אנרגיה גיאותרמית ב Aquaculture: פתרון בר קיימא לייצור מאכלי ים

הביקוש העולמי למלחי ים ממשיך לעלות, הצבת לחץ על מלאי דגים פרועים והובלת צמיחה מהירה בחקלאות ימית.אך דגים קונבנציונליים לעתים קרובות מסתמכים על דלקים מאובנים לחימום, משאבה וטיפול במים, לתרום פליטות גזי חממה ועלויות תפעול גבוהות. Gethermal Energy - החום המאוחסן מתחת לפני השטח של כדור הארץ - מוחלף מחדש שיכול להפוך את התרבות לקפה בת קיימא יותר, אקלים עמיד על ידי מתן חשמל חם יותר, ומאפשר אנרגיה ירוקה, ומאפשרת אנרגיה נמוכה יותר, אנרגיה, יעילה יותר, ומאפשרת חום, אנרגיה משולבת, ולהפחית את רמת אנרגיה ירוקה, אנרגיה, אנרגיה ירוקה, ולהפחית את רמת אנרגיה, אנרגיה, אנרגיה, אנרגיה, כדי להפחית את רמת אנרגיה ירוקה יותר, אנרגיה ירוקה יותר, כדי להפחית את רמת חום, אנרגיה, אנרגיה, אנרגיה, אנרגיה ירוקה, אנרגיה, אנרגיה ירוקה, יעילה יותר, יעילה יותר, כדי להפחית את רמת אנרגיה, יעילה יותר, כדי להפחית את רמת חום, אנרגיה ירוקה, אנרגיה ירוקה, אנרגיה ירוקה, אנרגיה משולבת, כדי להפחית את רמת אנרגיה משולבת, אנרגיה ירוקה יותר, אנרגיה ירוקה, כדי להפחית את רמת אנרגיה, אנרגיה משולבת, אנרגיה, כדי להפחית את רמת אנרגיה, אנרגיה, אנרגיה, כדי להפחית את רמת אנרגיה מתחדשת, אנרגיה מתחדשת, אנרגיה, אנרגיה ירוקה,

הבנת משאבי אנרגיה גיאוותרמית

אנרגיה גיאותרמית מקורה בלב כדור הארץ, שבו הטמפרטורה מגיעה כמה אלפי מעלות צלזיוס.חום זה זורם החוצה, התחממות סלעים ומאגר מים תת-קרקעיים. שבו תנאים גיאולוגיים מאפשרים - באופן זמני ליד גבולות צלחת טקטוני או אזורים געשיים - את החום ניתן לגשת דרך בארות קידוח כמה מאות מטרים עד כמה קילומטרים עמוק.

עבור תרבות קוה, היישומים המעשיים ביותר כרוכים בשימוש ישיר של מים חמים גיאותרמאליים או קיטור, כמו גם משאבות חום מקור קרקע עבור מתקנים בקנה מידה קטן יותר.בניגוד לשמש או רוח, גיאותרמאל מספק אנרגיה קבועה, תלוי מזג אוויר, מה שהופך אותו חשוב במיוחד עבור פעולות רגישות טמפרטורה כמו דגים חקלאות.

מפתח טכנולוגיות עבור Aquaculture

שתי טכנולוגיות עיקריות מופצות בהגדרות של תרבות קוה:

  • (FLT:0) ג'רמי חימום גיאותרמאליבי (Galthermal חימום) 1:1: מים חמים מובלים מבארות גיאותרמיים באמצעות חילופי חום או ישירות לתוך מיכלי דגים, כבישים, או מהרהרים מערכות. שיטה זו מתאימה היטב לפעילות בקנה מידה גדול עם גישה לנוזלים גיאותרמיים בינוניים (בטווח בינוני) (40–90C).
  • (FLT:0) משאבות חום אחרות (GSHPssss)FLT:1: מערכות אלה להפיץ נוזל דרך לולאות תת-קרקעיות לספוג או לפסול חום. GSHPs לספק חימום וקירור, מה שהופך אותם אידיאליים עבור תיקון מערכות תרבות קוהור (RAS) הדורשות בקרת מים מדויקת, בעוד שהעלויות הראשוניות גבוהות יותר מאשר HVAC קונבנציונלי, העלות התפעולית היא משמעותית על פני החיים הנמוכים יותר.

תגיות: Gethermal Energy in Aquaculture

תקנות טמפרטורת המים במערכות פתוחות

מינים רבים של דגים יש טווחי טמפרטורה אופטימליים טווחי טמפרטורה.תנודות טמפרטורה מתח, לחץ תפקוד החיסון, וצמיחה איטית. חימום גיאותרמאל יכול לשמור על טמפרטורה יציבה ב בריכות פתוחות, כבישים מירוץ ומערכות זרימה, במיוחד באקלים קר. באיסלנד, שבו משאבים גיאותרמאליים בשפע, חקלאים משתמשים במים חמים מכובשים למים חמים עבור סלמון ו- trouting מים מעורבבים כדי להשיג את הטמפרטורה הרצויה, או למנוע מים חמים.

Recirculating Aquaculture Systems (RAS)

מתקני RAS מסלקים מים באמצעות מסננים, ביומטריה, ויחידות הרצה, אבל הם חייבים לפצות על אובדן חום של משאבות, הפסקת אש, קירור נוח.משאבות חום גיאותרמאל יכול לספק ביעילות את האנרגיה התרמית הנדרשת תוך קירור המערכת במהלך חודשי הקיץ.בחוות RAS מבוסס קרקע עבור סלמון האוקיינוס האטלנטי, סיבולת לבנה, טיטניה, הפיכה מהירה, עם GS עם מופחתת ל- 70% אנרגיה חשמלית, לעומת ירידה של פחמן, לעומת עלייה של עד 70%, לעומת עלייה של פחמן דו-חמצני, לעומת עלייה של אנרגיה חמצני, לעומת עלייה של עד 70%.

פעילות הפטרייה והאחיות

עוברים דגים וזחלים רגישים מאוד לטמפרטורה.סטיות קטנות יכולות להשפיע באופן דרסטי על הצלחה בחיתולים ועל הישרדות מוקדמת.מערכות גיאותרמאל מספקות שליטה טמפרטורה מדויקת ויציבה בטנקים של בידוד טעונים. ביפן, מים חמים גיאוגרפיים-ממות משמשים להאיץ את הפיתוח של flounder יפני וחום אדום רוח, תוך טמפרטורות גלות וגידול שנתי, בדומה לשדה חשמלי אופטימלי, ללא חימום חשמלי חום אופטימלי, 14 קדמי, חום אופטימלי, 000 חום וחום חום 14 ליטר מים חום.

אינטגרטיבי Multi-Trophic Aquaculture (IMTA) מערכות

חום גיאותרמאל יכול גם לתמוך IMTA, שבו דגים, דג קליפה, ו Seaweeds גדלים יחד במערכת אקולוגית מאוזנת. טמפרטורות מים יציב לשפר את הצמיחה של כל המינים, ואת השימוש הקלקה של מים גיאוותרמיים - החל מטמפרטורה גבוהה חימום לטמפרטורה נמוכה של השקיה לשקעים עתירי פסולת -enceshan הכולל יעילות מחקר אנרגיה בהוואי והאיים הראו כי יש ירידה של אנרגיה מופחתת.

יתרונות סביבתיים וכלכליים

צמצום פליטות גז ירוק

ניתוח טביעת רגל גז חממה של חווה ג'רמית מחומם בקניה מצא כי החלפת תנורי מים המופעלים דיזל עם מערכת גיאותרמית ישירה לחתוך פליטות CO2 שנתי על ידי 80 טון.על פני תעשיית החקלאות העולמית, אימוץ נרחב של חימום גיאותרמלי יכול לנתק מיליוני טונות של CO2 שווה ערך - במיוחד באזורים התלויים כיום על פחם או שמן מרתחפת.

חיסכון באנרגיה

חשמל חשבונות עבור 15-30% של עלויות התפעול בחווה טיפוסית של משק בית, עם חימום לעתים קרובות המרכיב הגדול ביותר.Gthermal יש עלויות הון גבוה יותר - אכילת ייצור טוב יכול לעלות 2-10 מיליון דולר בהתאם לעומק וגאולוגיה - אבל הם מציעים הוצאות הפעלה נמוכות מאוד. A מקרה של פעילות בחווה טרטלאו, ארה"ב, הראה כי מעבר התנגדות חשמלית לחום מופחתת של $ עד $ 25 שנים של חיסכון.

ייצור ורווחיות

טמפרטורות מים ענקיות מאיצות את שיעורי הגידול בדגים, להפחית את התמותה, ולשפר את יחסי ההמרה (FCR) מחקר על הנילוס טיטניה (Oreochromis Niloticus) בטנקים מחוממים גיאותרמאל מצאו כי דגים הגיעו למשקל שוק חודש אחד מוקדם יותר מאשר בטנקים ללא חימום, עם מחזור נמוך של FCR. Faster פירושו שהחקלאים יכולים לייצר יותר מיבול בשנה, עלייה משמעותית של מחזורי ההכנסה לאזור עבור מינים גבוהים, כמו אספקת חום, כמו תוספת גבוהה יותר, כמו תוספת של דם, כמו תוספת גבוהה.

מחקרים מרחבי העולם

איסלנד: מודל לחקלאות של Gethermal-Dependent Aquaculture

איסלנד ממוקמת ייחודית עם שפע של משאבים גיאותרמאליים גבוהים ונמוכים.מגזר החקלאות של המדינה - המייצרת סלמון אטלנטיק, כריז ארקטי, וקשת קשת - מתפרסת על חימום גיאותרמאל כמעט לכל מתקני מקורה. at the Húsavík דגים חקלאיים, מים גיאותרמאליים מ-2,000 מטר משמש להחליף חום למים חמים למים חמים עבור מתקני מים מתוקים עבור מיכלי מים חמים המבוססים על פני הקרקע.

מרכז אמריקה: ג'ותרמאל לחוות שרימפ באל סלבדור

באל סלבדור, חקלאים אנתרופולוגיים מתמודדים עם טמפרטורות גבוהות שיכולות להוביל להתפרצויות מחלות.במקום להשתמש בצמרנים קונבנציונליים, קואופרטיב ליד שדה גיאותרמאל Ahuachapán משך מים חמים להעברה ומים קרים מנהר סמוך לקירור, השגת איזון תרמי ברדמות ⁇ .הפרויקט הפחית עלויות אנרגיה ב-40% והורדת שיעורי התמותה.

ארצות הברית: Gethermal Heat Pumps in Recirculating Systems

בצפון מערב האוקיינוס השקט, כמה משקים צמחיים מחלחלים ופלדהד אימצו מערכות GSHP. בחווה במדינת וושינגטון, מערכת GSHP סגורה אנכית שומרת על טמפרטורות מים ב-12-14 מעלות צלזיוס, למרות טמפרטורות אוויר בחוץ החל מ -5 מעלות צלזיוס ל-30 מעלות צלזיוס, המערכת משתמשת רק 1.2 קילוואט של חשמל למיליון BTU של חום המיוצר - בערך שליש של צריכת דלקות חום ירד על ידי שמן מבושלים לפני 50 מעלות צלזיוס ל .

אתגרים ושיקולים

הגבלות גיאולוגיות וגיאוגרפיים

לא כל אזור יש משאבים גיאותרמאליים נגישים.מערכות הידרותרמיות גבוהות מרוכזות באזורי געש - טבעת האוקיינוס השקט של אש, מזרח אפריקה Rift, איסלנד וחלקים של הים התיכון.נמוך עד בינוני משאבים ניתן למצוא באזורים געשיים - טבעת האוקיינוס השקט של אש, מזרח אפריקה Rift, איסלנד וחלקים של הים התיכון.נמוך לטמפרטורה בינונית עד בינונית ניתן למצוא באגן היחלשות גבוהה לפני בדיקת רגישות קטנה.

כימיה מים וסקרלינג

נוזלים גאוותרמיים מכילים לעתים קרובות מינרלים מפורשים - סיליקה, סידן פחמן, ברזל ואסרניק - שיכולים להצית צינורות רעועים, מחליפי חום וטנקים דגים. Brine עם סליחות גבוהה או מתכות כבדות עשויים לדרוש טיפול יקר או חיזוק.שימוש בהחלפת חום עם לולאה מים סגורה יכול לבודד דגים מחשיפה כימית, אבל קנה מידה גיאוגרפי בצד הגיאומטריה יכול להפחית את יעילות החום והגמישות הנדרשת.

הון עליון ושיקום הארדס

קידוחים של בארות גיאותרמאל עולה 500,000 ל-15 מיליון דולר, בהתאם לעומק ולמיקום.עבור חוות דגים בגודל בינוני, זה עשוי לייצג 30–50% מסך עלויות הבנייה הכוללות.בנוסף, קבלת היתרי קידוח, זכויות מים, ואישורים סביבתיים יכולים לקחת חודשים עד שנים.ממשלות רבות מציעות כיום מענקים, הלוואות ריבית נמוכה, או זיכויים של פיתוח גיאומטרי (למשל, ארה"ב של משרד האנרגיה ה-האחראית) כדי לחקור מענקים.

מגמות וחדשנות עתידיים

מערכות היברידיות של Gethermal-Solar

שילוב גיאותרמאל עם אספנים תרמיים סולאריים יכול להפחית את עומק ועלויות תוך הגדלת גמישות המערכת. ⁇ השמש לספק חום במהלך תקופות שמש, וטמפרטורות ייצוב גיאותרמאל במהלך מזג אוויר מעונן או קר. פרויקטים טייס בצ'ילה ומקסיקו הם בדיקות היברידיות כאלה עבור בורקות ודגים צעירים לגדול ללא, עם תוצאות מוקדמות מראה 20-30% נמוך יותר של חום בהשוואה עיצובים גיאוותרמית בלבד.

גאוותרמית-עוצמה של דיסאנטיה עבור Inland Aquaculture

חקלאות דגים יבשתית מתמודדת לעתים קרובות עם מחסור במים או בעיות סלמון.אנרגיה גיאותרמית יכולה כוח דיזיון דלת-טמפרטורה או membrane desalination (למשל, תנומה הפוכה עם preהתחממות) לייצר מים מתוקים ממי קרקעי בריש.מכאן מחקר מתמשך באוסטרליה מצביע על כך שפלישה מונחה גיאוגרפית עלולה להפחית את עלויות המים עבור קרקע בחוות prawn בחוות, תוך מתן מים טריים גם לאזורים טריים.

אינטגרציה כלכלה מעגלית

אנרגיה גיאותרמית מאפשרת מתקני תרבות ימית להתאושש חום מזרמי פסולת - כגון עיבוד דגים מי שפכים - ולהשתמש בו מחדש לבניית חימום או למים זורמים מראש. למערכות משולבות יכול גם ללכוד מתאן מ עיכול אנירובי של דגים מזחלים כדי לייצר חשמל עבור משאבות חום, יצירת מערכת אנרגיה סגורה כמעט סגורה-פרלופ.

למידה של בקרת טמפרטורה אופטית

מערכות בקרה מתקדמות באמצעות בינה מלאכותית מופצות כדי להתאים את התפוקה של חימום גיאוגרפית המבוססת על התנהגות דגים בזמן אמת, חיישני איכות מים ותחזיות מזג אוויר.מערכות אלה יכולות לצפות טיפות טמפרטורה לפני שהן מתרחשות, צמצום חימום כפייה וצמצום פסולת האנרגיה.כפי שחיישנים ואוטומציה יורדים, אפילו בקנה מידה קטן של חקלאות מרובע עשוי לרתום אנרגיה גיאותרמית עם מינימום פיקוח אנושי.

מסקנה

אנרגיה גיאותרמית אינה תרופת פלאג'י עבור תרבות קוה, אבל היא כלי רב עוצמה לאזורים עם משאבים נגישים.היכולת שלה לספק חום חם יציב, זול ופחמן נמוך מטפל ישירות באתגרים הקיימים הדוחקים ביותר בתעשייה: תלות באנרגיה ופחמן פחמן. מבעבועות קטנות ביפן ועד לכיסוי נרחב של אנרגיה גיאוגרפית באיסלנד, גיאומטריה היא הוכחה לערכות של טכניקות קידוח, לשיפור עמידות סביבתית, וחום מתמשך, לצמצום של מערכות יציבות סביבתיות, לצמצום של אנרגיה תחרותיות, לצמצום גבוה, לצמצום משמעותי, לצמצום משמעותי, לצמצום מערכות סביבתיות, לצמצום משמעותי, לצמצום משמעותי, לצמצום של אנרגיה אזורי אנרגיה אזורי אנרגיה אזורי אנרגיה אזוריות, לצמצום משמעותי, לצמצום משמעותי, לצמצום משמעותי, לצמצום משמעותי של אנרגיה אזורי צמיחה תחרותיות, לצמצום של אנרגיה אזורי אנרגיה אזוריות, לצמצום של פעילות גופנית, ולשיפור מערכות סביבתית, לצמצום משמעותי, לצמצום של אנרגיה אזוריות, לצמצום משמעותי של פעילות גופנית, לצמצום משמעותי, לצמצום משמעותי, לצמצום של פעילות גופנית, לצמצום של פעילות גופנית, לצמצום של פעילות גופנית, לצמצום של פעילות גופנית, לצמצום של פעילות גופנית, לצמצום של מערכות סביבתית, לצמצום יעילות סביבתית

מקורות נוספים (FLT:0) חקרו את הנושא: ההרחבה 1

  • (FLT:0) האיגוד הבינלאומי של ג'ותרמאליב (Govermal AssociationFLT:1) - נתונים גלובליים והנחיות טכניות על שימוש ישיר גיאותרמאלי.
  • [01:0FAO Technical Paper on Gethermal and AquauralFLT] 1 (PDF) - סקירה מעמיקה של יישומים ומחקרי מקרה.
  • (FLT:0ScienceDirect: Gethermal Heat משאבות ב RASFLT) 1:1 - ניתוח ביצועים אנרגיה מצופים עמיתים.
  • משרד האנרגיה ג'רמי טכנולוגיות (FLT:0) U.S Department of Energy Gethermal Technologies OfficeIRFLT) 1:1 – מימון הזדמנויות ומשאבים טכניים.
  • (FLT:0) משאבים טבעיים בקנדה: Gethermal for AgriculturaleursFLT:1 - שיטות הטובות ביותר עבור החלפת חום ועיצוב מערכת.