Najnowsze badania pokazują, że geotermia może skutecznie pomóc w magazynowaniu energii wytworzonej przy użyciu odnawialnych źródeł energii. Czym dokładnie jest energia geotermalna i jakie wnioski nasuwają się po publikacji w Applied Energy?
Czym jest geotermia?
Energia geotermalna (geotermia, energia geotermiczna), która opiera się na gorących skałach znajdujących się daleko pod powierzchnią ziemi, jest od dawna wykorzystywana jako źródło ogrzewania i wytwarzania energii elektrycznej.
Pozyskiwanie energii geotermalnej odbywa się poprzez wykonanie specjalnych odwiertów w głąb ziemi, gdzie znajdują się wody podziemne o bardzo wysokiej temperaturze. W ostatnim czasie technologia wiercenia została znacznie ulepszona, dzięki czemu potencjał geotermii może być wykorzystywany jeszcze lepiej.
Rozwój technologii z wiekową tradycją
Energia geotermalna, która zaliczana jest do odnawialnych źródeł energii, była używana do ogrzewania przez wieki. Jest więc dobrze znaną technologią, a przez te wszystkie lata jeszcze się rozwijała. Dzięki temu w dzisiejszych czasach wykorzystuje się ją np. do zasilania przemysłu, napędzania pomp ciepła i dostarczania energii elektrycznej do sieci.
Dodatkowo ostatnie postępy w technologii wiercenia otworzyły nowe możliwości zastosowania energii geotermalnej. Okazuje się, że geotermia poza wykorzystaniem jako OZE, może również służyć do przechowywania energii. Naukowcy przyglądają się temu zagadnieniu.
Jak geotermia pomaga w magazynowaniu energii?
Naukowcy z Uniwersytetu Princeton opublikowali na łamach magazynu Applied Energy artykuł, w którym próbują udowodnić, że geotermia ma znacznie większy potencjał, niż dotąd twierdzono. Ich zdaniem może ona być wykorzystywana również do przechowywania energii.
Badania potwierdzają, że odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna i energia wiatrowa, można uzupełniać geotermią. Jest to idealna alternatywa, gdy pogoda jest bezwietrzna lub chmury zasłaniają słońce, przez co zmniejszają produkcję ekologicznego prądu. Jesse Jenkins, który jest głównym badaczem w zespole na wydziale mechaniki i inżynierii lotniczej oraz w Andlinger Center for Energy and the Environment, twierdzi, że geotermia jest brakującym elementem układanki. Pozyskiwanie prądu z terenów, które mają ogromny potencjał geotermalny, może pomóc osiągnąć całkowitą bezemisyjność oraz znacznie wydłużyć czas zasilania z OZE.
W całych zachodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie istnieje duży potencjał geotermalny, może to być brakujący element układanki. On pozwoli na przejście do bezemisyjnego systemu energetycznego połączonego z dużą ilością energii wiatrowej i słonecznej oraz bateriami o krótszym czasie działania i elastycznością popytu.
Jesse Jenkins, główny badacz projektu i adiunkt na wydziale mechaniki i inżynierii lotniczej oraz w Andlinger Center for Energy and the Environment
Zalety geotermii jako OZE
W porównaniu do innych odnawialnych źródeł energii geotermia wyróżnia się niezależnością od warunków atmosferycznych. Korzystanie z tego źródła może odbywać się bezustannie bez względu na porę roku, pogodę oraz poziom nasłonecznienia. Ponadto jest to źródło, z którego korzystanie generuje stosunkowo niskie koszty. Co ważne: ten proces nie obciąża naturalnego środowiska produkcją dwutlenku węgla.
Zalety geotermii w aspekcie magazynowania energii
Naukowcy odkryli, że woda, krążąca w systemie sztucznych szczelin, znajduje się w skałach, które stanowią system zamknięty. Według nich takie zbiorniki można wykorzystać do magazynowania dużych ilości energii w okresie, gdy zapotrzebowanie na nią spada. Następnie uwolnienie tej energii może nastąpić wtedy, gdy zapotrzebowanie wzrośnie, a pozostałe odnawialne źródła energii nie będą w stanie zapewnić odpowiedniej ilości energii. Jest to możliwe dzięki temu, że energię geotermalną można w odpowiednich warunkach przechowywać od kilku godzin do kilku dni.
A zatem magazynowanie energii geotermalnej daje dużą elastyczność. Dzięki takiemu zastosowaniu geotermii jej rentowność może wyraźnie wzrosnąć. Ponadto taki system może funkcjonować jako doskonałe uzupełnienie zależnych od pogody zmiennych systemów odnawialnych opartych np. o wiatr i słońce.
Magazynowanie energii a zależność od położenia źródeł geotermalnych
Wydajność zależy od geologii i innych cech skały. Ale ogólnie okazuje się, że ta forma jest jedną z najtańszych form długoterminowego magazynowania energii.
Jack Norbeck, współzałożyciel i dyrektor techniczny Fervo Energy
Badania naukowców pokazują, że warto skupić się na wykorzystaniu potencjału geotermii i użyć ją do pozyskiwania energii elektrycznej oraz jej magazynowania. Jedynym aspektem, który przeszkadza w korzystaniu z geotermii, jest konieczność budowy elektrowni w miejscach, gdzie występują gorące regiony geotermalne i nie są one usytuowane bardzo głęboko we wnętrzu ziemi. Być może w niedługim czasie uda się opracować technologię, która usprawni proces pozyskiwania energii elektrycznej z energii geotermalnej.
Pełny tytuł pracy opublikowanej w Applied Enegry: The value of in-reservoir energy storage for flexible dispatch of geothermal power
Źródła:
Study shows geothermal could be an ideal energy storage technology, Techxplore