Jak funguje geotermální energie?

Výroba geotermální energie funguje tak, že získává energii z tepla hluboko v Zemi. Na některých místech, jako jsou ostrovy Islandu, Filipín a Japonska, jsou geotermální horké prameny běžné, díky čemuž je energie snadno přístupná. Na jiných místech je dostatečné teplo nalezeno pouze více než míle (1,6 km) pod povrchem, což činí geotermální energii nepraktickou. Otvory vykopané na tuto úroveň kdekoli lze obvykle použít k výrobě geotermální energie.

První stanice pro výrobu geotermální energie byla postavena 4. července 1904 na suchém parním poli v Larderello v Itálii a vyzkoušena princem Pierem Ginori Contim. Využití geotermální energie bylo přes sto let staré. Výroba geotermální energie však stále není hlavním zdrojem energie na celém světě, tvoří pouze asi 0,1% globální energie nebo kapacitu asi 100 gigawattů. Geotermální energii ve velké míře využívají pouze země Filipín a Islandu, kde tvoří 15–20% výroby elektřiny.

Nejběžnějším způsobem provozu geotermální elektrárny je binární cyklus, kdy středně horká voda z mělkých geotermálních zdrojů tepla je vedena potrubím, nazývaným tepelný výměník, obsahující sekundární tekutinu - obvykle butan nebo pentan - uhlovodík - s bodem varu mnohem nižší než voda. Teplo způsobuje, že sekundární tekutina začne odpařovat páry, což pohání turbíny, které generují elektřinu. Kapalina se potom znovu kondicionuje a použije se pro více cyklů. Tlak sekundární tekutiny je obvykle docela vysoký, kolem 500 PSI.

Geotermální energie horkých suchých hornin je dalším typem výroby geotermální energie; tato metoda čerpá vodu hluboko do Země a uvádí ji do kontaktu s horkou suchou horninou, která dává této metodě její název. Hornina ohřívá vodu, která je poté odčerpána a použita buď přímo s parními turbínami, nebo přečerpána prostřednictvím systému binárních cyklů. Tyto rostliny, známé také jako rozšířené geotermální systémy, mají životnost asi 20 až 30 let, než se skála příliš ochlazuje, aby byla ekonomická. Plné teplo se zotaví za 50-100 let.

Dalším typem výroby geotermální energie jsou parní elektrárny. Tyto rostliny táhnou horkou, vysokotlakou vodu z hloubky Země do nádrží, kde pokles tlaku způsobí, že voda propukne v páru, která se potom použije k otáčení turbín. Jedním z nejstarších typů je přímé teplo, které odvádí horkou vodu z blízkosti zemského povrchu do potrubí pro vytápění budov, ohřev vody pro chov ryb, pěstování rostlin ve sklenících, pasterizační mléko atd. Toto funguje pouze v oblastech, kde je dostatek horké voda je k dispozici poblíž povrchu.