L'énergie géothermique est cruciale pour le progrès humain et améliore notre qualité de vie.
Le mot « géothermique » vient du grec, où « géo » signifie « Terre » et « thermique » signifie « chaleur ».
En conséquence, vous pouvez désormais définir l'énergie géothermique comme une énergie thermique qui provient de 1,800 XNUMX milles sous la surface de la Terre.
C'est un fluide remplissant les fissures et les fractures de la croûte terrestre et la chaleur déposée dans la roche.
L'eau ou la vapeur est utilisée pour transporter l'énergie géothermique à la surface de la Terre.
Presque n'importe où sur la terre peut accéder à l'énergie géothermique.
Cependant, la dégradation des minéraux et des arbres oblige la Terre à générer cette énergie pendant quelques années.
Avant d'examiner les avantages et les inconvénients de l'énergie géothermique, il est bon que nous examinions comment l'énergie géothermique est produite.
La température de la Terre augmente de la surface vers le noyau.
Le gradient géothermique, qui est d'environ 25°C par 1 kilomètre de profondeur sur la majeure partie de la planète, décrit ce lent changement de température.
La grande majorité de la chaleur sous le noyau terrestre provient des isotopes radioactifs qui se désintègrent constamment.
Cette source d'énergie est aidée par le fait que les températures dans cette région de la surface de la Terre dépassent 5,000 XNUMX °C.
L'eau, les roches, le gaz et d'autres composants géologiques sont tous réchauffés par la chaleur qui est constamment rayonnée à l'extérieur.
Le magma peut se produire lorsque les formations rocheuses du manteau terrestre et de la croûte inférieure atteignent des températures d'environ 700 à 1,300 XNUMX °C.
C'est une roche en fusion qui éclate occasionnellement sous forme de lave à la surface de la Terre et est percée de gaz et de bulles de gaz.
Cette lave fait fondre les roches adjacentes et les aquifères souterrains, libérant de l'énergie géothermique sous diverses formes à la surface de la Terre partout dans le monde.
L'énergie géothermique est générée par la lave, les geysers, les évents de vapeur ou la chaleur sèche.
Alors que la vapeur d'énergie géothermique est utilisée pour produire de l'électricité, la chaleur peut être captée et utilisée directement à des fins de chauffage.
Table des matières
Exemples d'énergie géothermique
Voici des exemples d'énergie géothermique selon studieux,
- Maisons chauffées par géothermie
- Centrales géothermiques
- Sources chaudes
- Geysers géothermiques
- Fumarole
- Spa
1. Maisons chauffées par géothermie
L'utilisation principale de l'énergie géothermique est le chauffage domestique.
Un vaste réseau de serpentins qui récupère la chaleur de la terre est connecté à la parfaite pompe à chaleur géothermique.
Ensuite, à l'aide de conduits conventionnels, cette chaleur est distribuée dans toute la maison.
Ce système est mis en place pour que le fonctionnement puisse être modulé par le changement des saisons.
Ce système de serpentin massif est rempli d'eau et de solutions antigel en été.
L'atmosphère d'une maison se refroidit en raison de la chaleur transmise de la maison à la terre.
2. Centrales géothermiques
L'électricité peut être produite à partir de l'énergie thermique qui existe sous la surface du sol.
La vapeur de la terre est utilisée par les systèmes d'énergie géothermique pour produire de l'électricité.
La rotation à grande vitesse de la turbine est réalisée avec cette vapeur.
Une fois que ces turbines ont développé de l'énergie mécanique, ou après avoir été mises en mouvement, l'énergie mécanique est délivrée au système de production d'électricité.
Le composant fondamental du système de production d'électricité est un générateur, qui utilise l'induction électromagnétique pour transformer l'énergie mécanique en énergie électrique.
Parce qu'elle ne rejette aucune émission nocive ou riche en carbone dans l'atmosphère, cette technique est incroyablement fiable et bénéfique pour l'environnement.
Il ne laisse également aucun résidu dans son sillage.
En conséquence, il n'y a pas de pollution des sols, ce qui signifie également qu'un traitement des déchets n'est pas nécessaire.
La géothermie présente des avantages car elle offre fiabilité, constance et renouvelabilité.
3. Sources chaudes
La terre abrite une variété de sources chaudes naturelles.
Lorsque l'eau souterraine interagit avec une roche chauffée, des sources chaudes sont créées.
La chaleur géologique est libérée pendant que l'eau se réchauffe. Les touristes trouvent ces sources très intéressantes.
L'énergie géothermique peut donc être utilisée pour créer des avantages économiques et des emplois pour les jeunes.
Les sources chaudes sont l'une des applications les plus utilisées de l'énergie géothermique.
La baignade dans les sources chaudes est une activité récréative populaire.
Le seul inconvénient est l'odeur de soufre écrasante qui peut être trouvée dans ou à proximité d'une source chaude exposée.
4. Geysers géothermiques
Les geysers géothermiques et les sources chaudes géothermiques sont assez similaires.
La seule distinction est que l'eau coule dans une colonne verticale de plusieurs pieds de haut dans un geyser géothermique.
Old Faithful, un geyser géothermique du parc national de Yellowstone aux États-Unis, est le plus connu.
Toutes les 60 à 90 minutes, le geyser Old Faithful explose.
Une alimentation en eau sous la surface de la terre, un évent à la surface de la terre et des roches souterraines chaudes sont des conditions nécessaires au développement de geysers géothermiques.
5. Fumerolle
L'eau qui existe déjà sous terre se réchauffe lorsqu'elle entre en contact avec de la roche chaude ou du magma et s'échappe par un évent.
Une fumerolle est le nom de cet évent. Lorsque la surface de la terre présente une fissure ou une autre ouverture, des fumerolles peuvent se développer.
Une fumerolle est essentiellement une ouverture proche d'un volcan ou d'une source chaude.
Comme la chaleur ou l'énergie thermique nécessaire à la formation d'une fumerolle n'est collectée qu'à la surface de la terre, c'est une autre illustration de l'énergie géothermique.
Cependant, comme l'extraction de l'énergie thermique suit un processus de genèse naturelle, il n'y a pas besoin de pompe dans ce cas.
En conséquence, il peut être atteint facilement et ne nécessite qu'un ajustement mineur.
Bien que parfois les fumerolles disparaissent mystérieusement.
Cependant, sur la base de l'horloge interne de la Terre, ils pourraient réapparaître. En conséquence, il est difficile d'utiliser efficacement l'énergie.
6. Les thermes
L'énergie géothermique est utilisée dans des activités liées à la santé et au bien-être.
Les sources chaudes et les fumerolles sont utilisées dans les spas et autres industries connexes pour produire de la chaleur et de la vapeur.
Cette méthode d'utilisation de l'énergie géothermique existe depuis très longtemps.
Cette approche offre des avantages pour les soins personnels qui sont abordables, naturels et efficaces.
Le meilleur atout est une ouverture géothermique qui se trouve à proximité d'un spa car c'est une source d'électricité disponible à l'infini et pratique.
Utilisations de l'énergie géothermique
Alors que certaines utilisations de l'énergie géothermique impliquent de forer des kilomètres dans la terre, d'autres utilisent des températures proches de la surface.
Les systèmes d'énergie géothermique peuvent être divisés en trois catégories principales :
- Systèmes pour la consommation directe et le chauffage urbain
- Centrales géothermiques
- Pompes à chaleur géothermiques
1. Systèmes de consommation directe et de chauffage urbain
Les systèmes d'utilisation directe et de chauffage urbain obtiennent de l'eau chaude à partir de sources ou de réservoirs proches de la surface de la terre.
Les sources minérales chaudes ont été utilisées pour se baigner, se chauffer et cuisiner dans les anciennes cultures chinoises, romaines et amérindiennes.
De nombreuses sources chaudes sont encore utilisées pour se baigner aujourd'hui, et beaucoup de gens pensent que les eaux chaudes riches en minéraux sont bonnes pour leur santé.
De plus, les systèmes de chauffage urbain et le chauffage direct des bâtiments individuels utilisent tous deux l'énergie géothermique.
Les bâtiments sont chauffés par des tuyaux qui transportent l'eau chaude de la surface de la terre.
À Reykjavik, en Islande, la majorité des bâtiments sont chauffés par un système de chauffage urbain.
L'extraction de l'or, la pasteurisation du lait et la déshydratation des aliments (séchage) sont quelques utilisations industrielles de l'énergie géothermique.
2. Centrales géothermiques
La production d'électricité géothermique nécessite de la vapeur ou de l'eau à haute température (entre 300° et 700°F).
À moins d'un mile ou deux de la surface de la terre, les réservoirs géothermiques sont souvent l'endroit où les centrales géothermiques sont construites.
Les États-Unis étaient l'un des 27 pays qui ont produit un total de 88 milliards de kWh d'électricité en 2019 en utilisant l'énergie géothermique.
Avec près de 14 milliards de kWh d'électricité produite, l'Indonésie était le deuxième producteur mondial d'électricité géothermique derrière les États-Unis.
Cela représente environ 5 % de la production totale d'électricité de l'Indonésie.
Le Kenya a produit la huitième plus grande quantité d'électricité géothermique, à environ 5 milliards de kWh, mais il représentait la plus grande proportion de sa production annuelle totale d'électricité, à environ 46 %.
3. Pompes à chaleur géothermiques
Les bâtiments peuvent être chauffés et refroidis à l'aide de pompes à chaleur géothermiques, qui tirent parti de la stabilité des températures de surface du sol.
En hiver, les pompes à chaleur géothermiques déplacent la chaleur de la terre (ou de l'eau) vers les bâtiments, et en été, elles font le contraire.
Avantages et inconvénients de l'énergie géothermique
L'énergie géothermique, bien qu'une bonne alternative à la production traditionnelle de combustibles fossiles, a ses avantages et ses inconvénients
Avantages de l'énergie géothermique
Voici les avantages de la géothermie
- Écologique
- Durabilité
- Potentiel important
- Stable et Durable
- Chauffage et climatisation
- Sûr
- Aucun carburant n'est nécessaire
- Révolution rapide
- Entretien à faible coût :
- Superbe efficacité
- Plus d'emplois disponibles
- Réduction de la pollution sonore
- Les sources de combustibles fossiles non renouvelables sont sauvegardées
1. Écologique
Par rapport aux combustibles conventionnels comme le charbon et d'autres combustibles fossiles, la géothermie est plus respectueuse de l'environnement.
De plus, une centrale géothermique a une faible empreinte carbone.
Bien que l'énergie géothermique produise une certaine pollution, elle est bien moindre que celle produite par les combustibles fossiles.
2. Durable
L'énergie géothermique est une ressource renouvelable qui sera disponible jusqu'à ce que le soleil détruise la Terre dans environ 5 milliards d'années.
Parce que les réserves chauffées de la Terre se reconstituent naturellement, c'est à la fois renouvelable et durable.
3. Potentiel significatif
Environ 15 térawatts d'énergie sont actuellement consommés dans le monde, une petite fraction de l'énergie totale pouvant être obtenue à partir de sources géothermiques.
Bien que la plupart des réservoirs ne puissent pas être utilisés actuellement, on espère qu'à mesure que la recherche et le développement industriels se poursuivront, le nombre de ressources géothermiques pouvant être utilisées augmentera.
On pense que les installations géothermiques sont capables de produire entre 0.0035 et 2 térawatts d'énergie.
4. Stable et durable
Par rapport à d'autres sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire, l'énergie géothermique offre un flux d'énergie constant.
C'est ainsi que, contrairement au vent ou énergie solaire, la ressource est toujours disponible pour être utilisée.
5. Chauffage et refroidissement
L'eau doit être à plus de 150°C pour que les turbines soient entraînées efficacement par l'énergie géothermique.
En variante, le différentiel de température entre une source souterraine et la surface peut être utilisé.
À seulement deux mètres sous la surface, une pompe à chaleur géothermique peut fonctionner comme source/dissipateur de chaleur puisque le sol est plus résistant aux variations de chaleur saisonnières que l'air.
6. Fiable
Puisqu'elle ne fluctue pas autant que l'énergie provenant d'autres sources, comme le solaire et le vent, il est simple de calculer la quantité d'énergie produite par cette ressource.
Cela implique que nous pouvons faire des prédictions très précises sur la puissance de sortie d'une centrale géothermique.
7. Aucun carburant n'est nécessaire
Il n'y a pas besoin de carburant car l'énergie géothermique est une ressource naturelle, contrairement aux combustibles fossiles, qui sont des ressources limitées qui doivent être extraites ou extraites de la terre.
8. Révolution rapide
La géothermie fait actuellement l'objet de nombreuses recherches, ce qui signifie que de nouvelles technologies sont développées pour améliorer le processus énergétique.
De nombreuses initiatives sont entreprises pour faire progresser et développer ce secteur de l'économie.
Bon nombre des inconvénients actuels de l'énergie géothermique seront atténués par cette évolution rapide.
9. Entretien à faible coût
Pouvez-vous estimer combien coûtera la construction de la centrale électrique traditionnelle ?
Eh bien, il en coûte beaucoup d'argent pour construire une centrale électrique traditionnelle. Cependant, moins d'argent est nécessaire pour l'installation et l'entretien de la géothermie.
10. Superbe efficacité
Les systèmes de pompes à chaleur géothermiques consomment entre 25 % et 30 % moins d'électricité pour le chauffage et la climatisation que les systèmes de chauffage et de climatisation conventionnels.
De plus, ces pompes à chaleur géothermiques peuvent être construites pour être de forme compacte et occuper moins d'espace.
11. Plus d'emplois disponibles
Nous savons combien d'emplois sont perdus à l'ère numérique.
Cependant, l'énergie géothermique génère un grand nombre d'emplois dans le monde entier.
12. Réduction de la pollution sonore
Moins de bruit est produit lorsque l'énergie géothermique est utilisée pour produire de l'électricité.
La pollution sonore et visuelle résultant de l'installation de matériaux d'amortissement dans les maisons des générateurs a été réduite.
13. Les sources de combustibles fossiles non renouvelables sont sauvegardées
L'énergie géothermique réduit notre dépendance aux combustibles fossiles pour la production d'énergie.
De plus, cela augmente la sécurité énergétique. Si un pays a accès à suffisamment d'énergie géothermique, il n'est peut-être pas nécessaire d'importer de l'électricité.
Ce sont donc les principaux avantages de la géothermie.
Examinons maintenant son côté négatif ou les inconvénients suivants de l'énergie géothermique :
Inconvénients de l'énergie géothermique
Voici les inconvénients de la géothermie
- Restriction d'emplacement
- Effets environnementaux négatifs
- Tremblements de terre
- Coûts élevés
- Développement Durable
- Le besoin en terres est important
1. Restriction d'emplacement
Le fait que l'énergie géothermique soit spécifique à l'emplacement est son plus grand inconvénient.
Parce que les centrales géothermiques doivent être construites là où l'énergie est disponible, certaines régions ne peuvent pas utiliser cette ressource.
Bien sûr, ce n'est pas un problème si vous résidez dans un endroit comme l'Islande où l'énergie géothermique est facilement accessible.
2. Effets environnementaux négatifs
Bien que les gaz à effet de serre ne soient normalement pas émis par l'énergie géothermique, nombre d'entre eux sont stockés sous la surface de la Terre et sont rejetés dans l'atmosphère lors des forages.
Bien que ces gaz soient aussi émis naturellement dans l'environnement, leur taux augmente à proximité des installations géothermiques.
Cependant, ces émissions de gaz sont encore bien inférieures à celles provoquées par les combustibles fossiles.
3. Tremblements de terre
De plus, il est possible que l'énergie géothermique provoque des tremblements de terre.
C'est parce que creuser a changé la structure de la Terre.
Ce problème est de plus en plus courant avec les centrales géothermiques améliorées qui injectent de l'eau dans la croûte terrestre pour élargir les fissures et permettre une plus grande extraction des ressources.
Les effets de ces séismes sont cependant généralement limités car la majorité des unités géothermiques sont situées loin des zones peuplées.
4. Coûts élevés
L'énergie géothermique est une ressource coûteuse à utiliser; le coût d'une centrale d'une capacité de 1 mégawatt varie de 2 à 7 millions de dollars.
Cependant, lorsque l'investissement initial est important, il peut être récupéré au fil du temps par d'autres investissements.
5. Durabilité
Le fluide doit être réinjecté dans les réservoirs souterrains plus rapidement qu'il n'est utilisé pour maintenir l'énergie géothermique durable.
Cela signifie que pour assurer sa pérennité, la géothermie doit être maîtrisée efficacement.
Pour tenir compte des avantages tout en minimisant les inconvénients potentiels, l'industrie doit peser les avantages et les inconvénients de l'énergie géothermique.
6. Le besoin en terres est important
Une grande superficie de terrain est nécessaire pour que la production d'énergie géothermique soit rentable.
L'installation d'une centrale géothermique dans une ville avec beaucoup moins de superficie n'est pas du tout bénéfique.
Conclusion
Chaque source d'énergie a des avantages et des inconvénients ; certaines sont efficaces dans certains pays mais pas dans d'autres.
Au lieu d'évaluer superficiellement l'efficacité de diverses sources d'énergie renouvelables, nous devrions les comparer en fonction des avantages relatifs de chaque lieu unique.
Il est prévu que l'énergie géothermique mondiale sera en mesure de fournir environ 800 à 1300 TWh par an en 2050, contribuant de 2 à 3 % à la production mondiale d'électricité, étant donné que l'utilisation de l'énergie géothermique n'a cessé de croître à un taux de croissance de 2 % par an alors que le coût des opérations a diminué.
Bien que l'énergie géothermique présente à la fois des avantages et des inconvénients, elle restera un élément essentiel du passage aux sources d'énergie renouvelables.
Avantages et inconvénients de l'énergie géothermique - FAQ
Quels sont les avantages de la géothermie ?
Comme expliqué ci-dessus, les avantages de la géothermie sont les suivants
- Par rapport aux combustibles conventionnels comme le charbon et d'autres combustibles fossiles, l'énergie géothermique est plus respectueuse de l'environnement.
- La géothermie est une ressource renouvelable qui sera disponible car les réserves chauffées de la Terre se rechargent naturellement, elle est à la fois renouvelable et durable.
- On pense que les installations géothermiques sont capables de produire une quantité importante d'énergie entre 0.0035 et 2 térawatts d'énergie.
- Par rapport à d'autres sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire, l'énergie géothermique offre un flux d'énergie constant.
- Il n'y a pas besoin de carburant car l'énergie géothermique est une ressource naturelle, contrairement aux combustibles fossiles, qui sont des ressources limitées qui doivent être extraites ou extraites de la terre.
- La géothermie fait actuellement l'objet de nombreuses recherches, ce qui signifie que de nouvelles technologies sont développées pour améliorer le processus énergétique.
- Il en coûte beaucoup d'argent pour construire une centrale électrique traditionnelle. Cependant, moins d'argent est nécessaire pour l'installation et l'entretien de la géothermie.
- Les systèmes de pompes à chaleur géothermiques consomment entre 25 % et 30 % moins d'électricité pour le chauffage et la climatisation que les systèmes de chauffage et de climatisation conventionnels.
- L'énergie géothermique génère un grand nombre d'emplois dans le monde entier.
- Moins de bruit est produit lorsque l'énergie géothermique est utilisée pour produire de l'électricité.
- L'énergie géothermique réduit notre dépendance aux combustibles fossiles pour la production d'énergie.
De plus, cela augmente la sécurité énergétique. Si un pays a accès à suffisamment d'énergie géothermique, il n'est peut-être pas nécessaire d'importer de l'électricité.
La géothermie est-elle chère ?
Oui, la géothermie coûte cher. Par exemple, aux États-Unis, le coût initial du champ et de la centrale électrique est d'environ 2500 3000 $ par kW installé, ou peut-être de 5000 1 $ à 0.01 0.03 $/kWe pour une petite centrale électrique (XNUMX Mwe). Le coût de fonctionnement et d'entretien varie de XNUMX $ à XNUMX $ par kWh.
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Un écologiste passionné dans l'âme. Rédacteur principal de contenu chez EnvironmentGo.
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