Geotermalna energija je toplota, ki nastaja in je uskladiščena v zemeljski notranjosti. Toplota nenehno potuje iz globin na zemeljsko površje. Geotermalno energijo uvrščamo med obnovljive vire energije, saj je delno posledica procesa nastanka Zemlje in še vedno nastaja z razpadom radioaktivnih izotopov (predvsem urana, torija in kalija).
Zgradba Zemlje
Geotermalno energijo črpamo in prenašamo iz zemeljske skorje. Ta plast je tanka, saj meri med 7 km pod oceani in 20 do 65 km pod celinami. Skorja je razdeljena na ločene dele – tektonske plošče. Na stičiščih tektonskih plošč je možnost za izkoriščanje geotermalne energije boljša, saj je tam temperatura geotermalnih vod višja.
Zaporedje fotografij na levi strani prikazuje izbruh gejzirja Strokkur v dolini Haukadalur na jugu Islandije (vir).
Slovenija ima velik geotermalni potencial, ki pa je za zdaj še precej neizkoriščen. Geotermalna voda se uporablja predvsem v turistične namene. Pri nas imamo pet območij, za katere vemo, da imajo geotermalni potencial:
Panonski bazen,
Rogaško-celjsko-šoštanjska regija,
Planinsko-laško-zagorska regija,
Krško-brežiška regija,
Ljubljanska kotlina.
Izkoriščanje geotermalne energije v Evropi in svetu na kratko povzemajo fotografije in opisi na levi strani.
Proizvodnja elektrike je ena izmed najbolj zanimivih oblik izkoriščanja geotermalne energije. V ta namen izrabljamo vročo vodo ali paro iz zemeljskih globin za pogon parne turbine.
Princip delovanja je preprost: v primeru vrelca, v katerem prevladuje para, to vodimo v parno turbino, ki poganja generator električne energije. V primeru, da v geotermalnem viru prevladuje topla voda, to izkoristimo za posredno segrevanje delovnega medija parnega procesa z nižjo temperaturo uparjanja (npr. amonijak).
Izkoriščanje geotermalne energije ima ob nepravilni uporabi tudi negativne posledice na okolje. Ena je zmanjševanje izdatnosti geotermalnega vira, če ohlajene geotermalne vode ne vračamo v vodonosnik. Če geotermalno vodo spuščamo v vodotoke (reke, jezera), se v njih poveča delež škodljivih snovi (karbonati, silikati, sulfit, kloridi, Hg, Pb, Zn), ki so prisotne v geotermalni vodi. Geotermalna para vsebuje škodljive snovi (CO2, H2S, NH3, CH4, N2, H2), ki lahko pri proizvodnji električne energije in nepravilnem izločanju onesnažijo zrak. Pline sicer izločujemo v napravah, imenovanih izločevalniki.
Možnost uporabe geotermalne energije pogojuje temperatura geotermalnega vira. Če ima voda nižjo temperaturo od 150 °C, jo uvrščamo med nizkotemperaturne vire. Izrabljamo jo za neposredno ogrevanje. Voda s temperaturo, višjo od 150 °C, spada med visokotemperaturne vire in jo izrabljamo za proizvodnjo elektrike.
Za izkoriščanje nizkotemperaturnih virov lahko uporabljamo posebne navpične in/ali vodoravne prenosnike toplote. Toploto je mogoče tudi direktno izkoriščati ─ brez prenosnikov. V tem primeru uporabimo potopne črpalke, nameščene v vrtini, kjer s podtalnico prenašamo geotermalno toploto na površje. Po uporabi je treba podtalnico črpati nazaj v vodonosnik.
Za potrebe ogrevanja se najpogosteje uporabljajo nizkotemperaturni viri geotermalne energije. Ne glede na izbrani prenosnik toplote (navpični ali vodoravni) potrebujemo za ogrevanje še toplotno črpalko.
Toplotna črpalka potrebno toploto za ogrevanje pridobiva iz okolja (okoliški zrak, tla, podtalnica). V primeru geotermalne energije pridobiva toplotna črpalka toploto iz tal.
