Переваги та недоліки геотермальної енергетики

Геотермальна енергія завжди приваблювала людей можливостями корисного застосування. Головною перевагою геотермальної енергії є її практична невичерпність та повна незалежність від умов довкілля, часу доби та року. Геотермальна енергія своїм "проектуванням" завдячує розпеченому центральному ядру Землі, з величезним запасом теплової енергії. Тільки у верхньому трикілометровому шарі Землі запасено кількість теплової енергії, еквівалентну енергії приблизно 300 млрд. т вугілля. Тепло центрального ядра Землі має прямий вихід на поверхню Землі через жерла вулканів та у вигляді гарячої води та пари.

Крім того, магма передає своє тепло гірським породам, причому зі зростанням глибини їхня температура підвищується. За наявними даними, температура гірських порід підвищується в середньому на 1 °С на кожні 33 м глибини (геотермічний ступінь). Це означає, що на глибині 3-4 км. вода закипає; а на глибині 10-15 км температура порід може досягати 100-1200°С. Але іноді геотермічний ступінь має інше значення, наприклад, у районі розташування вулканів температура порід підвищується на 1°С на кожні 2-3 м. У районі Північного Кавказу геотермічний ступінь становить 15-20 м. З цих прикладів можна зробити висновок про те, що є значне розмаїття температурних умов геотермальних джереленергії, які визначатимуть технічні засобидля її використання, і що температура є основним параметром, що характеризує геотермальне тепло.

Існують такі важливі можливості використання тепла земних глибин. Воду або суміш води та пари в залежності від їх температури можна направляти для гарячого водопостачання та теплопостачання, для вироблення електроенергії або одночасно для всіх трьох цілей. Високотемпературне тепло навколовулканічного району та сухих гірських порід переважно використовуватиме вироблення електроенергії та теплопостачання. Від того, яке джерело геотермальної енергії використовується залежить пристрій станції.

Якщо в даному регіоні є джерела підземних термальних вод, то доцільно використовувати їх для теплопостачання та гарячого водопостачання. Наприклад, за наявними даними, в Західного Сибірує підземне море площею 3 млн м2 із температурою води 70-9О°С. Великі запаси підземних термальних вод знаходяться в Дагестані, Північній Осетії, Чечено-Інгушетії, Кабардино-Балкарії, Закавказзі, Ставропольському та Краснодарському краях, Казахстані, на Камчатці та в інших районах Росії.

У Дагестані вже тривалий час термальні води використовуються для теплопостачання. За 15 років відкачано понад 97 млн.м3 термальної води для теплопостачання, що дозволило заощадити 638 тис.т умовного палива.

У Махачкалі термальною водою опалюються житлові будинки загальною площею 24 тис.м2, у Кізлярі – 185 тис.м2. Перспективними є запаси термальних вод у Грузії, які допускають витрати на добу 300-350 тис.м2 з температурою до 80чС. .Столиця Грузії знаходиться над родовищем термальних вод з метановазотним і сірководневим складом і температурою до 100°С.

Які проблеми виникають під час використання підземних термальних вод? Головна з них полягає у необхідності зворотного закачування відпрацьованої води у підземний водоносний горизонт. У термальних водах міститься велика кількість солей різних токсичних металів (наприклад бору, свинцю, цинку, кадмію, миш'яку) і хімічних сполук (аміаку, фенолів), що виключає скидання цих вод у природні водні системи, розташовані на поверхні. Наприклад, термальні води Великобанного родовища (на річці Банна, за 60 км від Петропавловська - Камчатського) містять різних солей до 1,5 г/л, фтору - до 9 мг/л, кремнієвої кислоти - до 300 мг/л. Термальні води Паужетського родовища в тому ж регіоні (температура J44 - 200°С, тиск на гирлі свердловини 2-4 атм) містять від 1,0 до 3,4 г/л різних солей, кремнієвої кислоти - 250 мг/л, борної кислоти - 15 мг/л, розчинених газів: вуглекислого - 500 мг/л, сірководню - 25 мг/л, аміаку -15 мг/л. Геотермальні води Тарумовського родовища в Дагестані (температура 185 ° С, тиск 150-200 атм) містять до 200 г/л солей і 3,5 -4 м3 метану в нормальних умовах на 1 м3 води.

Найбільший інтерес становлять високотемпературні термальні води або виходи пари, які можна використовувати для виробництва електроенергії та теплопостачання. В Україні в країні експлуатується експериментальна Паужетська геотермальна електростанція (ГеоТЕС) встановленою електричною потужністю 11 МВт, побудована в 1967 році на Камчатці.

Однак її роль у енергозабезпеченні регіону була незначною. Крім того, в 1967 році було введено в експлуатацію експериментальну ГеоТЕС потужністю 0,75 МВт на низькопотенційному геотермальному родовищі (температура води 80°С).

Отже, перевагами геотермальної енергії можна вважати практичну невичерпність ресурсів, незалежність від зовнішніх умов, часу доби та року, можливість комплексного використання термальних вод для потреб теплоелектроенергетики та медицини. Недоліками її є висока мінералізація термальних вод більшості родовищ та наявність токсичних сполук та металів, що виключає здебільшого скидання термальних вод у природні водойми.

3. Завдання

Список літератури

1. Перспективи використання геотермальних джерел енергії

Геотермальна енергія – це енергія внутрішніх областей Землі.

Ще 150 років тому на нашій планеті використовувалися виключно відновлювані та екологічно безпечні джерела енергії: водні потоки річок та морських припливів – для обертання водяних коліс, вітер – для приведення в дію млинів та вітрил, дрова, торф, відходи. сільського господарства- для опалення. Проте з кінця ХІХ століття дедалі більше зростаючі темпи бурхливого промислового розвитку викликали необхідність надінтенсивного освоєння та розвитку спочатку паливної, та був і атомної енергетики. Це призвело до стрімкого виснаження вуглецевих копалин і все більшої небезпеки радіоактивного зараження і парникового ефекту земної атмосфери. Тому на порозі нинішнього століття довелося знову звернутися до безпечних та відновлюваних енергетичних джерел: вітрової, сонячної, геотермальної, приливної енергії, енергії біомас рослинного та тваринного світу та на їх основі створювати та успішно експлуатувати нові нетрадиційні енергоустановки: приливні електростанції (ПЕМ), (ВЕУ), геотермальні (ГеоТЕС) та сонячні (СЕС) електростанції, хвильові енергоустановки (ВлЕУ), морські електростанції на родовищах газу (КЕС).

У той час, як досягнуті успіхи у створенні вітрових, сонячних та інших типів нетрадиційних енергоустановок широко висвітлюються в журнальних публікаціях, геотермальних енергоустановках і, зокрема, геотермальним електростанціям не приділяється тієї уваги, якої вони по праву заслуговують. А тим часом перспективи використання енергії тепла Землі воістину безмежні, оскільки під поверхнею нашої планети, що є, образно кажучи, гігантським природним енергетичним котлом, зосереджені величезні резерви тепла та енергії, основними джерелами яких є те, що відбувається в земної корита мантії радіоактивні перетворення, що викликаються розпадом радіоактивних ізотопів. Енергія цих джерел настільки велика, що вона щороку кілька сантиметрів зрушує літосферні пласти Землі, викликає дрейф материків, землетрусу і виверження вулканів.

Сучасна затребуваність геотермальної енергії як одного з видів відновлюваної енергії обумовлена: виснаженням запасів органічного палива та залежністю більшості розвинених країн від його імпорту (в основному імпорту нафти та газу), а також із суттєвим негативним впливом паливної та ядерної енергетики на середовище проживання людини та на дику природу. Все ж таки, застосовуючи геотермальну енергію, слід повною мірою враховувати її переваги та недоліки.

Головною перевагою геотермальної енергії є можливість її використання у вигляді геотермальної води або суміші води та пари (залежно від їх температури) для потреб гарячого водо- та теплопостачання, для вироблення електроенергії або одночасно для всіх трьох цілей, її практична невичерпність, повна незалежність від умов навколишнього середовища, часу доби та року. Тим самим використання геотермальної енергії (поряд з використанням інших екологічно чистих відновлюваних джерел енергії) може зробити істотний внесок у вирішення наступних нагальних проблем:

· Забезпечення стійкого тепло- та електропостачання населення в тих зонах нашої планети, де централізоване енергопостачання відсутнє або обходиться надто дорого (наприклад, у Росії на Камчатці, в районах Крайньої Півночі тощо).

· Забезпечення гарантованого мінімуму енергопостачання населення в зонах нестійкого централізованого енергопостачання через дефіцит електроенергії в енергосистемах, запобігання збиткам від аварійних та обмежувальних відключень тощо.

· Зниження шкідливих викидів від енергоустановок в окремих регіонах зі складною екологічною ситуацією.

При цьому в вулканічних регіонах планети високотемпературне тепло, що нагріває геотермальну воду до значень температур, що перевищують 140 - 150 ° С, найбільш вигідно використовувати для вироблення електроенергії. Підземні геотермальні води зі значеннями температур, що не перевищують 100°С, як правило, економічно вигідно використовувати для потреб теплопостачання, гарячого водопостачання та інших цілей

Таб. 1.

Значення температури геотермальної води, ° Спосіб застосування геотермальної води Більше 140 Вироблення електроенергії Менш 100 Системи опалення будівель та споруд Близько 60 Системи гарячого водопостачання Менш 60 Системи геотермального теплопостачання теплиць, геотермальні холодильні установки і т.п.

У міру розвитку та вдосконалення геотермальних технологій переглядаються у бік використання для виробництва електроенергії геотермальних вод із дедалі нижчими температурами. Так, розроблені в даний час комбіновані схеми використання геотермальних джерел дозволяють використовувати для виробництва електроенергії теплоносії з початковими температурами 70 - 80 ° С, що значно нижче температур, що рекомендуються в таблиці (150 ° С і вище). Зокрема, у Санкт-Петербурзькому політехнічному інституті створено гідропарові турбіни, використання яких на ГеоТЕС дозволяє збільшувати корисну потужністьдвоконтурних систем (другий контур - водяна пара) в діапазоні температур 20 - 200 ° С в середньому на 22%.

Значно підвищується ефективність застосування термальних вод за умови їх комплексного використання. При цьому в різних технологічних процесах можна досягти найбільш повної реалізації теплового потенціалу води, в тому числі і залишкового, а також отримати цінні компоненти, що містяться в термальній воді (йод, бром, літій, цезій, кухонна сіль, глауберова сіль, борна кислота і багато інших ) для їх промислового використання.

Основний недолік геотермальної енергії – необхідність зворотного закачування відпрацьованої води у підземний водоносний горизонт . А також застосування геотермальних вод не може розглядатися як екологічно чисте тому, що пара часто супроводжується газоподібними викидами, включаючи сірководень і радон - обидва вважаються небезпечними. На геотермальних станціях пара, що обертає турбіну, повинна бути конденсована, що вимагає джерела охолоджувальної води, так само як цього вимагають електростанції на вугіллі або ядерному паливі. В результаті скидання як охолоджувальної, так і конденсаційної гарячої води можливе теплове забруднення середовища. Крім того, там, де суміш води та пари витягується із землі для електростанцій, що працюють на вологій парі, і там, де гаряча вода витягується для станцій з бінарним циклом, воду необхідно видаляти. Ця вода може бути незвичайно солоною (до 20% солі), і тоді буде потрібно перекачування її в океан або нагнітання в землю. Скидання такої води в річки або озера могло б знищити в них прісноводні форми життя. У геотермальних водах нерідко містяться також значні кількості сірководню - газу, що погано пахне, небезпечного у великих концентраціях.

Однак у зв'язку з впровадженням нових, менш витратних технологій буріння свердловин, застосуванням ефективних способівочищення води від токсичних сполук та металів капітальні витрати на відбір тепла від геотермальних вод безперервно знижуються. До того ж слід мати на увазі, що геотермальна енергетика в Останнім часомсуттєво просунулась у своєму розвитку. Так, останні розробки показали можливість вироблення електроенергії при температурі пароводяної суміші нижче 80º З, що дозволяє набагато ширше застосовувати ГеоТЕС для вироблення електроенергії. У зв'язку з цим очікується, що в країнах із значним геотермальним потенціалом і насамперед у США потужність ГеоТЕС найближчим часом подвоїться.

Ще більше вражає нова, розроблена австралійською компанією Geodynamics Ltd., що з'явилася кілька років тому, воістину революційна технологія будівництва ГеоТЕС - так звана технологія Hot-Dry-Rock, що істотно підвищує ефективність перетворення енергії геотермальних вод в електроенергію. Суть цієї технології полягає в наступному.

До останнього часу в термоенергетиці непорушним вважався головний принципроботи всіх геотермальних станцій, що полягає у використанні природного виходу пари з підземних резервуарів та джерел. Австралійці відступили від цього принципу і вирішили створити підходящий "гейзер". Для створення такого гейзера австралійські геофізики знайшли в пустелі на південному сході Австралії точку, де тектоніка та ізольованість скельних порід створюють аномалію, яка цілий рік підтримує в окрузі дуже високу температуру. За оцінками австралійських геологів, гранітні породи, що залягають на глибині 4,5 км, розігріваються до 270°С, і тому якщо на таку глибину через свердловину закачати під великим тиском воду, то вона, повсюдно проникаючи в тріщини гарячого граніту, буде їх розширювати, одночасно нагріваючись. , а потім по іншій свердловині буде підніматися на поверхню. Після цього нагріту воду можна буде без особливих зусиль збирати в теплообміннику, а отриману від неї енергію використовувати для випаровування іншої рідини з нижчою температурою кипіння, пара якої, у свою чергу, і приведе в дію парові турбіни. Вода, що віддала геотермальне тепло, знову буде спрямована через свердловину на глибину і цикл таким чином повториться. Принципову схему отримання електроенергії за технологією, запропонованою австралійською компанією Geodynamics Ltd., наведено на рис.1.

Мал. 1.

Безумовно, реалізувати цю технологію можна не в будь-якому місці, а тільки там, де граніт, що залягає на глибині, нагрівається до температури не менше 250 - 270°С. При застосуванні такої технології ключову роль відіграє температура, зниження якої на 50 ° С, за оцінками вчених, удвічі підвищить вартість електроенергії.

Для підтвердження прогнозів спеціалісти компанії Geodynamics Ltd. Вже пробурили дві свердловини завглибшки по 4,5 км кожна і отримали доказ того, що на цій глибині температура досягає 270 - 300°С. В даний час проводяться роботи з оцінки загальних запасів геотермальної енергії у цій аномальній точці півдня Австралії. За попередніми розрахунками в цій аномальній точці можна отримувати електроенергію потужністю більше 1 ГВт, причому вартість цієї енергії буде вдвічі дешевше вартості вітрової енергії і в 8 - 10 разів дешевше сонячної.

геотермальна енергія екологічний фонд

Світовий потенціал геотермальної енергії та перспективи його використання

Група експертів із Світової асоціації з питань геотермальної енергії, яка здійснила оцінку запасів низько- та високотемпературної геотермальної енергії для кожного континенту, отримала такі дані щодо потенціалу різних типів геотермальних джерел нашої планети (табл.2).

Наименование континентаТип геотермального источника: высокотемпературный, используемый для производства электроэнергии, ТДж/годнизкотемпературный, используемый в виде теплоты, ТДж/год (нижняя граница) традиционные технологиитрадиционные и бинарные технологииЕвропа18303700>370Азия29705900>320Африка12202400>240Северная Америка13302700>120Латинская Америка28005600>240Океания10502100>110Мировой потенциал1120022400>1400

Як видно з таблиці, потенціал геотермальних джерел енергії просто колосальний. Однак використовується він вкрай незначно, але наразі геотермальна електроенергетика розвивається прискореними темпами, не в останню чергу через галопуюче збільшення вартості нафти та газу. Цьому розвитку багато в чому сприяють прийняті у багатьох країнах світу урядові програми, які підтримують цей напрямок розвитку геотермальної енергетики.

Характеризуючи розвиток світової геотермальної електроенергетики як невід'ємної складової частини відновлюваної енергетики більш віддалену перспективу, відзначимо наступне. Згідно з прогнозними розрахунками у 2030 році очікується деяке (до 12,5% порівняно з 13,8% у 2000 році) зниження частки відновлюваних джерел енергії у загальносвітовому обсязі виробництва енергії. При цьому енергія сонця, вітру та геотермальних вод розвиватиметься прискореними темпами, щорічно збільшуючись у середньому на 4,1 %, проте внаслідок "низького" старту їхня частка у структурі відновлюваних джерел і у 2030 році залишатиметься найменшою.

2. Екологічні фонди, їх призначення, види

Питання, які включає в себе охорона навколишнього середовища, є досить актуальними та значущими у наші дні. Одним із них є питання про екологічні фонди. Саме від нього безпосередньо залежить ефективність всього процесу, тому що сьогодні без певних вкладень досягти чогось буває дуже непросто.

Екологічні фондиявляють собою єдину систему позабюджетних державних коштів, яка крім безпосереднього екологічного фонду повинна включати обласні, крайові, місцеві, а також республіканські фонди. Екологічні фонди, як правило, створюються з метою вирішення найважливіших та невідкладних природоохоронних завдань. Крім того, вони необхідні при компенсації заподіяної шкоди, а також у разі відновлення втрат у навколишньому природному середовищі.

Також не менш важливим питанням у цьому випадку є те, звідки беруться дані фонди, які грають досить важливу рольу такому процесі як охорона навколишнього середовища. Найчастіше екологічні фонди утворюються із коштів, що надходять від організацій, установ, громадян та підприємств, а також від юридичних громадян та осіб. Як правило, як них виступають всілякі плати за скиди відходів, викиди шкідливих речовин, розміщення відходів, а також інші види забруднень.

Крім цього екологічні фондиформуються за рахунок коштів реалізації конфіскованих інструментів та знарядь рибальства та полювання, сум, які виходять за позовами про відшкодування штрафів та шкоди за погіршення екологічного стану, інвалютних надходжень від іноземних громадян та осіб, а також від отриманих дивідендів за банківськими депозитами, вкладами як проценти , та від пайового використання фондових коштів у діяльності даних осіб та їх підприємств.

Як правило, всі перераховані вище кошти повинні бути зараховані на спеціальні рахунки банків у певному співвідношенні. Так, наприклад, на реалізацію природоохоронних заходів , які мають федеральне значення, виділяють десять відсотків коштів, на реалізацію заходів республіканського та обласного значення - тридцять відсотків. Решта суми має піти на реалізацію природоохоронних заходів, які мають місцеве значення.

3. Завдання

Визначити повну річну економічну шкоду від забруднення ТЕС, продуктивністю 298 т/добу вугілля при викидах: SO 2- 18 кг/т; летуча зола - 16 кг/добу; СО2 - 1,16 т/т.

Ефект очищення прийняти 68%. Питома шкода від забруднень на одиницю викидів становить: SO 2= 98 руб/т; у СО 2= 186 руб/т; уз = 76 руб/т.

Дано:

Q=298 т/добу;

g л. з. = 16 кг/добу; SO2 =18 кг/т;

gCO2 = 1,16 т/т

Рішення:

m л. з . = 0,016 * 298 * 0,68 = 3,24 т / добу

m SO2 = 0.018 * 298 * 0,68 = 3.65 т / добу

m CO2 = 1.16 * 298 * 0,68 = 235.06 т / добу

П л. з. = 360 * 3,24 * 76 = 88646,4 руб / рік

П SO2 = 360 * 3.65 * 98 = 128772 руб / рік

П СО2 = 360 * 235,06 * 186 = 15739617 руб / рік

П повний = 88646,4 +128772 +15739617 = 15 957 035,4 руб / рік

Відповідь: повний річний економічний збиток від забруднень ТЕС становить 15957035,4 рублів на рік.

Список літератури

1.

http://ustoj.com/Energy_5. htm

.

http://dic. academic.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

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

Геотермальні електростанції у Росії є перспективним поновлюваним джерелом. Росія має багаті геотермальні ресурси з високою та низькою температурами і робить гарні крокив цьому напрямку. Концепція екологічного захисту допоможе продемонструвати переваги відновлюваних альтернативних джерел використання енергії.

У Росії геотермальні дослідження проведені у 53 наукових центрах та вищих навчальних закладах розташованих у різних містах та у різних відомствах: Академії наук, Міністерствах освіти, природних ресурсів, палива та енергетики. Такі роботи проводяться в деяких регіональних наукових центрах, як Москва, Санкт-Петербург, Архангельськ, Махачкала, Геленджик, Приволжя (Ярославль, Казань, Самара), Урал (Уфа, Єкатеринбург, Пермь, Оренбург), Сибір (Новосибірськ, Тюмень, Томськ, Іркутськ, Якутськ), далекий Схід(Хабаровськ, Владивосток, Южно-Сахалінськ, Петропавловськ-на-Камчатці).

У цих центрах проводяться: теоретичні, прикладні, регіональні дослідження, а також створюється спеціальний інструментарій.

Використання геотермальної енергії

Геотермальні електростанції в Росії використовуються в основному для теплопостачання та обігріву кількох міст і населених пунктівна Північному Кавказі та Камчатці із загальною чисельністю населення 500 тис.чол. Крім того, у деяких регіонах країни глибоке тепло використовується для теплиць загальною площею 465 тис. м2. Найактивніші гідротермальні ресурси використовуються в Краснодарському краї, Дагестані та на Камчатці. Приблизно половину видобутих ресурсів застосовується для теплопостачання житла та промислових приміщень, третина – на опалення теплиць, лише близько 13 % – для промислових процесів.

Крім цього, термальні води використовуються приблизно в 150 санаторіях і 40 заводах з розливу мінеральної води. Кількість електричної енергії, розробленої геотермальними електростанціями у Росії збільшується проти світовим, але залишається вкрай незначним.

Частка складає всього 0,01 відсотка від загального виробітку електроенергії в країні.

p align="justify"> Найбільш перспективним напрямом використання низькотемпературних геотермальних ресурсів є застосування теплових насосів. Цей спосіб є оптимальним для багатьох регіонів Росії - у Європейській частині Росії та на Уралі. Поки що робляться перші кроки в цьому напрямку.

Електрика виробляється на деяких електростанціях (ГеоЕС) лише на Камчатці та Курильських островах. В даний час три станції працюють на Камчатці:

Паужетська ГеоЕС (12 МВт), Верхньо-Мутнівська (12 МВт) та Мутнівська ГеоЕС (50 МВт).

Паужетська ГеоЕС усередині

Дві невеликі ГеоЕС знаходяться в експлуатації на островах Кунашир – Менделіївська ГеоТЕС, Ітуруп – «Океанська» з встановленою потужністю 7,4 МВт і 2,6 МВт відповідно.

Геотермальні електростанції в Росії за своїм обсягом стоять на останніх місцях у світі.В Ісландіїприпадає більше 25% електроенергії, що видобувається, цим способом.

Менделєєвська ГеоТЕС на Кунаширі

Ітуруп – «Океанська»

Росія має значні геотермальні ресурси і наявний потенціал набагато більший, ніж поточне становище.

Цей ресурс далеко не адекватно розвинений у країні. У колишньому Радянському Союзі геолого-розвідувальні роботи корисних копалин нафти і газу добре підтримувалися. Однак така велика діяльність не спрямована на вивчення геотермальних резервуарів навіть у наслідок підходу: геотермальні води не вважалися енергетичними ресурсами. Але все-таки результати буріння тисяч "сухих свердловин" (просторіччя в нафтовій галузі) приносять вторинну вигоду для геотермальних досліджень. Ці покинуті колодязі, які були під час досліджень нафтової галузі дешевше віддати для нових цілей.

Переваги та проблеми використання геотермальних ресурсів

Екологічні переваги використання відновлюваних джерел енергії, таких як геотермальна визнано. Однак є серйозні перешкоди на шляху розвитку поновлюваних ресурсів, що перешкоджають розвитку. Детальні геологічні дослідження та дороге буріння геотермальних свердловин є великими фінансовими витратами, пов'язаними зі значними геологічними та технічними ризиками.

Використання відновлюваних джерел енергії, включаючи геотермальні ресурси, мають переваги.

• По-перше, використання місцевих енергетичних ресурсів може знизити залежність від імпорту або необхідності будівництва нових потужностей, що генерують, для теплопостачання в промислових або житлових районах гарячого водопостачання.
• По-друге, заміна традиційних видів палива чистою енергією викликає значні покращення стану навколишнього середовища та громадської охорони здоров'я та має відповідну економію.
• По-третє, міра економії енергії пов'язана з ККД. Системи централізованого теплопостачання є загальними у міських центрах Росії та потребують модернізації та переходу на відновлювані джерела енергії зі своїми перевагами. Це особливо важливо з економічної точки зору, застарілі системи централізованого теплопостачання не економічні та інженерний час життя вже минув.

Геотермальні електростанції в Росії "чистіше" в порівнянні з використовувані викопне паливо. Міжнародна конвенція щодо зміни клімату та програми Європейського співтовариства передбачають просування відновлюваних джерел енергії. Однак специфічні юридичні розпорядження щодо розвідувальних робіт та видобутку геотермальних вод відсутні у всіх країнах. Частково це пояснюється тим, що води регулюються відповідно до законів водних ресурсів, корисні копалини відповідно до енергетичних законів.

Геотермальна енергія не відноситься до певних розділів законодавства і утруднюється вирішення різних методів експлуатації та використання геотермальної потужності.

Геотермальна енергетика та сталий розвиток

Промисловий розвиток за останні два століття приніс безліч інновацій для людської цивілізації та принесли експлуатацію природних ресурсів із загрозливою швидкістю. Починаючи з сімдесятих років 20-го століття серйозні попередження про “межі зростання” пішли по світу з великим ефектом: ресурс експлуатації, гонка озброєнь, марнотратство розбазарили ці ресурси в прискореному темпі, поряд з експоненційним зростанням чисельності населення планети. На все це божевілля потрібна більша кількість енергії.

Найбільш марнотратне і безперспективне - безвідповідальність людини за звичкою витрати кінцевих енергетичних ресурсів вугілля, нафти і газу, що швидко виснажуються. Цією безвідповідальною діяльністю займається хімічна промисловість для виробництва пластмас, синтетичних волокон, будівельних матеріалів, фарб, лаків, фармацевтичних та косметичних продуктів, пестицидів та багатьох інших продуктів органічної хімії.

Але найбільш катастрофічний ефект від використання викопного палива - це рівновага біосфери і клімату настільки, що незворотно впливатиме на наш життєвий вибір: зростання пустель, кислотні дощі, що псують родючі землі, отруєння річок, озер і ґрунтових вод, псування питної води для населення планети, що зростає, - і найгірше з усіх - найчастіші погодні катаклізми, втягуючі льодовики, руйнуючі гірськолижні курорти, таючі льодовики, зсуви, сильніші шторми, затоплення густонаселених прибережних , тим самим наражаючи на небезпеку людей і рідкісні видифлори та фауни внаслідок міграцій.

Втрата родючих земель і культурна спадщина відбувається за рахунок видобутку викопного палива, що невблаганно зростає, викидів в атмосферу, що викликають глобальне потепління.

Шлях до чистої, стійкої енергетики зберігає ресурси і залучення біосфери і клімату в природний баланс пов'язані з використанням як геотермальних електростанцій у Росії.

Вчені розуміють необхідність скорочення спалювання викопного палива, що виходить за межі цільових показників Кіотського протоколу для того, щоб уповільнити глобальне потепління атмосфери Землі.

Геотермальна електрична станція - це комплекс інженерних пристроїв, що перетворюють теплову енергію планети на електричну енергію.

Геотермальна енергетика

Геотермальна енергетика належить до «зелених» видів енергії. Даний спосіб енергозабезпечення споживачів набув широкого поширення в регіонах з термічною активністю планети різних видіввикористання.

Геотермальна енергія буває:

• Петротермальна, коли джерело енергії - шари землі, що володіють високою температурою;
• Гідротермальна, коли джерело енергії – підземні води.

Геотермальні установки використовуються для енергопостачання підприємств сільського господарства, промисловості та у житлово-комунальній сфері.

Принцип роботи геотермальної електростанції

У сучасних геотермальних установках перетворення теплової енергії землі на електричну здійснюють декількома способами, це:

Прямий метод

В установках такого виду пара, що надходить з надр землі, працює в безпосередньому контакті з паровою турбіною. Пара подається на лопаті турбіни, яка своє обертальний рухпередає генератору, який виробляє електричний струм.

Чи не прямий метод

У цьому випадку із землі закачується розчин, який надходить на випарник, і вже після випаровування, отримана пара надходить на лопаті турбіни.

Змішаний (бінарний) метод

У пристроях, що працюють за цим методом, вода зі свердловини надходить на теплообмінник, в якому, передає свою енергію теплоносія, який, у свою чергу, під впливом отриманої енергії випаровується, а пара, що утворилася надходить на лопаті турбіни.
У геотермальних установках, що працюють за прямим методом (спосібом) впливу на турбіну, джерелом енергії служить геотермальний пар.

У другому методі - використовуються перегріті гідротехнічні розчини (гідротерми), які мають температуру вище 180 *С.

При бінарному методі – використовуються гаряча вода, що забирається із шарів землі, а як пароутворююча використовується рідини з меншою температурою кипіння (фреон і подібні).

Плюси і мінуси

До перевагвикористання електростанцій цього виду можна віднести:

• Це відновлюване джерело енергії;
• Величезні запаси у перспективі розвитку;
• Здатність працювати в автономному режимі;
• Не схильність до сезонних і погодних факторів впливу;
• Універсальність – виробництво електричної та теплової енергії;
• При будівництві станції не потрібне влаштування захисних (санітарних) зон.

Недолікамистанцій є:

• Висока вартість будівництва та обладнання;
• У процесі роботи можливі викиди пари із вмістом шкідливих домішок;
• При використанні гідротермів із глибинних шарів землі необхідна їх утилізація.

Геотермальні станції в Росії

Геотермальна енергетика поряд з іншими видами «зеленої» енергетики неухильно розвивається на території нашої держави. За розрахунками вчених, внутрішня енергія планети в тисячі разів перевищує кількість енергії, що міститься в природних запасах традиційних видів палива (нафта, газ).

У Росії успішно працюють геотермальні станції, це:

Паужетська ГеоЕС

Розташована біля селища Паужетка на острові Камчатка. Введена в експлуатацію у 1966 році.
Технічні характеристики:

1. Річний обсяг електричної енергії, що виробляється - 124,0 млн. кВт.год;
2. Кількість енергоблоків – 2.

Ведуться роботи з реконструкції, внаслідок якої електрична потужність збільшиться до 17,0 МВт.

Верхньо-Мутнівська дослідно-промислова ГеоЕС

Розташована у Камчатському краї. Введена в експлуатацію у 1999 році.
Технічні характеристики:

1. Електрична потужність – 12,0 МВт;
2. Річний обсяг електричної енергії, що виробляється - 63,0 млн. кВт.год;
3. Кількість енергоблоків – 3.

Мутнівська ГеоЕС

Найбільша електрична станція такого типу. Розташована у Камчатському краї. Введена в експлуатацію у 2003 році.
Технічні характеристики:

1. Електрична потужність – 50,0 МВт;
2. Річний обсяг електричної енергії, що виробляється - 350,0 млн кВт.год;
3. Кількість енергоблоків – 2.

Океанська ГеоЕС

Розташована в Сахалінській області. Введено в експлуатацію у 2007 році.
Технічні характеристики:

1. Електрична потужність – 2,5 МВт;
2. Кількість енергомодулів – 2.

Менделєєвська ГеоТЕС

Розташована на острові Кунашир. Введена в експлуатацію у 2000 році.

Технічні характеристики:

1. Електрична потужність – 3,6 МВт;
2. Теплова потужність – 17 Гкал/година;
3. Кількість енергомодулів – 2.

В даний час ведеться модернізація станції, після якої потужність становитиме 7,4 МВт.

Геотермальні станції у світі

У всіх технічно розвинених країнах, де є сейсмічно активні території, де внутрішня енергія землі виходить назовні, будуються та експлуатуються геотермальні електричні станції. Досвід будівництва таких інженерних об'єктів має:

США

Країна з найбільшою кількістюспоживання електричної енергії, що виробляється геліотермічними станціями.

Встановлена ​​потужність енергоблоків становить понад 3000 МВт - це 0,3% від усієї електричної енергії, що виробляється в США.

Найбільші це:

1. Група станцій The Geysers. Розташована у Каліфорнії, до складу групи входить 22 станції, встановленої потужністю 1517,0 МВт.
2. У штаті Каліфорнія станція «Imperial Valley Geothermal Area» встановленою потужністю 570,0 МВт.
3. У штаті Невада станція "Navy 1 Geothermal Area" встановленою потужністю 235,0 МВт.

Філіппіни

Встановлена ​​потужність енергоблоків становить понад 1900 МВт, що становить 27 % від усієї електричної енергії, що виробляється в країні.

Найбільші станції:

1. "Макілінг-Банахау" встановленою потужністю 458,0 МВт.
2. "Тіві", встановлена ​​потужність 330,0 МВт.

Індонезія

Встановлена ​​потужність енергоблоків становить понад 1200 МВт, що становить 3,7 % від усієї електричної енергії, що виробляється в країні.

Найбільші станції:

1. "Sarulla Unit I", встановлена ​​потужність - 220,0 МВт.
2. "Sarulla Unit II", встановлена ​​потужність - 110,0 МВт.
3. "Sorik Marapi Modular", встановлена ​​потужність - 110,0 МВт.
4. "Karaha Bodas", встановлена ​​потужність - 30,0 МВт.
5. «Ulubelu Unit» знаходиться в стадії будівництва на Суматрі.

Мексика

Встановлена ​​потужність енергоблоків становить 1000 МВт, що становить 3,0 % від усієї електричної енергії, що виробляється в країні.

Найбільша:

1. "Cerro Prieto Geothermal Power Station", встановленою потужністю 720,0 МВт.

Нова Зеландія

Встановлена ​​потужність енергоблоків становить понад 600 МВт, що становить 10,0 % від усієї електричної енергії, що виробляється в країні.

Найбільша:

1. Ngatamariki, встановленою потужністю 100,0 МВт.

Ісландія

Встановлена ​​потужність енергоблоків становить 600 МВт, що становить 30,0 % від усієї електричної енергії, що виробляється в країні.

Найбільші станції:

1. "Hellisheiði Power Station", встановленою потужністю 300,0 МВт.
2. "Nesjavellir", встановленою потужністю 120,0 МВт.
3. "Reykjanes", встановленою потужністю 100,0 МВт.
4. "Svartsengi Geo", встановленою потужністю 80,0 МВт.

Крім перелічених вище, геотермальні електростанції працюють в Австралії, Японії, країнах Євросоюзу, Африки та Океанії.