지열 에너지는 인류 발전에 매우 중요하며 삶의 질을 향상시킵니다.
지열(geothermal)이라는 단어는 그리스어에서 유래한 것으로 "geo"는 "지구"를 의미하고 "thermal"은 "열"을 의미합니다.
결과적으로 이제 지열 에너지를 지구 표면 아래 1,800마일에서 발생하는 열 에너지로 정의할 수 있습니다.
그것은 지각의 균열과 균열과 암석에 축적된 열을 채우는 유체입니다.
물이나 증기는 지열 에너지를 지표면으로 운반하는 데 사용됩니다.
지구상의 거의 모든 곳에서 지열 에너지에 접근할 수 있습니다.
그러나 광물과 나무가 파괴되면 지구는 몇 년에 걸쳐 이 에너지를 생성해야 합니다.
지열에너지의 장점과 단점을 살펴보기 전에 지열에너지가 어떻게 생산되는지 살펴보는 것이 좋습니다.
지구의 온도는 표면에서 핵으로 증가합니다.
대부분의 행성에서 깊이 25km당 대략 1°C인 지열 구배는 이 느린 온도 변화를 설명합니다.
지구 핵 아래에 있는 대부분의 열은 지속적으로 붕괴되고 있는 방사성 동위원소에서 나옵니다.
이 에너지원은 지구 표면의 이 지역의 온도가 5,000°C 이상으로 상승한다는 사실에 의해 도움을 받습니다.
물, 암석, 가스 및 기타 지질 구성 요소는 모두 외부에서 지속적으로 방출되는 열에 의해 따뜻해집니다.
마그마는 지구의 맨틀과 하부 지각의 암석이 약 700~1,300°C의 온도에 도달할 때 발생할 수 있습니다.
때때로 지구 표면에 용암으로 분출하고 가스와 가스 거품에 의해 관통되는 용융 암석입니다.
이 용암은 인접한 암석과 지하 대수층을 녹여 다양한 형태의 지열 에너지를 전 세계 지표면에 방출합니다.
지열 에너지는 용암, 간헐천, 증기 분출구 또는 건열에 의해 생성됩니다.
지열 에너지 증기는 전기를 생성하는 데 사용되지만 열을 캡처하여 난방을 위해 직접 사용할 수 있습니다.
차례
지열 에너지의 예
다음은 지열 에너지의 예입니다. 공부하는 사람,
- 지열 난방 주택
- 지열 발전소
- 온천
- 지열 간헐천
- 퓨마롤
- 온천
1. 지열 난방 주택
지열 에너지의 주요 용도는 가정 난방입니다.
지구에서 열을 수확하는 거대한 코일 네트워크가 완벽한 지열 히트 펌프에 연결됩니다.
그런 다음 기존 덕트의 도움으로 이 열이 집 전체에 분산됩니다.
이 시스템은 계절의 변화에 따라 작동을 조정할 수 있도록 설정되어 있습니다.
이 거대한 코일 시스템은 여름에 물과 부동액으로 채워집니다.
집에서 지구로 열이 전달되기 때문에 집의 대기가 냉각됩니다.
2. 지열발전소
전기는 지표면 아래에 존재하는 열 에너지에서 생산할 수 있습니다.
지구에서 나오는 증기는 지열 발전 시스템에서 전기를 생산하는 데 사용됩니다.
이 증기로 고속 터빈 회전이 이루어집니다.
이러한 터빈이 기계적 에너지를 발생시키거나 작동시킨 후 기계적 에너지가 발전 시스템으로 전달됩니다.
전기 생산 시스템의 기본 구성 요소는 전자기 유도를 사용하여 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기입니다.
유해하거나 탄소가 풍부한 배출물을 대기로 배출하지 않기 때문에 이 기술은 믿을 수 없을 정도로 신뢰할 수 있고 환경적으로도 이롭습니다.
그것은 또한 그 여파에 어떤 잔류물도 남기지 않습니다.
그 결과, 토양 오염이 없으며, 이는 또한 폐기물 처리가 필요하지 않다는 것을 의미합니다.
지열 에너지는 신뢰성, 불변성 및 재생 가능성을 제공하기 때문에 장점이 있습니다.
3. 온천
지구에는 다양한 천연 온천이 있습니다.
지하수가 가열된 암석과 상호 작용하면 온천이 생성됩니다.
물이 데워지는 동안 지질학적 열이 방출됩니다. 관광객들은 이 샘이 매우 흥미롭다고 생각합니다.
따라서 지열 에너지는 청년들에게 경제적 이익과 일자리를 창출하는 데 활용될 수 있습니다.
지열 에너지의 가장 자주 사용되는 응용 프로그램 중 하나는 온천입니다.
온천욕은 인기 있는 여가 활동입니다.
유일한 단점은 노출된 온천 내부 또는 근처에서 볼 수 있는 압도적인 유황 냄새입니다.
4. 지열 간헐천
지열 간헐천과 지열 온천은 매우 유사합니다.
유일한 차이점은 물이 지열 간헐천에서 수 피트 높이의 수직 기둥으로 흐른다는 것입니다.
미국 옐로스톤 국립공원에 있는 지열 간헐천 올드 페이스풀(Old Faithful)이 가장 유명하다.
60~90분마다 Old Faithful 간헐천이 분출합니다.
지표면 아래의 물 공급, 지표면의 통풍구 및 뜨거운 지하 암석은 지열 간헐천의 개발에 필요한 조건입니다.
5. 푸마롤
지하에 이미 존재하는 물은 뜨거운 암석이나 마그마와 만나 가열되어 통풍구를 통해 빠져나간다.
분기공은 이 통풍구의 이름입니다. 지표면에 균열이나 기타 구멍이 있으면 분기구가 발생할 수 있습니다.
분기공은 본질적으로 화산이나 온천에 가까운 구멍입니다.
분기구가 형성되는 데 필요한 열이나 열에너지는 지표면에서만 수집되기 때문에 이것은 지열 에너지의 또 다른 예입니다.
그러나 열에너지의 추출은 자연발생 과정을 따르기 때문에 이 경우 펌프가 필요하지 않습니다.
결과적으로 쉽게 도달할 수 있으며 약간만 조정하면 됩니다.
때때로 분기구가 신비하게 사라지지만.
그러나 지구의 내부 시계에 따라 다시 나타날 수 있습니다. 그 결과 에너지를 효율적으로 활용하기 어렵게 된다.
6. 스파
지열 에너지는 건강 및 웰빙과 관련된 활동에 사용됩니다.
온천과 분기공은 온천 및 기타 관련 산업에서 열과 증기를 생산하는 데 사용됩니다.
이러한 지열 에너지 활용 방법은 아주 오래전부터 존재해 왔습니다.
이 접근 방식은 저렴하고 자연적이며 효율적인 개인 관리에 대한 이점을 제공합니다.
최고의 자산은 끝없이 사용할 수 있고 편리한 전기 공급원이기 때문에 스파에 가까운 지열 개구부입니다.
지열에너지 활용
일부 지열 에너지 사용에는 땅 속으로 킬로미터를 시추하는 것이 포함되지만 다른 지열 에너지는 표면에 가까운 온도를 사용합니다.
지열 에너지 시스템은 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.
- 직접 소비 및 지역 난방 시스템
- 지열 발전소
- 지열 히트 펌프
1. 직접소비와 지역난방을 위한 시스템
직접 사용 및 지역 난방을 위한 시스템은 지표면에 가까운 샘이나 저수지에서 온수를 얻습니다.
뜨거운 광천은 고대 중국, 로마 및 아메리카 원주민 문화에서 목욕, 난방 및 요리에 활용되었습니다.
오늘날에도 많은 온천이 목욕용으로 사용되며 많은 사람들은 미네랄이 풍부한 뜨거운 물이 건강에 좋다고 생각합니다.
또한 지역난방 시스템과 개별 건물의 직접 난방 시스템 모두 지열 에너지를 활용합니다.
건물은 지표면에서 뜨거운 물을 운반하는 파이프로 가열됩니다.
아이슬란드 레이캬비크에서는 대부분의 건물이 지역 난방 시스템으로 난방됩니다.
금 채광, 우유 저온 살균 및 식품 탈수(건조)는 지열 에너지의 몇 가지 산업적 용도입니다.
2. 지열발전소
지열 전기 생산에는 고온(300°~700°F)의 증기 또는 물이 필요합니다.
지구 표면에서 XNUMX~XNUMX마일 이내의 지열 저장소는 종종 지열 발전소가 건설되는 곳입니다.
미국은 27년 지열 에너지를 사용하여 총 88억 kWh의 전력을 생산한 2019개국 중 하나입니다.
거의 14억 kWh의 전력을 생산한 인도네시아는 미국에 이어 세계 XNUMX위의 지열 발전 생산국이었습니다.
이는 인도네시아 전체 전력 생산량의 약 5%에 해당합니다.
케냐는 약 5억 kWh로 46번째로 많은 지열 전력을 생산했지만, 약 XNUMX%로 전체 연간 전력 생산량의 가장 큰 비중을 차지했습니다.
3. 지열 히트펌프
건물은 안정적인 토양 표면 온도를 활용하는 지열 히트 펌프를 사용하여 가열 및 냉각할 수 있습니다.
겨울에는 지열 히트 펌프가 지구(또는 물)에서 건물로 열을 이동하고 여름에는 그 반대를 수행합니다.
지열 에너지의 장점과 단점
지열 에너지는 전통적인 화석 연료 발전에 대한 좋은 대안이지만 장점과 단점이 있습니다.
지열 에너지 장점
지열에너지의 장점은 다음과 같다.
- 환경 친화적 인
- 지속 가능한
- 상당한 잠재력
- 안정적이고 내구성있는
- 가열 및 냉각
- 신뢰할 수있는
- 연료가 필요하지 않습니다
- 급속한 혁명
- 저비용 유지보수:
- 탁월한 효율성
- 더 많은 작업 가능
- 소음 공해 감소
- 재생 불가능한 화석 연료가 저장됩니다
1. 환경 친화적 인
석탄 및 기타 화석 연료와 같은 기존 연료와 비교하여, 지열 에너지는 더 환경 친화적입니다.
또한 지열 발전소는 탄소 발자국이 적습니다.
지열 에너지는 약간의 오염을 일으키지만 화석 연료에 의해 생성되는 것보다 훨씬 적습니다.
2. 지속 가능
지열 에너지는 태양이 약 5억 년 후에 지구를 파괴할 때까지 사용할 수 있는 재생 가능한 자원입니다.
지구의 가열된 매장량은 자연적으로 다시 채워지기 때문에 재생 가능하고 지속 가능합니다.
3. 상당한 잠재력
현재 전 세계적으로 약 15테라와트의 에너지가 소비되고 있으며, 이는 지열원에서 얻을 수 있는 전체 에너지의 작은 부분입니다.
지금은 대부분의 저수지를 사용할 수 없지만 산업 연구와 개발이 계속됨에 따라 사용할 수 있는 지열 자원의 수가 증가할 것이라는 희망이 있습니다.
지열 발전 시설은 0.0035~2테라와트의 에너지를 생산할 수 있는 것으로 생각됩니다.
4. 안정적이고 내구성
풍력 및 태양열 발전과 같은 다른 재생 가능 에너지원과 비교할 때 지열 에너지는 일관된 에너지 흐름을 제공합니다.
이것은 바람이나 태양 에너지, 리소스는 항상 사용할 수 있습니다.
5. 가열 및 냉각
지열 에너지로 터빈을 효과적으로 구동하려면 물의 온도가 150°C 이상이어야 합니다.
또는 지상 소스와 표면 사이의 온도 차이가 활용될 수 있습니다.
지표면에서 불과 XNUMX미터 아래에 있는 지열 히트 펌프는 지표가 공기보다 계절적 열 변화에 더 잘 견디기 때문에 방열판/원으로 작동할 수 있습니다.
6. 신뢰할 수있는
태양열 및 풍력과 같은 다른 소스의 에너지만큼 변동하지 않기 때문에 이 자원에서 생산되는 에너지의 양을 계산하는 것은 간단합니다.
이는 지열 발전소의 전력 출력에 대해 매우 정확한 예측을 할 수 있음을 의미합니다.
7. 연료가 필요하지 않습니다
지열 에너지는 땅에서 채굴하거나 추출해야 하는 제한된 자원인 화석 연료와 달리 자연적으로 발생하는 자원이기 때문에 연료가 필요하지 않습니다.
8. 급속한 혁명
지열 에너지는 현재 광범위한 연구 대상이며 이는 에너지 프로세스를 향상시키기 위한 새로운 기술이 개발되고 있음을 의미합니다.
이 경제 부문을 발전시키고 확장하기 위해 수많은 이니셔티브가 수행되고 있습니다.
이러한 급속한 발전으로 지열 에너지의 기존 단점 중 많은 부분이 완화될 것입니다.
9. 저비용 유지보수
기존 발전소를 건설하는 데 드는 비용을 예상할 수 있습니까?
글쎄요, 전통적인 발전소를 짓는 데는 많은 돈이 듭니다. 그러나 지열 설치 및 유지 비용이 적게 듭니다.
10. 뛰어난 효율성
지열 히트펌프 시스템은 기존의 냉난방 시스템보다 냉난방에 25~30% 적은 전력을 소비합니다.
또한 이러한 지열 히트 펌프 장치는 모양이 작고 공간을 덜 차지하도록 구성할 수 있습니다.
11. 더 많은 작업 가능
우리는 디지털 시대에 얼마나 많은 일자리가 사라지고 있는지 알고 있습니다.
그러나 지열 에너지는 전 세계적으로 많은 일자리를 창출하고 있습니다.
12. 소음 공해 감소
지열 에너지를 사용하여 전기를 생산할 때 소음이 덜 발생합니다.
발전기 주택의 완충재 설치로 인한 소음 및 시각적 오염이 감소되었습니다.
13. 재생 불가능한 화석 연료가 저장됩니다.
지열 에너지는 에너지 생산을 위한 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 있습니다.
또한 에너지 보안을 강화합니다. 국가가 충분한 지열 에너지에 접근할 수 있다면 전기를 수입할 필요가 없을 수도 있습니다.
따라서 이것이 지열 에너지의 주요 이점입니다.
이제 지열 에너지의 부정적인 측면 또는 다음과 같은 단점을 살펴보겠습니다.
지열 에너지 단점
지열에너지의 단점은 다음과 같다.
- 위치 제한
- 부정적인 환경 영향
- 지진
- 높은 비용
- 지속 가능성
- 토지 요구 사항이 큽니다.
1. 위치 제한
지열에너지는 위치에 따라 다르다는 것이 가장 큰 단점이다.
지열 발전소는 에너지를 사용할 수 있는 곳에 건설해야 하기 때문에 일부 지역에서는 이 자원을 사용할 수 없습니다.
물론 아이슬란드처럼 지열 에너지에 쉽게 접근할 수 있는 곳에 거주한다면 이것은 문제가 되지 않습니다.
2. 부정적인 환경 영향
온실 가스는 일반적으로 지열 에너지에 의해 배출되지 않지만, 대부분은 지표 아래에 저장되었다가 시추 작업이 수행될 때 대기로 방출됩니다.
이들 가스도 자연적으로 환경으로 배출되지만 지열시설 주변에서는 그 비율이 높아진다.
그러나 이러한 가스 배출량은 화석 연료에 의해 발생하는 것보다 훨씬 적습니다.
3. 지진
또한 지열 에너지로 인해 지진이 발생할 가능성이 있습니다.
땅을 파는 행위가 지구의 구조를 바꾸었기 때문입니다.
이 문제는 지각에 물을 주입하여 균열을 넓히고 더 많은 자원 추출을 허용하는 향상된 지열 발전 시설에서 점점 더 일반적입니다.
그러나 이러한 지진의 영향은 일반적으로 대부분의 지열 장치가 인구 밀집 지역에서 멀리 떨어져 있기 때문에 제한적입니다.
4. 높은 비용
지열 에너지는 사용하는 데 비용이 많이 드는 자원입니다. 1메가와트 용량의 플랜트 비용은 2만~7만 달러입니다.
다만 초기 투자금액이 큰 경우에는 시간이 지나면 다른 투자를 통해 회수할 수 있다.
5. 지속 가능성
지열 에너지를 지속 가능한 상태로 유지하려면 사용되는 것보다 더 빨리 지하 저수지에 유체를 다시 주입해야 합니다.
이는 지열에너지의 지속가능성을 보장하기 위해서는 지열에너지를 효과적으로 통제해야 한다는 것을 의미합니다.
잠재적인 단점을 최소화하면서 이점을 설명하기 위해 업계는 지열 에너지의 장점과 단점을 저울질해야 합니다.
6. 토지 요구 사항이 큽니다
지열발전이 수익성을 올리기 위해서는 넓은 땅이 필요하다.
면적이 현저히 적은 도시 위치에 지열 발전소를 설치하는 것은 전혀 유익하지 않습니다.
맺음말
각 에너지원에는 장점과 단점이 있습니다. 일부 국가에서는 효율적이지만 다른 국가에서는 그렇지 않습니다.
다양한 재생 가능 에너지원의 효율성을 피상적으로 평가하기보다 각 고유한 장소의 상대적 이점에 따라 비교해야 합니다.
800년에는 전 세계 지열에너지가 연간 약 1300~2050TWh를 공급할 수 있을 것으로 예상되며, 지열에너지 사용량이 꾸준히 증가하고 있는 점을 감안하면 전 세계 발전량의 2~3%를 차지할 것으로 예상된다. 운영 비용이 감소하는 동안 연간 %.
지열 에너지는 장점과 단점을 모두 가지고 있지만 여전히 재생 가능 에너지원으로 전환하는 데 중요한 요소가 될 것입니다.
지열 에너지의 장점과 단점 – FAQ
지열 에너지의 장점은 무엇입니까?
위에서 설명한 바와 같이 지열에너지의 장점은 다음과 같다.
- 석탄 및 기타 화석 연료와 같은 기존 연료와 비교할 때 지열 에너지는 환경 친화적입니다.
- 지열 에너지는 지구의 가열된 매장량이 자연적으로 다시 채워지기 때문에 사용할 수 있는 재생 가능한 자원이며 재생 가능하고 지속 가능합니다.
- 지열 발전 시설은 0.0035~2테라와트의 에너지로 상당한 양의 에너지를 생산할 수 있는 것으로 생각됩니다.
- 풍력 및 태양열 발전과 같은 다른 재생 가능 에너지원과 비교할 때 지열 에너지는 일관된 에너지 흐름을 제공합니다.
- 지열 에너지는 땅에서 채굴하거나 추출해야 하는 제한된 자원인 화석 연료와 달리 자연적으로 발생하는 자원이기 때문에 연료가 필요하지 않습니다.
- 지열 에너지는 현재 광범위한 연구 대상이며 이는 에너지 프로세스를 향상시키기 위한 새로운 기술이 개발되고 있음을 의미합니다.
- 전통적인 발전소를 건설하려면 많은 비용이 듭니다. 그러나 지열 설치 및 유지 비용이 적게 듭니다.
- 지열 히트펌프 시스템은 기존의 냉난방 시스템보다 냉난방에 25~30% 적은 전력을 소비합니다.
- 지열 에너지는 전 세계적으로 많은 일자리를 창출하고 있습니다.
- 지열 에너지를 사용하여 전기를 생산할 때 소음이 덜 발생합니다.
- 지열 에너지는 에너지 생산을 위한 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 있습니다.
또한 에너지 보안을 강화합니다. 국가가 충분한 지열 에너지에 접근할 수 있다면 전기를 수입할 필요가 없을 수도 있습니다.
지열 에너지는 비싸다?
예, 지열 에너지는 비쌉니다. 예를 들어, 미국에서 현장 및 발전소의 초기 비용은 설치된 kW당 약 $2500 또는 소규모 발전소(3000Mwe)의 경우 $5000~$1/kWe입니다. 운영 및 유지 비용은 kWh당 $0.01에서 $0.03까지 다양합니다.
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열정이 넘치는 환경운동가. EnvironmentGo의 수석 콘텐츠 작가입니다.
나는 환경과 그 문제에 대해 대중을 교육하기 위해 노력합니다.
그것은 항상 자연에 관한 것이었고 우리는 파괴하지 말고 보호해야 합니다.