Геотермальный это: ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ — это… Что такое ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ?

Апр 21, 2021 Разное

Геотермальный это: ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ — это… Что такое ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ?

Содержание

ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ — это… Что такое ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ?


ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ

ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ, употребляется по отношению теплу, исходящему от Земли. С геотермальной деятельностью связано много геологических явлений, включая наступление весны, ГЕЙЗЕРЫ и ВУЛКАНЫ. Часть этого природного тепла используется в виде ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ.

Научно-технический энциклопедический словарь.

Синонимы:
  • ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
  • ГЕОТРОПИЗМ

Смотреть что такое «ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ» в других словарях:

  • геотермальный — геотермальный …   Орфографический словарь-справочник

  • геотермальный — геотермический Словарь русских синонимов. геотермальный прил., кол во синонимов: 1 • геотермический (1) Словарь синонимов ASIS …   Словарь синонимов

  • геотермальный

    — (тэ), ая, ое (нем. geothermal …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Геотермальный — прил. 1. соотн. с сущ. геотермия, связанный с ним 2. Характеризующий тепловые процессы, происходящие в недрах Земли. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • геотермальный — геотерм альный …   Русский орфографический словарь

  • геотермальный — …   Орфографический словарь русского языка

  • геотермальный — геотерма/льный …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

  • геотермальный — [тэ], ая, ое. = Геотермический. Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре). Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Энциклопедический словарь

  • геотермальный

    — (тэ) ая, ое. = геотермический Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре) Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Словарь многих выражений

  • геотермальный — гео/терм/альн/ый …   Морфемно-орфографический словарь

что это такое, источники, плюсы и минусы

Кто не мечтает хотя бы раз в жизни найти клад. И мало кто подозревает, что драгоценные ресурсы находятся прямо у нас под ногами. Мы владеем величайшим богатством – геотермальной энергией.

Вы видели когда-нибудь гейзер?

ДаНет

Геотермальная энергия – тепло, исходящее из земли, это естественный, возобновляемый ресурс для производства электричества. Тепло Земли по объемам неисчерпаемо, оно в миллионы раз превышает все энергетические ресурсы вместе взятые.

Даже 1% энергии Земли заменяет не одну сотню электрических станций. Осталось только научиться использовать ее.

Геотермальная энергия – одна из самых перспективных в мире.

Геотермальные источники энергии

Геотермальная энергетика не изобретена человеком. Тепловой энергией наделен сам земной шар с момента возникновения планеты.

Нередко нагретые от природы подземные водоемы располагаются очень близко к поверхности. В таком случае геотермальное тепло визуально определяется невооруженным глазом. Это извергающаяся лава вулканов, геотермальные источники – гейзеры.

Преимущества геотермальной энергии в том, что запасы такого тепла в 10 раз превышают запасы органических ископаемых, основного топлива планеты.

Особенности использования геотермальной энергии

В теории неисчерпаемых ресурсов энергии планеты хватит на нужды человеческой цивилизации. Но на практике мы встречаем проблемы с добычей и переработкой геотермальной энергии. Так первоначальные вложения составляют от 200 до 5000 долларов на 1КВт мощности.

Плюсом считается бесплатный теплоноситель. Для сравнения на ТЭС и АЭС затраты на энергопотребление составляют от 50 до 80%.

Плюсы геотермальной энергииНедостатки геотермальной энергии
Неисчерпаемость источникаТребуется бурить скважины глубиной до нескольких километров. Не во всех регионах это целесообразно.
Автономность в любое время года, суток, при любых погодно-климатических условиях и других факторах внешней средыБольшие теплопотери при добыче и транспортировке.
Эффективность. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) – 80%Легкость добычи в районах вулканических извержений и гейзерных месторождениях, где горячая вода залегает на поверхности.
Не требуются большие площади, как при строительстве гидроэлектростанций.Присутствие токсических и радиоактивных примесей.
Не загрязняют атмосферу.Невозможность сбросов отработанных отходов в наземные водоемы.
Низкое водопотребление по сравнение с ГЭС и ТЭС, АЭС. 20 л на 1 Квт. В других – до 1000 л.Обратная закачка воды – технически сложна и энергозатратна.
Разработка и техническая эксплуатация скважин провоцируют землетрясения.
Тепло-, шумо- и химическое воздействие на окружающую среду. Накопление твердых опасных отходов.

Геотермальная энергетика: откуда берется энергия?

Применение геотермальной энергии отталкивается от исходной температуры. Теплоноситель, нагретый естественным образом до +30 – +1000С пригоден для отопления без дополнительной трансформации. Вода, пар высокой температуры применяются для выработки электричества.

Принцип работы термальной электростанции похож на устройство ТЭС. Рабочим элементом в обоих случаях служит нагретый пар. А вот методы нагрева различаются. На теплоэлектростанциях воду в пар превращают, используя для нагрева уголь, мазут или природный газ. Термальные установки и теплоноситель берут уже готовым.

Петротермальная энергетика

Верхние слои почвы прогреваются или промерзают естественным образом под воздействием солнечного тепла или при его отсутствии. Играют роль и другие внешние факторы.

Чуть глубже температура держится на одном уровне независимо от солнечной активности. Это ощущали многие, кто спускался в пещеры или подземелья.

Основную роль начинает играть раскаленное земное ядро. Геотермальная энергетика основана на увеличении температуры Земли по мере погружения внутрь. Температура в среднем увеличивается на 2,5 0С каждые 100 метров. В горнодобывающих шахтах жарко, температура держится в пределах 300С.

В цифрах это выглядит следующим образом:
  • на глубине 5 км t=1250C;
  • 10 км t=2500C;
  • 100 км t=15000C;
  • 400 км t=16000C;
  • 600 км (ядро земли) t=50000C.
Суть петротермальной энергетики:

Чтобы получить тепло из недр земли бурят две скважины. В одну закачивают воду. Под воздействием температуры она испаряется, пар перетекает во вторую скважину, из которой извлекается уже в виде электроэнергии.

При кажущейся простоте геотермальная энергетика остро ставит проблему рентабельности. Сложность заключается в подъеме глубинного тепла на поверхность и использовании отработанной воды.

Гидротермальная энергетика

Иногда проблему добычи геотермальной энергии решает сама природа. Нагретые вода или пар – естественный теплоноситель – выходят на поверхность или залегают на небольшой глубине. При этом их температура хоть не на много, но выше окружающего воздуха.

Это и есть геотермальная энергия. Она пригодна для отопления, но встречается в природе реже чем петротермальная, которая присутствует везде, но добывать ее гораздо труднее.

Ресурсы гидротермальной энергии в 100 раз ниже. Соответственно, 35 и 3500 триллионов тонн топлива.

Сферы применения

Эксплуатация геотермальной энергии началась еще в XIX веке. Первым был опыт итальянцев, живущих в провинции Тоскана, которые использовали теплую воду источников для отопления. С ее же помощью работали установки бурения новых скважин.

Тосканская вода богата бором и при выпаривании превращалась в борную кислоту, бойлеры работали на тепле собственных вод. В начале XX века (1904 год) тосканцы пошли дальше и запустили электростанцию, работающую на водяном паре. Пример итальянцев стал важным опытом для США, Японии, Исландии.

Сельское хозяйство и садоводство

Геотермальная энергия используется в сельском хозяйстве, в здравоохранении и быту в 80 странах мира.

Первое, для чего применяли и применяют термальную воду, это обогрев теплиц и оранжерей, что дает возможность получать урожай овощей, фруктов и цветов даже зимой. Теплая вода пригодилась и при поливе.

Перспективным направлением у сельхозпроизводителей считается выращивание сельскохозяйственных культур на гидропонике. Некоторые рыбхозяйства используют подогретую воду в искусственных водоемах, для разведения мальков и рыбы.

Эти технологии распространены в Израиле, Кении, Греции, Мексике.

Промышленность и ЖКХ

Больше века назад горячий термальный пар уже был основой для выработки электричества. С тех пор он служит промышленности и коммунальному хозяйству.

В Исландии 80% жилья отапливаются термальной водой.

Разработано три схемы производства электричества:

  1. Прямая, использующая водяной пар.
    Самая простая: применяется там, где есть прямой доступ к геотермальным парам.
  2. Непрямая, использует не пар, а воду.
    Она подается в испаритель, преобразуется в пар техническим методом и направляется в турбогенератор.

Вода требует дополнительной очистки, потому что содержит агрессивные соединения, способные разрушить рабочие механизмы. Отработанный, но еще не остывший пар пригоден для нужд отопления.

  1. Смешанная (бинарная).
    Вода заменяет топливо, которое подогревает другую жидкость с более высокой теплоотдачей. Она приводит в действие турбину.
Бинарная система на основе геотермальной энергииБинарная система на основе геотермальной энергииВ бинарной системе задействована турбина, которая активируется энергией нагретой воды.

Используют гидротепловую энергетику США, Россия, Япония, Новая Зеландия, Турция и другие страны.

Геотермальные системы отопления для дома

Для отопления жилья пригоден носитель тепла, нагретый до +50 – 600С, таким требованием соответствует геотермальная энергия. Города с населением в несколько десятков тысяч человек могут отапливаться теплом земных недр. В качестве примера: отопление города Лабинск Краснодарского края работает на естественном земном топливе.

Использование Геотермальной энергетики в ЖКХИспользование Геотермальной энергетики в ЖКХСхема геотермальной системы для отопления дома

Не нужно тратить силы и время на подогрев воды и строить котельную. Теплоноситель берут напрямую из гейзерного источника. Эта же вода подходит и для горячего водоснабжения. В первом и во втором случае она проходит необходимую предварительную техническую и химическую очистку.

Полученная энергия обходится вдвое-втрое дешевле. Появились установки для частных домов. Стоят они дороже, чем традиционные топливные котлы, но в процессе эксплуатации оправдывают затраты.

геотермальная энергия в отоплении домагеотермальная энергия в отоплении домаПреимущества и недостатки использования геотермальной энергии для отопления дома.

Крупнейшие производители геотермальной энергии

В использовании геотермальная энергия по объемам уступает другим разрабатываемым восполняемым энергетическим ресурсам. Но там, где иные полезные ископаемые отсутствуют или нет возможности их использовать, при поддержке государственных программ она получила основное развитие.

Геотермальная энергетика распространена в странах Юго-Восточной Азии, Восточной Африки и Центральной Америки.

Однако страны, использующие геотермальную энергию, есть в разных частях света.

  • В Европе – Исландия, Италия, Франция, Литва.
  • В Америке – США, Мексика, Никарагуа, Коста-Рика.
  • В Азии – Япония, Китай, Филиппины, Индонезия, Таджикистан.
  • В Африке – Кения.
  • В Австралии – Новая Зеландия.

Энергию горячих источников дают вулканизированные территории Земли. Это Камчатка и Курилы, Японские и Филиппинские острова, горные системы Кордильер и Анд.

Крупнейший на сегодня страна-производитель, которая обладает запасами геотермальной энергии, это Соединенные Штаты Америки. В Штатах построено 77 ГеоТЭС. За короткое время с момента разработок и начала эксплуатации страна стала экспортером энергии и самих технологий.

Знаменитая и самая мощная группа термальных электростанций (22 штуки) называется «Гейзерс», находится она в 100 километрах севернее Сан-Франциско. Другие промышленные энергетические зоны построены в Неваде и Калифорнии.

В Филиппинах треть электроэнергетики подземная. 3 позиция в мире принадлежит Мексике.

Освоение перспективных технологий в этом разделе энергетичекой отрасли связывают с Исландией. На ее территории почти 3 десятка действующих и потухших вулканов, что и обуславливает специализацию энергопроизводства.

Геотермальная энергия в Исландии составляет 25-30% от производимой. Энергетика страны пользуется горячими гейзерными источниками, которые здесь представлены в изобилии. Так главный город государства Рейкьявик обслуживается электростанцией такого принципа действия, а всего их в государстве пять.

Исландия – эталон экологического устройства жизни на планете, так как основную часть энергии берет из Земли, а в остальном использует возобновляемую энергию воды.

Кроме этого прирученное тепло земли помогло Исландии за короткое время из экономически отсталой страны превратиться в стабильное процветающее государство.

Перспективы освоения геотермальных ресурсов в России

Геотермальную энергетику в России использовали с середины прошлого века. Первая паровая геотермальная электростанция заработала еще в 1967 году на Камчатке (Паратунская ГеоТЭС). Камчатка для России – передовой край подобных разработок. 40% электроэнергии, производимой на Камчатке, это результат преобразования подземного тепла. Ее потенциал оценен в 5000 МВт.

Использование геотермальной энергии в России промышленным способом практикуют на 20 месторождениях. Всего их разведано 56.

Самые известные территории месторождений:

  • Камчатка;
  • Ставропольский край;
  • Краснодарский край;
  • Дагестанская республика;
  • Карачаево-Черкесская республика.

Большие запасы открыты на Кавказе: Ингушетия, Чечня, Осетия, Кабардино-Балкария, Закавказье. В Кавказском регионе используется тепловая энергия подземных вод. На Камчатке строятся геоэлектростанции.

В России тепло земных недр имеет серьезную конкуренцию – месторождения нефти, газа, каменного угля, а также лесные угодья.

Геотермальные электростанции прекрасная альтернатива традиционным методам получения энергии.

Геотермальная энергетика и дальше будет развиваться в регионах, относящихся к «огненному поясу Земли». А в будущем передовые страны направят энергопотребление в сторону освоения петротермального ресурса, который теоретически можно использовать в любой точке планеты.

Геотермальная энергия имеет прямую географическую зависимость и концентрируется в зонах с тектоническими трещинами горных массивов и сейсмической активностью. Поэтому в общей массе энергетики ее доля составляет всего лишь 1%, а в некоторых регионах повышается до 25-30%.

Технологически производство геотермальной энергии намного проще, чем выработка ветряной и солнечной электроэнергии. Дальше она будет распространяться и расти, так как имеет высокие показатели доступности и экологичности. Это при том, что альтернативные источники традиционной энергии неуклонно дорожают, рано или поздно будут исчерпаны и просто не останется иного выхода.

Значение слова «геотерма́льный»

ая, ое.

гео[тэ]рма́льный

[ge земля + греч. therme жар, тепло]

Воспроизвести аудиофайл

1. Геол.Относящийся к происходящим в недрах Земли тепловым процессам, связанный с их изучением и использованием; геотермический.

Геотермальные источники. Геотермальная аномалия. Геотермальные ресурсы Земли. Геотермальная электростанция

(тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию).
геотермальная энергетика

Получение тепловой или электрической энергии за счет земных глубин, один из вариантов нетрадиционной энергетики.

Данные других словарей

Большой толковый словарь русского языка

Под ред. С. А. Кузнецова

геотерма́льный

[тэ], -ая, -ое.

1. = Геотерми́ческий.

Г-ые источники. Г-ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре). Г-ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию).
Толковый словарь иноязычных слов

Л. П. Крысин

геотерма́льный

[тэ], ая, ое

[нем. geothermal

1. Характеризующий тепловые процессы, происходящие в недрах Земли.

Г. источник.

геотермальный — это… Что такое геотермальный?


геотермальный

-ая, -ое.

Г-ые источники.

Г-ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре)

Г-ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию)

Словарь многих выражений. 2014.

Синонимы:
  • геосферы
  • геотермика

Смотреть что такое «геотермальный» в других словарях:

  • геотермальный — геотермальный …   Орфографический словарь-справочник

  • геотермальный — геотермический Словарь русских синонимов. геотермальный прил., кол во синонимов: 1 • геотермический (1) Словарь синонимов ASIS …   Словарь синонимов

  • ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ — ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ, употребляется по отношению теплу, исходящему от Земли. С геотермальной деятельностью связано много геологических явлений, включая наступление весны, ГЕЙЗЕРЫ и ВУЛКАНЫ. Часть этого природного тепла используется в виде ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • геотермальный — (тэ), ая, ое (нем. geothermal …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Геотермальный — прил. 1. соотн. с сущ. геотермия, связанный с ним 2. Характеризующий тепловые процессы, происходящие в недрах Земли. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • геотермальный — геотерм альный …   Русский орфографический словарь

  • геотермальный — …   Орфографический словарь русского языка

  • геотермальный — геотерма/льный …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

  • геотермальный — [тэ], ая, ое. = Геотермический. Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре). Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Энциклопедический словарь

  • геотермальный — гео/терм/альн/ый …   Морфемно-орфографический словарь

Геотермальный — это… Что такое Геотермальный?


Геотермальный
геотерма́льный
прил.
1.
2.

Характеризующий тепловые процессы, происходящие в недрах Земли.

Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000.

.

Синонимы:
  • Геосферы
  • Геотермика

Смотреть что такое «Геотермальный» в других словарях:

  • геотермальный — геотермальный …   Орфографический словарь-справочник

  • геотермальный — геотермический Словарь русских синонимов. геотермальный прил., кол во синонимов: 1 • геотермический (1) Словарь синонимов ASIS …   Словарь синонимов

  • ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ — ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ, употребляется по отношению теплу, исходящему от Земли. С геотермальной деятельностью связано много геологических явлений, включая наступление весны, ГЕЙЗЕРЫ и ВУЛКАНЫ. Часть этого природного тепла используется в виде ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • геотермальный — (тэ), ая, ое (нем. geothermal …   Словарь иностранных слов русского языка

  • геотермальный

    — геотерм альный …   Русский орфографический словарь

  • геотермальный — …   Орфографический словарь русского языка

  • геотермальный — геотерма/льный …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

  • геотермальный — [тэ], ая, ое. = Геотермический. Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре). Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Энциклопедический словарь

  • геотермальный — (тэ) ая, ое. = геотермический Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре) Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Словарь многих выражений

  • геотермальный — гео/терм/альн/ый …   Морфемно-орфографический словарь

геотермальный — это… Что такое геотермальный?


геотермальный

геотерм’альный

Русский орфографический словарь. / Российская академия наук. Ин-т рус. яз. им. В. В. Виноградова. — М.: «Азбуковник». В. В. Лопатин (ответственный редактор), Б. З. Букчина, Н. А. Еськова и др.. 1999.

Синонимы:
  • геотектонический
  • геотермика

Смотреть что такое «геотермальный» в других словарях:

  • геотермальный — геотермальный …   Орфографический словарь-справочник

  • геотермальный — геотермический Словарь русских синонимов. геотермальный прил., кол во синонимов: 1 • геотермический (1) Словарь синонимов ASIS …   Словарь синонимов

  • ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ — ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ, употребляется по отношению теплу, исходящему от Земли. С геотермальной деятельностью связано много геологических явлений, включая наступление весны, ГЕЙЗЕРЫ и ВУЛКАНЫ. Часть этого природного тепла используется в виде ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • геотермальный — (тэ), ая, ое (нем. geothermal …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Геотермальный — прил. 1. соотн. с сущ. геотермия, связанный с ним 2. Характеризующий тепловые процессы, происходящие в недрах Земли. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • геотермальный — …   Орфографический словарь русского языка

  • геотермальный — геотерма/льный …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

  • геотермальный — [тэ], ая, ое. = Геотермический. Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре). Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Энциклопедический словарь

  • геотермальный — (тэ) ая, ое. = геотермический Г ые источники. Г ые воды (горячие воды, находящиеся в земной коре) Г ая электростанция (тепловая электростанция, преобразующая тепло подземных горячих источников в электрическую энергию) …   Словарь многих выражений

  • геотермальный — гео/терм/альн/ый …   Морфемно-орфографический словарь

как тепло Земли превратили в эффективный энергоресурс / Блог компании Toshiba / Хабр

Дано: внутри Земли имеется горячее ядро, с его помощью нужно выработать электричество.
Вопрос: как это сделать?
Ответ: построить геотермальную электростанцию.
Разбираемся, как именно, откуда под землёй пар и много ли пользы от такой электростанции.

Самый старый и самый популярный на сегодняшний день метод получения электричества в промышленных масштабах — это вращение турбины генератора мощным потоком горячего пара от вскипевшей из-за принудительного разогрева воды. Если вдуматься, то и в угольной ТЭС, и в современной АЭС суть работы сводится к кипячению воды с той лишь разницей, что в ТЭС для этого сжигается уголь, а в реакторе АЭС её кипятят нагревающиеся в результате управляемой цепной реакции ТВЭЛы.

Но зачем греть воду, если в некоторых местах она поступает из-под земли уже горячей? Нельзя ли использовать её напрямую? Можно: в 1904 году итальянец Пьеро Джинори Конти запустил первый генератор, работавший от пара естественных геотермальных источников, в изобилии присутствующих в Италии. Так появилась первая в мире геотермальная электростанция, которая работает до сих пор.

Впрочем, чтобы обеспечить геотермальной электростанции приемлемые КПД и стоимость, нужна вода определённой температуры, находящаяся не глубже определённого уровня. Если вы захотите построить геотермальную электростанцию (скажем, на своём дачном участке), вам для начала придётся заняться бурением скважин до водоносных слоёв, где вода под огромным давлением разогревается до 150-200 °C и готова выйти на поверхность в виде перегретого кипятка или пара. Ну а далее, подобно электростанциям на ископаемом топливе, поступающий пар будет вращать турбину, которая приведёт в действие генератор, вырабатывающий электричество. Использовать естественное тепло планеты для получения пара — это и есть геотермальная энергетика. А теперь перейдём к деталям.

Немного о тепле Земли


Температура поверхности твёрдого ядра Земли на глубине около 5100 км равна примерно 6000 °C. При приближении к земной коре температура постепенно снижается.


Понятный график изменений температуры породы по мере продвижения к центру Земли. Источник: Wikimedia / Bkilli1

Так называемый геотермический градиент — изменение температуры на определенном участке земной толщи, — в среднем составляет 3 °C на каждые 100 метров. То есть в шахте на глубине 1 км будет стоять тридцатиградусная жара —кто бывал в такой шахте, это подтвердит. Но в зависимости от региона температурный градиент меняется — например, в Кольской сверхглубокой скважине на горизонте 12 км была зафиксирована температура 220 °C, а в некоторых местах планеты, у тектонических разломов и зонах вулканической активности, для достижения аналогичных температур достаточно пробурить от нескольких сотен метров до нескольких километров, обычно от 0,5 до 3 км. В американском штате Орегон геотермический градиент 150 °C на 1 км, а в Южной Африке всего 6 °C на 1 км. Отсюда вывод: где угодно хорошую геотермальную станцию не построишь (перед началом работ убедитесь, что ваш дачный участок находится в подходящем месте). Как правило, подходящие места те, где сильная геологическая активность — часто происходят землетрясения и имеются действующие вулканы.

Виды геотермальных электростанций


В зависимости от того, какой источник геотермальной энергии имеется в наличии (скажем, в вашем ДСК), вы будете выбирать тип электростанции. Разберёмся, какие они бывают.

Гидротермальная станция

Упрощенная схема гидротермальной электростанции прямого цикла будет понятна даже ребенку: из земли по трубе поднимается горячий пар, который раскручивает турбину генератора, а после устремляется в атмосферу. Всё действительно так просто, если нам повезло найти подходящий источник пара.


ГеоТЭС прямого цикла. Источник: Save On Energy

Если из имеющейся у вас в наличии скважины бьёт не пар, а пароводяные смеси с температурой выше 150 °C, то потребуется станция комбинированного цикла. Перед турбиной сепаратор будет отделять пар от воды — пар отправится в турбину, а горячая вода либо будет сброшена в скважину, либо перейдет в расширитель, где в условиях низкого давления отдаст дополнительный пар для турбины.

Если вашему дачному посёлку не повезло с горячими источниками — например, если температура воды из-под земли составляет меньше 100 °C на экономически приемлемой глубине, — а ГеоТЭС иметь очень хочется, то потребуется строить сложную бинарную геотермальную станцию, цикл которой был изобретен в СССР. В ней жидкость из скважины вообще не подается на турбину ни в каком виде. Вместо этого в теплообменнике она разогревает другую рабочую жидкость с меньшей температурой кипения, которая, превращаясь в пар, раскручивает турбину, конденсируется и вновь возвращается в теплообменную камеру. В роли таких рабочих жидкостей может выступать, например, фреон, один из видов которого (фтордихлорбромметан) кипит уже при 51,9 °C. Бинарный цикл можно сочетать с комбинированным, когда на одну турбину будет подаваться пар, а отделенная вода направится в другой контур для разогрева теплоносителя с низкой температурой кипения.


ГеоТЭС бинарного цикла. Источник: Save On Energy

Петротермальная станция

Разогретые подземные источники — весьма редкое явление в масштабах планеты, как вы, наверное, могли заметить, что резко ограничивает потенциальную область внедрения геотермальной энергетики, поэтому был разработан альтернативный подход: если в горячей глубине земной коры нет воды, значит, ее нужно туда закачать. Петротермальный принцип подразумевает закачку воды в глубокую скважину с разогретой породой, где жидкость превращается в пар и возвращается обратно на турбину электростанции.


Упрощенная схема петротермальной электростанции

Необходимо пробурить как минимум две скважины: в одну с поверхности будет подаваться вода, чтобы от тепла пород превратиться в пар и выйти через другую скважину. А далее процесс получения электроэнергии будет полностью аналогичен гидротермальной станции.

Естественно, соединить под землей на глубине нескольких километров две скважины нереально — вода между ними сообщается за счет разломов, образующихся в результате закачивания жидкости под огромным давлением (гидроразрыв). Чтобы расщелины и пустоты не закрылись со временем, к воде добавляют гранулы, например, песок.

В среднем одна скважина для петротермального процесса дает поток пароводяной смеси, достаточный для генерации 3-5 МВт энергии. Пока такие системы на промышленном уровне нигде не реализованы, но работы ведутся, в частности, в Японии и Австралии.

Преимущества геотермальной энергетики


Из сказанного выше следует, что использование тепла Земли для получения электричества в промышленных масштабах, предприятие недешёвое. Но весьма выгодное по ряду причин.

Неисчерпаемость. Электростанции на ископаемом топливе — природном газе, угле, мазуте — сильно зависят от поставок этого самого топлива. Причем опасность заключается не только в прекращении поставок из-за бедствий или изменения политической ситуации, но и в незапланированном скачкообразном росте цен на сырье. В начале 1970-х годов из-за политической турбулентности на Ближнем Востоке разразился топливный кризис, который привел к росту цен на нефть в четыре раза. Кризис дал новый толчок развитию электротранспорта и альтернативных видов энергетики. Одним из плюсов использования земного тепла является его практическая неисчерпаемость (в результате действий человека, по крайней мере). Ежегодный тепловой поток Земли к поверхности составляет порядка 400 000 ТВт·ч в год, что в 17 раз больше, чем за тот же период вырабатывают все электростанции планеты. Температура ядра Земли составляет 6000 °C, а скорость остывания оценивается в 300-500 °C за 1 млрд лет. Не стоит беспокоиться о том, что человечество способно ускорить этот процесс бурением скважин и закачкой туда воды — падение температуры ядра на 1 градус высвобождает 2·1020 кВт·ч энергии, что в миллионы раз больше ежегодного потребления электроэнергии всем человечеством.

Стабильность. Ветряные и солнечные электростанции крайне чувствительны к погоде и времени дня. Нет солнечного света — нет выработки, станция отдает запас из аккумуляторов. Ослаб ветер — вновь нет выработки, опять в дело вступают батареи с отнюдь не бесконечной емкостью. При соблюдении техпроцессов по обратной отдаче воды в скважину гидротермальная электростанция будет беспрерывно функционировать в режиме 24/7.

Компактность и удобство для сложных районов. Электроснабжение отдаленных областей с изолированной инфраструктурой — задача непростая. Она осложняется еще больше, если район имеет плохую транспортную доступность, а рельеф не походит для строительства традиционных электростанций. Одним из важных плюсов геотермальных электростанций стала их компактность: так как теплоноситель берётся в буквальном смысле из земли, на поверхности строится машинный зал с турбиной и генератором и градирня, которые вместе занимают очень мало места.

Геотермальная станция с выработкой 1 ГВт·ч/год займет площадь 400 м2 — даже в гористой местности геотермальной электростанции потребуется очень небольшой участок и автомобильная дорога. Для солнечной станции с такой же выработкой потребуется 3240 м2, для ветряной — 1340 м2.

Экологичность. Само по себе функционирование геотермальной станции практически безвредно: её выброс углекислого газа в атмосферу оценивается в 45 кг CO2 на 1 кВт·ч выработанной энергии. Для сравнения: у угольных станций на тот же киловатт-час приходится 1000 кг CO2, у нефтяных — 840 кг, газовых — 469 кг. Впрочем, на атомные станции приходится всего 16 кг — уж чего-чего, а углекислого газа они производят минимум.

Возможность параллельной добычи полезных ископаемых. Удивительно, но факт: на некоторых энергоблоках ГеоТЭС, помимо электроэнергии, добывают газы и металлы, растворенные в поступающей из-под земли пароводяной смеси. Их можно было бы просто пустить вместе с отработанным конденсированным паром обратно в скважину, но, учитывая, какие объемы полезных элементов проходят через геотермальную электростанцию, разумнее наладить их добычу. В некоторых районах Италии пар из скважин содержит 150-700 мг борной кислоты на каждый килограмм пара. Одна из местных гидротермических электростанций на 4 МВт расходует 20 кг пара в секунду, поэтому добыча борной кислоты там поставлена на промышленную основу.

Недостатки геотермальной энергетики


Рабочая жидкость опасна. Как было отмечено выше, ГеоТЭС не вырабатывают дополнительных токсичных выбросов, лишь только небольшой объем углекислого газа, на порядок меньший, чем у газовых ТЭС. Что, впрочем, не значит, что подземные воды и пар — это всегда чистые субстанции, сродни минеральной питьевой воде. Пароводяная смесь из земных глубин насыщена газами и тяжелыми металлами, которые свойственны конкретному участку земной коры: свинец, кадмий, мышьяк, цинк, сера, бор, аммиак, фенол и так далее. В некоторых случаях по трубам к ГеоТЭС течёт такой впечатляющий коктейль, что его сброс в атмосферу или водоемы немедленно вызовет локальную экологическую катастрофу.


Результат воздействия геотермальной воды на металлы.

При соблюдении всех требований безопасности пар, отправляемый в атмосферу, тщательно фильтруется от металлов и газов, а конденсат закачивается обратно в скважину. Но в случае нештатных ситуаций или намеренного нарушения технического регламента геотермальная станция может нанести окружающей среде некоторый урон.

Высокая стоимость за киловатт. Несмотря на относительную простоту конструкции ГеоТЭС, первичные вложения в их строительство немалые. Много средств уходит на геологоразведку и анализ, в результате чего себестоимость геотермальных станций колеблется на уровне $2800/кВт установленной мощности. Для сравнения: ТЭС — $1000/кВт, ветряки — $1600/кВт, солнечная электростанция — $1800-2000/кВт, АЭС — около $6000/кВт. Причём для ГеоТЭС приведена усреднённая стоимость, которая может сильно варьироваться в зависимости от страны, рельефа, химического состава пара и глубины бурения.

Относительно низкая мощность. ГеоТЭС в принципе пока не могут сравниться по выработке электроэнергии с ГЭС, АЭС и ТЭС. Даже при бурении большого количества скважин поток пара все равно будет невелик, а произведённого электричества хватит лишь для небольших населённых пунктов.

Самый мощный на 2019 год геотермальный энергокомплекс The Geysers раскинулся на площади 78 км2 в Калифорнии, США. Он состоит из 22 гидротермальных станций и 350 скважин с общей установленной мощность 1517 МВт (реальная выработка 955 МВт), которые покрывают до 60% энергопотребностей северного побережья штата. Мощность всего The Geysers сопоставима с советским реактором РБМК-1500, когда-то работавшем на Игналинской АЭС, где их было два, а сама АЭС располагалась на площади 0,75 км2. ГеоТЭС с выработкой 200-300 МВт считаются очень мощными, большинство же станций по миру оперируют двузначными числами.


Гидротермальная комбинированная станция комплекса The Geysers в Калифорнии. И таких там 22. Источник: Wikimedia / Stepheng3

Где всё это работает и насколько это перспективно


По состоянию на 2018 год во всем мире геотермальные электростанции вырабатывают более 14,3 ГВт энергии, тогда как в 2007 году производили всего 9,7 ГВт. Да, не геотермальная революция, но рост налицо.

Лидером по геотермальной выработке является США со своими 3591 МВт. Впечатляющее значение, которое, однако, составляет всего 0,3% от общей выработки страны. Далее идет Индонезия с 1948 МВт и 3,7%. А вот на третьем месте начинается интересное: на Филиппинах геотермальные электростанции имеют установленную мощность 1868 МВт, при этом на них приходится 27% электричества страны. А в Кении — и вовсе 51%! Япония также входит в десятку лидеров по количеству киловатт, выработанных ГеоТЭС.

Первая геотермальная электростанция, «Мацукава», открылась в Японии в 1966 году. Она вырабатывала 23,5 МВт, а турбину и генератор для неё произвела Toshiba. В 2010-х годах геотермальная энергия стала наиболее востребованной в странах Африки, где началось активное заключение контрактов и строительство ГеоТЭС. В 2015 году в Кении была открыта станция Olkaria IV, одна из четырёх, находящаяся в зоне Олкария в 120 км от Найроби, с мощностью 140 МВт. С ее помощью правительство снижает зависимость от гидроэлектростанций, сброс воды из которых часто приводит к разрушительным наводнениям.


ГеоТЭС Olkaria IV в Кении. Olkaria V и Olkaria VI планируют ввести в строй в 2021 году. Источник: Toshiba

ГеоТЭС активно строят также в Уганде, Танзании, Эфиопии и Джибути.

В России развитие геотермальной энергетики идет очень неторопливыми темпами, так как в строительстве дополнительных электростанций нет особой необходимости. В 2015 году на долю таких станций приходилось всего 82 МВт.

Паужетская геотермальная станция, построенная на Камчатке в 1966 году, была первой в СССР. Ее изначальная установленная мощность составляла всего 5 МВт, сейчас она доведена до 12 МВт. Вслед за ней появилась Паратунская станция с мощностью всего 600 кВт — первая бинарная ГеоТЭС в мире.

Сейчас в России действуют только четыре станции, три из них питают Камчатку, ещё одна, Менделеевская ГеоТЭС на 3,6 МВт, снабжает остров Кунашир Курильской гряды.

На нашей планете есть немало способов добычи электроэнергии без помощи ископаемого топлива. Какие-то из них, например, солнечная и ветряная энергия, успешно используются уже сейчас. Какие-то, вроде водородных топливных ячеек, пока пребывают на начальной стадии адаптации. Геотермальная энергетика — это наш задел на будущее, раскрыть потенциал которого в полной мере нам еще только предстоит.

Что такое геотермальная энергия? — Совет по геотермальным ресурсам

Home> Что такое геотермальная энергия? > Why Geothermal> Geothermal Poster> Государственные гиды> Deutsch> Español

Определение ~ Геотермальные электростанции ~ Расширенные геотермальные системы (EGS) ~ Прямое использование и геотермальные тепловые насосы ~ Видео


Государственные руководства США по потенциалу геотермальной энергии

Совет по геотермальным ресурсам (GRC), Ассоциация геотермальной энергии (GEA) и Организация геотермального обмена (GEO) выпустили руководство для U.С. заявляет о соблюдении новых стандартов чистой энергии Агентства по охране окружающей среды США (EPA).

Бесплатные путеводители по штатам рассказывают о преимуществах и использовании трех основных типов геотермальных приложений:

  • Производство электроэнергии,
  • Прямое использование
  • Тепловые насосы

Дополнительная информация ………




Геотермальная энергия — это тепло (тепловая энергия), получаемое от земли (гео)

Это тепловая энергия, содержащаяся в породе и жидкости (заполняющей трещины и поры в породе) в земной коре.

Расчеты показывают, что Земля, выходящая из полностью расплавленного состояния, остыла бы и стала бы полностью твердой много тысяч лет назад без дополнительных вложений энергии Солнца. Считается, что основным источником геотермальной энергии является радиоактивный распад, происходящий глубоко под землей (Burkland, 1973).

В большинстве областей это тепло достигает поверхности в очень рассеянном состоянии. Однако из-за разнообразия геологических процессов некоторые районы, включая значительную часть многих западных штатов США, имеют относительно неглубокие геотермальные ресурсы.

На способы использования этих ресурсов также влияет температура. Ресурсы с наиболее высокими температурами обычно используются только для выработки электроэнергии. Текущая выработка геотермальной электроэнергии в США составляет примерно 3442 МВт, или примерно столько же, сколько пять крупных атомных электростанций.

Средний градиент температуры на планете Земля составляет 20 ℃ (68 ℉) на километр. Однако во многих регионах мира градиент выше, а температура растет быстрее с глубиной под землей.

При температурном градиенте от 50 до 100 ℃ геотермальные ресурсы более доступны.

  • Геотермальные воды с температурой выше 20 ℃ (68 ℉) могут использоваться для непосредственного использования, например, для теплиц, аквакультуры и централизованного теплоснабжения.
  • более 75 ℃ (167 ℉) вода достаточно горячая, чтобы ее можно было использовать для производства электроэнергии по технологии бинарного цикла.
  • Свыше 160 Производство пара мгновенного испарения при ℃ (320 ℉) можно использовать для производства чистой возобновляемой электроэнергии.

При более совершенной технологии бурения геотермальные ресурсы могут быть достигнуты на большей глубине и при большей температуре.


Геотермальные электростанции

Геотермальные электростанции используют гидротермальные ресурсы, которые имеют два общих компонента: воду (гидро) и тепло (тепловую энергию). Геотермальные установки требуют высокотемпературных (от 300 ° F до 700 ° F) гидротермальных ресурсов, которые могут поступать либо из скважин с сухим паром, либо из скважин с горячей водой. Мы можем использовать эти ресурсы, буря скважины в земле и подавая пар или горячую воду на поверхность.Геотермальные скважины обычно имеют глубину от одной до двух миль.

Существует три основных типа геотермальных электростанций:

  • В электростанциях с сухим паром для вращения турбин генератора используется пар, подаваемый непосредственно из геотермального резервуара. Первая геотермальная электростанция была построена в 1904 году в Тоскане, Италия, где природный пар извергался с Земли.
  • Паровые установки мгновенного действия забирают горячую воду под высоким давлением из глубины Земли и преобразуют ее в пар для приведения в действие турбин генератора.Когда пар остывает, он конденсируется в воду и закачивается обратно в землю, чтобы использовать ее снова и снова. Большинство геотермальных электростанций представляют собой установки мгновенного пара.
  • Электростанции с двойным циклом передают тепло от горячей геотермальной воды другой жидкости. Тепло заставляет вторую жидкость превращаться в пар, который используется для привода турбины генератора.

Текущее производство геотермальной энергии из всех видов использования занимает третье место среди возобновляемых источников энергии после гидроэлектроэнергии и биомассы и опережает солнечную и ветровую.Несмотря на эти впечатляющие статистические данные, текущий уровень использования геотермальной энергии бледнеет по сравнению с ее потенциалом. Ключом к более широкому использованию геотермальной энергии является повышение осведомленности общественности и техническая поддержка. ( Информация от Министерства энергетики США)


Расширенные геотермальные системы (EGS)

Усовершенствованные геотермальные системы (EGS), также иногда называемые инженерными геотермальными системами, обладают большим потенциалом для значительного расширения использования геотермальной энергии.

Концепция EGS заключается в извлечении тепла путем создания подземной системы трещин, в которую можно добавлять воду через нагнетательные скважины. Создание усовершенствованной или спроектированной геотермальной системы требует улучшения естественной проницаемости породы. Породы проницаемы из-за мельчайших трещин и поровых пространств между зернами минералов. Закачиваемая вода нагревается при контакте с породой и возвращается на поверхность через добывающие скважины, как в естественных гидротермальных системах.EGS — это резервуары, созданные для улучшения экономики ресурсов без достаточной воды и / или проницаемости.

Дополнительная информация в DOE / EERE / GTO


Тепловые насосы прямого использования и геотермальные тепловые насосы

Использование источников с низкой и умеренной температурой можно разделить на две категории: прямое использование и геотермальные тепловые насосы.

Прямое использование

Прямое использование , как следует из названия, предполагает использование тепла воды напрямую (без теплового насоса или электростанции) для таких вещей, как отопление зданий, производственные процессы, теплицы, аквакультура (рыбоводство) и курорты. В проектах прямого использования ресурсы обычно используются при температуре от 38 ° C (100 ° F) до 149 ° C (300 ° F). Текущая установленная мощность систем прямого использования в США составляет 470 МВт, чего достаточно для обогрева 40 000 домов среднего размера.

Прямое или неэлектрическое использование геотермальной энергии относится к использованию энергии как для обогрева, так и для охлаждения. Жидкости с температурой <300 ° F, подходящие для прямого использования, доступны на большей части территории Соединенных Штатов. Прямое использование геотермальной энергии в домах и в коммерческих целях намного дешевле, чем использование традиционных видов топлива; экономия может достигать 80%!

Кроме того, приложения прямого использования, такие как рыбные фермы, теплицы, пивоварни, сушка фруктов и овощей, спа, обработка целлюлозы и бумаги и сушка пиломатериалов, предлагают привлекательные и инновационные возможности для местных предприятий и предпринимателей.

Преимущества
  • Рост рабочих мест. В проектах прямого использования геотермальной энергии задействованы существующие кадры и компании в штате. Их простая конструкция и конструкция из готовых деталей могут использоваться местными инжиниринговыми фирмами, геологами, буровиками, строителями, монтажниками, техниками и сварщиками. Приблизительный прогноз потенциальных рабочих мест, создаваемых установкой систем прямого использования, может составлять 3 временных рабочих места на МВтч во время строительства и 1 постоянное рабочее место на МВтч для текущей эксплуатации.
  • Повышение экономичности. Геотермальные обогреваемые объекты могут стимулировать экономику за счет увеличения налоговых поступлений, создания новых предприятий и местных рабочих мест, туризма, сельского хозяйства и более активного участия населения.
  • Местное производство . Непосредственное использование геотермальной энергии в домах и коммерческих операциях, таких как производство продуктов питания из местного сельского хозяйства, может компенсировать импорт энергии, сохраняя рабочие места, доллары и другие выгоды для местных сообществ.
  • Снижение выбросов углерода. Проекты прямого использования геотермальной энергии производят почти нулевые выбросы. В зависимости от компенсируемого существующего топлива для отопления это может привести к ежегодному сокращению выбросов от 1700 тонн (в случае компенсации природного газа) до 9300 тонн (в случае компенсации электроэнергии) СО2, сэкономленных на МВтч установленной геотермальной мощности прямого использования.
  • Гибкие системы отопления. Области применения прямого использования геотермальной энергии могут включать центральное отопление, таяние снега, спа и бассейны, сельское хозяйство, пищевую промышленность и другие виды использования.В рамках единой системы эти разнообразные приложения могут быть «объединены в каскад» и работать вместе наиболее эффективным способом, чтобы обеспечить максимальную выгоду и минимальные затраты, возможные от систем прямого использования.
  • Надежный и устойчивый источник тепла . Проекты геотермального отопления длятся десятилетиями — обычно 25 лет и более — обеспечивая надежную энергию по низкой стабильной цене. Это может обеспечить ценовую уверенность и оградить потребителей (и экономику) от более непредсказуемых колебаний цен на ископаемое топливо.

Тепловые насосы

Геотермальные тепловые насосы

используют естественные изоляционные свойства земли от нескольких футов под землей до нескольких сотен футов в глубину, предлагая уникальную и высокоэффективную технологию использования возобновляемых источников энергии для отопления и охлаждения.

В большинстве случаев вода циркулирует в замкнутой системе через «петлевое поле», установленное горизонтально или вертикально в земле рядом со зданием или даже под ним. Летом тепло забирается из здания и передается земле.

Система обратимая, тепло забирается из земли и используется в здании зимой. Система перемещает только тепло, что намного эффективнее, чем использование топлива или электричества для создания тепла.

Геотермальные тепловые насосы могут удовлетворить потребности в обогреве и охлаждении помещений практически в любой части страны.

Преимущества

  • Экономический . В среднем, для типичного дома площадью 2000 квадратных футов потребуется 4 тонны отопительной и охлаждающей мощности при средней стоимости установки системы от 5000 до 7500 долларов за тонну.
  • Энергоэффективность. Геотермальные тепловые насосы потребляют на 25–50% меньше энергии, чем традиционные системы отопления или охлаждения.
  • Снижение выбросов углерода. Одна тонна (12 000 БТЕ / час) GHP за 20-летний рабочий цикл позволяет избежать 21 метрической тонны выбросов CO2. Таким образом, обычная домашняя система может избежать выбросов CO2 на 80–100 метрических тонн.
  • Повышение качества и безопасности воздуха в помещении. В геотермальном тепловом насосе нет горения; Следовательно, нет шансов отравиться угарным газом.Добавляя высокоэффективные воздухоочистители с геотермальной системой, эти системы могут улучшить качество воздуха в помещении.
  • Местное производство. Везде. В отличие от других геотермальных технологий, тепловые насосы не ограничены географией или геологией. Их можно установить в большинстве мест в любом из 50 штатов или территорий США
  • .
  • Устойчивые инвестиции. Срок службы геотермальной системы обычно превышает 24 года. Обычная печь прослужит 7-10 лет при регулярном обслуживании.Гарантия на контур заземления геотермальной системы составляет 50 лет. Эти петли состоят из трубы из полиэтилена высокой плотности, той же трубы, которая используется в городских газопроводах.
  • Тихая работа . В отличие от кондиционеров наружного блока нет. Геотермальные установки работают очень плавно и тихо.

Геотермальные тепловые насосы используют землю или грунтовые воды в качестве источника тепла зимой и радиатора летом. Используя температуру ресурсов от 4 ° C (40 ° F) до 38 ° C (100 ° F), тепловой насос, устройство, которое перемещает тепло из одного места в другое, передает тепло от почвы к дому зимой и от дома. дом к земле летом.Точных данных по текущему количеству этих систем нет; тем не менее, скорость установки оценивается от 10 000 до 40 000 в год. ( Информация предоставлена ​​Геотепловым центром)

Energy 101: Геотермальные тепловые насосы (видео: DOE)


Видео


Примечание : Для получения дополнительной информации см. Контакты и ссылки

.

часто задаваемых вопросов по геотермальной энергии | Министерство энергетики

Прочтите наши часто задаваемые вопросы и их ответы, чтобы узнать больше об использовании геотермальной энергии.

  1. Каковы преимущества использования геотермальной энергии?
  2. Почему геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом?
  3. Где доступна геотермальная энергия?
  4. Какое воздействие на окружающую среду оказывает использование геотермальной энергии?
  5. Какое визуальное воздействие оказывают геотермальные технологии?
  6. Можно ли истощить геотермальные резервуары?
  7. Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)?
  8. Какие существуют типы геотермальных электростанций?
  9. Сколько стоит строительство геотермальной электростанции?
  10. Что делает участок подходящим для развития геотермальной энергетики?
  11. Что такое усовершенствованная геотермальная система (EGS)?
1.Каковы преимущества использования геотермальной энергии?

Ответ: Несколько характеристик делают его хорошим источником энергии.

  • Во-первых, это чистый . Энергия может быть добыта без сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, газ или нефть. Геотермальные поля производят лишь около одной шестой углекислого газа, который производит относительно чистая электростанция, работающая на природном газе, и очень мало закиси азота или серосодержащих газов, если таковые имеются. Бинарные установки, которые представляют собой операции с замкнутым циклом, практически не производят выбросов.

  • Геотермальная энергия доступна 24 часа в сутки , 365 дней в году. Геотермальные электростанции имеют средний коэффициент готовности 90% или выше по сравнению с примерно 75% для угольных станций.

  • Геотермальная энергия — , отечественная , что снижает нашу зависимость от иностранной нефти.

Узнайте больше на нашей странице «Основы энергетики».

Вернуться к началу

2. Почему геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом?

Ответ: Потому что его источником является почти неограниченное количество тепла , генерируемое ядром Земли.Даже в геотермальных районах, зависящих от резервуара с горячей водой, вынутый объем может быть повторно закачан, что делает его устойчивым источником энергии.

Вернуться к началу

3. Где доступна геотермальная энергия?

Ответ : Гидротермальные ресурсы — резервуары пара или горячей воды — доступны в основном в западных штатах, на Аляске и на Гавайях . Тем не менее, энергия Земли может быть использована практически в любом месте с помощью геотермальных тепловых насосов и приложений прямого использования.Другие огромные мировые геотермальные ресурсы — например, горячая сухая порода и магма — ждут дальнейшего развития технологий. Чтобы увидеть визуальное представление источников геотермальной энергии, посетите нашу страницу с картами.

Вернуться к началу

4. Какое воздействие на окружающую среду оказывает использование геотермальной энергии?

Ответ: Геотермальные технологии предлагают много экологических преимуществ по сравнению с традиционным производством электроэнергии:

  • Выбросы низкие. Геотермальные установки испускают только избыточный пар. Бинарные геотермальные электростанции не сбрасывают выбросы в атмосферу или жидкости, которые, по прогнозам, станут доминирующей технологией в ближайшем будущем.

  • Соли и растворенные минералы, содержащиеся в геотермальных флюидах, обычно повторно закачиваются с избытком воды обратно в резервуар на глубине значительно ниже водоносных горизонтов подземных вод. Этот перерабатывает геотермальную воду и пополняет резервуар . Город Санта-Роза, Калифорния, направляет очищенные сточные воды города до электростанций Гейзеры, которые будут использоваться для обратной закачки жидкости .Эта система продлит срок службы резервуара, поскольку он перерабатывает очищенные сточные воды.

  • Некоторые геотермальные установки действительно производят твердые материалы или шламы, которые требуют утилизации на утвержденных площадках. Некоторые из этих твердых веществ сейчас добываются для продажи (например, цинк, кремнезем и сера), что делает этот ресурс еще более ценным и экологически чистым.

В начало

5. Какое визуальное воздействие оказывают геотермальные технологии?

Ответ: Системы централизованного теплоснабжения и геотермальные тепловые насосы легко интегрируются в населенные пункты практически без визуального воздействия.Геотермальные электростанции используют относительно небольших площадей , а не требуют хранения, транспортировки или сжигания топлива . Либо выбросов нет, либо виден только пар. Эти качества снижают общее визуальное воздействие электростанций в живописных регионах.

Вернуться к началу

6. Возможно ли истощение геотермальных резервуаров?

Ответ: Долгосрочная устойчивость производства геотермальной энергии демонстрируется на месторождении Лардарелло в Италии с 1913 года, на месторождении Вайракей в Новой Зеландии с 1958 года и на месторождении Гейзеры в Калифорнии с 1960 года.На некоторых заводах наблюдалось падение давления и добычи, и операторы начали закачку воды для поддержания пластового давления. Город Санта-Роза, Калифорния, направляет очищенные сточные воды в Гейзеры для использования в качестве жидкости для повторной закачки, тем самым продлевая срок службы резервуара при повторном использовании очищенных сточных вод. Узнайте больше о нашей геотермальной истории.

Вернуться к началу

7. Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)?

Ответ: В Гейзерах электроэнергия продается по 0 долларов.03 до 0,035 доллара США за кВтч. Построенная сегодня электростанция , вероятно, потребует около 0,05 доллара за 1 кВтч . Некоторые заводы могут взимать больше в периоды пикового спроса.

См. Также: Покупка чистой электроэнергии

Наверх

8. Какие типы геотермальных электростанций существуют?

Ответ: Для преобразования гидротермальных жидкостей в электричество используются три технологии геотермальных электростанций: сухой пар , мгновенный пар и бинарный цикл .Тип используемого преобразования (выбранный при разработке) зависит от состояния жидкости (пар или вода) и ее температуры. Чтобы узнать больше о типах электростанций и увидеть иллюстрации каждого из них, посетите нашу страницу «Производство электроэнергии».

Вернуться к началу

9. Сколько стоит строительство геотермальной электростанции?

Ответ: Затраты на геотермальную электростанцию ​​ сильно отнесены на первоначальные затраты, а не на топливо для поддержания их работы . Сначала выполняется бурение скважин и строительство трубопровода, после чего следует анализ ресурсов буровой информации.Далее идет проектирование самого завода. Строительство электростанции обычно завершается одновременно с окончательной разработкой месторождения. Первоначальная стоимость месторождения и электростанции составляет около 2500 долларов США за установленный кВт в США, вероятно, от 3000 до 5000 долларов США / кВтэ для небольшой (<1 МВт) электростанции. Эксплуатационные и эксплуатационные расходы варьируются от 0,01 до 0,03 доллара за кВтч . Большинство геотермальных электростанций могут работать с готовностью более 90% (т. Е. Производя более 90% времени), но работа на 97% или 98% может увеличить затраты на техническое обслуживание.Более высокая цена на электроэнергию оправдывает работу установки в 98% случаев, поскольку в результате возмещаются более высокие затраты на техническое обслуживание.

Вернуться к началу

10. Что делает участок подходящим для разработки геотермальной электроэнергии?

Ответ: Горячая геотермальная жидкость с низким содержанием минералов и газа, неглубокие водоносные горизонты для добычи и обратной закачки жидкости, расположение на частной земле для упрощения выдачи разрешений, близость к существующим линиям электропередачи или нагрузке и наличие подпиточной воды для испарения охлаждение.Температура геотермальной жидкости должна быть не менее 300º F, хотя установки работают при температуре жидкости до 210º F.

В начало

11. Что такое усовершенствованная геотермальная система (EGS)?

Ответ: Расширенная геотермальная система (EGS) — это искусственный резервуар, созданный там, где есть горячие породы, но недостаточная или низкая естественная проницаемость или флюидонасыщенность. В EGS жидкость закачивается в недра в тщательно контролируемых условиях, что вызывает повторное открытие ранее существовавших трещин, создавая проницаемость.Узнайте об основах EGS в нашем информационном бюллетене EGS или посетите нашу веб-страницу EGS.

Вернуться к началу

.

Геотермальная энергия | Think GeoEnergy — Новости геотермальной энергетики

Геотермальная энергия потенциально является крупнейшим — и в настоящее время наиболее неправильно понимаемым — источником энергии в США и во всем мире.
— Эл Гор в « Наш выбор — План решения климатического кризиса »

Это будет незавершенная работа, поэтому следите за обновлениями. Эта страница будет содержать введение в геотермальную энергию и ссылку на презентацию по геотермальной энергии, которая в настоящее время готовится.

«Геотермальная энергия» буквально означает «тепло Земли, которое, по оценкам, составляет 5 500 градусов по Цельсию в ядре Земли — примерно такое же жаркое, как поверхность Солнца. Геотермальная энергия — это чистый возобновляемый ресурс, которым могут пользоваться многие страны мира, расположенные в геологически благоприятных местах. Геотермальную энергию можно использовать из подземных резервуаров, содержащих горячие породы, насыщенные водой и / или паром. В коллекторах пробуриваются скважины глубиной обычно два километра или более.Затем горячая вода и пар поступают на геотермальную электростанцию, где они используются для приведения в действие электрогенераторов для выработки электроэнергии для предприятий и домов. Геотермальная энергия считается возобновляемым ресурсом, потому что она использует внутреннее тепло Земли, которое считается обильным, а вода, однажды использованная и охлажденная, затем возвращается в резервуар.

Геотермальная энергия может быть использована для производства электроэнергии и для различных других видов непосредственного использования тепла, например.г. для отопления, рыбоводства, купания и т. д. По сравнению с другими технологиями использования возобновляемых источников энергии, геотермальная энергия уникальна, поскольку она обеспечивает альтернативу базовой нагрузке выработке электроэнергии на основе ископаемого топлива, но также может заменить технологии, используемые для целей отопления.

Высокотемпературные геотермальные ресурсы наиболее важны для выработки электроэнергии (температуры выше 150 градусов Цельсия), в то время как ресурсы со средними и низкими температурами (ниже 150 градусов Цельсия) подходят для многих различных типов приложений, использующих тепло.Классическая диаграмма Линдала дает хорошее представление о типичных формах использования геотермальной энергии по диапазонам температур. (схему, ссылки и некоторые пояснения можно найти на >> этом веб-сайте << Университета Северной Аризоны)

Применение геотермальной энергии

Производство гидрогеотермальной электроэнергии:

  • Скважины, пробуренные в геотермальный резервуар, производят горячую воду и пар с глубины до 3 км
  • Геотермальная энергия преобразуется на электростанции в электричество
  • Горячая вода и пар — носители геотермальной энергии

Прямое использование:

  • Приложения, использующие горячую воду непосредственно из геотермальных источников
  • Примеры: отопление помещений, сушка сельскохозяйственных культур и пиломатериалов, приготовление пищи, рыбоводство, промышленные процессы и т. Д.
  • Исторические следы восходит к древнеримским временам, например для ванн и спа

Геотермальные тепловые насосы:

  • Использование относительно постоянной температуры земли в качестве источника и отвода тепла как для отопления, так и для охлаждения, а также для обеспечения горячей водой.
  • Одна из самых эффективных существующих систем отопления и охлаждения

Горячие породы / усовершенствованные или инженерные геотермальные системы (EGS):

  • Извлекает тепло, создавая подземную систему трещин, в которую можно добавлять воду через нагнетательные скважины
  • Вода нагревается за счет контакта с породой и закачивается обратно на поверхность через добывающие скважины
  • Затем энергия преобразуется на электростанции в электроэнергию, как в гидротермальной геотермальной системе
  • Хотя есть несколько проектов, использующих эту технологию, ее нельзя считать проверенной (в промышленном масштабе).

Производство электроэнергии

В зависимости от характеристик геотермального ресурса, например в зависимости от температуры ресурсов производство электроэнергии происходит либо в обычных паровых турбинах, либо в бинарных установках. Самая ранняя установка, которая, как известно, вырабатывала электроэнергию из геотермальных источников, — это первая установка в Лардарелло в Тоскане, Италия, в 1904 году.

«Обычные паровые турбины. Для паровых турбин требуются жидкости с температурой не менее 150 градусов по Цельсию, и они доступны либо с атмосферным (противодавление), либо с конденсирующим выхлопом.Атмосферные выхлопные турбины проще и дешевле. Пар, поступающий непосредственно из скважин с сухим паром или после отделения (воды от пара) из влажных скважин, проходит через турбину и выбрасывается в атмосферу. С этим типом агрегата потребление пара на произведенный киловатт-час (кВтч) почти вдвое больше, чем у конденсационного агрегата.

Компрессорно-конденсаторные агрегаты с большим количеством вспомогательного оборудования более сложны, чем агрегаты для отвода атмосферных газов, а для изготовления и установки более крупных размеров может потребоваться в два раза больше времени.Очень распространены конденсационные установки мощностью от 55 до 60 МВт, но также были построены и установлены установки мощностью 110 МВт ». (источник: Dickson / Fanelli, 2006)

, впереди….

Источники:

Диксон, М.Х., Фанелли, М., Геотермальная энергия: использование и технологии (2003/2006), ссылка на Amazon

.

Геотермальная энергия, что такое геотермальная энергия, откуда она берется?

Энергия Земли Что может быть более естественным или обильным? Источником геотермальной энергии является тепло, содержащееся внутри Земли; высокая температура настолько сильна, что создает расплавленную магму. Есть несколько различных видов геотермальной энергии, которые можно использовать. «Некоторые геотермальные системы образуются, когда горячая магма у поверхности (глубиной от 1500 до 10000 метров) непосредственно нагревает грунтовые воды». Тепло, генерируемое этими горячими точками, течет наружу к поверхности, проявляясь в виде вулканов, гейзеров и горячих источников.Природные горячая вода и пар могут использоваться с помощью технологии преобразования энергии для производства электроэнергии или горячей воды для непосредственного использования. «Другие геотермальные системы образуются, даже когда поблизости нет магмы, поскольку магма нагревает горные породы, которые, в свою очередь, нагревают глубоко циркулирующие грунтовые воды». Чтобы максимизировать энергию, получаемую из этих так называемых «горячих сухих пород», геотермальные установки часто разрушают горячие породы и закачивают воду в них и из них, чтобы использовать нагретую воду для выработки электроэнергии.

Концентрация геотермальной энергии в любом конкретном месте должна быть достаточно высокой, чтобы сделать возможным отбор тепла, и не все геотермальные участки созданы одинаково. Регионы с развитыми геотермальными системами расположены в геологически активных районах. Эти области имеют непрерывный, концентрированный поток тепла к поверхности. Запад США имеет лучшие геотермальные регионы в стране, в то время как Исландия, Новая Зеландия, Филиппины и Южная Америка являются одними из наиболее известных глобальных «горячих точек».»В Исландии геотермальная энергия, вызванная постоянным движением геологических плит в сочетании с вулканической природой острова, используется для отопления 95% всех домов.

К сожалению, даже хорошие геотермальные области являются невозобновляемыми возобновляемыми источниками. «Гейзеры», крупнейший в мире геотермальный объект, представляет собой рабочую модель того, как , а не приблизиться к так называемым «возобновляемым» геотермальным ресурсам. Построенный в 1950-х годах на паровом месторождении в Северной Калифорнии, объект был основан на очевидном предположении, что геотермальные ресурсы в этом месте бесконечны.Однако к концу 80-х годов прошлого века спад пара стал заметным и продолжительным. Истощение произошло из-за того, что пар извлекался быстрее, чем его можно было восстановить естественным путем. Согласно отчету Pacific Gas and Electric, «из-за сокращения поставок геотермального пара ожидается, что геотермальные установки компании на электростанции Гейзеры будут работать с пониженной мощностью». В ответ «операторы установок и поставщики пара постоянно ищут новые операционные стратегии для максимального увеличения выработки электроэнергии в будущем в сочетании с ежедневным закачиванием миллионов галлонов очищенных городских сточных вод.«Несмотря на то, что в настоящее время проводятся улучшения в области эффективности и энергосбережения, и в 1996 году Гейзеры по-прежнему производили достаточно электроэнергии для удовлетворения спроса на электроэнергию в таком городе, как Сан-Франциско, предполагается, что паровое поле прекратит свое существование через 50 лет или около того. Чтобы такого рода вещи не происходили где-либо еще, геотермальные предприятия могут использовать систему замкнутого цикла в любое время или обратную закачку воды обратно в систему для постоянного производства пара, как PG&E сейчас внедряет в Гейзерах.

Несмотря на то, что геотермальная энергия в изобилии является возобновляемой и способной уменьшить нашу зависимость от импортного топлива, факт остается фактом: поля достаточного качества для производства экономичной электроэнергии встречаются редко. Кроме того, многие из известных находятся в охраняемых природных территориях, которые экологи хотят сохранить. Если исследования и технологии не объединят усилия для «сбора» геотермальной энергии нетрадиционными способами, такими как глубокое бурение земной коры или получение тепла из магмы, использование геотермальной энергии ограничится несколькими местами.

Экологические проблемы также влияют на вопрос геотермальной энергии. Хотя сгорания не происходит, в некоторых приложениях образуются выбросы углекислого газа и сероводорода, требуется охлаждение до 100 000 галлонов воды на мегаватт в день и удаление токсичных отходов и растворенных твердых частиц.

Другой вид геотермальной энергии , используемый в коммерческих целях, — это энергия Земли, добываемая с помощью тепловых насосов. Тепло, содержащееся в неглубокой земле, используется для непосредственного обогрева или охлаждения домов, поскольку температура внутри грунта имеет тенденцию оставаться на среднем уровне.Поэтому зимой земля теплее воздуха и ее можно использовать для обогрева здания, а летом земля холоднее воздуха и может работать как кондиционер. Исследователи знают, что «никакая активная технология для домашнего охлаждения не является более эффективной, чем геотермальный тепловой насос». Этот метод снижает зависимость от других ресурсов и может использоваться где угодно, что приводит к значительным экологическим преимуществам и снижению затрат на электроэнергию.

Гидротермальные запасы: Геотермальная энергия находится во многих местах на Земле.Его использование способствует развитию важных стран третьего мира, включая Филиппины, Индонезию, Мексику, страны Центральной и Южной Америки, а также страны Восточной Африки и Восточной Европы. Италия, Исландия, Новая Зеландия, Япония и Франция, наряду с США, являются развитыми странами, использующими геотермальную энергию.
В США и в мире существует очень большая база геотермальных ресурсов, большая часть которых еще не может быть экономически использована. Фактически, ресурсная база возобновляемых источников энергии — геотермальной, солнечной, биомассы и ветра — намного больше, чем общая ресурсная база угля, нефти, газа и урана (ядерная энергия).

Есть также другие проблемы , которые мешают нам в полной мере использовать этот вид энергии. Несмотря на то, что во всем мире есть геотермальные ресурсы, наша текущая технология недостаточна или недостаточно экономична, чтобы гарантировать ее широкое использование. Финансирование извлечения энергии, которое связано с проникновением магмы, недоступно, потому что мы еще не знаем, как предотвратить выброс при высоких температурах и высоком давлении. Если рассматривать тепловые насосы, которые используют местные источники тепла и могут помочь снизить семейные счета за электроэнергию примерно на 1 доллар в день, такая система становится экономически невыгодной.Он «может иметь период окупаемости более 5 лет», который будет увеличиваться при снижении тарифов на электроэнергию, «если только стоимость оборудования и установки не упадет резко». Кроме того, энергия Земли недостаточно «интенсивна», чтобы производить электроэнергию для распределительной сети; Достаточно только уменьшить розыгрыш из сетки.

Есть определенные препятствия , которые необходимо преодолеть, прежде чем геотермальную энергию можно будет легко и экономично использовать для повседневного использования во всем мире. Показательный пример: «Строительство новых геотермальных установок по производству электроэнергии на западе США в 1996 году было ограничено одним участком из-за наличия на Западе дешевой электроэнергии, работающей на природном газе.«

.

По

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *