralien mit einer Geschwindigkeit von 30 TW wieder aufgefüllt.
Diese Energiemengen sind mehr als doppelt so hoch wie der derzeitige Energieverbrauch der Menschheit aus allen Primärquellen, aber der größte Teil dieses Energieflusses kann nicht zurückgewonnen werden.
Zusätzlich zu den internen Wärmeströmen wird die oberste Schicht der Oberfläche in einer Tiefe von 10 Metern im Sommer durch Sonnenenergie erwärmt und setzt diese Energie frei und kühlt sich im Winter ab.
Was ist ein verbessertes geothermisches System?
Ein verbessertes geothermisches System (EGS) erzeugt geothermischen Strom, ohne dass natürliche konvektive hydrothermale Ressourcen erforderlich sind.
Bis vor kurzem haben Geothermiesysteme nur Ressourcen genutzt, bei denen die natürliche Wärme-, Wasser- und Gesteinsdurchlässigkeit ausreicht, um Energie zu gewinnen. Der weitaus größte Teil der für konventionelle Techniken verfügbaren Geothermie befindet sich jedoch in trockenem, undurchlässigem Gestein.
EGS-Technologien verbessern und / oder erzeugen geothermische Ressourcen in diesem heißen trockenen Gestein (HDR) durch „hydraulische Stimulation“.
