Geothermie zusammengefügt

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Referat über Geothermie. Weitere Themen: Energiewende und Effizienz. Konkrete Beispiele sind enthalten. Incl. Videos und Bilder. Ready-to-View Präsentation mit Microsoft Office PowerPoint 2010 erstellt.

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PowerPoint-Prsentation

GeothermieMarc: Ursprung und FormenDavid: FunktionsweiseDavid: Nutzen und BeispieleMarc: konomische/kologische AspekteVor- und NachteileFrhere Verwendung der GeothermieDie Bder des rmischen ReichsIm Mittleren Knigreich der ChinesenBei den Ottomanen

UrsprungEin Teil der Eigenwrme des Erdkrpers aus der Zeit der ErdentstehungDer Andere stammt aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Erdinneren und den Gezeitenkrften die schon immer in der Erdkruste Wrme erzeugenWrmeanteil durch Sonneneinstrahlung ist eher geringRestwrme aus der Zeit der ErdentstehungErde entstand bei Akkretion von MaterieMaterial erhitzte sich dabei, potentielle Energie wurde durch Gravitation in Wrme umgewandeltErhaltung dieser Wrme durch geringe Leitfhigkeit der GesteineZufhrung kinetischer Energie durch einen riesigen MeteoritenFolge: Mond separierte sich als Materiewolke von der Erde

Wrme beim Erstarren der geschmolzen Erdgesteins gilt auch als UrsprungwrmeRadioaktive ZerfallsprozesseZerfall von natrlichen radioaktiven Isotopen im Erdkrper, welche in den Kristallgittern bestimmter Minerale eingebaut sindWrmestrom aus dem ErdinnerenDie Wrme aus dem inneren der Erde wird geleitet durchDie Wrmeleitung von GesteinenAufsteigendes Wasser und oder GaseVerschiedene Geothermie-QuellenOberflchennahen Geothermie wird gebraucht zur direkten Nutzung, z.B. zum Heizen oder KhlenTiefe Geothermie wird gebraucht zur indirekten Nutzung zur Stromerzeugung oder zur direkten Nutzung im WrmemarktAuerdem wird noch zwischen Hoch- und Niederenthalpielagersttten unterschieden

Tiefe GeothermiePro Kilometer in der Erde steigt die Temperatur 35 bis 40 CAbweichungen in z.B. Vulkangebieten, diese gelten als hochenthalpe Lagersttten

LandAnzahl der VulkanetheoretischeDauerleistungUSA13323.000 MWelJapan10020.000 MWelIndonesien12616.000 MWelPhilippinen536.000 MWelHochenthalpie-LagerstttenWeltweite geothermische Stromerzeugung wird von Hoch-Enthalpie-Lagersttten dominiertFluide kommen durch den entstehenden Dampf ins Freie, werden heutzutage aber wieder in die Lagersttte reingepumpt, Vermeidung von negativen Umwelteinwirkungen + Aufrechterhaltung eines hheren Druckniveaus fr eine grere Produktivitt Fluid wird der Industrie zur Verfgung gestelltDampf wird fr Dampfturbinen genutztNiederenthalpie-LagerstttenNichtvulkanische GebieteTiefe Bohrungen sind dort ntigTemperaturen von ber 100 C sind erforderlichEs gibt drei Arten zur Wrmeentnahme aus dem Erdinneren: Hydrothermal Systeme, Petrothermale Systeme und tiefe ErdwrmesondenHydrothermale SystemeGrundwasserleiter mit hoher TemperaturDas Warme Wasser wird nach oben gepumpt und nach der Verwertung wieder nach unten gepumptJe nach Temperatur zur Wrme- oder Stromgewinnung nutzbarPetrothermale SystemeGestein mit hoher Temperatur aus dem kein Wasser gepumpt werden kannWrmetrgermedium wird in das Gestein gepumpt und wieder hoch hochgepumpt in ein System aus knstlichen und natrlichen RissenTiefe ErdwrmesondenGeschlossenes System zur ErdwrmegewinnungBohrungen sind ca. 3000 m tiefFluid ist in einem Ringkreislauf eingeschlossen: Kaltes Fluid fliet in nach unten, erwrmtes wird nach oben gepumptVorteil: Kein Kontakt zum Grundwasser, praktisch berall mglichNachteil: Wrmebertragungsflche ist sehr kleinOberflchennahe GeothermieNutzung von Erdwrme bis ca. 400 m TiefeOberflchennahe Geothermie ist fr jedes Grundstck geeignetDer Transport der Erdwrme erfolgt ber ber Rohrleitungssysteme, welche eine zirkulierende Flssigkeit enthaltenWird verwendet zum Beheizen und KhlenAndere Arten von GeothermieGeothermie aus TunnelnAustretendes Tunnelwasser wird genutzt, welches sonst aus Umweltschutzgrnden erst abgekhlt werden mssteGeothermie aus BergbauanlagenStillgelegte Bergwerke in den denen tief unten Wasser ist welches 60 bis 120 C hei istSaisonale WrmespeicherIm Sommer werden diese zur Khlung, im Winter zur Heizung verwendetErdschichten

Geothermiekraftwerke

FunktionsweiseGeothermie/Erdwrme ist die unter der Erdoberflche gespeicherte WrmeenergieZhlt zu den erneuerbaren Energiequellen:- durch die Einstrahlung der Sonne- durch Grundwasserneubildung (Regen)- geothermischer Wrmefluss aus dem Erdinnern- flieendes GrundwasserDie Erde gibt viermal mehr Energie in den Weltraum ab, als wir verbrauchenWetter und Jahreszeiten unabhngigDie Wrme der Erde nimmt alle 100m um 3C zuWrme in 3000m reicht fr WeltenergieverbrauchDoch nur ein Teil kann genutzt werdenEs kann auch mit Erdwrme gekhlt werden

Funktionsweise der Kraftwerke

Funktionsweise der Kraftwerke

Nutzen und Beispiele

Nutzen und BeispieleDirekte NutzungFrhere Verwendung in thermalen BdernHeizen und KhlenEinspeisung ins WrmenetzWarmwasserbereitungNatrliche KhlungEisfreihaltung von Brcken, Straen, etc.ThermalwasserStromerzeugungDurch Generatoren

Nutzen und BeispieleWeltweite NutzungGesamtleistung aller Kraftwerke = 27.842 MWEs entfallen 1,28 Watt auf jeden MenschenEs gibt verschiedene Hotspots

Nutzen und BeispieleLand (Auswahl)20052010 neu installierteelektrischeLeistungMWeUSA529Indonesien400Island373Neuseeland193Trkei62El Salvador53Italien52Kenia38Guatemala19Deutschland6

konomische AspekteDie Nutzung ist so gering da, frher die Energiepreise niedrig waren und erst mit dem Bemerken des CO2 Problems und dem Schwinden von fossilen Energietrgern die Verbreitung von Geothermie begannDie Energie zu gewinnen ist kostenlos, allerdings werden hohe Investitionskosten und Unterhaltungskosten bentigtErdwrmenutzung ist in Deutschland im Vergleich zur Schweiz oder sterreich aber geringkologische AspekteDurch die nahezu unendlichen Energievorkommen ist Geothermie grundlastfhigDie gespeicherte Energie in den oberen drei Kilometern der Erde knnte die gesamte Welt 100.000 Jahre versorgen, allerdings ist nur ein kleiner Teil nutzbarAus der Erdkruste wird mehr Wrmeenergie entnommen, regeneriert sich aber durch natrlich Wrmestrme, abhngig vom StandortVorteile der GeothermieErneuerbare EnergieKann zur Deckung der Grundlast verwendet werdenGrne EnergieNach menschlichen Mastben unerschpflichGeringe Flchenverbrauch, bei privaten Anlagen trotzdem verwendbarHohe CO2-Einsparung

28Nachteile der GeothermieKostenTiefe BohrungenWeite VorausplanungGeeigneter StandpunktWrmetransport nur ber kurze Strecken mglichGenehmigung und Ausmessung ntigGeothermische Dmpfe beinhalten nicht kompressierbare GaseGefahr der Verunreinigungen des Grundwassers