Geoterma

Geoterma atau tenaga geoterma ialah tenaga yang wujud dalam bentuk haba di bawah permukaan bumi. Tenaga ini boleh digunakan untuk tujuan menjana kuasa elektrik dan juga rekreasi. Di negara-negara yang mempunyai empat musim seperti di Eropah, tenaga geoterma juga digunakan untuk memanaskan bangunan pada musim sejuk dan menyejukkan bangunan pada musim panas. Jumlah keseluruhan tenaga geoterma di dalam bumi bersamaan dengan 12.6x10²⁴ MJ manakala 5.4x10²¹MJ dari jumlah ini wujud dalam kerak bumi. Oleh sebab rezab tenaga yang besar ini, geoterma dikategorikan sebagai salah satu tenaga boleh diperbaharui.^[1]

Sumber

Kira-kira 70% daripada tenaga geoterma dalam kerak bumi wujud hasil daripada pereputan bahan radioaktif yang terdapat dalam batuan seperti uranium (²³⁵U, ²³⁸U), torium (²³²T) dan kalium (⁴⁰K). Sekitar 30% yang selebihnya pula berasal daripada haba yang mengalir dari teras dan mantel bumi.^[2] Tenaga terma suria atau tenaga haba yang datang daripada matahari pula hanya menyumbang sebahagian kecil sahaja kepada tenaga geoterma di atas permukaan bumi.

Pada kebiasaannya, tenaga terma suria ini hanya mempengaruhi suhu pada kerak bumi sehingga kedalaman 25 m.^[3] Di bawah kedalaman ini, suhu kerak bumi meningkat secara konstan dengan purata 3°C bagi setiap 100 m dalam.^[2] Peningkatan suhu kerak bumi dengan kedalaman ini digelar sebagai kecenderungan geoterma. Walau bagaimanapun, nilai ini adalah berbeza mengikut tempat. Sebagai contoh, kawasan-kawasan yang terletak berhampiran dengan sempadan plat-plat tektonik atau dalam linkungan gunung berapi mempunyai kecenderungan geoterma yang lebih tinggi berbanding dengan kawasan lain.

Suhu pada permukaan bumi secara puratanya bersamaan dengan 14°C manakala suhu di dalam teras bumi pula melebihi 5000°C. Oleh kerana perbezaan suhu ini, wujudnya aliran haba dari dalam bumi ke arah permukaannya. Purata ketumpatan aliran haba di tanah daratan ialah 65 mW/m² manakala di tanah lautan berjumlah 101 mW/m². Purata keseluruhan ketumpatan aliran haba ini setelah dikira berdasarkan kawasan pula adalah bernilai 87 mW/m².^[2] Haba yang berterusan mengalir dari perut bumi ini, kebanyakannya secara konduksi, dianggarkan bersamaan dengan 42 juta MW dan nilai ini dijangka akan berkekalan untuk beberapa billion tahun lagi.^[4]

Jenis

Tenaga geoterma umumnya boleh dikategorikan kepada dua jenis iaitu tenaga geoterma cetek dan tenaga geoterma dalam.

Tenaga Geoterma Cetek

Tenaga geoterma cetek merujuk kepada penggunaan sumber tenaga haba bawah tanah sehingga kedalaman 400 m dan sehingga suhu 25°C untuk memanaskan dan menyejukkan bangunan kediaman, bangunan industri dan pelbagai infrastruktur yang lain. Di sini, tenaga haba diperoleh daripada batuan yang berhampiran dengan permukaan bumi atau air yang wujud di bawah tanah.^[5]

Tenaga Geoterma Dalam

Tenaga geoterma dalam pula merupakan tenaga haba yang wujud melebihi kedalaman 400 m di bawah tanah. Namun, geoterma dalam biasanya melibatkan kedalaman melebihi 1000 m dan suhu batuan melebihi 60°C.^[6] Sebagai mana geoterma cetek, tenaga geoterma dalam juga wujud dalam batuan dan air bawah tanah. Jenis tenaga ini juga dibahagikan lagi kepada dua kumpulan iaitu sumber geoterma bersuhu (atau berentalpi) tinggi dan sumber geoterma bersuhu (atau berentalpi) rendah.

Bagi kumpulan yang pertama, suhu bawah tanah adalah melebihi 150°C dan sesuai digunakan untuk menjana tenaga elektrik melalui kaedah konvensional. Bagi kumpulan kedua pula yang mana suhu bawah tanah adalah di antara 50°C hingga 150°C, ia selalunya digunakan untuk tujuan pemanasan seperti memanaskan bangunan-bangunan, hortikultur dan kegunaan rekreasi seperti kolam renang.^[7]

Kegunaan dan Teknologi

Penentuan jenis tenaga dan penggunaan teknologi geoterma yang sesuai adalah bergantung kepada faktor-faktor setempat seperti keadaan geologi dan hidrogeologi tanah, kesediaan kawasan pada permukaan tanah untuk pembinaan loji dan permintaan pengguna.

Memanaskan dan Menyejukkan Bangunan

Teknologi ini hanya digunakan di kawasan yang mempunyai musim panas dan musim sejuk, di mana suatu sistem yang dipanggil pam haba diperlukan. Sistem pam haba geoterma merupakan satu sistem pemanasan dan penyejukan yang menggunakan kebolehan bumi menyimpan haba dalam tanah. Sistem ini menggunakan paip bawah tanah (atau bawah air) yang memindahkan haba dari tanah atau sumber air yang lebih panas ke dalam bangunan pada musim sejuk, dan mengambil haba dari bangunan pada musim panaslalu memindahkannya ke dalam tanah yang lebih sejuk.^[8]

Lihat juga

Tenaga boleh diperbaharui
Pam haba
Sistem Geoterma Batuan-Panas-Kering (Hot-Dry-Rock Geothermal System)

Rujukan

^ Dickson, M. H.; Fanelli M. (2013),Geothermal Energy: Utilization and Technology, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, Paris, France, ISBN 978-1-84407-184-5
^ ^a ^b ^c Stober, I.; Bucher, K. (2013), Geothermal Energy: From Theoretical Models To Exploration and Development, Springer Science and Business Media, Heidelberg, Germany, ISBN 978-3-642-13351-0, pp. 3-8
^ Kaltschmitt M.; Wiese A. (1993), Erneuerbare Energieträger in Deutschland: Potentiale und Kosten, Springer Verlag, Berlin, Germany, ISBN 978-3-540-56631-1
^ Geothermal Energy Association, http://geo-energy.org/Basics.aspx, diambil pada 15-12-2014
^ Bundesverband Geothermie, Einteilung der geothermischen Quellen, http://www.geothermie.de/wissenswelt/geothermie/einstieg-in-die-geothermie/einteilung-der-geothermiequellen.html Diarkibkan 2015-02-27 di Wayback Machine, diambil pada 15-12-2014
^ Landesportal Brandenburg, http://www.lbgr.brandenburg.de/cms/detail.php/lbm1.c.361612.de Diarkibkan 2014-12-15 di Wayback Machine, diambil pada 15-12-2014
^ Stevens, C.V.; Verhe, R.G. (2004), Reneweable Bioresources: Scope and Modification for Non-Food Applications, John Wiley and Sons Ltd., Chichester, England, ISBN 0-470-85446-4, p. 110
^ Ewings, S. K. (2008), Geothermal Heat Pumps: Installation Guide, House & Home, p. 8, ISBN 978-0-646-50378-3

[1] Dickson, M. H.; Fanelli M. (2013),Geothermal Energy: Utilization and Technology, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, Paris, France, ISBN 978-1-84407-184-5

[:0-2] Stober, I.; Bucher, K. (2013), Geothermal Energy: From Theoretical Models To Exploration and Development, Springer Science and Business Media, Heidelberg, Germany, ISBN 978-3-642-13351-0, pp. 3-8

[3] Kaltschmitt M.; Wiese A. (1993), Erneuerbare Energieträger in Deutschland: Potentiale und Kosten, Springer Verlag, Berlin, Germany, ISBN 978-3-540-56631-1

[4] Geothermal Energy Association, http://geo-energy.org/Basics.aspx, diambil pada 15-12-2014

[5] Bundesverband Geothermie, Einteilung der geothermischen Quellen, http://www.geothermie.de/wissenswelt/geothermie/einstieg-in-die-geothermie/einteilung-der-geothermiequellen.html Diarkibkan 2015-02-27 di Wayback Machine, diambil pada 15-12-2014

[6] Landesportal Brandenburg, http://www.lbgr.brandenburg.de/cms/detail.php/lbm1.c.361612.de Diarkibkan 2014-12-15 di Wayback Machine, diambil pada 15-12-2014

[7] Stevens, C.V.; Verhe, R.G. (2004), Reneweable Bioresources: Scope and Modification for Non-Food Applications, John Wiley and Sons Ltd., Chichester, England, ISBN 0-470-85446-4, p. 110

[8] Ewings, S. K. (2008), Geothermal Heat Pumps: Installation Guide, House & Home, p. 8, ISBN 978-0-646-50378-3

[1]