Геотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії

Стрімке зростання енергоспоживання, обмеженість невідновлюваних природних багатств, екологічні проблеми змушують задуматися про використання альтернативних джерел енергії. У цьому відношенні особливої уваги заслуговує застосування геотермальних ресурсів.

Геотермальні електростанції (ГеоЭС) – споруди для отримання електричної енергії за рахунок природного тепла Землі.

Геотермальна енергетика має більш ніж столітню історію. У липні 1904 року в італійському містечку Лардерелло був проведений перший експеримент, який дозволив отримати електроенергію з геотермального пара. А через кілька років тут же була запущена перша геотермальна електростанція, що працює досі.

Перспективні території

Зміст

  • 1 Перспективні території
  • 2 Джерела одержання геотермальної енергії
  • 3 Принципи роботи геотермальних електростанцій
  • 4 Гідності ГеоЭС
  • 5 Недоліки геотермальних установок
  • 6 Найбільші виробники геотермальної енергії
  • 7 Перспективи освоєння геотермальних ресурсів в Росії
  • 8 Декілька цифр висновок

Для побудови геотермальних електростанцій ідеальними вважаються райони з геологічної активністю,Геотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії де природне тепло знаходиться на порівняно невеликій глибині.

Сюди належать області, багаті гейзерами, відкритими термальними джерелами з водою, розігрітій вулканами. Саме тут геотермальна енергетика розвивається найбільш активно.

Однак і в сейсмічно неактивних районах є пласти земної кори, температура яких становить понад 100 °С.

На кожних 36 метрів глибини температурний показник зростає на 1 °С. В цьому випадку бурять свердловину і закачують туди воду.

На виході отримують окріп, пар, які можна використовувати як для обігріву приміщень, так і для виробництва електричної енергії.

Територій, де можна таким чином отримувати енергію, багато, тому геотермальні електростанції функціонують повсюдно.

Джерела отримання геотермальної енергії

Видобуток природного тепла може здійснюватися з таких джерел.

  • Геотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергіїСуха порода (петротермальные ресурси, сконцентровані в гірських породах) . У цьому випадку в породі з близькими покладами тепла буриться свердловина, яку закачують воду під великим тиском. Таким способом відбувається розширення існуючих зламів, і під землею утворюються резервуари пара і окропу. Подібний досвід проводився в Кабардино-Балкарії. Гідророзрив гранітної породи здійснювали на глибині близько 4 км, де температура становила 200° С. Однак аварія в свердловині стала причиною припинення експерименту.
  • Гарячі підземні води з вмістом метану (гидрогеотермальные запаси).
  • Магма. Температура верхніх шарів цього розплавленого речовини може досягати 1 200 °С. На Землі є місцевості, де магма знаходиться на доступній для буріння глибині, але методи практичного освоєння магматичного тепла тільки-тільки розробляються.

Принципи роботи геотермальних електростанційГеотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії

Сьогодні застосовується три способи виробництва електрики з використанням геотермальних коштів, що залежать від стану середовища (вода або пара) і температури породи.

  • Прямий (використання сухого пара). Пар безпосередньо впливає на турбіну, яка живить генератор.
  • Непрямий (застосування водяної пари). Тут використовується гідротермальний розчин, який закачується у випарник. Отримане при зниженні тиску випаровування призводить турбіну в дію.
  • Змішаний, або бінарний. У цьому випадку використовується гідротермальних вода і допоміжна рідина з низькою точкою кипіння, наприклад фреон, який закипає під впливом гарячої води. Утворився при цьому пар від фреону крутить турбіну, потім конденсується і знову повертається в теплообмінник для нагріву. Утворюється замкнута система (контур), практично виключає шкідливі викиди в атмосферу.
  • Перші геотермальні електростанції працювали на сухому пару.

    Непрямий спосіб на сьогоднішній день вважається найбільш поширеним. Тут використовуються підземні води температурою близько 182 °С, які закачуються в генератори, розташовані на поверхні.

    Переваги ГеоЭСГеотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії

    • Запаси геотермальних ресурсів вважаються відновлюваними, практично невичерпними, але за однієї умови: в нагнітальну свердловину можна закачувати велику кількість води в короткий проміжок часу.
    • Для роботи станції не потрібний зовнішнє паливо.
    • Установка може працювати автономно, на своєму вырабатываемом електриці. Зовнішнє джерело енергії, необхідний лише для першого запуску насоса.
    • Станція не потребує додаткових вкладень, за винятком витрат на технічне обслуговування і ремонтні роботи.
    • Геотермальним електричним станціям не потрібні площі для санітарних зон.
    • У разі розташування станції на морському або океанічному березі, можливо її використання для природного опріснення води. Цей процес може відбуватися безпосередньо в режимі роботи станції – при розігріві води і водяного охолодження випаровування.

    Недоліки геотермальних установокГеотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії

    • Великі початкові вкладення в розробку, проектування і будівництво геотермальних станцій.
    • Найчастіше проблеми виникають у виборі підходящого місця для розміщення електростанції і отриманні дозволу влади і місцевих жителів.
    • Через робочу свердловину можливі викиди горючих та токсичних газів, мінералів, які містяться в земній корі. Технології на деяких сучасних установках дозволяють збирати ці викиди і перероблятимуть у пальне.
    • Буває, що чинна електростанція зупиняється. Це може статися внаслідок природних процесів у породі або при надмірній закачування води в свердловину.

    Найбільші виробники геотермальної енергії

    У США і на Філіппінах побудовані найбільші ГеоЭС. Вони являють собою цілі геотермальні комплекси, що складаються з десятків окремих геотермальних станцій.

    Найпотужнішим вважається комплекс «Гейзери», розташований в Каліфорнії. Він складається з 22 двох станцій сумарною потужністю 725 МВт, достатньої для забезпечення багатомільйонного міста.

    • Потужність філіппінської електростанції «Макилинг-Банахау» становить близько 500 МВт.
    • Ще одна філіппінська електростанція з назвою «Тіві» має потужність 330 МВт.
    • «Долина Імперіал» в США – комплекс з десяти геотермальних електростанцій з сукупною потужністю 327 МВт.
    • Хронологія розвитку вітчизняної геотермальної енергетики

    Російська геотермальна енергетика почала свій розвиток з 1954 року, коли було прийнятоГеотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії рішення про створення лабораторії по дослідженню природних теплових ресурсів на Камчатці.

  • 1966 рік – запущена Паужетская геотермальна електростанція з традиційним циклом (сухий пар) і потужністю 5 МВт. Через 15 років її потужність була доопрацьована до 11 МВт.
  • У 1967 році почала функціонувати Паратунская станція з бінарним циклом. До речі, патент на унікальну технологію бінарного циклу, розроблений і запатентований радянськими вченими С. Кутателадзе і Л. Розенфельдом, був куплений багатьма країнами.
  • Великі рівні видобутку вуглеводневої сировини в 1970-е роки, критична економічна ситуація в 90-ті роки зупинили розвиток геотермальної енергетики в Росії. Однак зараз інтерес до неї знову з’явився з ряду причин:

    • Ціни на нафту і газ на внутрішньому ринку стають близькими до світових.
    • Запаси палива стрімко вичерпуються.
    • Знову відкриті родовища вуглеводнів на далекосхідному шельфі та узбережжі Арктики в даний час малорентабельні.

    Геотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергіїВам подобаються великі, потужні машини? Прочитайте цікаву статтю про бункеровози.

    Якщо вам потрібно устаткування для дроблення матеріалів — прочитайте цю статтю.

    Маючи справу з небезпечними відходами ви повинні досконально знати правила безпеки. Докладно про них у матеріалі за http://greenologia.ru/othody/gramotnaya-utilizaciya-othodov.html посиланням.

    Перспективи освоєння геотермальних ресурсів в Росії

    Найбільш перспективними областями Російської Федерації в частині використання теплової енергії для вироблення електрики єГеотермальні електростанції — прекрасна альтернатива традиційним методам отримання енергії Курильські острови і Камчатка.

    На Камчатці є такі потенційні геотермальні ресурси з вулканічними запасами парогидротерм і енергетичних термальних вод, які здатні забезпечити потребу краю на 100 років. Перспективним вважається Мутновское родовище, відомі запаси якої можуть надати до 300 МВт електрики. Історія освоєння цієї області почалася з георозвідки, оцінки ресурсів, проектування і будівництва перших камчатських ГеоЭС (Паужетской і Паратунской), а також Верхньо-Мутновской геотермальної станції потужністю 12 МВт і Мутновской, що має потужність 50 МВт.

    На Курильських островах функціонують дві електростанції, що використовують геотермальну енергію – на острові Кунашир (2,6 МВт) і на острові Ітуруп (6МВт).

    У порівнянні з енергетичними ресурсами окремих філіппінських і американських ГеоЭС вітчизняні об’єкти виробництва альтернативної енергії значно програють: їх сумарна потужність не перевищує 90 МВт. Але камчатські електростанції, приміром, забезпечують потреби регіону в електриці на 25 %, що в разі непередбачених припинення постачання палива не дозволить жителям півострова залишитися без електроенергії.

    У Росії є всі можливості для розробки геотермальних ресурсів – як петротермальных, так і гидрогеотермальных. Проте використовуються вони вкрай мало, а перспективних областей більш ніж достатньо. Крім Курил і Камчатки можливе практичне застосування на Північному Кавказі, в Західному Сибіру, Примор’ї, Прибайкалля, Охотско-Чукотському вулканічному поясі.

    Існує чимало причин, що гальмують процеси освоєння геотермальних ресурсів. В першу чергу великі геологічні ризики, які важко оцінити і керувати ними, не маючи спеціальних знань. Ось і інвестори не поспішають вкладати чималі фінанси в розробку геотермальних проектів. Досвід найбільших виробників альтернативних джерел енергії, в тому числі і сонячних електростанцій показує, що без підтримки держави тут не обійтися.

    Декілька цифр висновок

    Вчені підрахували, що Земля виділяє 42 х 1012 Вт тепла. Остигання планети відбувається зі швидкістю 350 °С в мільярд років. В земній корі міститься всього 2 % загального тепла планети, що становить 840 мільярдів Вт енергії. Інші показники припадають на мантію і ядро. Але і цих 2 % достатньо для того, щоб забезпечити людство невичерпною енергією.

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: