Перспективы и проблемы геотермальной энергетики. Геотермальная энергетикаГеотермальная энергетика - это... Что такое Геотермальная энергетика?Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы. В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла. Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении. Геотермальная энергетика подразделяется на два направления: петротермальная энергетика и гидротермальная энергетика. Ниже описана гидротермальная энергетика.[1]РесурсыПерспективными источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. РоссияНа 2006 г. в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкесия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). Достоинства и недостаткиГлавным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для всех этих целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции. Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Например, по имеющимся данным[источник не указан 489 дней], в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м2 с температурой воды 70—90 °С. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, также в Казахстане. Главная из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается в необходимости возобновляемого цикла поступления (закачки) воды (обычно отработанной) в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения. Геотермальная электроэнергетика в миреПотенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных возобновимых источниках энергии. Однако направление получило развитие в силу высокой энергетической плотности в отдельных заселённых географических районах, в которых отсутствуют или относительно дороги горючие полезные ископаемые, а также благодаря правительственным программам. Установленная мощность геотермальных электростанций в мире на начало 1990-х составляла около 5 тысяч МВт, на начало 2000-х — около 6 тысяч МВт. В конце 2008 года суммарная мощность геотермальных электростанций во всём мире выросла до 10,5 тысяч МВт[2]. СШАКрупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, которые в 2005 году произвели около 16 млрд кВт·ч возобновляемой электроэнергии. В 2009 году суммарные мощности 77 геотермальных электростанций в США составляли 3086 МВт[5]. До 2013 года планируется строительство более 4400 МВт. Наиболее мощная и известная группа геотермальных электростанций находится на границе округов Сонома и Лейк в 116 км к северу от Сан-Франциско. Она носит название «Гейзерс»(«Geysers») и состоит из 22 геотермальных электростанций с общей установленной мощностью 1517 МВт[6]. «На «Гейзерс» сейчас приходится одна четвертая часть всей произведенной в Калифорнии альтернативной [не-гидро] энергии»[7]. К другим основным промышленным зонам относятся: северная часть Солёного моря в центральной Калифорнии (570 МВт установленной мощности)и геотермальные электростанции в Неваде, чья установленная мощность достигает 235 МВт. Важно отметить тот факт, что американские компании являются мировыми лидерами в этом секторе, несмотря на то, что геотермальная энергетика начала активно развиваться в стране сравнительно недавно. По данным Министерства Торговли, геотермальная энергия является одним из немногих возобновляемых источников энергии, чей экспорт из США больше, чем импорт. Кроме того, экспортируются также и технологии. 60%[8] компаний-членов Геотермал Энерджи Ассошиэйшн (Geothermal Energy Association) в настоящее время стремятся делать бизнес не только на территории США, но и за ее пределами (в Турции, Кении, Никарагуа, Новой Зеландии, Индонезии, Японии и пр.) Геотермальная электроэнергетика, как один из альтернативных источников энергии в стране, имеет особую правительственную поддержку. ФилиппиныНа 2003 год 1930 МВт электрической мощности установлено на Филиппинских островах, в Филиппинах парогидротермы обеспечивают производство около 27% всей электроэнергии в стране. МексикаСтрана на 2003 год находилась на третьем месте по выработке геотермальной энергии в мире, с установленной мощностью электростанций в 953 МВт. На важнейшей геотермальной зоне Серро Прието расположились станции общей мощностью в 750 МВт. ИталияВ Италии на 2003 год действовали энергоустановки общей мощностью в 790 МВт. ИсландияВ Исландии действуют пять теплофикационных геотермальных электростанций общей электрической мощностью 570 МВт (2008), которые производят 25 % всей электроэнергии в стране. Одна из таких станций снабжает столицу Рейкьявик. Станция использует подземную воду, а излишки воды сливают в гигантский бассейн. КенияВ Кении на 2005 год действовали три геотермальные электростанции общей электрической мощностью в 160 МВт., существуют планы по росту мощностей до 576 МВт. РоссияВпервые в мире неводяные пары как тепловой носитель применены на Паратунской ГеоТЭС в 1967 году.[9] По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения Российской Академии наук, геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт.[10] Российский потенциал реализован только в размере не многим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки (2009):
В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт. В Краснодарском крае эксплуатируется 12 геотермальных месторождений.[11] Классификация геотермальных вод[12]По температуре
По минерализации (сухой остаток)
По общей жесткости
По кислотности, рН
По газовому составу
По газонасыщенности
Петротермальная энергетикаДанный тип энергетики связан с глубинными температурами Земли, которые с определённого уровня начинают подниматься. Средняя скорость её повышения с глубиной – около 2,5°С на каждые 100 м. На глубине 5 км температура составляет примерно 125°С, а на 10 км – 250°С. Добыча тепла производится посредством бурения двух скважин, в одну из которых закачивается вода, которая, нагреваясь, попадает в смежную скважину и выходит в виде пара. Проблема данной энергетики на сегодня - её рентабельность.[1] См. такжеПримечания
Литература
Ссылкиdic.academic.ru Геотермальная энергия Земли и перспективы ее использования
Именно такие причины поставили развитие ВИЭ в число приоритетных задач в области энергетики во многих странах. Ряд государств реализуют ее через принятие соответствующей законодательной и нормативной базы, где устанавливается правовая, экономическая и организационная основа использования возобновляемых источников энергии. В России, несмотря на то, что она является ведущей мировой державой по запасам ископаемых энергетических ресурсов, в последнее время тоже произошло принципиальное изменение отношения к вопросам использования ВИЭ. Толчком к этому послужил рост стоимости органического топлива, которое вдобавок еще и дорого обходится в транспортировке в отдаленные районы страны, и, как следствие этого, – рост цен на тепло- и электроэнергию. В вопросах совершенствования и развития систем теплоснабжения на первое место вышли аспекты по расширению использования местных нетрадиционных источников энергии, в том числе и геотермальной энергетики.
Идеальных источников энергии человечество пока еще не выявило, поэтому, как и любые другие, геотермальная энергетика имеет ряд своих плюсов и минусов. Наиболее явное ее преимущество в фактической неисчерпаемости и стабильности действия. Можно предположить, что влияние человека может снизить температуру верхних слоев планеты, но представить подобную интенсивную деятельность на практике совершенно невозможно. В отличие от солнечной или ветряной энергии, которые создают перебои в выработке во время безветренной или пасмурной погоды, тепло Земли можно использовать постоянно. Но недостатки в данной области тоже имеются. Получение больших объемов геотермальной энергии доступно далеко не всем странам мира. Эту возможность имеют только те, которые располагаются в вулканических районах планеты. Помимо этого есть определенные риски для окружающей среды, связанные с выбросами отработанной воды. Подземные воды представляют опасность для здоровья человека в связи с возможным содержанием в них токсичных соединений.
Область применения и процент эффективности использования геотермальных вод зависят от многих факторов, таких как энергетический потенциал, общий дебит, запас скважин, химический состав, минерализация, наличие потребителей и т.д. Наиболее распространенными и эффективными сферами применения геотермальной энергии являются отопление, горячее и техническое водоснабжение объектов в различных отраслях деятельности: электроэнергетике, промышленности, сельском хозяйстве. А оптимальный энергетический эффект может быть достигнут за счет создания определенных систем отопления и повышения перепада температур.  Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия Сегодня человечество использует более 4% потенциала геотермальных источников для получения электроэнергии, и только мене 1% приходится на получение тепла. Коэффициент мощности современных ГеоЭС составляет около 90%, что в разы превышает показатель технологий, использующих другие возобновляемые источники энергии, такие как солнце, ветер или приливы. Гео- электростанции работают почти в 30 странах мира, а их суммарная мощность — более 10 тысяч МВт. Лидерами в этой сфере являются США, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия, Исландия. Что касается Исландии, то статус развитой страны с высокими показателями жизни она получила именно по причине перевода своей экономики на геотермальный ресурс. Более 90% теплоснабжения здесь основано на геотермальном тепле. Показательным в развитии области является созданный исландцами проект системы геотермального теплообеспечения Рейкьявика, который покрывает 99% потребностей города в тепле. Большой популярностью в последнее время пользуются геотермальные системы теплоснабжения, в основе которых лежит работа тепловых насосов. Почти 58% общих мощностей геотермальных тепловых установок составляют теплонасосные агрегаты. Данная технология успешно развивается в Германии, США и Канаде.  Верхне-Мутновская ГеоЭС Наряду с большим потенциалом органических видов топлива, Россия располагает и немалыми геотермальными ресурсами. Свое развитие геотермальная энергетика здесь начинает с середины 60-х годов. В это время в СССР была образована Северокавказская разведочная экспедиция для бурения и реконструкции нефтегазовых скважин на термальные воды. А первая ГеоТЭС на нашей территории построена в 1967 году на Камчатке. Ее первоначальная мощность — 5 мВт, а после — возросла до 11 мВт. В 1983 году эксперты составили атлас термальных вод СССР. Плодотворным в становлении отрасли стал период с 1970 по 1990 гг. — добыча данного ресурса за это время в стране увеличилась в 9 раз. Новым толчком в развитии геотермальной энергетики на Камчатке в 90-е годы стало появление фирм, которые совместно с промышленными организациями разработали прогрессивные схемы, технологии и виды оборудования в сфере преобразования геотермальной энергии в электрическую. Итогом этой деятельности стало введение в работу Верхне-Мутновской ГеоЭС. Сегодня в России разведано более 70 термальных месторождении, а количество пробуренных скважин превышает 4000. Самыми перспективными в развитии отрасли являются части Курильского, Западно-Сибирского и Северо-Кавказского регионов. Ресурсы, которые обнаружены на Камчатке, дают возможность обеспечить ее население теплом и электричеством на 100 последующих лет. Здесь наряду с Мутоновским месторождением большими запасами располагают Кошелевское, Большое Банное и Киреунское. Весь объем тепла камчатских геотермальных вод составляет 5000МВт.  Менделеевская ГеоЭС, Кунашир, Курилы (Фото sdelano-u-nas.livejournal.com) Количество ресурса тепла земли Курильских островов тоже немалое. На острове Итуруп сосредоточено столько двухфазного геотермального теплоносителя, мощности которого могут удовлетворить энергопотребности региона на ближайшие несколько сотен лет. Город Южно-Курильск на острове Кунашир уже частично обеспечивает население тепло- и электроэнергией с помощью геотермального тепла. Остров Парамушир менее изучен в этой области, но определено, что он располагает немалыми запасами геотермальной воды температурой от 70 до 95 градусов. Здесь уже идет постройка ГеоТС. Самое большое распространение в нашей стране имеют геотермальные месторождения, температура воды которых от 100 до 200 градусов. Тут наиболее целесообразным становится использование низкокипящих рабочих тел в паротурбинном цикле. Двухконтурные ГеоТЭС у нас работают во многих регионах, но наиболее подходящие условия для их реализации на Северном Кавказе. Тут длительному и детальному изучению подверглись месторождения с температурой от 70 до 180 градусов с глубиной от 300 до 5000 метров. В данных регионах за счет геотермальной воды работает большой процент теплоснабжения и систем горячего водоснабжения. На территории Дагестана добыча геотермальной воды превысила 6 млн.м. Районами, располагающими определенными геотермальными запасами, которые пригодны в широкомасштабном применении в отраслях промышленности и сельского хозяйства являются Приморье, Прибайкалье и Западная Сибирь. Наряду с существующими источниками энергии геотермальная энергетика в России на сегодняшний день проигрывает по многим параметрам. Но ситуация в нашей стране складывается таким образом, что развитие данной отрасли является наиболее целесообразным и экономически выгодным в вышеуказанных регионах, где этот источник способен радикально решить проблему энергоснабжения в условиях использования дорогих привозных видов топлива. Еще по этой темеМетки: Верхне-Мутновская ГеоЭС, возобновляемые источники энергии, геотермальная ступень, геотермальная энергетика, геотермальные месторождения, ГеоЭС, Исландия, Камчатка, коррозийные свойства, Кунашир, Курильские острова, Парамушир, паротурбинный цикл, Рейкьявик, термальная вода Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями: novostienergetiki.ru ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | sibac.infoСкотарев Иван Николаевич студент 2 курса, кафедра физики СтГАУ, г. Ставрополь E-mail: Хащенко Андрей Александрович научный руководитель, кан. физ.-мат. наук, доцент СтГАУ, г. Ставрополь
Сейчас человечество не сильно задумывается, что оно оставит будущим поколениям. Люди бездумно выкачивают и выкапывают полезные ископаемые. С каждым годом растёт население планеты, а следовательно увеличивается и потребность в ещё в большем количестве энергоносителей таких как газ, нефть и уголь. Продолжаться это долго не может. Поэтому сейчас помимо развития атомной промышленности становится актуальным использование альтернативных источников энергии. Одним из перспективных направлений в этой области является геотермальная энергетика. Большая часть поверхности нашей планеты обладает значительными запасами геотермальной энергии вследствие значительной геологической деятельности: активной вулканической деятельности в начальные периоды развития нашей планеты а также и по сей день, радиоактивного распада, тектонических сдвигов и наличия участков магмы в земной коре. В некоторых местах нашей планеты скапливается особенно много геотермальной энергии. Это, например, различные долины гейзеров, вулканы, подземные скопления магмы, которые в свою очередь нагревают верхние породы. Говоря простым языком геотермальная энергия — это энергия внутренних областей Земли. Например извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромной температуре внутри планеты. Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра до поверхности Земли (рисунок 1).
Рисунок 1. Температура в различных слоях земли
Геотермальная энергия всегда привлекала людей возможностями своего полезного применения. Ведь человек в процессе своего развития придумывал множество полезных технологий и во всём искал выгоду и прибыль. Так и произошло с углём, нефтью, газом, торфом и т. д. Например, в некоторых географических районах использование геотермальных источников может существенно увеличить выработку энергии, так как геотермальные электростанции (ГеоТЭС) являются одним из наиболее дешевых альтернативных источников энергии, потому что в верхнем трехкилометровом слое Земли содержится свыше 1020 Дж теплоты, пригодной для выработки электроэнергии [5]. Сама природа дает человеку в руки уникальный источник энергетики, необходимо только его использовать. Всего сейчас насчитывается 5 типов источников геотермальной энергии: 1. Месторождения геотермального сухого пара. 2. Источники влажного пара. (смеси горячей воды и пара). 3. Месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или пар и воду). 4. Сухие горячие скальные породы, разогретые магмой. 5. Магма (расплавленные горные породы нагретые до 1300 °С). Магма передает свое тепло горным породам, причем с ростом глубины их температура повышается. По имеющимся данным, температура горных пород повышается в среднем на 1 °С на каждые 33 м глубины (геотермическая ступень). В мире имеется большое разнообразие температурных условий геотермальных источников энергии, которые будут определять технические средства для ее использования [5]. Геотермальная энергия может быть использована двумя основными способами - для выработки электроэнергии и для обогрева различных объектов. Геотермальное тепло можно преобразовывать в электричество, если температура теплоносителя достигает более 150 °С. Как раз использование внутренних областей Земли для отопления является наиболее выгодным и эффективным а так же очень доступным. Прямое геотермальное тепло в зависимости от температуры может использоваться для отопления зданий, теплиц, бассейнов, сушки сельскохозяйственных и рыбопродуктов, выпаривания растворов, выращивания рыбы, грибов и т. д. [1]. Все существующие на сегодняшний день геотермальные установки делятся на три типа: 1. станции, основой для работы которых являются месторождения сухого пара — это прямая схема. Электростанции на сухом пару появились раньше всех. Для того чтобы получить требующуюся энергию пар пропускается через турбину или генератор (рисунок 2).
Рисунок 2. Геотермальная электростанция прямой схемы
2. станции с сепаратором, использующие месторождения горячей воды под давлением. Иногда для этого используется насос, который обеспечивает нужный объём поступающего энергоносителя — непрямая схема. Это наиболее распространенный тип геотермальных станций в мире. Здесь воды закачиваются под высоким давлением в генераторные установки. Происходит накачивание гидротермального раствора в испаритель для снижения давления, в результате идёт испарение части раствора. Далее образовывается пар, который и заставляет работать турбину. Оставшаяся жидкость также может приносить пользу. Обычно её пропускают ещё через один испаритель и получить дополнительную мощность (рисунок 3).
Рисунок 3. Геотермальная электростанция непрямой схемы
Они характеризуются отсутствием взаимодействия генератора или турбины с паром или водой. Принцип их действия основан на разумном применении подземной воды умеренной температуры. Обычно температура должна быть ниже двухсот градусов. Сам бинарный цикл заключается в использовании двух типов вод — горячей и умеренной. Оба потока пропускаются через теплообменник. Более горячая жидкость выпаривает более холодную, и образуемые вследствие этого процесса пары приводят в действие турбины [2], [3], [6].
Рисунок 4. Схема геотермальной электростанци с бинарным циклом
Что касается нашей страны геотермальная энергия занимает первое место по потенциальным возможностям ее использования из-за уникального ландшафта и природных условий. Найденные запасы геотермальных вод с температурой от 40 до 200 °С и глубиной залегания до 3500 м на её территории могут обеспечить получение примерно 14 млн. м3 горячей воды в сутки. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечено-Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, Казахстане, на Камчатке и в ряде других районов России. Например, в Дагестане уже длительное время термальные воды используются для теплоснабжения. Первая геотермальная электростанция была построена в 1966 году на Паужетском месторождении на полуострове Камчатка с целью электроснабжения окрестных поселков и рыбоперерабатывающих предприятий, что способствовало местному развитию. Местная геотермальная система может обеспечить энергией электростанции мощностью до 250—350 МВт. Но данный потенциал используется только на четверть [4]. Территория Курильских островов обладает уникальными и одновременно сложным ландшафтом. Электроснабжение находящихся там городов обходится большими сложностями: необходимость доставки на острова средств существования морским или воздушным путём, что достаточно затратно и занимает много времени. Геотермальные ресурсы островов на данный момент позволяют получать 230 МВт электроэнергии, что может обеспечить все потребности региона в энергетике, тепле, горячем водоснабжении. На острове Итуруп найдены ресурсы двухфазного геотермального теплоносителя, мощности которого достаточно для удовлетворения энергопотребностей всего острова. На южном острове Кунашире действует ГеоЭс 2,6 МВт, которая используются для получения электроэнергии и теплоснабжения г. Южно-Курильска. Планируются строительство еще нескольких ГеоЭс суммарной мощностью 12—17 МВт [4]. Наиболее перспективными регионами для применения геотермальных источников в России являются юг России и Дальний Восток. Огромный потенциал геотермальной энергетики имеют Кавказ, Ставрополье, Краснодарский край. Использование геотермальных вод в Центральной части России требует больших затрат из-за глубокого залегания термальных вод. В Калининградской области в планах осуществление опытного проекта геотермального тепло- и электроснабжения города Светлый на базе бинарной ГеоЭс мощностью 4 МВт. Геотермальная энергетика России ориентирована как на строительство крупных объектов, так и на использование геотермальной энергии для отдельных домов, школ, больниц, частных магазинов и других объектов с использованием геотермальных циркуляционных систем. В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт.
В 1999 г. была пущена в эксплуатацию Верхне-Мутновская ГеоЭС (рисунок 5).
Рисунок 5. Верхне-Мутновская ГеоЭС
Она обладает мощностью 12 МВт (3х4 МВт) и является опытно-промышленной очередью Мутновской ГеоЭС проектной мощностью 200 МВт, создаваемой для электроснабжения промышленного района Петропавловск-Камчатска. Но несмотря на большие плюсы в этом направлении присутствует и недостатки: 1. Главный из них заключается в необходимости закачки отработанной воды обратно в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что делает невозможным сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. 2. Иногда действующая геотермальная электростанция может приостановиться в результате естественных изменений в земной коре. 3. Найти подходящее место для строительства геотермальной электростанции и получить разрешение местных властей и согласие жителей на ее возведение может быть проблематичным. 4. Строительство ГеоЭС может отрицательно повлиять на землю стабильности в окружающем регионе. Большинство этих недостатков незначительны и в полнее решаемы [1]. Сегодня в мире люди не задумываются об последствиях своих решений. Ведь что они будут делать если закончатся нефть, газ и угол? Люди ведь привыкли жить в комфорте. Топить дома дровами они долго не смогут, потому что большому населению потребуется огромнейшее количество древесины, что само собой приведёт масштабной вырубке лесов и оставит мир без кислорода. Поэтому для того чтобы этого не произошло необходимо использовать доступные нам ресурсы экономно, но с максимальной эффективностью. Как раз одним из способов решения этой проблемы является развитие геотермальной энергетики. Конечно она имеет свои плюсы и минусы, но её развитие очень облегчит дальнейшее существование человечества и сыграет большую роль в дальнейшем его развитии. Сейчас это направление не сильно популярно, потому что в мире господствует нефтяная и газовая промышленность и крупные компании не спешат вкладывать средства в развитие столь необходимой отрасли промышленности. Поэтому для дальнейшего прогрессирования геотермальной энергетики необходимы инвестиции и поддержка государства, без которой осуществить что либо в масштаб всей страны просто невозможно. Введение геотермальной энергетики в энергобаланс страны позволит: 1. повысить энергетическую безопасность, с другой — снизить вредное воздействие на экологическую обстановку по сравнению с традиционными источниками. 2. развить экономику, потому что высвободившиеся денежные средства можно будет вкладывать в другие отрасли промышленности, социальное развитие государства и т. д. В последнее десятилетие использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии переживает в мире настоящий бум. Масштаб применения этих источников возрос в несколько раз. Она способна радикально и на наиболее экономической основе решить проблему энергоснабжения указанных районов, которые пользуются дорогим привозным топливом и находятся на грани энергетического кризиса, улучшить социальное положение населения этих районов и т. д. Как раз это мы и наблюдаем в странах Западной Европы (Германия, Франция, Великобритания), Северной Европы (Норвегия, Швеция, Финляндия, Исландия, Дания). Это объясняется тем что они обладают высоким экономическим развитием и очень сильно зависят от ископаемых ресурсов и поэтому главы этих государств вместе с бизнесом стараются минимизировать эту зависимость. В частности, странам Северной Европы развитию геотермальной энергетики благоприятствует наличие большого количества гейзеров и вулканов. Ведь не зря Исландию называют страной вулканов и гейзеров. Сейчас человечество начинает понимать всю важность это отрасли и старается по мере возможностей её развивать. Применение большого ряда самых разнообразных технологий даёт возможность снизить потребление энергии на 40—60 % и одновременно обеспечить реальное экономическое развитие. А оставшиеся потребности в электроэнергии и тепле можно закрыть за счёт более эффективного её производства, за счёт восстановления, за счёт объединения выработки тепловой и электрической энергий, а так же за счёт использования возобновляемых ресурсов, что даёт возможность отказаться от некоторых видов электростанций и снижает эмиссию углекислого газа на примерно на 80 %.
Список литературы: 1.Баева А.Г., Москвичёва В.Н. Геотермальная энергия: проблемы, ресурсы, использование: изд. М.: СО АН СССР, Институт теплофизики, 1979. — 350 с. 2.Берман Э., Маврицкий Б.Ф. Геотермальная энергия: изд. М.: Мир, 1978 — 416 стр. 3.Геотермальная энергия. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://ustoj.com/Energy_5.htm (дата обращения 29.08.2013). 4.Геотермальная энергетика России. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://www.gisee.ru/articles/geothermic-energy/24511/ (дата обращения 07.09.2013). 5.Дворов И.М. Глубинное тепло Земли: изд. М.: Наука, 1972. — 208 с. 6.Энергетика. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Геотермальная_энергетика (дата обращения 07.09.2013). sibac.info Геотермальная энергетика — WiKiГеотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве тепловой и электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы. В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее +100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла. Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении. Геотермальная энергетика подразделяется на два направления: петротермальная энергетика и гидротермальная энергетика. Ниже описана гидротермальная энергетика[1]. РесурсыДостоинства и недостаткиГлавным достоинством геотермальной энергии является её практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для всех этих целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции. Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, также в Казахстане. Главная из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается в необходимости возобновляемого цикла поступления (закачки) воды (обычно отработанной) в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, свинца, цинка, кадмия), неметаллов (например, бора, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения. Геотермальная электроэнергетика в миреПотенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных возобновляемых источниках энергии. Однако направление получило развитие в силу высокой энергетической плотности в отдельных заселённых географических районах, где отсутствуют или относительно дороги горючие полезные ископаемые, а также благодаря правительственным программам. Установленная мощность геотермальных электростанций в мире на начало 1990-х годов составляла около 5 ГВт, на начало 2000-х годов — около 6 ГВт. В конце 2008 года суммарная мощность геотермальных электростанций планеты выросла до 10,5 ГВт[2].
СШАКрупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, которые в 2005 году произвели около 16 млрд кВт·ч возобновляемой электроэнергии. В 2009 году суммарные мощности 77 геотермальных электростанций в США составляли 3086 МВт[5]. До 2013 года планируется строительство более 4400 МВт. Наиболее мощная и известная группа геотермальных электростанций находится на границе округов Сонома и Лейк в 116 км к северу от Сан-Франциско. Она носит название «Гейзерс»(«Geysers») и состоит из 22 геотермальных электростанций с общей установленной мощностью 1517 МВт[6]. «На „Гейзерс“ сейчас приходится одна четвёртая часть всей произведенной в Калифорнии альтернативной [не-гидро] энергии»[7]. К другим основным промышленным зонам относятся: северная часть Солёного моря в центральной Калифорнии (570 МВт установленной мощности) и геотермальные электростанции в Неваде, чья установленная мощность достигает 235 МВт. Американские компании являются мировыми лидерами в этом секторе, несмотря на то, что геотермальная энергетика начала активно развиваться в стране сравнительно недавно. По данным Министерства Торговли, геотермальная энергия является одним из немногих возобновляемых источников энергии, чей экспорт из США больше, чем импорт. Кроме того, экспортируются также и технологии. 60 %[8] компаний-членов Геотермал Энерджи Ассошиэйшн (Geothermal Energy Association) в настоящее время стремятся делать бизнес не только на территории США, но и за её пределами (в Турции, Кении, Никарагуа, Новой Зеландии, Индонезии, Японии и прочее). Геотермальная электроэнергетика, как один из альтернативных источников энергии в стране, имеет особую правительственную поддержку. ФилиппиныНа 2003 год 1930 МВт электрической мощности установлено на Филиппинских островах, в Филиппинах парогидротермы обеспечивают производство около 27 % всей электроэнергии в стране. МексикаСтрана на 2003 год находилась на третьем месте по выработке геотермальной энергии в мире, с установленной мощностью электростанций в 953 МВт. На важнейшей геотермальной зоне Серро Прието расположились станции общей мощностью в 750 МВт. ИталияВ Италии на 2003 год действовали энергоустановки общей мощностью в 790 МВт. ИсландияВ Исландии действуют пять теплофикационных геотермальных электростанций общей электрической мощностью 570 МВт (2008), которые производят 25 % всей электроэнергии в стране. Одна из таких станций снабжает столицу Рейкьявик. Станция использует подземную воду, а излишки воды сливают в гигантский бассейн. КенияВ Кении на 2005 год действовали три геотермальные электростанции общей электрической мощностью в 160 МВт, существуют планы по росту мощностей до 576 МВт. РоссияВпервые в мире неводяные пары как тепловой носитель применены на Паратунской ГеоТЭС в 1967 году.[9] Сегодня на Камчатке 40 % потребляемой энергии вырабатывается на геотермальных источниках[10].По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения РАН, геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт.[11] Российский потенциал реализован только в размере немногим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки (2009):
В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт. В Краснодарском крае эксплуатируется 12 геотермальных месторождений.[12] Классификация геотермальных вод[13]По температуре
По минерализации (сухой остаток)
По общей жёсткости
По кислотности, рН
По газовому составу
По газонасыщенности
Петротермальная энергетикаДанный тип энергетики связан с глубинными температурами Земли, которые с определённого уровня начинают подниматься. Средняя скорость её повышения с глубиной — около 2,5 °С на каждые 100 м. На глубине 5 км температура составляет примерно 125 °С, а на 10 км около 250 °С. Добыча тепла производится посредством бурения двух скважин, в одну из которых закачивается вода, которая, нагреваясь, попадает в смежную скважину и выходит в виде пара. Проблема данной энергетики на сегодня — её рентабельность.[1] См. такжеПримечания
Литература
Ссылкиru-wiki.org 2.8. Геотермальная энергетика - Энергетика: история, настоящее и будущее2.8. Геотермальная энергетикаВыражение «геотермальная энергия» буквально означает, что это энергия тепла Земли («гео» – земля, «термальная» – тепловая). Основным источником этой энергии служит постоянный поток теплоты из раскаленных недр, направленный к поверхности Земли. Земная кора получает теплоту в результате трения ядра, радиоактивного распада элементов (подобно торию и урану), химических реакций. Постоянные времени этих процессов настолько велики относительно времени существования Земли, что невозможно оценить, увеличивается или уменьшается ее температура. Запасы геотермальной энергии огромны. Геотермальная энергия в ряде стран (Венгрии, Исландии, Италии, Мексики, Новой Зеландии, России, США, Японии) широко используется для теплоснабжения, выработки электроэнергии. Так, в Исландии за счет геотермальной энергии обеспечивается 26,5% выработки электроэнергии. В 2004 г. в мире суммарная мощность геотермальных электростанций составила около 9 млн. кВт, а геотермальных систем теплоснабжения – около 20 млн.кВт (тепловых). По прогнозам мощность геоТЭС может составить около 20 млн.кВт, а выработка электроэнергии – 120 млрд. кВт·ч. Различают пять основных типов геотермальной энергии:
Геотермальная энергия обеспечивает теплом столицу Исландии Рейкьявик. Уже в 1943 г. там были пробурены 32 скважины на глубину от 440 до 2400 м, по которым к поверхности поднимается вода с температурой от 60 до 130°С. Девять из этих буровых скважин действуют и по сей день.
Таблица 2.5 Сфера использования термальных вод
Среди месторождений глубинной теплоты Земли существуют термоаномальные зоны месторождений теплоты, которые имеют повышенный геотермальный градиент в водонасыщенных проникающих горных породах. Таким образом, проявлением геотермальной теплоты, имеющей практическое значение, являются запасы горячей воды и пара в подземных резервуарах на относительно небольших глубинах и гейзеры, которые выходят на поверхность. Геотермальные воды классифицируют по температуре, кислотности, уровню минерализации, жесткости. Основным показателем пригодности геотермальных источников для использования является их природная температура, согласно которой они подразделяются на низкотермальные воды с температурой 40–70°С; среднетермальные воды с температурой 70–100°С; высокотермальные воды и пар с температурой 100–150°С; парогидротермы и флюиды с температурой выше 150°С.
В США в Долине гейзеров расположено 19 геоТЭС общей мощностью 1300 МВт. Мощнейшая в мире геоТЭС (50 МВт) построена тоже в США – геоТЭС Хебер.
Пригодность термальных вод для той или иной сферы использования иллюстрируется табл. 2.5. В качестве примера на рис. 2.29 приведена одна из схем использования геотермальных вод для отопления и горячего водоснабжения, при этом рассматриваются воды особой агрессивности, которые непосредственно использовать невозможно.
Геотермальные электростанции (геоТЭС) имеют ряд особенностей:
ГеоТЭС можно разделить на три основных типа:
На рис. 2.30 приведена принципиальная схема станции третьего типа – с бинарным циклом работы. Наибольший эффект имеет место при комбинированных схемах использования геотермальных источников как теплоносителя для подогрева воды и выработки электроэнергии на тепловых электростанциях, что обеспечивает значительную экономию органического топлива и увеличивает к.п.д. преобразования низкопотенциальной энергии. Такие комбинированные схемы позволяют использовать для выработки электроэнергии теплоносители с начальными температурами свыше 70–80°С. Сегодня 58 стран используют тепло своих геотермальных ресурсов не только на производство электроэнергии, а непосредственно в виде тепла: для обогрева ванн и бассейнов – 42%; для отопления – 23%; для тепловых насосов – 12%; для обогрева теплиц – 9%; для подогрева воды в рыбных хозяйствах – 6%; в промышленности – 5%; для других целей – 2%; для сушения сельхозпродуктов, таяния снега и кондиционирования – 1%. ГеоТЭС, построенные в США, Италии, России и других странах, по удельным капвложениям и стоимости электроэнергии могут конкурировать с современными ТЭС и АЭС. В 2008 г. в мире установленная мощность электрогенерирующих геотермальных установок составила около 11 млн. кВт с выработкой около 55 млрд. кВт·ч.
По разным прогнозам мощность геотермальных станций к 2030 г. возрастет до 40–70 млн. кВт. В Украине имеются значительные ресурсы геотермальной энергии. Месторождения геотермальных вод, пригодных к промышленному освоению в Украине, расположены в Закарпатской, Николаевской, Одесской, Херсонской областях и в АР Крым. Самыми перспективными для использования геотермальных ресурсов являются Карпатский регион и Крым. Менее значительный потенциал геотермальных вод имеется в Полтавской, Харьковской, Сумской и Черниговской областях. Годовой технический потенциал геотермальной энергии оценивается как эквивалентный 12 млн. т у.т., что обеспечивает перспективность развития геотермальной энергетики в стране. energetika.in.ua Перспективы и проблемы геотермальной энергетики —Дата публикации: 6 января 2016 Источник: http://pronedra.ru/alternative/2015/12/29/perspektivy-geotermalnoy-energetiki/ Своим возникновением отрасль геотермальной энергетики обязана такому природному явлению, как повышение температуры подземной породы пропорционально глубине. На каждые 36 метров вглубь температура увеличивается в среднем на 1 °C. Доступ к нагретым подземным водам можно получить не только при помощи скважин — часть горячих источников представляют собой естественные гейзеры. Теплоноситель используется не только для отопительных нужд, но и для производства электроэнергии с помощью геотермальных станций, превращающих пар в электричество. Кроме того, практикуется использование и горячих пород, в которых отсутствуют подземные воды. В данном случае энергетики закачивают воду в подземные горизонты с её дальнейшим отбором уже в нагретом состоянии. Высокие «сухие» горизонты, температура которых, впрочем, не достигает градуса кипения воды, есть и на большом количестве территорий, где вулканическая активность вообще отсутствует, что придаёт геотермам статус перспективных источников энергии, вне зависимости от места их географического расположения. Энергия горячих источников: факторы распространенияНаиболее широкое распространение геотермальная энергетика получила в двух типах регионов. В первую очередь она развивается там, где в силу природных условий существует большое количество доступных горячих источников. Кроме того, геотермы используются там, где наблюдается дефицит горючих полезных ископаемых или же доставка энергоресурсов осложняется труднодоступностью района. В ряде стран тепло или электроэнергия, добытые с помощью геотермальных станций, покрывают существенную долю энергетических затрат. По такой технологии получают порядка трети электроэнергии потребители американского Сан-Франциско. В Польше насчитывается уже четыре геотермальные станции, одна из которых обеспечивает потребности курортного города Закопане. Горячее водоснабжение в литовской Клайпеде осуществляется полностью за счёт работы геотермальной станции. В девяностых годах суммарная мощность геотермальных станций мира оценивалась в 5 ГВт, к двухтысячным она перевалила за 6 ГВт. Ряд оценок позволяет сделать вывод о том, что сейчас выработка геотермальной энергии превышает 10 ГВт. Ситуация на родине геотермальной энергетикиСама природа распорядилась так, что передовой страной в сфере использования геотермальных источников стала Исландия. В этой стране на относительно небольшой глубине температуры воды достаточно для производства энергии, что стало возможным благодаря высокой вулканической активности. В регионе насчитывается около сотни вулканов, а сам остров находится на стыке литосферных плит. Каждые девять из десяти домов в стране отапливаются горячей водой из-под земли. Столица Исландии — Рейкьявик — с 1943 года полностью перешла на геотермальное отопление, при этом осуществляется теплоснабжение не только жилого сектора, но и промышленных предприятий. Государство практически полностью отказалось от традиционных энергоресурсов, 25% потребностей удовлетворяется при помощи геотермальных источников, 70% обеспечивают гидроэлектростанции. Лидирующие позиции в отрасли дают Исландии возможность не только быть энергетически самодостаточной страной, но и даже экспортировать энергию, выработанную геотермальными станциями. В последние годы обсуждается проект организации поставок электроэнергии, выработанной на исландских ГеоТЭС, в Великобританию. Британцы, в свою очередь, готовы проложить морской кабель протяжённостью 750 миль. Бюджет проекта оценивается в миллиарды фунтов стерлингов. По расчётам Лондона, реализация проекта даст возможность обеспечить пятую часть потребностей страны в электроэнергии. Популярность в АзииВ настоящее время геотермальная энергетика в буквальном смысле проходит стадию второго рождения в Китае. В этой стране отрасль была заброшена в течение сорока лет. Интерес к ней возобновился с приходом к власти лидера страны Си Цзиньпина. Усилиями генсека город Сяньянь уже по праву может считаться мировой столицей экологичной энергетики. В целом по стране за три года правления Цзиньпина объём выработки геотермальной энергии вырос с 28 до 100 МВт. План развития отрасли внесён в программу 13-й пятилетки. В немалой степени динамичному развитию данной сферы способствуют инженеры из Исландии, приглашённые на работу в КНР. По предварительным расчётам, геотермальный потенциал в Китае сравним с энергией, которая может быть получена в результате сжигания 853 млрд тонн угля. Именно с перерасходом последнего и связаны попытки поиска альтернативных ресурсов, поскольку 66% получаемой энергии в стране вырабатывается с помощью угля. Ожидается, что геотермальная стратегия будет реализована максимум за 10 лет. Уже сейчас на Китай приходится 15% мировой выработки энергии при помощи геотермов. В планах КНР — достижение выработки в объёме 2 ГВт. Доля геотермальной энергетики в Японии достигает 21%. Впрочем, её развитие активно тормозится экологическими общественными движениями в силу того, что использование геотермальных источников приводит к росту угроз загрязнения окружающей среды. Впрочем, на вреде геотермальной энергетики остановимся ниже. Зарубежные эксперты полагают, что большие перспективы отрасль имеет в Казахстане. В ряде регионов страны температура подземных вод достигает точки кипения, что наряду с ростом стоимости традиционной электроэнергии делает геотермы привлекательным объектом инвестиций. Посетивший республику профессор Мичиганского университета Грэм Норман считает, что потенциал Казахстана не хуже турецкого, где геотермальная энергетика развивается и за пределами районов с высокой интенсивностью горячих источников. Перспективы в РоссииАктивные термальные воды в России распространены в нескольких регионах. Речь идёт в том числе о Саяно-Байкальской горной системе в Бурятии, где количество таких источников достигает четырёх сотен, на Чукотке, в Якутии и Западной Сибири. Наибольшая концентрация горячих вод наблюдается в Курило-Камчатском вулканическом поясе. На самой Камчатке выявлено 70 групп источников, более половины из которых нагреваются до 100 °C. Для сравнения, в системах геотермального снабжения полуострова себестоимость получения тепла в десять раз ниже, чем в котельных города Петропавловска-Камчатского. Именно поэтому регион и был выбран для строительства первой станции такого рода — Паужетской. Её возвели ещё во времена СССР, в 1966 году. Возможности её расширения открывают широкие перспективы. За все время своего функционирования станция никогда не была убыточной, несмотря на то, что установлены самые низкие тарифы в регионе. На Камчатке также работает Верхне-Мутновская ГеоЭС, удовлетворяющая 25% энергетических потребностей края. Мощность геотермального месторождения в районе её постройки оценивается в 300 МВт. Напомним, строительство геотермальной станции стартовало и в Чечне. При наличии соответствующих природных условий и с учётом опыта эксплуатации уже имеющихся мощностей, перспективы развития такого вида энергетики в России более чем заманчивы. Экологические и технические проблемы отраслиРазвитие геотермальной энергетики существенно тормозится целым рядом проблем, присущих данной отрасли. В числе самых серьёзных препятствий — необходимость сложного процесса обратной закачки в водоносные горизонты отработанного теплоносителя (воды), содержащего токсичные вещества — мышьяк, кадмий, цинк, свинец, бор. Это исключает возможность сброса такой воды в поверхностные слои. Кроме того, остро стоит проблема выброса сероводорода в атмосферу. У геотермальных станций, помимо всего прочего, в отличие от ТЭС и даже ГЭС, существует строгая привязка места строительства к определённым участкам в зависимости от геологии. Зачастую (разве что, кроме Исландии), такие места находятся в труднодоступных районах, гористой местности. Не следует сбрасывать со счетов и высокую минерализацию подземных вод, что со временем приводит к закупорке скважин. Нужно принимать во внимание и главный фактор развития, свойственный любой отрасли — спрос на рынке. В OPEC подсчитали, что, несмотря на общий рост спроса на возобновляемые энергоресурсы, в том числе и геотермальные, на 7,6% в год, к 2040 году доля таких источников в производстве энергии будет составлять всего лишь 4,3%, уступая традиционным способам генерации. Сейчас доля альтернативной энергетики составляет всего 0,9% на мировом рынке. Международное признание и прогнозы на будущееВпрочем, на международном уровне геотермальная энергетика считается достаточно перспективным направлением. Нацеленность на развитие данного сегмента подтверждается решением недавно прошедшего Климатического саммита в Париже. Представители 38 стран проголосовали за наращивание выработки геотермальной энергии на 500%. Инициатива принятия такого решения принадлежит Международному агентству по возобновляемым источникам энергии (IRENA). Ожидается, что развитие отрасли даст возможность сдержать неблагоприятные изменения климата. В резолюции саммита указано, что данный вид энергии остаётся одним из самых дешёвых, однако степень развития отрасли крайне недостаточна. Потенциал для развития в этой сфере имеют около 90 государств. Члены саммита признали, что основным препятствием реализации геотермальных проектов является вовсе не экология, а необходимость значительных инвестиций в бурильные работы. В то же время, продажи электроэнергии можно осуществлять по мере разработки источников, не дожидаясь полной реализации проектов. Применение геотермальных источников может частично решить проблему голода в неблагополучных регионах. Пронедра ранее писали, что в ООН считают — внедрение геотермальной энергетики даст возможность снизить дефицит продовольствия в ряде развивающихся стран, где попросту отсутствует электроэнергия для обеспечения хранения продуктов питания, и, как результат — создать условия для накопления продовольственных резервов. Вероятно, с учётом целенаправленной международной энергетической политики в этом направлении, будут внедряться дешёвые и эффективные способы, направленные на преодоление рисков загрязнения подземных горизонтов и устранение технических проблем, неизбежно сопровождающих геотермальную энергетику. Если основные препятствия на пути развития геотермального сегмента исчезнут, отрасль однозначно начнёт переживать динамичный рост и со временем станет весомым энергетическим источником для многих стран мира. altenergiya.ru Геотермальная энергетика | Возобновляемая энергия и ресурсы
Геотермальные ресурсы, расположенные на доступной глубине в естественных резервуарах в форме пара или воды высокой температуры (чаще всего, дождевой), нагреваются от протекания через постоянно раскаленные области каменных пород. При наличии определенного ландшафта такие подземные источники горячей воды и пара могут превращаться при выходе на поверхность в гейзеры, горячие источники и лагуны. Мировой рынок геотермальной энергетикиОбъекты геотермальной энергетики уже работают, а также строятся в различных частях света, в том числе в таких странах как Россия, Исландия, Италия, США, Чили, Перу, Сальвадор, Филиппины и Индонезия. В 2016 году новые инвестиции в развитие геотермальной энергетики выросли на 17% по сравнению с предыдущим годом до 2,7 млрд долл США, по данным доклада «Глобальные тенденции инвестирования в развитие ВИЭ в 2017 году». Перспективы геотермальной энергетики в миреОбъем установленных геотермальных мощностей в мире растет примерно на 6% в год, и, по оценкам, достигнет 46 ГВт к 2035 году. История геотермальной энергетикиОдним из первопроходцев и лидеров в этом сегменте является Италия и, в частности, компания Enel Green Power. Еще в 1904 году итальянский князь Пьетро Джинори Конти проводил в Тоскане опыты по трансформации энергии пара в электроэнергию. В 1913 году в Лардерелло была открыта первая в мире геотермальная электростанция, в 2013 года она отпраздновала свое 100-летие. История геотермальной энергетики России начинается в середине 50-х годов прошлого столетия, когда впервые была организована группа ученых, изучавших геотермальный потенциал Камчатки, в результате чего была построена первая в СССР Паужетская геотермальная электростанция. Этапы разработки и принципы работы геотермального проектаРазработка геотермального энергетического проекта состоит из нескольких фаз. Сначала с помощью специальных подземных проб определяется место, где, предположительно, находится геотермальный резервуар. Следующая фаза — глубокая разведка; если геонаучные тесты подтверждают, что место выбрано правильно, бурятся скважины и на поверхности строится электростанция, либо пар по трубам перенаправляется в сторону уже существующей станции. Экономически оправдано бурение глубиной до 5 км. Фаза глубокого бурения также сопровождается исследованиями состояния окружающей среды для наилучшего позиционирования скважины и оптимизации добычи пара. Пар доставляется из скважин к электростанции при помощи изолированных паровых труб из стали. На электростанции пар попадает на турбину и вращает ее, а присоединенный к турбине электрогенератор вырабатывает электричество. После прохождения турбины пар охлаждается в конденсаторе и превращается в воду. Часть полученной таким образом воды возвращается в подземный природный резервуар при помощи специальных шахт обратного впрыскивания, другая часть выпускается в атмосферу. При невысокой температуре геотермального источника (120-170°C) часто применяется технология бинарного цикла. В таких системах геотермальная жидкость используется для выпаривания другой жидкости с меньшей, чем у воды, температурой кипения, через теплообменник, а затем сразу же отправляется в систему обратного впрыска, тем самым полностью восполняя природный резервуар.
Недавние и ближайшие мероприятия, связанные с темой геотермальной энергетики
Проекты в сфере геотермальной энергетикиrenewnews.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Последние десятилетия в истории человечества характеризуются настоящим бумом в использовании возобновляемых источников энергии. Масштабы их применения выросли в разы. Причин этому несколько. Во-первых, эпоха, в которой главенствующую роль играли дешевые традиционные энергоносители, закончилась. Единственная тенденция, развивающаяся сегодня в данной области – рост цен на все виды ископаемого топлива. Во-вторых, страны, которые являются энергетически зависимыми, всячески стараются использовать возможности альтернативных источников энергии. И, наконец, в-третьих, большая роль в этом вопросе отводится экологическим соображениям – выбросу вредных газов и парниковому эффекту.
Геотермальная энергия – это физическое тепло глубинных слоев земли, которые характеризуются гораздо большей температурой, чем температура воздуха на поверхности. Носителями подобной энергии могут быть жидкие флюиды в виде воды или пароводяной смеси, а также сухая горная порода, расположенная в соответствующих глубинах. Горячие недра Земли постоянно выпускают на поверхность тепловой поток, и под его воздействием образуется градиент температуры – геотермальная ступень. Сегодня целесообразно и экономически выгодно в получении энергии использование только тепло термальных вод и парогидротермов. При производстве электроэнергии с учетом адекватных технико-экономических затрат температура должна составлять не меньше 100 градусов по цельсию. Мест на Земле с подобными температурами относительно немного.
Сравнительно невысокий уровень эксплуатации данного вида энергии обусловлен и другими не менее значительными причинами, к которым можно отнести высокую стоимость скважин; сложные транспортабельные характеристики термальной воды; необходимая обратная закачка отработанной воды; агрессивные коррозийные свойства; одноразовость в использовании системами теплоснабжения.
Гейзеры в Исландии
ГеоТЭС Несьявеллир, Исландия
Рис. 2.29. Схема геотермального теплоснабжения с использованием агрессивных геотермальных вод: 1 – подземный коллектор; 2 – приемная скважина; 3 – газошламоотделитель; 4 – нагнетательный насос; 5 – нагнетательная скважина; 6 – теплообменник системы отопления; 7 – насос системы отопления; 8 – теплообменник системы горячего водоснабжения; 9 – отопительная система; 10 – система горячего водоснабжения; 11 – источник воды горячего водоснабжения; 12 – система утилизации газов и шламов
Мутновская геоТЭС, Россия
Гейзеры в США
Гейзеры на Камчатке, Россия
Рис. 2.30. Принципиальная схема двухконтурной геоТЭС: 1 – скважина; 2 – теплообменник; 3 – парогенератор; 4 – турбина; 5 – электрогенератор; 6 – воздухоохлаждаемый конденсатор; 7 – конденсато-питательный насос; 8 – нагнетательный насос
Геотермальная электростанция в Исландии
Также как гидравлические, ветряные или солнечные ресурсы, геотермальные источники энергии являются чистыми, безопасными и возобновляемыми. «Геотермальный» — слово греческого происхождения и состоит из корней «тепло Земли». Геотермальной, таким образом, называют энергию, которая содержится под внешней оболочкой нашей планеты в форме тепла. Пока что человечество научилось преобразовывать в электроэнергию не все тепло, а лишь то, которое сконцентрировано в особых областях, где расплавленные массы магмы находятся очень близко к поверхности.
