Геотермальная энергия (природное тепло Земли), аккумулированная в первых десяти километрах Земной коры, по оценке МРЭК-XI достигает 137 трлн. т у.т., что в 10 раз превышает геологические ресурсы всех видов топлива вместе взятых.
Из всех видов геотермальной энергии имеют лучшие экономические показатели гидрогеотермальни ресурсы - термальные воды, пароводяные смеси и естественная пара.
Гидрогеотермальни ресурсы, которые используются сегодня практически составляют лишь 1% от общего теплового запаса недр. Опыт показал, что перспективными в этом отношении следует считать районы, в которых рост температуры с глубиной происходит весьма интенсивно, коллекторские свойства горных пород позволяют получать из трещин значительные количества нагретой воды или пара, а состав минеральной части термальных вод не создает дополнительных трудностей по борьбе с солевидкладеннямы и кородуванням оборудования.
Анализ экономической целесообразности широкого использования термальных вод показывает, что их следует применять для отопления и горячего водоснабжения коммунально-бытовых, сельскохозяйственных и промышленных предприятий, для технологических целей, извлечения ценных химических компонентов и др..Гидрогеотермальни ресурсы, пригодные для получения электроэнергии, составляют 4% от общих прогнозных запасов, поэтому их использование в будущем следует связывать с теплоснабжением и теплофикации местных объектов.
[Ред.] Геотермальная энергия в Украине
В Украине прогнозные эксплуатационные ресурсы термальных вод с запасами тепла эквивалентны использованию около 10 млн. т у.т. в год.
Среди перспективных районов для поисков и разведки геотермальных ресурсов находится Донецкий бассейн.
Значительные масштабы развития геотермальной энергетики в будущем возможны только при получении тепловой энергии непосредственно из горных пород (петрогеотермальна энергия). В этом случае теплоноситель определенного потенциала образуется в результате теплообмена воды, нагнетаемой при контакте в трещине, с высокотемпературными горными породами в зоне естественной или искусственно созданной проницаемости с последующим выводом теплоносителя на поверхность.
Минимальная - технологически приемлемая для производства электроэнергии при существующих технических возможностях - температура горных пород составляет 150 ° С. Такая температура горных пород в пределах Украины зафиксирована на глубинах 3-10 км (в Донбассе - 4-6 км). Согласно проведенной оценке геологические ресурсы геотермальной энергии наиболее перспективных в Украине площадей в интервале глубин 3-10 км составляют около 15 трлн. т у.т. до 7 км - 3 трлн. т у.т.
В Днепровско-Донецкой впадине и Донбассе прогнозные ресурсы петрогеотермальнои энергии в интервале глубин 4-10 км составляют 9 трлн. т у.т., в том числе в 7 км - 1,9 трлн. т у.т.Плотность ресурсов на технологически доступных глубинах 4-5 км составляет около 7 млн. т у.т. / Км.
Из всех видов геотермальной энергии имеют лучшие экономические показатели гидрогеотермальни ресурсы - термальные воды, пароводяные смеси и естественная пара.
Гидрогеотермальни ресурсы, которые используются сегодня практически составляют лишь 1% от общего теплового запаса недр. Опыт показал, что перспективными в этом отношении следует считать районы, в которых рост температуры с глубиной происходит весьма интенсивно, коллекторские свойства горных пород позволяют получать из трещин значительные количества нагретой воды или пара, а состав минеральной части термальных вод не создает дополнительных трудностей по борьбе с солевидкладеннямы и кородуванням оборудования.
Анализ экономической целесообразности широкого использования термальных вод показывает, что их следует применять для отопления и горячего водоснабжения коммунально-бытовых, сельскохозяйственных и промышленных предприятий, для технологических целей, извлечения ценных химических компонентов и др..Гидрогеотермальни ресурсы, пригодные для получения электроэнергии, составляют 4% от общих прогнозных запасов, поэтому их использование в будущем следует связывать с теплоснабжением и теплофикации местных объектов.
[Ред.] Геотермальная энергия в Украине
В Украине прогнозные эксплуатационные ресурсы термальных вод с запасами тепла эквивалентны использованию около 10 млн. т у.т. в год.
Среди перспективных районов для поисков и разведки геотермальных ресурсов находится Донецкий бассейн.
Значительные масштабы развития геотермальной энергетики в будущем возможны только при получении тепловой энергии непосредственно из горных пород (петрогеотермальна энергия). В этом случае теплоноситель определенного потенциала образуется в результате теплообмена воды, нагнетаемой при контакте в трещине, с высокотемпературными горными породами в зоне естественной или искусственно созданной проницаемости с последующим выводом теплоносителя на поверхность.
Минимальная - технологически приемлемая для производства электроэнергии при существующих технических возможностях - температура горных пород составляет 150 ° С. Такая температура горных пород в пределах Украины зафиксирована на глубинах 3-10 км (в Донбассе - 4-6 км). Согласно проведенной оценке геологические ресурсы геотермальной энергии наиболее перспективных в Украине площадей в интервале глубин 3-10 км составляют около 15 трлн. т у.т. до 7 км - 3 трлн. т у.т.
В Днепровско-Донецкой впадине и Донбассе прогнозные ресурсы петрогеотермальнои энергии в интервале глубин 4-10 км составляют 9 трлн. т у.т., в том числе в 7 км - 1,9 трлн. т у.т.Плотность ресурсов на технологически доступных глубинах 4-5 км составляет около 7 млн. т у.т. / Км.
Геотермальная энергия с успехом используется в России, Грузии, Исландии, США.
Первое место по выработке электроэнергии из горячих гидротермальных источников занимает США. В долине Больших Гейзеров (штат Калифорния) на площади 52 км действует 15 установок мощностью более 900 МВт.
«Страна ледников», так называют Исландию, эффективно использует гидротермальные энергию своих недр. Здесь известно более 700 термальных источников, которые выходят на земную поверхность. Около 60% населения пользуется геотермальными водами для обогрева жилых помещений, а в будущем планируется довести это число до 80%. При средней температуре воды 87 ° С годовое потребление энергии горячей воды составляет 15 млн. ГДж, что равноценно экономии 500 тыс. т каменного угля в год. Кроме того, исландские теплицы, в которых выращивают овощи, фрукты, цветы и даже бананы, потребляют ежегодно до 150 тыс. м3 горячей воды, то есть более 1,5 млн. ГДж тепловой энергии.
Средний поток геотермальной энергии через земную поверхность составляет примерно 0,06 Вт/м2 при температурном градиенте менее чем 30 градусов С / км.Однако есть районы с увеличенными градиентами температуры, где потоки составляют примерно 10-20 Вт/м2, что позволяет реализовывать геотермальные станции (ГеоТЭС) тепловой мощностью 100 МВт/км2 и продолжительностью эксплуатации до 20 лет.
Качество геотермальной энергии невелика и лучше ее использовать для отопления зданий и предварительного подогрева рабочих тел обычных высокотемпературных установок. Также используют это тепло для ферм по разведению рыбы и для теплиц. Если тепло из недр выходит при температуре более 150oС, то можно говорить о производстве электроэнергии. Построены ГеоТЭС на Филиппинах мощностью более 900 тыс. кВт.
Масштаб использования геотермальной энергии определяют несколько факторов: капитальные затраты на сооружение скважин, цена которых растет с увеличе-нием глубины.Оптимальная глубина скважин 5 км. Геотермальные воды используют двумя способами: фонтанным (теплоноситель выбрасывается в окружающую среду) и циркуляционным (теплоноситель закачивается обратно в продуктивную толщу).Первый способ дешевле, но экологически опасный, второй дороже, но обеспечивает сохранение окружающей среды.
Можно осуществлять вместе с добычей тепла и добычи химических элементов и соединений из рассолов, как на опытном заводе в Дагестане, где добывают соединения магния, лития и брома.
К категории гидротермальных конвективных систем относятся подземные бассейны пара или горячей воды, которые выходят на поверхность земли, образуя гейзеры, фумаролы, озера грязи и т.п.. Их используют для производства электроэнергии с помощью метода, основанного на использовании пары, которая образуется при испарении горячей воды на поверхности.
Другим методом производства электроэнергии на базе высоко-и среднетемпературных геотермальных вод является ИСПОЛЬЗОВАНИЯ процесса с применением двухконтурного (бинарного) цикла. В этом процессе вода, полученная из бассейна, используется для нагрева теплоносителя второго контура (фреона или изобутана), который имеет меньшую температуру кипения. Установки, использующие фреон в качестве теплоносителя второго контура, сейчас подготовлены для диапазона температур 75-150 ° С и при единичной мощности 10-100 кВт.
Также есть разработки по получению тепловой энергии из искусственно созданных трещин в горячих сухих породах.
Геотермальные системы, где в зонах с повышенным значением теплового потока располагаются глубокозалегающих осадочный бассейн (Венгерский бассейн), температура воды - 100 ° C.
Первое место по выработке электроэнергии из горячих гидротермальных источников занимает США. В долине Больших Гейзеров (штат Калифорния) на площади 52 км действует 15 установок мощностью более 900 МВт.
«Страна ледников», так называют Исландию, эффективно использует гидротермальные энергию своих недр. Здесь известно более 700 термальных источников, которые выходят на земную поверхность. Около 60% населения пользуется геотермальными водами для обогрева жилых помещений, а в будущем планируется довести это число до 80%. При средней температуре воды 87 ° С годовое потребление энергии горячей воды составляет 15 млн. ГДж, что равноценно экономии 500 тыс. т каменного угля в год. Кроме того, исландские теплицы, в которых выращивают овощи, фрукты, цветы и даже бананы, потребляют ежегодно до 150 тыс. м3 горячей воды, то есть более 1,5 млн. ГДж тепловой энергии.
Средний поток геотермальной энергии через земную поверхность составляет примерно 0,06 Вт/м2 при температурном градиенте менее чем 30 градусов С / км.Однако есть районы с увеличенными градиентами температуры, где потоки составляют примерно 10-20 Вт/м2, что позволяет реализовывать геотермальные станции (ГеоТЭС) тепловой мощностью 100 МВт/км2 и продолжительностью эксплуатации до 20 лет.
Качество геотермальной энергии невелика и лучше ее использовать для отопления зданий и предварительного подогрева рабочих тел обычных высокотемпературных установок. Также используют это тепло для ферм по разведению рыбы и для теплиц. Если тепло из недр выходит при температуре более 150oС, то можно говорить о производстве электроэнергии. Построены ГеоТЭС на Филиппинах мощностью более 900 тыс. кВт.
Масштаб использования геотермальной энергии определяют несколько факторов: капитальные затраты на сооружение скважин, цена которых растет с увеличе-нием глубины.Оптимальная глубина скважин 5 км. Геотермальные воды используют двумя способами: фонтанным (теплоноситель выбрасывается в окружающую среду) и циркуляционным (теплоноситель закачивается обратно в продуктивную толщу).Первый способ дешевле, но экологически опасный, второй дороже, но обеспечивает сохранение окружающей среды.
Можно осуществлять вместе с добычей тепла и добычи химических элементов и соединений из рассолов, как на опытном заводе в Дагестане, где добывают соединения магния, лития и брома.
К категории гидротермальных конвективных систем относятся подземные бассейны пара или горячей воды, которые выходят на поверхность земли, образуя гейзеры, фумаролы, озера грязи и т.п.. Их используют для производства электроэнергии с помощью метода, основанного на использовании пары, которая образуется при испарении горячей воды на поверхности.
Другим методом производства электроэнергии на базе высоко-и среднетемпературных геотермальных вод является ИСПОЛЬЗОВАНИЯ процесса с применением двухконтурного (бинарного) цикла. В этом процессе вода, полученная из бассейна, используется для нагрева теплоносителя второго контура (фреона или изобутана), который имеет меньшую температуру кипения. Установки, использующие фреон в качестве теплоносителя второго контура, сейчас подготовлены для диапазона температур 75-150 ° С и при единичной мощности 10-100 кВт.
Также есть разработки по получению тепловой энергии из искусственно созданных трещин в горячих сухих породах.
Геотермальные системы, где в зонах с повышенным значением теплового потока располагаются глубокозалегающих осадочный бассейн (Венгерский бассейн), температура воды - 100 ° C.
Преимущества и недостатки геотермальной энергии
преимущества:
Геотермальную энергию получают от источников тепла сбольшими температурами.
Она имеет несколько особенностей:
температура теплоносителя значительно меньше температурыпри сжигании топлива;
лучший способ использования геотермальной энергии - комбинированный (добыча электроэнергии и обогрев).
недостатки:
низкая термодинамическая качество;
необходимость использования тепла возле места добычи;
стоимость строительства скважин вырастает с увеличением глубины.
Это источник характеризуется разноплановым воздействием на природную среду. Так в атмосферу поступает дополнительное количество растворенных подземных водахсоединений серы, бора, мышьяка, аммиака, ртути,выбрасываемой водяной пар, увеличивая влажность;сопровождается акустическим эффектом опускания земнойповерхности; засоление земель
преимущества:
Геотермальную энергию получают от источников тепла сбольшими температурами.
Она имеет несколько особенностей:
температура теплоносителя значительно меньше температурыпри сжигании топлива;
лучший способ использования геотермальной энергии - комбинированный (добыча электроэнергии и обогрев).
недостатки:
низкая термодинамическая качество;
необходимость использования тепла возле места добычи;
стоимость строительства скважин вырастает с увеличением глубины.
Это источник характеризуется разноплановым воздействием на природную среду. Так в атмосферу поступает дополнительное количество растворенных подземных водахсоединений серы, бора, мышьяка, аммиака, ртути,выбрасываемой водяной пар, увеличивая влажность;сопровождается акустическим эффектом опускания земнойповерхности; засоление земель