Saubere Stromversorgung
Veröffentlicht auf 15. November 2020 |
von Steve Hanley
15. November 2020 durch Steve Hanley
Etwa 12% aller Treibhausgasemissionen in den USA stammen aus dem Heizen und Kühlen von Gebäuden. gemäß Vox. Ein Großteil der Energie, die zum Heizen großer Gebäude verwendet wird – Fabriken, Bürogebäude, Universitäten, Schulen usw. – könnte aus geothermischen Quellen stammen. Der Erdkern besteht aus geschmolzenem Eisen, sagen Geologen, obwohl niemand dort unten war, um diese Behauptung zu bestätigen. Je tiefer man unter die Erdoberfläche geht, desto heißer wird es – in einigen Fällen sogar bis zu 370 ° Celsius. Das US-Energieministerium hat eine Dandy-Grafik zusammengestellt, die genau zeigt, wie diese Wärme für verschiedene Zwecke genutzt werden kann.
Bildnachweis: US DOE GeoVision
Die durchschnittliche Temperatur der Erde von etwa 10 Fuß unter der Oberfläche bis 1000 Fuß unter der Oberfläche liegt bei etwa 54 ° F. Dies macht Erdwärmepumpen (GSHP) für Wohn- und kleine Gewerbebauten attraktiv, da die Rohre nicht tief eingegraben werden müssen um im Sommer abzukühlen oder im Winter zu erhitzen. Wenn wir jedoch tiefer gehen, steigen die Durchschnittstemperaturen bis zu einem Punkt, an dem die Wärme der Erde bereits warm genug ist, um Gebäude ohne Wärmepumpen zu heizen. Im Allgemeinen ist unterirdisches Wasser, das auf 200 bis 300 Grad Fahrenheit erwärmt wird, ideal für sogenannte DDU-Geothermiesysteme (Deep Direct Use), mit denen Fernwärme für ganze Städte und Gemeinden möglich ist.
Solche Systeme werden in vielen europäischen Städten verwendet, insbesondere in Reykjavik. Paris erforscht die Fernwärme und München auch. Je größer das System ist, desto niedriger sind die Stückkosten. München beabsichtigt, Erdwärme als weiteren kommunalen Dienst anzubieten, wobei Rohre neben Abwasser- und Wasserleitungen installiert werden. Neue Gebäude können sich genauso einfach mit dem DDU-System verbinden wie andere städtische Dienste.
In den USA, Boise, Idaho, wird seit 1890 Geothermie beheizt. Die Princeton University wechselt von einem Erdgasdampfsystem zu Geothermie. Das Oregon Institute of Technology, das Carleton College in Minnesota und die Ball State University in Indiana heizen bereits mit geothermischer Fernwärme.
Ein Loch ist ein Loch
Wenn es darum geht, Löcher in den Boden zu bohren, hat die Öl- und Gasindustrie das Buch geschrieben. „Die niedrig hängenden Früchte (für Erdwärme) sind unsere Sedimentbecken mit einer Tiefe zwischen zwei und drei Kilometern. Sie wurden aufgrund unserer Öl- und Gasläufe umfassend kartiert. Wir kennen ihre Temperaturen sehr gut – und wir haben übrigens mehr Wasser als Öl in diesen Stauseen gefunden “, erzählt Marit Brommer Vox. Sie ist die Leiterin der International Geothermal Association, begann jedoch ihre Karriere als Öl- und Gasingenieurin.
„Wir haben jetzt viel bessere Werkzeuge (als in den vergangenen Jahrzehnten) – bessere Bohrtechnologie, viel bessere geophysikalische Protokollierungsfähigkeit, bessere seismische Reflexionsbildgebung“, sagt Jeff Tester, Professor für nachhaltige Energiesysteme und Hauptwissenschaftler an der Earth Source Heat der Cornell University Projekt. "Wir wissen so viel mehr darüber, wie man Durchlässigkeit und Flüssigkeiten im Gestein findet." Das Bohren in dieser Tiefe, um Verschmutzung oder seismische Störungen zu vermeiden, ist etwas, woran Öl und Gas seit Jahrzehnten arbeiten.
Der Kostenfaktor
Anerkennung: Engie
Warum macht es nicht jeder? Vorabkosten sind ein großer Teil des Grundes. So wie Elektroautos im Laufe der Zeit weniger kosten, kosten sie anfangs mehr, was viele Leute abschreckt. Die Kommunen haben jedoch die Möglichkeit, langfristige Investitionen anzuziehen. Das System, das München in Betracht zieht, könnte 100 Millionen Dollar oder mehr kosten, kann sich aber in 10 Jahren oder weniger amortisieren. Eine stadtweite DDU schützt die Stadt vor Schwankungen der Kraftstoffkosten und bietet Arbeitsplätze vor Ort – etwas, worüber sich die Stadtführer immer Sorgen machen. Fernwärme ist auch ziemlich langlebig. Das älteste System der Welt befindet sich in Chaudes-Aguies, Frankreich, und ist seit dem 14. Jahrhundert im Dauerbetrieb.
Kommunen können politische Initiativen wie Steueranreize, zinsgünstige Darlehen und optimierte Genehmigungen nutzen, um die Systemkosten zu senken. Sie können auch Kredite garantieren, um nervöse Kreditgeber zu ermutigen, die Chance auf neue Technologien zu nutzen. „Island hat dieses Risiko in den 1960er Jahren mit der Einrichtung eines Nationalen Energiefonds angegangen, der Kredite zur Deckung der anfänglichen Bohr- und Explorationskosten anbietet“, sagt Jeff Tester. „Wenn die anfängliche Bohrphase nicht erfolgreich ist, wird das Darlehen standardmäßig an den Staat vergeben. Wenn die Bohrungen erfolgreich sind, wird das Darlehen wie geplant ausgezahlt. “ Es ist das mächtigste politische Instrument für den Ausbau der Geothermie in Island, sagt er.
Die Kosten werden durch Skalierung und Wissensaustausch gesenkt. „Was wir brauchen, sind mehrere Unternehmen, die in mehreren Ländern in ähnlichen Sub-Service-Umgebungen arbeiten, die die Bohranforderungen und die Servicebedürfnisse verstehen, was bedeutet, dass die in Land eins gewonnenen Erkenntnisse angewendet werden können, um die Kosten in den Ländern zwei, drei und drei zu senken vier “, sagt Marit Brommer. Dies setzt natürlich voraus, dass sich Land eins nicht im Krieg mit den Ländern zwei, drei und vier befindet. Die Zusammenarbeit ist schwierig, wenn die verschiedenen beteiligten Parteien aufeinander schießen oder Beschimpfungen auf diejenigen auf der anderen Seite einer Grenze schleudern.
GeoVision
Eine große Investition von Zeit, Geld und politischer Aufmerksamkeit in Erdwärme könnte laut dem Energieministerium dazu beitragen, Arbeitsplätze in fast jeder US-Postleitzahl zu schaffen GeoVision-Studie 2019. Es stellte sich heraus, dass "technologische Verbesserungen landesweit mehr als 17.500 geothermische Fernwärmeanlagen ermöglichen könnten und 28 Millionen US-Haushalte kostengünstige Heiz- und Kühllösungen durch den Einsatz von Erdwärmepumpen realisieren könnten."
Diese Anzahl von geothermischen Systemen würde mehr als das 50-fache der Anzahl von Bohrlöchern erfordern, die von der gesamten US-amerikanischen Öl- und Gasindustrie gegraben wurden, was selbst eine Goldgrube an qualifizierten Handelsberufen wäre. In einer Zeit, in der sich der neue US-Präsident auf Initiativen für grüne Energie konzentriert, die gut bezahlte Arbeitsplätze schaffen, scheint die Idee maßgeschneidert zu sein, um seine politischen Ziele zu verwirklichen.
Wie man das Heizen und Kühlen von Gebäuden schnell dekarbonisiert, ist ein Problem, das bei weitem nicht genug Beachtung gefunden hat und in Lösungen nicht gerade überflutet ist. Vox sagt. Geothermie ist eine solche Lösung direkt unter unseren Füßen. Wir müssen nur graben – und die bereits von der Öl- und Gasindustrie entwickelten Technologien nutzen, um die CO2-Emissionen zu senken, anstatt der Atmosphäre mehr Treibhausgasemissionen zuzufügen.
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Über den Autor
Steve Hanley Steve schreibt über die Schnittstelle zwischen Technologie und Nachhaltigkeit in seinen Häusern in Florida und Connecticut oder anderswo, wo ihn die Singularität führen könnte. Du kannst ihm folgen Twitter aber nicht auf Social-Media-Plattformen, die von bösen Overlords wie Facebook betrieben werden.