La chaleur de la Terre transformée en énergie

2000/11/12 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia

• Geologia

La Terre a en elle une énorme réserve de chaleur : le potentiel géothermique accumulé dans les 10 premiers kilomètres de surface est 2.000 fois plus grand que les réserves mondiales de charbon. Si elle est réalisée à l'intérieur de la surface terrestre, la température moyenne augmente de 25ºC par kilomètre. Dans les zones sismiques et volcaniques, la température à proximité de la surface est élevée et l'utilisation d'énergie géothermique est très simple.

Comme diverses sources d'énergie, l'énergie géothermique a été exploitée depuis longtemps. Il y a 3500 ans, les Etrusques utilisaient des eaux thermales pour combattre les maladies superficielles, se détendre, chauffer des bâtiments, acheter des produits chimiques utiles et cultiver des plantes. En plus de l'utilisation thermale, l'énergie géothermique peut être exploitée industriellement. La première expérience de ce type date du début de ce siècle et a eu lieu en Italie, plus précisément dans la ville de Lardarello. En 1904, une centrale électrique géothermique fut construite à Lardarello. Dans les années 1940, il avait une puissance de 132 MW. Pendant la Seconde Guerre mondiale la centrale a été complètement détruite, mais après la guerre elle a été reconstruite. La centrale géothermique de Lardarello a actuellement une puissance de 400 MW pour approvisionner plus de 500.000 habitants.

Comment l'énergie géothermique est-elle exploitée ?

L'énergie thermique peut être utilisée par l'exploitation de sources thermales, par des stations thermales, etc., mais dans ce cas elle ne peut pas être considérée comme une énergie alternative. Pour cela, il est à noter si l'électricité ou le chauffage sera utilisé.

Pour générer de l'électricité, il faut de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude dans le sous-sol. Lorsque ce qui sort du sous-sol est de la vapeur d'eau, cette vapeur se dirige directement vers les turbines pour produire de l'électricité. C'est la méthode la plus simple, mais pas très abondante, car il y a peu de sources de ce type. Lorsque ce qui sort à travers les tuyaux est de l'eau chaude, il faut d'abord séparer l'eau liquide de la vapeur d'eau et ensuite la vapeur d'eau est utilisée pour générer de l'électricité. Cependant, la vapeur qui affectera les turbines en fonction des différentes températures de l'eau est obtenue dans des endroits où il y a de l'énergie thermique à haute température, c'est-à-dire lorsque la température de l'eau dépasse 150-200ºC, l'eau est versée dans des réservoirs ou des réservoirs et la vapeur produite dans ce processus est utilisée pour actionner les turbines génératrices d'électricité. L'eau produite dans le processus est régénérée au sous-sol. Ces centrales sont situées à Lardarello (Italie), en Nouvelle-Zélande, au Japon, aux Philippines, aux États-Unis et au Mexique.

Lorsque la température de l'eau varie entre 70 et 150-200ºC, on l'appelle énergie thermique à moyenne température. Dans ces cas, l'eau chaude est utilisée pour évaporer un liquide plus volatile à travers un échangeur de chaleur, qui sera celui destiné aux turbines. Dans ce cas aussi, l'eau extraite du sol revient au sous-sol

Mais en plus de l'énergie électrique, l'énergie géothermique a une autre utilisation, appelée utilisation directe. L'énergie thermique à basse ou très basse température (entre 20 et 50-60ºC et entre 50-60 et 70-80ºC respectivement) et l'énergie thermique à moyenne température sont utilisées pour chauffer des bâtiments, des serres, des piscifères, des installations de séchage du bois, etc. (en plus d'être utilisé dans les installations thermales, bien sûr). Bien que l'économie d'autres combustibles obtenue à partir de l'utilisation directe de l'énergie géothermique dépend de la température de l'eau, de la distance et du type d'installation, elle peut atteindre 80%. En outre, étonnamment, l'énergie géothermique peut également être utilisée en été pour agrémenter les bâtiments. En fait, la température du sous-sol est très constante et est utilisée pour rafraîchir l'eau qui circule dans le sous-sol en traversant la tuyauterie dans des zones de chaleur pendant l'été, en particulier aux États-Unis.

Cependant, ces systèmes d'acquisition d'énergie présentent une série de limitations et de barrières: d'une part, il n'est possible de percer jusqu'à une profondeur de 3000 m pour que l'exploitation soit économiquement viable. D'autre part, les installations de production d'électricité ou d'utilisation directe de la chaleur doivent être près de la source, car le chemin perd de la chaleur.

Aujourd'hui, l'obtention d'énergie géothermique est coûteuse et dans les pays où la structure de l'écorce terrestre est appropriée, comme en Islande, il n'est pas exploité, mais comme la technique avance ce type d'énergie offre plus de possibilités. Du point de vue environnemental, cette source d'énergie ne pose pas de grands problèmes, ce qui est une caractéristique à prendre en compte, car il n'y a pas trop d'activité humaine qui est exploitée et ne produit pas de destruction.

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