Геотермалните централи се одлична алтернатива на традиционалните методи за производство на енергија. Геотермална енергија и методи на нејзино производство Предности и недостатоци на геотермалната енергија

Геотермалните електрани во Русија се ветувачки обновлив извор. Русија има богати геотермални ресурси со високи и ниски температури и прави добри чекори во оваа насока. Концептот за заштита на животната средина може да помогне да се покажат придобивките од алтернативите за обновлива енергија.

Во Русија, геотермалните истражувања се извршени во 53 година научни центрии повисоко образовните институциилоциран во различни градовии во различни катедри: Академија на науките, Министерства за образование, Природни извори, гориво и енергија. Таква работа се врши во некои регионални научни центри, како што се Москва, Санкт Петербург, Архангелск, Махачкала, Геленџик, регионот Волга (Јарослав, Казан, Самара), Урал (Уфа, Екатеринбург, Перм, Оренбург), Сибир ( Новосибирск, Тјумен, Томск, Иркутск, Јакутск), Далечниот Исток (Хабаровск, Владивосток, Јужно-Сахалинск, Петропавловск-на-Камчатка).

Во овие центри се вршат теоретски, апликативни, регионални истражувања, а се креираат и специјални алатки.

Користење на геотермална енергија

Геотермалните централи во Русија главно се користат за снабдување со топлина и греење на неколку градови и населбиво Северен Кавказ и Камчатка со вкупно население од 500 илјади луѓе. Покрај тоа, во некои региони на земјата, длабоката топлина се користи за оранжерии. со вкупна површина 465 илјади m 2. Најактивните хидротермални ресурси се користат во Краснодарската територија, Дагестан и Камчатка. Приближно половина од извлечените ресурси се користат за греење на станбени и индустриски простории, една третина - за загревање оранжерии, а само околу 13% - за индустриски процеси.

Дополнително, термалните води се користат во околу 150 бањи и 40 погони за полнење минерална вода. Количината на електрична енергија развиена од геотермалните централи во Русија се зголемува во споредба со светот, но останува исклучително мала.

Учеството е само 0,01 отсто од вкупното производство на електрична енергија во земјава.

Најперспективна насока за користење на нискотемпературни геотермални ресурси е употребата на топлински пумпи. Овој метод е оптимален за многу региони на Русија - во европскиот дел на Русија и на Урал. Досега се прават првите чекори во оваа насока.

Електричната енергија се произведува во некои електрани (GeoES) само во Камчатка и Курилските Острови. Во моментов, три станици работат во Камчатка:

Pauzhetskaya GeoPP (12 MW), Verkhne-Mutnovskaya (12 MW) и Mutnovskaya GeoPP (50 MW).

Pauzhetskaya GeoPP внатре

На Кунаширските острови работат два мали ГеоПЦ - Менделеевска ГеоТП, Итуруп - „Океанскаја“ со инсталирана моќност од 7,4 MW и 2,6 MW, соодветно.

Геотермалните централи во Русија се на последно место во светот според обемот.во Исландсочинува повеќе од 25% од електричната енергија произведена со овој метод.

Геотермална централа Менделеев во Кунашир

Итуруп - „Океан“

Русија има значителни геотермални ресурси и потенцијалот е многу поголем од сегашната ситуација.

Овој ресурс е далеку од адекватно развиен во земјата. Во поранешниот Советски Сојуз, истражувањата за минерали, нафта и гас беа добро поддржани. Сепак, таквата обемна активност не е насочена кон проучување на геотермалните резервоари, дури и како последица на пристапот: геотермалните води не се сметаа за енергетски ресурси. Но, сепак, резултатите од дупчењето на илјадници „суви бунари“ (колоквијално во нафтената индустрија) носат секундарни придобивки за геотермалните истражувања. Овие напуштени бунари, кои беа за време на истражувањето на нафтената индустрија, е поевтино да се подарат за нови цели.

Предности и проблеми на користење на геотермалните ресурси

Се препознаваат еколошките придобивки од користењето на обновливите извори на енергија како што е геотермалната енергија. Сепак, постојат сериозни пречки за развојот на обновливите извори кои го попречуваат развојот. Деталните геолошки истражувања и скапото дупчење на геотермални бунари претставуваат големи финансиски трошоци поврзани со значителни геолошки и технички ризици.

Употребата на обновливи извори на енергија, вклучувајќи ги и геотермалните ресурси, исто така има придобивки.

  • Прво, употребата на локални енергетски ресурси може да ја намали зависноста од увоз или потребата за изградба на нов производствен капацитет за снабдување со топлина на индустриските или станбените области со топла вода.
  • Второ, замената на конвенционалните горива со чиста енергија носи значителни придобивки за животната средина и јавното здравје и има поврзани заштеди.
  • Трето, мерката за заштеда на енергија е поврзана со ефикасноста. Системите за централно греење се вообичаени во руските урбани центри и треба да се надградат и да се префрлат на обновливи извори на енергија со свои придобивки. Ова е особено важно со економска точкагледано, застарените системи за централно греење не се економични и инженерскиот век е веќе истечен.

Геотермалните електрани во Русија се „почисти“ во споредба со користените фосилни горива. Меѓународната конвенција за климатски промени и програмите на Европската заедница предвидуваат промоција на обновливите извори на енергија. Сепак, не постојат конкретни законски регулативи за истражување и производство на геотермални води во сите земји. Ова делумно се должи на фактот што водите се регулираат во согласност со законите за водните ресурси, минералите во согласност со законите за енергетика.

геотермална енергијане се однесува на одредени делови од законодавството и го отежнува решавањето на различните методи на експлоатација и користење на геотермалната енергија.

Геотермална енергија и одржливост

Индустрискиот развој во текот на изминатите два века донесе многу иновации во човечката цивилизација и ја донесе експлоатацијата на природните ресурси со алармантна брзина. Од 1970-тите, сериозни предупредувања за „границите на растот“ се појавија низ светот со голем ефект: ресурсот на експлоатација, трката во вооружување, расипничкото трошење ги трошеа овие ресурси со забрзано темпо, заедно со експоненцијалниот раст на светската популација. . За сето ова лудило треба повеќе енергија.

Најрасипничко и најнеперспективно е неодговорноста на човекот поради навиката да троши конечни и брзо исцрпувачки енергетски ресурси на јаглен, нафта и гас. Оваа неодговорна активност е хемиската индустријаза производство на пластика, синтетички влакна, градежни материјали, бои, лакови, фармацевтски и козметички производи, пестициди и многу други органски хемикалии.

Но, најкатастрофалниот ефект од употребата на фосилни горива е рамнотежата на биосферата и климата до тој степен што неповратно ќе влијае на нашите животен избор: Раст на пустината, киселите дождови уништуваат плодна земја, трујат реки, езера и подземни води, ја расипуваат водата за пиење за растечката светска популација - и најлошо од сè - почести временски настани, влечење глечери, уништување скијачки центри, топење глечери, лизгање на земјиштето, посериозни бури, поплави на густо населени крајбрежни области и острови, со што се загрозуваат луѓето и ретките видови флора и фауна како резултат на миграциите.

Губење на плодна земја и културното наследствосе должи на екстракција на незапирливо растечките фосилни горива, емисиите во атмосферата, предизвикувајќи глобално затоплување.

Патот до чиста, одржлива енергија што ги зачувува ресурсите и ги доведува биосферата и климата во природна рамнотежа е поврзан со употребата на геотермални централи во Русија.

Научниците ја разбираат потребата да се намали согорувањето на фосилните горива надвор од целите на Протоколот од Кјото со цел да се забави глобалното затоплување на атмосферата на Земјата.

Оваа енергија припаѓа на алтернативни извори. Во денешно време се почесто ги споменуваат можностите за добивање ресурси кои ни ги дава планетата. Можеме да кажеме дека живееме во ера на мода за обновливи извори на енергија. Се создаваат многу технички решенија, планови, теории во оваа област.

Длабоко е во утробата на земјата и има својства на обновување, со други зборови е бескрајна. Класичните ресурси, според научниците, почнуваат да се трошат, нафтата, јагленот, гасот ќе снема.

Геотермална централа Несјавелир, Исланд

Затоа, може постепено да се подготвиме за усвојување на нови алтернативни методи за производство на енергија. Под земјината кора се наоѓа моќно јадро. Неговата температура се движи од 3000 до 6000 степени. Движењето на литосферските плочи ја покажува неговата огромна моќ. Се манифестира во форма на вулканско опаѓање на магмата. Во длабочините се јавува радиоактивно распаѓање, што понекогаш предизвикува такви природни катастрофи.


Обично магмата ја загрева површината без да оди подалеку од неа. Така се добиваат гејзери или топли базени со вода. На овој начин, физичките процеси можат да се искористат за правилни цели за човештвото.

Видови извори на геотермална енергија

Обично се дели на два вида: хидротермална и петротермална енергија. Првиот се формира поради топли извори, а вториот тип е температурната разлика на површината и во длабочините на земјата. Да се ​​каже со свои зборови, хидротермалниот извор се состои од пареа и топла вода, додека петротермалниот извор е скриен длабоко под земја.


Карта на развојниот потенцијал на геотермалната енергија во светот

За петротермална енергија потребно е да се дупчат два бунари, еден да се наполни со вода, по што ќе настане процес на издигнување, кој ќе излезе на површина. Постојат три класи на геотермални области:

  • Геотермална - лоцирана во близина на континенталните плочи. Температурен градиент над 80C/km. Како пример, италијанската комуна Лардерело. Има електрана
  • Полутермички - температура 40 - 80 C / km. Тоа се природни водоносни слоеви, кои се состојат од смачкани карпи. Во некои места во Франција зградите се загреваат на овој начин.
  • Нормално - градиент помал од 40 C/km. Застапеноста на такви области е најчеста


Тие се одличен извор за консумирање. Тие се во карпата, на одредена длабочина. Ајде внимателно да ја разгледаме класификацијата:

  • Епитермална - температура од 50 до 90 с
  • Мезотермална - 100 - 120 с
  • Хипотермална - повеќе од 200 с

Овие видови се составени од хемиски состав. Во зависност од тоа, водата може да се користи за различни намени. На пример, во производството на електрична енергија, снабдување со топлина (термички патишта), база на суровини.

Видео: Геотермална енергија

Процес на снабдување со топлина

Температурата на водата е 50 -60 степени, што е оптимално за греење и топла снабдување на станбена површина. Потребата од системи за греење зависи од географската локација и климатски услови. И луѓето постојано имаат потреба од снабдување со топла вода. За овој процес се градат ГТС (геотермални термални станици).


Ако за класично производство на топлинска енергија се користи котлара која троши цврсто или гасно гориво, тогаш во ова производство се користи извор на гејзер. Техничкиот процес е многу едноставен, исти комуникации, термички патишта и опрема. Доволно е да се ископа бунар, да се исчисти од гасови, а потоа да се испрати во котларата со пумпи, каде што ќе се одржува температурниот распоред, а потоа ќе влезе во главната мрежа за греење.


Главната разлика е во тоа што нема потреба да се користи котел за гориво. Ова значително ги намалува трошоците за топлинска енергија. Во зима претплатниците добиваат топлинска и топла вода, а во лето само снабдување со топла вода.

Производство на енергија

Топлите извори, гејзерите се главните компоненти во производството на електрична енергија. За ова се користат неколку шеми, се градат специјални електрани. GTS уред:

  • Резервоар за топла вода
  • Пумпа
  • Сепаратор за гас
  • Сепаратор на пареа
  • генераторска турбина
  • Кондензатор
  • бустер пумпа
  • Резервоар - ладилник



Како што можете да видите, главниот елемент на колото е конвертор на пареа. Ова овозможува да се добие прочистена пареа, бидејќи содржи киселини кои ја уништуваат турбинската опрема. Постои можност за користење мешана шемаво технолошкиот циклус, односно водата и пареата се вклучени во процесот. Течноста поминува низ целата фаза на прочистување од гасови, како и од пареа.

Коло со бинарен извор

Работната компонента е течност со ниска точка на вриење. Термалната вода е вклучена и во производството на електрична енергија и служи како секундарна суровина.


Со негова помош се формира изворска пареа со малку вриење. GTS со таков циклус на работа може да биде целосно автоматизиран и не бара присуство на персонал за одржување. Помоќните станици користат шема со две кола. Овој тип на електрана овозможува достигнување моќност од 10 MW. Структура на двојно коло:

  • генератор на пареа
  • Турбина
  • Кондензатор
  • Ејектор
  • Пумпа за напојување
  • Економајзер
  • Испарувач

Практична употреба

Огромните резерви на извори се многукратно поголеми од годишната потрошувачка на енергија. Но, само мал дел се користи од човештвото. Изградбата на станиците датира од 1916 година. Во Италија е создаден првиот GeoTPP со моќност од 7,5 MW. Индустријата активно се развива во земји како што се: САД, Исланд, Јапонија, Филипини, Италија.

Во тек е активно истражување на потенцијалните локации и попогодни методи за екстракција. Производниот капацитет расте од година во година. Ако го земеме предвид економскиот показател, тогаш цената на таквата индустрија е еднаква на термоцентралите на јаглен. Исланд речиси целосно го покрива комуналниот и станбениот фонд со извор на GT. 80% од домовите користат топла вода од бунари за греење. Експерти од САД тврдат дека со правилен развој, GeoTPPs може да произведат 30 пати повеќе од годишната потрошувачка. Ако зборуваме за потенцијалот, тогаш 39 земји во светот ќе можат целосно да се обезбедат со електрична енергија доколку ги искористат утробата на земјата до 100 проценти.

Се наоѓа на длабочина од 4 км:




Јапонија се наоѓа во единствена географска област поврзана со движењето на магмата. Постојано се случуваат земјотреси и вулкански ерупции. Со вакви природни процеси власта спроведува разни случувања. Создадени се 21 објект со вкупна моќност од 540 MW. Во тек се експерименти за извлекување топлина од вулканите.

Добрите и лошите страни на ГЕ

Како што споменавме порано, GE се користи во различни области. Постојат одредени предности и недостатоци. Ајде да зборуваме за придобивките:

  • Бесконечност на ресурсите
  • Независност од времето, климата и времето
  • Разновидност на примена
  • Еколошки
  • Ниска цена
  • Обезбедува енергетска независност на државата
  • Компактност на опремата на станицата

Првиот фактор е најосновниот, тој поттикнува да се проучува таква индустрија, бидејќи алтернативата на нафтата е доста релевантна. Негативните промени на пазарот на нафта ја влошуваат светската економска криза. За време на работата на инсталациите, надворешната средина не е загадена, за разлика од другите. И самиот циклус не бара зависност од ресурсите и неговиот транспорт до ГТС. Комплексот обезбедува за себе и не зависи од другите. Ова е огромен плус за земјите со ниско ниво на минерали. Се разбира, има негативни аспекти, запознајте се со нив:

  • Високите трошоци за развој и изградба на станици
  • Хемискиот состав бара отстранување. Треба да се исцеди назад во цревата или океанот
  • Емисии на водород сулфид

Емисиите на штетни гасови се многу незначителни и не се споредливи со другите индустрии. Опремата ви овозможува ефикасно да ја отстраните. Отпадот се фрла во земја, каде што бунарите се опремени со специјални цементни рамки. Оваа техника ја елиминира можноста за контаминација на подземните води. Скапите случувања имаат тенденција да се намалуваат како што напредува нивното подобрување. Сите недостатоци се внимателно проучени, се работи на нивно отстранување.

Дополнителен потенцијал

Акумулираната основа на знаење и пракса станува основа за идните достигнувања. Прерано е да се зборува за целосна замена на традиционалните резерви, бидејќи термалните зони и методите за екстракција на енергетски ресурси не се целосно проучени. Повеќе брз развојповеќе внимание, потребни се финансиски инвестиции.


Додека општеството се запознава со можностите, полека оди напред. Според проценките на експертите, само 1% од светската електрична енергија ја произведува овој фонд. Можно е да се развијат сеопфатни програми за развој на индустријата на глобално ниво, да се разработат механизми и средства за постигнување на целите. Енергијата на подземјето е способна да го реши еколошкиот проблем, бидејќи секоја година има се повеќе штетни емисии во атмосферата, океаните се загадени, озонската обвивка е потенка. За брз и динамичен развој на индустријата, неопходно е да се отстранат главните пречки, а потоа во многу земји таа ќе стане стратешка отскочна штица способна да ги диктира условите на пазарот и да го подигне нивото на конкурентност.

Ресурсите на нашата планета не се бескрајни. Користејќи ги природните јаглеводороди како главен извор на енергија, човештвото ризикува да открие во еден убав момент дека тие се исцрпени и дошле до глобална кризапотрошувачка на вообичаени добра. 20 век беше време на големи промени во областа на енергетиката. Научниците и економистите во различни земјисериозно размислуваше за нови методи за добивање и обновливи извори на електрична и топлинска енергија. Најголем напредок е постигнат на полето на нуклеарните истражувања, но интересни идеиво врска со благотворното користење на други природни појави. Научниците одамна знаат дека нашата планета е жешка внатре. За да имаат корист од длабоката топлина, создадени се геотермални централи. Сè уште ги нема многу во светот, но можеби со текот на времето ќе ги има повеќе. Какви се нивните перспективи, дали не се опасни и дали може да се смета на високо учество на електрани со гасна турбина во вкупната количина на произведена енергија?

Први чекори

Во храбрата потрага по нови извори на енергија, научниците разгледаа многу опции. Проучени се можностите за совладување на енергијата на одливите и тековите на Светскиот океан, трансформацијата на сончевата светлина. Се сетија и на старите ветерници, снабдувајќи ги со генератори наместо камени воденички камења. Од голем интерес се геотермалните електрани способни да генерираат енергија од топлината на долните топли слоеви на земјината кора.

Во средината на шеесеттите години, СССР не доживеа недостиг на ресурси, но снабдувањето со електрична енергија на националната економија, сепак, остави многу да се посакува. Причината за заостанување зад индустријализираните земји во оваа област не беше недостатокот на јаглен, нафта или мазут. Огромни растојанијаод Брест до Сахалин, испораката на енергија беше тешка, стана многу скапа. Советските научници и инженери ги предложија најсмелите решенија за овој проблем, а некои од нив беа имплементирани.

Во 1966 година, геотермалната централа Паужецкаја започна со работа во Камчатка. Неговата моќност изнесуваше прилично скромна бројка од 5 мегавати, но тоа беше сосема доволно за снабдување на блиските населби (населбите Озерновски, Шумној, Паужетка, селата од областа Уст-Болшеретски) и индустриски претпријатија, главно погони за конзервирање риби. Станицата беше експериментална, а денес можеме слободно да кажеме дека експериментот беше успешен. Вулканите Камбални и Кошелев се користат како извори на топлина. Конверзијата беше извршена од два блока од типот на турбински генератор, првично по 2,5 MW. Четврт век подоцна, инсталираната моќност беше зголемена на 11 MW. Старата опрема целосно го исцрпи својот ресурс дури во 2009 година, по што беше извршена целосна реконструкција, која вклучуваше поставување на дополнителни цевководи за течноста за ладење. Искуството од успешно работење ги поттикна енергетските инженери да изградат други геотермални централи. Во Русија денес има пет од нив.

Како работи

Првични податоци: има топлина во длабочините на земјината кора. Мора да се претвори во енергија, на пример, електрична. Како да се направи тоа? Принципот на работа на геотермална централа е прилично едноставен. Водата се испумпува под земја преку посебен бунар, наречен влезен или инјекциски бунар (на англиски инјекција, односно „инјекција“). За да се одреди соодветната длабочина, потребна е геолошка студија. Во близина на слоевите загреани со магма, во крајна анализа треба да се формира подземен слив кој тече, кој игра улога на разменувач на топлина. Водата силно се загрева и се претвора во пареа, која преку друг бунар (работен или производствен) се внесува до лопатките на турбината поврзани со оската на генераторот. На прв поглед, сè изгледа многу едноставно, но во пракса, геотермалните централи се многу посложени и имаат различни карактеристикидизајни поради оперативни проблеми.

Предности на геотермалната енергија

Овој метод на добивање енергија има непобитни предности. Прво, геотермалните централи не бараат гориво, чии резерви се ограничени. Второ, оперативните трошоци се намалуваат на трошоците за технички регулирана работа на планираната замена на компонентите и одржување на технолошкиот процес. Периодот на поврат на инвестициите е неколку години. Трето, таквите станици може условно да се сметаат за еколошки. Сепак, има остри моменти во овој пасус, но за нив подоцна. Четврто, не е потребна дополнителна енергија за технолошки потреби, пумпи и други енергетски приемници се напојуваат од извлечените ресурси. Петто, инсталацијата, покрај намената, може да ги десалинизира водите на Светскиот океан, на чии брегови обично се градат геотермални централи. Сепак, и во овој случај има добри и лоши страни.

Недостатоци

Сè изгледа одлично на фотографиите. Труповите и инсталациите се естетски пријатни, над нив не се издига црн чад, само бела пареа. Сепак, не е сè толку совршено како што изгледа. Доколку геотермалните централи се наоѓаат во близина на населени места, жителите на околината ги нервира бучавата што ја произведуваат претпријатијата. Но, ова е само видливиот (или подобро, звучниот) дел од проблемот. Кога бушите длабоки бунари, никогаш не можете да предвидите што точно ќе излезе од нив. Тоа може да биде токсичен гас, минерални води (не секогаш лековити) или дури и нафта. Се разбира, ако геолозите се сопнуваат на слој минерали, тогаш ова е дури и добро, но таквото откритие може целосно да го промени вообичаениот начин на живот на локалните жители, па затоа регионалните власти крајно не сакаат да дадат дозвола дури и да спроведат истражување. Во принцип, доста е тешко да се избере место за GTPP, бидејќи како резултат на неговото функционирање, може да се појави дупка. Условите во внатрешноста на земјината кора се менуваат и ако изворот на топлина го изгуби својот термички потенцијал со текот на времето, трошоците за изградба ќе бидат залудни.

Како да изберете седиште

И покрај бројните ризици, геотермалните централи се градат во различни земји. Има предности и недостатоци за секој метод за добивање енергија. Прашањето е колку се достапни другите ресурси. Впрочем, енергетската независност е еден од темелите на државниот суверенитет. Една земја можеби нема минерални ресурси, но може да има многу вулкани, како Исланд, на пример.

Треба да се има предвид дека присуството на геолошки активни зони е незаменлив услов за развој на индустријата за геотермална енергија. Но, при одлучувањето за изградба на таков објект, неопходно е да се земат предвид безбедносните прашања, затоа, по правило, геотермалните централи не се градат во густо населени области.

Следно важна точка- достапност на услови за ладење на работната течност (вода). Океанскиот или морски брег е сосема погоден како место за GTPP.

Камчатка

Русија е богата со секакви природни ресурси, но тоа не значи дека нема потреба да се третираат внимателно. Во Русија се градат геотермални централи, а во последните децении сè поактивно. Тие делумно ја задоволуваат потребата за снабдување со енергија во оддалечените области на Камчатка и Курилите. Во прилог на веќе споменатиот Pauzhetskaya GTPP, 12-мегавати Verkhne-Mutnovskaya GTPP беше пуштен во употреба во Камчатка (1999). Многу помоќна од нејзината геотермална централа Мутновскаја (80 MW), која се наоѓа во близина на истиот вулкан. Заедно тие обезбедуваат повеќе од една третина од енергијата што ја троши регионот.

Курили

Регионот Сахалин е погоден и за изградба на претпријатија за производство на геотермална енергија. Тука има две од нив: Менделеевскаја и Океанскаја ГТЕС.

Менделеевската ГТПП е дизајнирана да го реши проблемот со снабдувањето со електрична енергија на островот Кунашир, на кој се наоѓа населбата од урбан тип Јужно-Курилск. Името на станицата не беше во чест на големиот руски хемичар: ова е името на островскиот вулкан. Изградбата започна во 1993 година, девет години подоцна претпријатието беше пуштено во употреба. Првично, капацитетот беше 1,8 MW, но по модернизацијата и лансирањето на следните две фази, достигна пет.

На Курилските острови, на островот Итуруп, во истата 1993 година, беше поставен уште еден GTPP, кој беше наречен „Океанскаја“. Започна со работа во 2006 година, а една година подоцна го достигна својот проектен капацитет од 2,5 MW.

Светско искуство

Руските научници и инженери станаа пионери во многу гранки на применетата наука, но геотермалните централи сè уште беа измислени во странство. Првиот GTPP во светот (250 kW) беше италијански, започна со работа во 1904 година, неговата турбина беше ротирана со пареа што доаѓаше од природен извор. Пред ова, ваквите појави се користеа само за медицински и бањски цели.

Во моментов, позицијата на Русија во областа на користењето на геотермалната топлина не може да се нарече ниту напредна: незначителен процент од електричната енергија произведена во земјата доаѓа од пет станици. Повеќето големо значењеовие алтернативни извори се за економијата на Филипините: тие сочинуваат еден киловат од секои пет произведени во републиката. Други земји се придвижија напред, вклучувајќи ги Мексико, Индонезија и САД.

Во ЗНД

Нивото на развој на геотермалната енергија е под влијание во поголема мера не од технолошкиот „напредок“ на одредена земја, туку од свеста на нејзиното раководство за итната потреба од алтернативни извори. Се разбира, постои и „know-how“ во врска со методите за справување со скалата во разменувачите на топлина, методите за контролирање на генераторите и другите електрични делови на системот, но целата оваа методологија одамна им е позната на специјалистите. Во последниве години, голем интерес за изградба на GeoTPP покажаа многу постсоветски републики. Во Таџикистан се проучуваат областите кои се геотермално богатство на земјата, во тек е изградба на станица Џермахбјур од 25 мегавати во Ерменија (регион Сјуник), а во Казахстан се вршат соодветни студии. Топлите извори на регионот Брест станаа предмет на интерес за белоруските геолози: тие започнаа пробно дупчење на бунарот Вичулковскаја долг два километри. Генерално, геоенергијата најверојатно ќе има иднина.

Сепак, со топлината на Земјата мора внимателно да се постапува. Овој природен ресурс е исто така ограничен.

Секоја година, екстракцијата на јаглеводородното гориво станува сè посложена: „врвните“ резерви практично се исцрпуваат, а дупчењето длабоки бунари бара не само нови технологии, туку и значителни финансиски инвестиции. Соодветно, поскапува и струјата, бидејќи главно се добива преку преработка на јаглеводородни горива.

Покрај тоа, проблемот со заштитата на животната средина од негативното влијание на индустријата добива на интензитет. поголема вредност. И тоа е веќе очигледно: со зачувување на традиционалните методи за добивање енергија (со помош на јаглеводородно гориво), човештвото се движи кон енергетска криза комбинирана со еколошка катастрофа.

Затоа технологиите кои овозможуваат добивање на топлина и електрична енергија од обновливи извори добиваат толкава важност. Овие технологии ја вклучуваат и геотермалната енергија, што овозможува да се добие електрична и/или топлинска енергија користејќи ја топлината содржана во внатрешноста на земјата.

Кои се геотермалните извори на енергија

Колку подлабоко во земјата, толку потопло. Ова е аксиома позната на сите. Утробата на земјата содржи океани на топлина што човекот може да ги користи без да ја наруши екологијата на животната средина. Современи технологииовозможуваат ефикасно користење на геотермалната енергија, било директно (топлинска енергија) или претворена во електрична енергија (геотермална централа).

Геотермалните извори на енергија се поделени на два вида: петротермални и хидротермални. Петротермалната енергија се заснова на користењето на разликата во температурите на почвата на површината и во длабочината, додека хидротермалната енергија ја користи покачената температура на подземните води.

Сувите високотемпературни карпи се почести од изворите на топла вода, но нивната експлоатација со цел да се добие енергија е поврзана со одредени тешкотии: потребно е да се пумпа вода во карпите, а потоа да се земе топлина од водата прегреана на висока температура. карпи. Хидротермалните извори веднаш „снабдуваат“ прегреана вода, од која може да се земе топлина.

Друга опција за добивање топлинска енергија е екстракција на нискотемпературна топлина на плитки длабочини (топлински пумпи). Принципот на работа на топлинска пумпа е ист како оној на индустриските инсталации кои работат во термички зони, единствената разлика е во тоа што како носач на топлина во овој тип на опрема се користи специјално средство за ладење со ниска точка на вриење, што го прави можно е да се добие топлинска енергија со прераспределба на топлина на ниска температура.

Со помош на топлински пумпи, можете да добиете енергија за загревање мали куќи, викендички. Ваквите уреди практично не се користат за индустриско производство на топлинска енергија (релативно ниските температури ја спречуваат индустриската употреба), меѓутоа, тие добро се докажаа во организирањето на автономно напојување на приватни куќи, особено на места каде што е тешко да се инсталираат далноводи. Во исто време, за ефективна работаза топлинска пумпа, доволна е температура на земјата или подземната вода (во зависност од видот на употребената опрема) од околу + 8 ° C, односно мала длабочина е доволна за инсталирање на надворешно коло (длабочината ретко надминува 4 m) .

Типот на енергија добиена од геотермалниот извор зависи од неговата температура: топлината од извори на ниска и средна температура се користи главно за снабдување со топла вода (вклучувајќи снабдување со топлина), а топлината од извори на висока температура се користи за производство на електрична енергија. Исто така, можно е да се користи топлината од извори на висока температура за истовремено производство на електрична енергија и топла вода. Геотермалните централи главно користат хидротермални извори - температурата на водата во термалните зони може значително да ја надмине точката на вриење на водата (во некои случаи, прегревањето достигнува 400 ° C - поради зголемен притисок во длабочините), што го прави производството на електрична енергија многу ефикасно.

Добрите и лошите страни на геотермалната енергија

Геотермалните извори на енергија се од голем интерес пред се поради фактот што се обновливи ресурси, односно практично неисцрпни. Но, јаглеводородното гориво, кое во моментов е главен извор за добивање на различни видови енергија, е необновлив извор, а според прогнозите е многу ограничен. Дополнително, добивањето геотермална енергија е многу поеколошки отколку традиционалните методи базирани на јаглеводородни горива.

Ако ја споредиме геотермалната енергија со другите алтернативни видови на производство на енергија, тогаш и тука има предности. Значи, геотермалната енергија не зависи од надворешните услови, не е под влијание на температурата на околината, времето од денот, сезоната итн. Во исто време, ветерот, сончевата и хидроенергијата, како и геотермалната енергија што работи со обновливи и неисцрпни извори на енергија, се многу зависни од животната средина. На пример, ефикасноста на соларните станици е директно зависна од нивото на инсолација на земјата, што зависи не само од географската ширина, туку и од времето на денот и сезоната, а разликата е многу, многу значајна. Исто и со другите типови. Алтернативна енергија. Но, ефикасноста на геотермалната централа зависи исклучиво од температурата на топлинскиот извор и останува непроменета, без оглед на годишното време и времето надвор.

Предностите вклучуваат висока ефикасност на геотермалните станици. На пример, кога се користи геотермална енергија за производство на топлина, ефикасноста е поголема од 1.

Еден од главните недостатоци при добивање енергија од хидротермални извори е потребата од пумпање на отпадна (изладена) вода во подземните хоризонти, со што се намалува ефикасноста на геотермалната централа и се зголемуваат трошоците за работа. Испуштањето на оваа вода во блиските и површинските води е исклучено, бидејќи содржи голема количина на отровни материи.

Исто така, недостатоците вклучуваат ограничен број на употребливи термички зони. Од гледна точка на добивање евтина енергија, хидротермалните наоѓалишта се од особен интерес, во кои прегреаната вода и/или пареа се доволно блиску до површината (длабокото дупчење на бунари за да се стигне до топлинската зона значително ги зголемува оперативните трошоци и ги зголемува трошоците за добиената енергија). Вакви депозити нема многу. Сепак, активно се истражуваат нови наоѓалишта, се откриваат нови термални зони, а количината на енергија добиена од геотермалните извори постојано се зголемува. Во некои земји, хидротермалната енергија сочинува до 30% од целата енергија (на пример, Филипини, Исланд). Русија, исто така, има голем број управувани термални области, а нивниот број се зголемува.

Изгледи за геотермална енергија

Тешко е да се очекува дека индустриската геотермална енергија ќе може да ги замени моментално традиционалните извори на енергија, само поради ограничените термални зони, тешкотиите со длабокото дупчење итн. Покрај тоа, постојат и други алтернативни видови на енергија достапни насекаде во светот. Сепак, геотермалната енергија зазема и ќе продолжи да зазема значајно место во начините на добивање енергија. различен вид(електрични и/или термички).

Во исто време, има многу повеќе изгледи за геотермална енергија заснована на прераспределба на топлина од извори со ниски температури. Овој тип на геотермална енергија не бара термални зони со прегреана вода, пареа или сува карпа. Топлинските пумпи стануваат сè помодерни и активно се поставуваат во изградбата на модерни викендички и таканаречените „активни“ куќи (куќи со автономни извори на енергија). Судејќи според актуелните трендови, геотермалната енергија ќе продолжи активно да се развива во „мали“ форми - за автономно напојување на поединечни куќи или домаќинства, заедно со енергијата на ветерот и сонцето.

Софија Варган

Меѓу алтернативните извори, геотермалната енергија зазема значајно место - се користи на еден или друг начин во околу 80 земји во светот. Во повеќето случаи, ова се случува на ниво на изградба на оранжерии, базени, употреба како терапевтски агенс или греење.

Во неколку земји - вклучувајќи ги САД, Исланд, Италија, Јапонија и други - изградени се и работат електрани.

Геотермалната енергија генерално се дели на два вида - петротермална и хидротермална. Првиот тип користи топла карпи. Втората е подземна вода.

Ако ги внесете сите податоци за темата во еден дијаграм, ќе откриете дека во 99% од случаите се користи топлината на карпите, а само во 1% од геотермалната енергија се извлекува од подземните води.

петротермална енергија

Во моментов, светот доста широко ја користи топлината од внатрешноста на земјата, а тоа е главно енергијата на плитки бунари - до 1 км. За да се обезбеди електрична енергија, топлина или топла вода, инсталирани се разменувачи на топлина во долниот отвор кои работат на течности со ниска точка на вриење (на пример, фреон).

Сега најмногу е употребата на разменувач на топлина во дупнатината на рационален начинекстракција на топлина. Изгледа вака: течноста за ладење циркулира во затворено коло. Загреаниот се крева по концентрично спуштената цевка, давајќи ја својата топлина, по што, ладена, се внесува во куќиштето со помош на пумпа.

Користењето на енергијата на внатрешноста на земјата се заснова на природен феномен- Како што се приближуваме до јадрото на Земјата, температурата на Земјината кора и обвивка се зголемува. На ниво од 2-3 km од површината на планетата, таа достигнува повеќе од 100 °C, во просек зголемувајќи се за 20 °C со секој следен километар. На длабочина од 100 км, температурата веќе достигнува 1300-1500 ºС.

хидротермална енергија

Водата што циркулира на големи длабочини се загрева до значителни вредности. Во сеизмички активните подрачја, тој се издигнува на површината преку пукнатините на земјината кора, додека во мирните региони може да се отстрани со помош на дупнатини.

Принципот на работа е ист: загреаната вода се крева во бунарот, испушта топлина и се враќа по втората цевка. Циклусот е практично бесконечен и обновлив се додека има топлина во утробата на земјата.

Во некои сеизмички активни региони, топлите води лежат толку блиску до површината што може да се види од прва рака како функционира геотермалната енергија. Фотографија од околината на вулканот Крафла (Исланд) покажува гејзери кои пренесуваат пареа за GeoTPP што работи таму.

Главни карактеристики на геотермалната енергија

Вниманието на алтернативните извори се должи на фактот дека резервите на нафта и гас на планетата не се бескрајни, и постепено се исцрпуваат. Покрај тоа, тие не се достапни насекаде, а многу земји зависат од набавки од други региони. Меѓу другите важни фактори е негативното влијание на нуклеарната и горивната енергија врз човековата околина и дивиот свет.

Големата предност на GE е неговата обновливост и разновидност: можноста да се користи за снабдување со вода и топлина, или за производство на електрична енергија или за сите три намени одеднаш.

Но, главната работа е геотермалната енергија, чии добрите и лошите страни зависат не толку од областа колку од паричникот на клиентот.

Предности и недостатоци на ГЕ

Меѓу предностите на овој тип на енергија се следниве:

  • тој е обновлив и практично неисцрпен;
  • независно од времето на денот, сезоната, времето;
  • универзален - со негова помош е можно да се обезбеди снабдување со вода и топлина, како и електрична енергија;
  • изворите на геотермална енергија не ја загадуваат животната средина;
  • не предизвикуваат ефект на стаклена градина;
  • станиците не заземаат многу простор.

Сепак, има и недостатоци:

  • геотермалната енергија не се смета за целосно безопасна поради емисиите на пареа, која може да содржи водород сулфид, радон и други штетни нечистотии;
  • кога се користи вода од длабоки хоризонти, постои прашање за нејзино отстранување по употреба - поради хемискиот состав, таквата вода мора да се исцеди или назад во длабоките слоеви или во океанот;
  • изградбата на станицата е релативно скапа - ова ја зголемува цената на енергијата како резултат.

Апликации

Денес, геотермалните ресурси се користат во земјоделството, хортикултурата, аква и топлинската култура, индустријата, домувањето и комуналните услуги. Во неколку земји се изградени големи комплекси за да се обезбеди населението со електрична енергија. Развојот на нови системи продолжува.

Земјоделство и хортикултура

Најчесто, користењето на геотермалната енергија во земјоделството се сведува на загревање и наводнување оранжерии, оранжерии, инсталации за вода и хидрокултура. Сличен пристап се користи во неколку држави - Кенија, Израел, Мексико, Грција, Гватемала и Теда.

Подземните извори се користат за наводнување на полињата, загревање на почвата, одржување на постојана температура и влажност во стаклена градина или стаклена градина.

Индустрија и домување и комунални услуги

Во ноември 2014 година, најголемата геотермална централа во светот во тоа време започна со работа во Кенија. Вториот по големина се наоѓа на Исланд - ова е Хелишеиди, кој зема топлина од извори во близина на вулканот Хенгидл.

Други земји кои користат геотермална енергија на индустриско ниво: САД, Филипини, Русија, Јапонија, Костарика, Турција, Нов Зеланд итн.

Постојат четири главни шеми за производство на енергија во GeoTPP:

  • директно, кога пареата се испраќа преку цевки до турбини поврзани со електрични генератори;
  • индиректна, слична на претходната во сè, освен што пред да влезе во цевките, пареата се чисти од гасови;
  • бинарна - не се користи вода или пареа како работна топлина, туку друга течност со ниска точка на вриење;
  • мешани - слично на права линија, но по кондензација, нерастворените гасови се отстрануваат од водата.

Во 2009 година, тим од истражувачи кои бараа експлоатирачки геотермални ресурси стигнаа до стопена магма на длабочина од само 2,1 km. Ваков хит во магмата е многу редок, ова е само втор познат случај (претходниот се случи на Хаваи во 2007 година).

Иако цевката поврзана со магмата никогаш не била поврзана со блиската геотермална централа Крафла, научниците добиле многу ветувачки резултати. Досега сите оперативни станици ја земаа топлината индиректно, од земјените карпи или од подземните води.

Приватниот сектор

Една од најперспективните области е приватниот сектор, за кој геотермалната енергија е вистинска алтернатива на автономното греење на гас. Најсериозната пречка овде е релативно евтината работа на високата почетна цена на опремата, која е многу повисока од цената за инсталирање на „традиционален“ систем за греење.

MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe ги нудат своите случувања за приватниот сектор.

Земји кои ја користат топлината на планетата

Неприкосновен лидер во користењето на георесурси се САД - во 2012 година производството на енергија во оваа земја достигна 16,792 милиони мегават-часови. Во истата година, вкупниот капацитет на сите геотермални станици во САД достигна 3386 MW.

Геотермалните електрани во САД се наоѓаат во сојузните држави Калифорнија, Невада, Јута, Хаваи, Орегон, Ајдахо, Ново Мексико, Алјаска и Вајоминг. Најголемата група фабрики се нарекува „Гејзери“ и се наоѓа во близина на Сан Франциско.

Покрај САД, во првите десет (од 2013 година) се и Филипините, Индонезија, Италија, Нов Зеланд, Мексико, Исланд, Јапонија, Кенија и Турција. Во исто време, во Исланд, изворите на геотермална енергија обезбедуваат 30% од вкупната побарувачка на земјата, на Филипините - 27%, а во САД - помалку од 1%.

Потенцијални ресурси

Работните станици се само почеток, индустријата само што почнува да се развива. Истражувањето во оваа насока е во тек: повеќе од 70 земји истражуваат потенцијални депозити, 60 земји ја совладале индустриската употреба на ВО.

Сеизмички активните области изгледаат ветувачки (како што може да се види од примерот на Исланд) - државата Калифорнија во САД, Нов Зеланд, Јапонија, земјите од Централна Америка, Филипините, Исланд, Костарика, Турција, Кенија. Овие земји имаат потенцијално профитабилни неистражени депозити.

Во Русија, тоа се територијата Ставропол и Дагестан, островот Сахалин и Курилските острови, Камчатка. Во Белорусија, постои одреден потенцијал на југот на земјата, покривајќи ги градовите Светлогорск, Гомел, Речица, Калинковичи и Октјабрски.

Во Украина ветувачки се регионите Закарпатски, Николаев, Одеса и Керсон.

Доста ветувачки е полуостровот Крим, особено затоа што повеќетоенергијата што ја троши се увезува однадвор.