Avantages et inconvénients de la géothermie

La géothermie a toujours attiré les gens pour ses applications utiles. Le principal avantage de la géothermie est son inépuisabilité pratique et son indépendance totale par rapport aux conditions environnementales, à l'heure de la journée et à l'année. La géothermie doit sa «projection» au noyau central incandescent de la Terre, avec une énorme réserve d'énergie thermique. Seule la couche supérieure de trois kilomètres de la Terre est stockée la quantité d'énergie thermique équivalente à l'énergie d'environ 300 milliards de tonnes de charbon. La chaleur du noyau central de la Terre a une sortie directe vers la surface de la Terre à travers les évents des volcans et sous forme d'eau chaude et de vapeur.

De plus, le magma transfère sa chaleur aux roches, et leur température augmente avec la profondeur. Selon les données disponibles, la température des Roches augmente en moyenne de 1 ° C pour chaque 33 m de profondeur (étape géothermique). Cela signifie que l'eau bout à une profondeur de 3-4 km; et à une profondeur de 10-15 km, la température des roches peut atteindre 1OO0-1200 ° C. Mais parfois, l'étape géothermique a une signification différente, par exemple, dans la zone où se trouvent les volcans, la température des roches augmente de 1 ° C tous les 2-3 m. Dans la région du Caucase du Nord, l'étape géothermique est de 15-20 m. À partir de ces exemples, on peut conclure que il existe une grande variété de conditions de température pour les sources d'énergie géothermique qui détermineront les moyens techniques de son utilisation, et cette température est le principal paramètre caractérisant la chaleur géothermique.

Il existe les possibilités fondamentales suivantes d'utilisation de la chaleur des profondeurs de la terre. L'eau ou un mélange d'eau et de vapeur, en fonction de leur température, peuvent être dirigés pour l'approvisionnement en eau chaude et le chauffage, pour produire de l'électricité ou simultanément pour les trois objectifs. La chaleur à haute température de la région quasi-volcanique et des roches sèches est de préférence utilisée pour la production d'électricité et la fourniture de chaleur. La conception de la station dépend de la source d'énergie géothermique utilisée.

S'il existe des sources d'eaux thermales souterraines dans une région donnée, il est conseillé de les utiliser pour l'approvisionnement en chaleur et en eau chaude. Par exemple, selon les données disponibles, en Sibérie occidentale, il y a une mer souterraine d'une superficie de 3 millions de m2 avec une température de l'eau de 70 à 9 ° C. De grandes réserves d'eaux thermales souterraines se trouvent au Daghestan, en Ossétie du Nord, en Tchétchéno-Ingouchie, en Kabardino-Balkarie, en Transcaucasie, dans les territoires de Stavropol et de Krasnodar, au Kazakhstan, au Kamtchatka et dans un certain nombre d'autres régions de Russie.

Au Daghestan, les eaux thermales sont utilisées depuis longtemps pour fournir de la chaleur. Depuis 15 ans, plus de 97 millions de m3 d'eau thermale ont été pompés pour fournir de la chaleur, ce qui a permis d'économiser 638 mille tonnes d'équivalent combustible.

À Makhachkala, les bâtiments résidentiels d'une superficie totale de 24 mille m2 sont chauffés à l'eau thermale, à Kizlyar - 185 mille m2. Les réserves d'eaux thermales en Géorgie sont prometteuses, qui permettent une consommation quotidienne de 300-350 mille m2 avec une température pouvant atteindre 80 ° C. La capitale de la Géorgie est située au-dessus d'un gisement d'eaux thermales avec une composition méthane-azote et sulfure d'hydrogène et des températures allant jusqu'à 100 ° C.

Quels problèmes surviennent lors de l'utilisation des eaux thermales souterraines? Le principal est la nécessité de réinjecter les eaux usées dans l'aquifère souterrain. Les eaux thermales contiennent une grande quantité de sels de divers métaux toxiques (par exemple le bore, le plomb, le zinc, le cadmium, l'arsenic) et des composés chimiques (ammoniac, phénols), ce qui élimine le rejet de ces eaux dans les systèmes d'eau naturels situés en surface. Par exemple, les eaux thermales du champ de Bolshebanny (sur la rivière Bannaya, à 60 km de Petropavlovsk-Kamchatsky) contiennent divers sels jusqu'à 1,5 g / l, du fluor - jusqu'à 9 mg / l, de l'acide silicique - jusqu'à 300 mg / l. Les eaux thermales du champ Pauzhetskoye dans la même région (température J44 - 200 ° С, pression en tête de puits 2-4 atm) contiennent de 1,0 à 3,4 g / l de divers sels, acide silicique - 250 mg / l, acide borique - 15 mg / l, gaz dissous: dioxyde de carbone - 500 mg / l, sulfure d'hydrogène - 25 mg / l, ammoniac -15 mg / l. Les eaux géothermiques du champ de Tarumovskoye au Daghestan (température 185 ° C, pression 150-200 atm) contiennent jusqu'à 200 g / l de sels et 3,5 -4 m3 de méthane dans des conditions normales pour 1 m3 d'eau.

/ Les eaux thermales à haute température ou les sorties de vapeur qui peuvent être utilisées pour produire de l'électricité et de la chaleur sont particulièrement intéressantes. Dans notre pays, une centrale géothermique expérimentale de Pauzhetskaya (centrale géothermique) d'une capacité électrique installée de 11 MW, construite en 1967 au Kamtchatka, est exploitée.)

Cependant, son rôle dans l'approvisionnement énergétique de la région était insignifiant. De plus, en 1967, une centrale géothermique expérimentale d'une capacité de 0,75 MW a été mise en service dans un champ géothermique à faible potentiel (température de l'eau 80 ° C).

Ainsi, les avantages de la géothermie peuvent être considérés comme l'inépuisabilité pratique des ressources, l'indépendance des conditions extérieures, le moment de la journée et l'année, la possibilité d'une utilisation complexe des eaux thermales pour les besoins de l'énergie thermique et de la médecine. Ses inconvénients sont la forte minéralisation des eaux thermales dans la plupart des gisements et la présence de composés et de métaux toxiques, ce qui, dans la plupart des cas, exclut le rejet des eaux thermales dans les réservoirs naturels.

3. Tâche

Liste de références

1. Perspectives d’utilisation des sources d’énergie géothermique

L'énergie géothermique est l'énergie de l'intérieur de la Terre.

Il y a encore 150 ans, des sources d'énergie exclusivement renouvelables et respectueuses de l'environnement étaient utilisées sur notre planète: les flux d'eau des rivières et des marées marines - pour faire tourner les roues hydrauliques, le vent - pour alimenter les moulins et les voiles, le bois de chauffage, la tourbe, les déchets agricoles - pour le chauffage. Cependant, depuis la fin du XIXe siècle, les taux de plus en plus croissants de développement industriel rapide ont rendu nécessaire le développement et le développement superintensifs du premier combustible, puis de l'énergie nucléaire. Cela a conduit à l'épuisement rapide des fossiles de carbone et au danger toujours croissant de contamination radioactive et de l'effet de serre de l'atmosphère terrestre. Par conséquent, à l'aube de ce siècle, il était nécessaire de se tourner à nouveau vers des sources d'énergie sûres et renouvelables: énergie éolienne, solaire, géothermique, marémotrice, biomasse énergie de la flore et de la faune et, sur leur base, créer et exploiter avec succès de nouvelles centrales électriques non traditionnelles: centrales marémotrices (TPP), éoliennes (WPP), centrales géothermiques (GeoTPP) et solaires (SPP), centrales houlomotrices (VLEU), centrales offshore dans les champs de gaz (IES).

Alors que les succès obtenus dans la création de centrales éoliennes, solaires et d'un certain nombre d'autres types de centrales électriques non traditionnelles sont largement couverts dans les publications de magazines, les centrales géothermiques et, en particulier, les centrales géothermiques ne reçoivent pas l'attention qu'elles méritent à juste titre. Pendant ce temps, les perspectives d'utilisation de l'énergie de la chaleur de la Terre sont vraiment illimitées, car sous la surface de notre planète, qui est, au sens figuré, une chaudière d'énergie naturelle géante, d'énormes réserves de chaleur et d'énergie sont concentrées, dont les principales sources sont les transformations radioactives se produisant dans la croûte terrestre et le manteau, causées par la désintégration des substances radioactives. isotopes. L'énergie de ces sources est si grande qu'elle déplace les couches lithosphériques de la Terre de plusieurs centimètres par an, provoquant une dérive des continents, des tremblements de terre et des éruptions volcaniques.

La demande actuelle d'énergie géothermique comme l'un des types d'énergie renouvelable est due à: l'épuisement des réserves de combustibles fossiles et la dépendance de la plupart des pays développés à ses importations (principalement les importations de pétrole et de gaz), ainsi qu'à l'impact négatif important du combustible et de l'énergie nucléaire sur l'environnement humain et sur la nature la nature. Cependant, lors de l'utilisation de l'énergie géothermique, ses avantages et ses inconvénients doivent être pleinement pris en compte.

Le principal avantage de la géothermie est la possibilité de son utilisation sous forme d'eau géothermique ou d'un mélange d'eau et de vapeur (en fonction de leur température) pour les besoins en eau chaude et en chaleur, pour produire de l'électricité ou simultanément aux trois fins, son inépuisabilité pratique, une indépendance totale des conditions l'environnement, l'heure du jour et l'année. Ainsi, l'utilisation de l'énergie géothermique (associée à l'utilisation d'autres sources d'énergie renouvelables respectueuses de l'environnement) peut apporter une contribution significative à la résolution des problèmes urgents suivants:

· Fourniture de chaleur et d'électricité durables à la population des régions de notre planète où l'alimentation électrique centralisée est absente ou trop chère (par exemple, en Russie au Kamtchatka, dans l'Extrême-Nord, etc.).

· Assurer une alimentation électrique minimale garantie pour la population dans les zones d'alimentation centralisée instable en raison d'une pénurie d'électricité dans les réseaux électriques, prévenir les dommages dus à l'urgence et limiter les pannes, etc.

· Réduire les émissions nocives des centrales électriques de certaines régions aux conditions environnementales difficiles.

Dans le même temps, dans les régions volcaniques de la planète, la chaleur à haute température, qui chauffe l'eau géothermique à des températures supérieures à 140-150 ° C, est la plus rentable économiquement à utiliser pour produire de l'électricité. Les eaux géothermiques souterraines avec des températures ne dépassant pas 100 ° C, en règle générale, sont économiquement avantageuses à utiliser pour le chauffage, l'approvisionnement en eau chaude et à d'autres fins

Languette. 1.

Valeur de température de l'eau géothermique, ° C Domaine d'application de l'eau géothermique Plus de 140 Production d'électricité Moins de 100 Systèmes de chauffage des bâtiments et des structures Environ 60 systèmes d'alimentation en eau chaude Moins de 60 Systèmes de chauffage géothermique pour serres, groupes frigorifiques géothermiques, etc.

Avec le développement et l'amélioration des technologies géothermiques, elles sont en cours de révision pour utiliser des eaux géothermiques avec des températures toujours plus basses pour la production d'électricité. Ainsi, les schémas combinés actuellement développés pour l'utilisation de sources géothermiques permettent d'utiliser des caloporteurs avec des températures initiales de 70 à 80 ° C pour la production d'électricité, ce qui est nettement inférieur aux températures recommandées dans le tableau (150 ° C et plus). En particulier, des turbines hydro-vapeur ont été créées à l'Institut polytechnique de Saint-Pétersbourg, dont l'utilisation dans les centrales géothermiques permet d'augmenter la capacité utile des systèmes à deux circuits (le deuxième circuit est de la vapeur d'eau) dans la plage de température de 20 à 200 ° C en moyenne de 22%.

L'efficacité de l'utilisation des eaux thermales est considérablement augmentée avec leur utilisation complexe. Dans le même temps, dans différents processus technologiques, il est possible de réaliser la réalisation la plus complète du potentiel thermique de l'eau, y compris le potentiel résiduel, ainsi que d'obtenir des composants précieux contenus dans l'eau thermale (iode, brome, lithium, césium, sel de cuisine, sel de Glauber, acide borique et bien d'autres. ) pour leur usage industriel.

Le principal inconvénient de la géothermie est la nécessité de réinjecter les eaux usées dans un aquifère souterrain ... De plus, l'utilisation des eaux géothermiques ne peut pas être considérée comme respectueuse de l'environnement car la vapeur est souvent accompagnée d'émissions gazeuses, notamment de sulfure d'hydrogène et de radon - les deux sont considérés comme dangereux. Dans les centrales géothermiques, la vapeur qui entraîne la turbine doit être condensée, ce qui nécessite une source d'eau de refroidissement, tout comme les centrales au charbon ou nucléaires le nécessitent. La contamination thermique de l'environnement est possible en raison de l'évacuation de l'eau chaude de refroidissement et de condensation. De plus, lorsqu'un mélange d'eau et de vapeur est extrait du sol pour une centrale à vapeur humide et où de l'eau chaude est extraite pour une centrale à cycle binaire, l'eau doit être éliminée. Cette eau peut être exceptionnellement salée (jusqu'à 20% de sel) et devra être pompée dans l'océan ou dans le sol. Le rejet de cette eau dans les rivières ou les lacs pourrait détruire les formes de vie d'eau douce qui s'y trouvent. Les eaux géothermiques contiennent également souvent des quantités importantes de sulfure d'hydrogène, un gaz nauséabond qui est dangereux à des concentrations élevées.

Cependant, en raison de l'introduction de nouvelles technologies de forage de puits moins coûteuses, de l'utilisation de méthodes efficaces de purification de l'eau à partir de composés et de métaux toxiques, les coûts d'investissement liés à l'extraction de la chaleur des eaux géothermiques diminuent continuellement. De plus, il faut garder à l'esprit que la géothermie a récemment progressé de manière significative dans son développement. Ainsi, des développements récents ont montré la possibilité de générer de l'électricité à une température du mélange vapeur-eau inférieure 80º C, qui permet une utilisation beaucoup plus large des centrales géothermiques pour produire de l'électricité. À cet égard, il est prévu que dans les pays à fort potentiel géothermique, et principalement aux États-Unis, la capacité de la centrale géothermique doublera dans un très proche avenir.

Encore plus impressionnante est la nouvelle technologie révolutionnaire pour la construction de centrales géothermiques apparue il y a plusieurs années, développée par la société australienne Geodynamics Ltd., la technologie dite Hot-Dry-Rock, qui augmente considérablement l'efficacité de la conversion de l'énergie des eaux géothermiques en électricité. L'essence de cette technologie est la suivante.

Jusqu'à très récemment, le principe fondamental de fonctionnement de toutes les stations géothermiques était considéré comme inébranlable en génie thermique, qui consiste à utiliser le rejet naturel de vapeur provenant des réservoirs et des sources souterraines. Les Australiens ont dévié de ce principe et ont décidé de créer eux-mêmes un «geyser» approprié. Pour créer un tel geyser, des géophysiciens australiens ont trouvé un point dans le désert du sud-est de l'Australie où la tectonique et l'isolement des roches créent une anomalie qui maintient des températures très élevées tout au long de l'année. Selon les géologues australiens, les roches granitiques situées à une profondeur de 4,5 km sont chauffées à 270 ° C, et donc si de l'eau est pompée à une telle profondeur à travers un puits sous haute pression, elle, pénétrant partout dans des fissures de granit chaud, les dilatera, s'échauffant simultanément. , puis il remontera à la surface le long d'un autre puits foré. Après cela, l'eau chauffée peut être facilement collectée dans un échangeur de chaleur et l'énergie qui en est obtenue peut être utilisée pour évaporer un autre liquide avec un point d'ébullition inférieur, dont la vapeur entraînera à son tour les turbines à vapeur. L'eau qui a abandonné la chaleur géothermique sera à nouveau dirigée à travers le puits jusqu'à une profondeur, et le cycle se répétera ainsi. Un diagramme schématique de la production d'électricité à l'aide de la technologie proposée par la société australienne Geodynamics Ltd. est présenté à la Fig.1.

Figure. 1.

Bien entendu, cette technologie ne peut être mise en œuvre nulle part, mais uniquement là où le granit situé à une profondeur est chauffé à une température d'au moins 250-270 ° C. Lors de l'utilisation de cette technologie, le rôle clé est joué par la température, l'abaissement qui, selon les scientifiques, doublera le coût de l'électricité.

Pour confirmer les prévisions, les spécialistes de Geodynamics Ltd. Nous avons déjà foré deux puits d'une profondeur de 4,5 km chacun et avons reçu la preuve qu'à cette profondeur la température atteint les 270-300 ° C désirés. Des travaux sont en cours pour estimer les réserves totales d'énergie géothermique à ce point anormal du sud de l'Australie. Selon des calculs préliminaires, à ce point anormal, il est possible de recevoir de l'électricité d'une capacité supérieure à 1 GW, et le coût de cette énergie sera la moitié du coût de l'énergie éolienne et 8 à 10 fois moins cher que l'énergie solaire.

fonds écologique géothermique

Potentiel mondial de la géothermie et perspectives d'utilisation

Un groupe d'experts de l'Association mondiale pour l'énergie géothermique, qui a évalué les réserves d'énergie géothermique basse et haute température pour chaque continent, a obtenu les données suivantes sur le potentiel de divers types de sources géothermiques de notre planète (tableau 2).

Nom du continent Type de source géothermique: haute température, utilisée pour la production d'électricité, TJ / an, basse température, utilisée comme chaleur, TJ / an (limite inférieure) Technologies traditionnelles Technologies traditionnelles et binaires Europe18303700\u003e 370Asie29705900\u003e 320Africa12202400\u003e 24028\u003e Amérique du Nord101330

Comme vous pouvez le voir sur le tableau, le potentiel des sources d'énergie géothermique est tout simplement colossal. Cependant, il est très peu utilisé, mais maintenant l'industrie de l'énergie géothermique se développe à un rythme accéléré, notamment en raison de l'augmentation galopante du coût du pétrole et du gaz. Ce développement est largement facilité par les programmes gouvernementaux adoptés dans de nombreux pays du monde qui soutiennent cette direction de développement de la géothermie.

Caractérisant le développement de l'industrie mondiale de l'énergie électrique géothermique comme partie intégrante des énergies renouvelables à plus long terme, nous notons ce qui suit. Selon les calculs prévisionnels, en 2030, une légère baisse (jusqu'à 12,5% contre 13,8% en 2000) de la part des sources d'énergie renouvelables dans la production mondiale d'énergie est attendue. Dans le même temps, l'énergie du soleil, du vent et des eaux géothermiques se développera à un rythme accéléré, augmentant annuellement de 4,1% en moyenne, mais en raison du démarrage «faible», leur part dans la structure des sources renouvelables restera la plus faible en 2030.

2. Fonds pour l'environnement, leur objectif, leurs types

Questions qui incluent protection environnementalesont tout à fait pertinents et significatifs de nos jours. L'un d'eux est la question des fonds environnementaux. L'efficacité de l'ensemble du processus dépend directement de lui, car il est aujourd'hui très difficile de réaliser quelque chose sans certains investissements.

Fonds environnementaux représentent un système unifié de fonds publics hors budget, qui, en plus du fonds environnemental direct, devrait inclure des fonds régionaux, territoriaux, locaux et aussi républicains. Les fonds environnementaux, en règle générale, sont créés dans le but de résoudre les problèmes environnementaux les plus importants et les plus urgents. En outre, ils sont nécessaires pour l'indemnisation des dommages causés, ainsi qu'en cas de restauration de pertes dans le milieu naturel.

En outre, une question tout aussi importante dans ce cas est de savoir d'où proviennent ces fonds, qui jouent un rôle assez important dans un processus tel que protection environnementale... Le plus souvent, les fonds environnementaux sont constitués de fonds provenant d'organisations, d'institutions, de citoyens et d'entreprises, ainsi que de citoyens et de personnes morales. En règle générale, il s'agit de toutes sortes de paiements pour les rejets de déchets, les émissions de substances nocives, l'élimination des déchets, ainsi que d'autres types de pollution.

outre fonds environnementaux sont constitués aux frais des fonds pour la vente d'outils confisqués et d'outils de pêche et de chasse, les montants reçus dans les demandes d'indemnisation des amendes et des dommages pour la détérioration de l'état écologique, des revenus en devises des citoyens et des particuliers étrangers, ainsi que des dividendes reçus sur les dépôts bancaires, les dépôts à titre d'intérêts , et de la part de l'utilisation des fonds dans les activités de ces personnes et de leurs entreprises.

En règle générale, tous les fonds ci-dessus doivent être crédités sur des comptes bancaires spéciaux dans un certain rapport. Ainsi, par exemple, sur mise en œuvre de mesures de protection de l'environnement, qui revêtent une importance fédérale, allouent dix pour cent des fonds à la mise en œuvre de mesures d'importance républicaine et régionale - trente pour cent. Le reste du montant doit être consacré à la mise en œuvre de mesures environnementales d'importance locale.

3. Tâche

Déterminer le dommage économique annuel total dû à la pollution des PTP d'une capacité de 298 t / jour de charbon avec émissions: SO 2 - 18 kg / t; cendres volantes - 16 kg / jour; CO2 - 1,16 t / t.

L'effet nettoyant est de prendre 68%. Les dommages spécifiques dus à la pollution par unité d'émission sont: SO 2\u003d 98 RUB / t; au CO 2\u003d 186 roubles / t; noeuds \u003d 76 roubles / t.

Donné:

Q \u003d 298 t / jour;

g l. h. \u003d 16 kg / jour; SO2 \u003d 18 kg / t;

gCO2 \u003d 1,16 t / t

Décision:

m l. s ... \u003d 0,016 * 298 * 0,68 \u003d 3,24 t / jour

m SO2 \u003d 0,018 * 298 * 0,68 \u003d 3,65 t / jour

m CO2 \u003d 1,16 * 298 * 0,68 \u003d 235,06 t / jour

P l. h. \u003d 360 * 3,24 * 76 \u003d 88646,4 roubles / an

P SO2 \u003d 360 * 3,65 * 98 \u003d 128772 roubles / an

P CO2 \u003d 360 * 235,06 * 186 \u003d 15739617 roubles / an

P plein \u003d 88646,4 + 128772 + 15739617 \u003d 15957035,4 roubles / an

Répondre: les dommages économiques annuels totaux dus à la pollution des centrales thermiques sont de 15 957 035,4 roubles par an.

Liste de références

1.

Http://ustoj.com/Energy_5. htm

.

Http: // dic. academy.ru/dic. nsf / dic_economic_law / 18098 /% D0% AD% D0% 9A% D0% 9E% D0% 9B% D0% 9E% D0% 93% D0% 98% D0% A7% D0% 95% D0% A1% D0% 9A % D0% 98% D0% 95

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Les centrales géothermiques en Russie sont une source renouvelable prometteuse. La Russie possède de riches ressources géothermiques avec des températures élevées et basses et fait de bons pas dans cette direction. Un concept de protection de l'environnement peut aider à démontrer les avantages des sources d'énergie alternatives renouvelables.

En Russie, la recherche géothermique a été menée dans 53 centres de recherche et établissements d'enseignement supérieur situés dans différentes villes et dans différents départements: l'Académie des sciences, les ministères de l'éducation, des ressources naturelles, des combustibles et de l'énergie. Ces travaux sont menés dans certains centres scientifiques régionaux tels que Moscou, Saint-Pétersbourg, Arkhangelsk, Makhatchkala, Gelendzhik, la région de la Volga (Yaroslavl, Kazan, Samara), l'Oural (Oufa, Ekaterinbourg, Perm, Orenbourg), la Sibérie (Novossibirsk, Tioumen, Tomsk, Irkoutsk, Yakutsk), l'Extrême-Orient (Khabarovsk, Vladivostok, Yuzhno-Sakhalinsk, Petropavlovsk-on-Kamchatka).

Dans ces centres, des recherches théoriques, appliquées et régionales sont menées, ainsi qu'une boîte à outils spéciale est créée.

Utilisation de l'énergie géothermique

Les centrales géothermiques en Russie sont principalement utilisées pour la fourniture de chaleur et le chauffage de plusieurs villes et villages du Caucase du Nord et du Kamtchatka, avec une population totale de 500 000 habitants. En outre, dans certaines régions du pays, la chaleur profonde est utilisée pour les serres d'une superficie totale de 465 000 m 2. Les ressources hydrothermales les plus actives sont utilisées dans le territoire de Krasnodar, au Daguestan et au Kamtchatka. Environ la moitié des ressources extraites sont utilisées pour le chauffage des logements et des locaux industriels, un tiers pour le chauffage des serres et seulement environ 13% pour les processus industriels.

De plus, les eaux thermales sont utilisées dans environ 150 sanatoriums et 40 usines d'embouteillage. La quantité d'électricité produite par les centrales géothermiques en Russie augmente par rapport au monde, mais reste extrêmement insignifiante.

Cette part ne représente que 0,01% de la production totale d'électricité du pays.

La direction la plus prometteuse pour l'utilisation des ressources géothermiques à basse température est l'utilisation de pompes à chaleur. Cette méthode est optimale pour de nombreuses régions de la Russie - dans la partie européenne de la Russie et dans l'Oural. Jusqu'à présent, les premiers pas sont faits dans cette direction.

L'électricité est produite dans certaines centrales électriques (GeoPP) uniquement au Kamtchatka et aux îles Kouriles. Actuellement, trois stations fonctionnent au Kamtchatka:

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

Pauzhetskaya GeoPP à l'intérieur

Deux petits GeoPP sont en service sur les îles Kunashir - Mendeleevskaya GeoTES, Iturup - Okeanskaya avec une puissance installée de 7,4 MW et 2,6 MW, respectivement.

Les centrales géothermiques en Russie sont aux dernières places du monde en termes de volume.En Islandereprésente plus de 25% de l'électricité produite par cette méthode.

Centrale géothermique de Mendeleevskaya sur Kunashir

Iturup - "Océanique"

La Russie dispose d'importantes ressources géothermiques et le potentiel disponible est bien supérieur à la situation actuelle.

Cette ressource est loin d'être suffisamment développée dans le pays. Dans l'ex-Union soviétique, l'exploration des minéraux, du pétrole et du gaz a été bien soutenue. Cependant, une activité aussi importante ne vise pas à étudier les réservoirs géothermiques même en conséquence de l'approche: les eaux géothermiques n'étaient pas considérées comme une ressource énergétique. Pourtant, les résultats du forage de milliers de «puits secs» (familièrement dans l'industrie pétrolière) apportent des avantages secondaires à l'exploration géothermique. Ces puits abandonnés qui étaient moins chers lors de la recherche de l'industrie pétrolière à céder à de nouvelles fins.

Avantages et problèmes liés à l'utilisation des ressources géothermiques

Les avantages environnementaux de l'utilisation de sources d'énergie renouvelables telles que la géothermie sont reconnus. Cependant, il existe de sérieux obstacles au développement des ressources renouvelables qui entravent le développement. Des études géologiques détaillées et des forages géothermiques coûteux représentent des coûts financiers importants associés à des risques géologiques et techniques importants.

L'utilisation de sources d'énergie renouvelables, y compris les ressources géothermiques, présente également des avantages.

• Premièrement, l'utilisation de ressources énergétiques locales peut réduire la dépendance à l'égard des importations ou la nécessité de construire de nouvelles installations de production pour le chauffage dans les zones d'eau chaude industrielles ou résidentielles.
• Deuxièmement, le remplacement des carburants traditionnels par de l'énergie propre se traduit par des améliorations significatives de l'environnement et de la santé publique et des économies associées.
• Troisièmement, une mesure des économies d'énergie est liée à l'efficacité. Les systèmes de chauffage urbain sont courants dans les centres urbains de Russie et nécessitent une modernisation et une transition vers des sources d'énergie renouvelables avec leurs propres avantages. Ceci est particulièrement important d'un point de vue économique, les systèmes de chauffage urbain obsolètes ne sont pas économiques et la durée de vie technique est déjà expirée.

Les centrales géothermiques en Russie sont «plus propres» par rapport aux combustibles fossiles utilisés. La Convention internationale sur le changement climatique et les programmes de la Communauté européenne prévoient la promotion des sources d'énergie renouvelables. Cependant, il n'y a pas d'exigences légales spécifiques pour l'exploration et l'extraction des eaux géothermiques dans tous les pays. Cela est en partie dû au fait que les eaux sont réglementées conformément aux lois sur les ressources en eau, les minéraux conformément aux lois sur l'énergie.

La géothermie n'appartient pas à certains domaines de la législation et il est difficile de résoudre diverses méthodes d'exploitation et d'utilisation de l'énergie géothermique.

Géothermie et développement durable

Le développement industriel au cours des deux derniers siècles a apporté de nombreuses innovations à la civilisation humaine et a amené l'exploitation des ressources naturelles à un rythme alarmant. Depuis les années soixante-dix du 20e siècle, de sérieuses mises en garde sur les «limites de la croissance» se sont répandues dans le monde entier avec beaucoup d'effet: l'exploitation des ressources, la course aux armements, le gaspillage de la consommation ont dilapidé ces ressources à un rythme accéléré, parallèlement à une croissance exponentielle de la population mondiale. Toute cette folie demande plus d'énergie.

Le plus gaspilleur et le plus désespéré est l’irresponsabilité humaine due à l’habitude d’utiliser les ressources énergétiques limitées et qui s’épuisent rapidement du charbon, du pétrole et du gaz. Cette activité irresponsable est exercée par l'industrie chimique pour la production de plastiques, fibres synthétiques, matériaux de construction, peintures, vernis, produits pharmaceutiques et cosmétiques, pesticides et bien d'autres produits chimiques organiques.

Mais l'effet le plus catastrophique de l'utilisation des énergies fossiles est l'équilibre de la biosphère et du climat à tel point qu'il affectera irréversiblement nos choix de vie: croissance des déserts, pluies acides gâchant les terres fertiles, empoisonnement des rivières, des lacs et des eaux souterraines, détérioration de l'eau potable pour une population croissante. planètes - et pire que tout - événements météorologiques plus fréquents, rétraction des glaciers, destruction des stations de ski, fonte des glaciers, glissements de terrain, tempêtes plus violentes, inondation de zones côtières et d'îles densément peuplées, mettant ainsi en danger les populations et les espèces rares de flore et de faune en raison des migrations ...

La perte de terres fertiles et du patrimoine culturel est due à l'extraction de combustibles fossiles inexorablement croissants, aux émissions dans l'atmosphère, à l'origine du réchauffement climatique.

La voie vers une énergie propre et durable qui préserve les ressources et l'attraction de la biosphère et du climat pour l'équilibre naturel est associée à l'utilisation sous forme de centrales géothermiques en Russie.

Les scientifiques comprennent la nécessité de réduire la consommation de combustibles fossiles au-delà des objectifs de Kyoto afin de ralentir le réchauffement climatique de l'atmosphère terrestre.

Une centrale géothermique est un complexe de dispositifs d'ingénierie qui convertissent l'énergie thermique de la planète en énergie électrique.

L'énergie géothermique

L'énergie géothermique fait partie des types d'énergie «verte». Cette méthode d'approvisionnement en énergie des consommateurs est largement utilisée dans les régions à activité thermique de la planète pour diverses utilisations.

La géothermie c'est:

• Pétrothermique, lorsque la source d'énergie est constituée de couches de la terre à haute température;
• Hydrothermal, lorsque la source d'énergie est l'eau souterraine.

Les centrales géothermiques sont utilisées pour fournir de l'électricité aux entreprises agricoles, à l'industrie, au logement et aux services communaux.

Principe de fonctionnement d'une centrale géothermique

Dans les installations géothermiques modernes, la conversion de l'énergie thermique terrestre en énergie électrique s'effectue de plusieurs manières, à savoir:

Méthode directe

Dans les installations de ce type, la vapeur provenant des entrailles de la terre travaille en contact direct avec une turbine à vapeur. La vapeur est fournie aux aubes de la turbine, qui transmet son mouvement de rotation à un générateur qui génère un courant électrique.

Pas une méthode directe

Dans ce cas, une solution est pompée du sol, qui entre dans l'évaporateur, et après évaporation, la vapeur résultante pénètre dans les aubes de la turbine.

Méthode mixte (binaire)

Dans les appareils fonctionnant selon ce procédé, l'eau du puits pénètre dans l'échangeur de chaleur, dans lequel elle transfère son énergie au liquide de refroidissement, qui, à son tour, s'évapore sous l'influence de l'énergie reçue, et la vapeur générée pénètre dans les aubes de la turbine.
Dans les installations géothermiques fonctionnant selon la méthode directe (méthode) d'impact sur la turbine, la source d'énergie est la vapeur géothermique.

Dans la deuxième méthode, des solutions hydrauliques surchauffées (fluides hydrothermaux) sont utilisées, qui ont une température supérieure à 180 * C.

Avec la méthode binaire, de l'eau chaude est utilisée, prélevée dans les couches de la terre, et un liquide avec un point d'ébullition inférieur (fréon et similaire) est utilisé comme liquide générateur de vapeur.

Avantages et inconvénients

Au fond utilisation de centrales électriques de ce type peut être attribué:

• C'est une source d'énergie renouvelable;
• D'énormes réserves dans le développement à long terme;
• Capacité à travailler hors ligne;
• Insensible aux facteurs d'influence saisonniers et météorologiques;
• Polyvalence - production d'énergie électrique et thermique;
• Aucune zone de protection (sanitaire) n'est requise pendant la construction de la station.

Désavantages stations sont:

• Coûts de construction et d'équipement élevés;
• En cours de fonctionnement, des émissions de vapeur contenant des impuretés nocives sont probables;
• Lors de l'utilisation des eaux hydrothermales des couches profondes de la terre, leur utilisation est nécessaire.

Centrales géothermiques en Russie

La géothermie, avec d'autres types d'énergie «verte», se développe régulièrement sur le territoire de notre état. Selon les scientifiques, l'énergie interne de la planète est des milliers de fois supérieure à la quantité d'énergie contenue dans les réserves naturelles de combustibles traditionnels (pétrole, gaz).

Les stations géothermiques fonctionnent avec succès en Russie, ce sont:

Pauzhetskaya GeoES

Situé près du village de Pauzhetka sur la péninsule du Kamtchatka. Mise en service en 1966.
Caractéristiques:

1. Le volume annuel d'énergie électrique produite est de 124,0 millions de kWh;
2. Le nombre d'unités de puissance est de 2.

Des travaux de reconstruction sont en cours, à la suite desquels la capacité électrique passera à 17,0 MW.

GeoPP industriel expérimental de Verkhne-Mutnovskaya

Situé dans le territoire du Kamtchatka. Mise en service en 1999.
Caractéristiques:

1. Puissance électrique - 12,0 MW;
2. Le volume annuel d'énergie électrique produite est de 63,0 millions de kWh;
3. Le nombre d'unités de puissance est de 3.

Mutnovskaya GeoPP

La plus grande centrale électrique de ce type. Situé dans le territoire du Kamtchatka. Mise en service en 2003.
Caractéristiques:

1. Puissance électrique - 50,0 MW;
2. Le volume annuel d'énergie électrique produite est de 350,0 millions de kWh;
3. Le nombre d'unités de puissance est de 2.

Océan GeoPP

Situé dans la région de Sakhaline. Mise en service en 2007.
Caractéristiques:

1. Puissance électrique - 2,5 MW;
2. Le nombre de modules d'alimentation est de 2.

Centrale géothermique de Mendeleevskaya

Situé sur l'île de Kunashir. Mise en service en 2000.

Caractéristiques:

1. Puissance électrique - 3,6 MW;
2. Puissance thermique - 17 Gcal / heure;
3. Le nombre de modules d'alimentation est de 2.

La station est actuellement en cours de modernisation, après quoi la capacité sera de 7,4 MW.

Centrales géothermiques dans le monde

Dans tous les pays techniquement développés, où il y a des territoires sismiquement actifs, où l'énergie interne de la terre sort, des centrales géothermiques sont construites et exploitées. L'expérience de la construction de telles installations d'ingénierie est acquise par:

Etats-Unis

Le pays avec la plus grande consommation d'électricité produite par les centrales solaires thermiques.

La puissance installée des unités de puissance est supérieure à 3000 MW, soit 0,3% de l'électricité totale produite aux États-Unis.

Les plus grands sont:

1. Le groupe de stations "The Geysers". Situé en Californie, le groupe comprend 22 stations d'une puissance installée de 1 517,0 MW.
2. Dans l'état de Californie, la station Imperial Valley Geothermal Area d'une puissance installée de 570,0 MW.
3. Dans l'état du Nevada, la station géothermique Navy 1 d'une puissance installée de 235,0 MW.

Philippines

La capacité installée des unités de puissance est supérieure à 1 900 MW, soit 27% de l'électricité totale produite dans le pays.

Les plus grandes stations:

1. McLeeling-Banachau d'une puissance installée de 458,0 MW.
2. Tivi, capacité installée 330,0 MW.

Indonésie

La capacité installée des unités de puissance est supérieure à 1 200 MW, soit 3,7% de l'électricité totale produite dans le pays.

Les plus grandes stations:

1. Sarulla Unit I, puissance installée 220,0 MW.
2. Sarulla Unit II, puissance installée - 110,0 MW.
3. Sorik Marapi Modulaire, capacité installée - 110,0 MW.
4. Karaha Bodas, puissance installée - 30,0 MW.
5. Unité Ulubelu - en construction à Sumatra.

Mexique

La capacité installée des unités de puissance est de 1 000 MW, soit 3,0% de l'électricité totale produite dans le pays.

Le plus large:

1. Centrale géothermique de Cerro Prieto d'une puissance installée de 720,0 MW.

Nouvelle-Zélande

La capacité installée des unités de puissance est supérieure à 600 MW, soit 10,0% de l'électricité totale produite dans le pays.

Le plus large:

1. "Ngatamariki" d'une puissance installée de 100,0 MW.

Islande

La capacité installée des unités de puissance est de 600 MW, soit 30,0% de l'électricité totale produite dans le pays.

Les plus grandes stations:

1. Hellisheiði Power Station d'une puissance installée de 300,0 MW.
2. "Nesjavellir" d'une puissance installée de 120,0 MW.
3. Reykjanes avec une puissance installée de 100,0 MW.
4. Svartsengi Geo d'une puissance installée de 80,0 MW.

En plus de celles énumérées ci-dessus, des centrales géothermiques fonctionnent en Australie, au Japon, dans l'Union européenne, en Afrique et en Océanie.