Centrale geotermale. Centrală geotermală Dezavantajele centralelor geotermale

• Centrala electrică din Filipine Makiling-Banahau are o capacitate de aproximativ 500 MW.
• O altă centrală electrică filipineză numită Tiwi are o capacitate de 330 MW.
• Imperial Valley din SUA este un complex de zece centrale geotermale cu o capacitate totală de 327 MW.
• Cronologia dezvoltării energiei geotermale domestice

Energia geotermală rusă și-a început dezvoltarea în 1954, când a fost adoptată decizia de a crea un laborator pentru studiul resurselor naturale termice din Kamchatka.

1. 1966 – A fost lansată centrala geotermală Pauzhetskaya cu un ciclu tradițional (abur uscat) și o capacitate de 5 MW. După 15 ani, capacitatea sa a fost mărită la 11 MW.
2. În 1967, a început să funcționeze stația Paratunka cu un ciclu binar. Apropo, un brevet pentru o tehnologie unică de ciclu binar, dezvoltat și brevetat de oamenii de știință sovietici S. Kutateladze și L. Rosenfeld, a fost achiziționat de multe țări.

Nivelurile ridicate ale producției de hidrocarburi în anii 1970 și situația economică critică din anii 90 au oprit dezvoltarea energiei geotermale în Rusia. Cu toate acestea, acum interesul pentru ea a reapărut din mai multe motive:

• Prețurile petrolului și gazelor pe piața internă devin aproape de prețurile mondiale.
• Rezervele de combustibil se epuizează rapid.
• Zăcămintele de hidrocarburi recent descoperite pe platoul din Orientul Îndepărtat și pe coasta arctică sunt în prezent neprofitabile.

Îți plac mașinile mari și puternice? Citiți un articol interesant despre.

Dacă aveți nevoie de echipamente pentru zdrobirea materialelor, citiți aceasta.

Perspective pentru dezvoltarea resurselor geotermale în Rusia

Cele mai promițătoare zone ale Federației Ruse în ceea ce privește utilizarea energiei termice pentru generarea de energie electrică sunt Insulele Kurile și Kamchatka.

Kamchatka are astfel de resurse geotermale potențiale cu rezerve vulcanice de abur hidrotermal și ape termale energetice care pot satisface nevoile regiunii timp de 100 de ani. Câmpul Mutnovskoye este considerat promițător, ale cărui rezerve cunoscute pot furniza până la 300 MW de energie electrică. Istoria dezvoltării acestei zone a început cu geoexplorarea, evaluarea resurselor, proiectarea și construcția primelor GeoPP-uri Kamchatka (Pauzhetskaya și Paratunka), precum și a stației geotermale Verkhne-Mutnovskaya cu o capacitate de 12 MW și Mutnovskaya, cu o capacitate. de 50 MW.

Pe Insulele Kuril funcționează două centrale electrice care utilizează energie geotermală - pe insula Kunashir (2,6 MW) și pe insula Iturup (6 MW).

În comparație cu resursele energetice ale GeoPP-urilor filipineze și americane, instalațiile interne de producție de energie alternativă pierd semnificativ: capacitatea lor totală nu depășește 90 MW. Dar centralele electrice din Kamchatka, de exemplu, asigură 25% din necesarul de energie electrică al regiunii, ceea ce, în cazul unor întreruperi neașteptate în aprovizionarea cu combustibil, nu va permite locuitorilor peninsulei să rămână fără electricitate.

Rusia are toate oportunitățile de a dezvolta resurse geotermale – atât petrotermale, cât și hidrogeotermale. Cu toate acestea, ele sunt utilizate extrem de puțin și există mai mult decât suficiente zone promițătoare. Pe lângă Insulele Kuril și Kamchatka, aplicarea practică este posibilă în Caucazul de Nord, Siberia de Vest, Primorye, regiunea Baikal și centura vulcanică Okhotsk-Chukotka.

Energie geotermală- aceasta este energia de căldură care este eliberată din zonele interne ale Pământului pe parcursul a sute de milioane de ani. Conform studiilor geologice și geofizice, temperatura din nucleul Pământului ajunge la 3.000-6.000 °C, scăzând treptat în direcția de la centrul planetei la suprafața acesteia. Erupția a mii de vulcani, mișcarea blocurilor din scoarța terestră și cutremure indică acțiunea puternicei energii interne a Pământului. Oamenii de știință cred că câmpul termic al planetei noastre se datorează dezintegrarii radioactive în adâncurile sale, precum și separării gravitaționale a materiei centrale.
Principalele surse de încălzire a interiorului planetei sunt uraniul, toriul și potasiul radioactiv. Procesele de dezintegrare radioactivă de pe continente au loc în principal în stratul de granit al scoarței terestre la o adâncime de 20-30 km sau mai mult, în oceane - în mantaua superioară. Se presupune că la baza scoarței terestre, la o adâncime de 10-15 km, valoarea probabilă a temperaturii pe continente este de 600-800 ° C, iar în oceane - 150-200 ° C.
Omul poate folosi energia geotermală numai acolo unde se manifestă aproape de suprafața Pământului, adică. în zonele de activitate vulcanică și seismică. Acum energia geotermală este utilizată eficient de țări precum SUA, Italia, Islanda, Mexic, Japonia, Noua Zeelandă, Rusia, Filipine, Ungaria și El Salvador. Aici, căldura internă a pământului se ridică la suprafață sub formă de apă fierbinte și abur cu temperaturi de până la 300 ° C și adesea izbucnește ca căldura surselor care țâșnesc (gheizere), de exemplu, celebrele gheizere din Yellowstone Parc în SUA, gheizere din Kamchatka și Islanda.
Surse de energie geotermalăîmpărțit în abur fierbinte uscat, abur fierbinte umed și apă fierbinte. Fântâna, care este o sursă importantă de energie pentru calea ferată electrică din Italia (lângă Larderello), este alimentată cu abur fierbinte uscat din 1904. Alte două site-uri celebre cu abur uscat uscat din lume sunt Câmpul Matsukawa din Japonia și Câmpul Geyser de lângă San Francisco, care au, de asemenea, o utilizare îndelungată și eficientă a energiei geotermale. Cel mai umed abur fierbinte din lume se găsește în Noua Zeelandă (Wairakei), câmpurile geotermale cu o putere puțin mai mică sunt în Mexic, Japonia, El Salvador, Nicaragua și Rusia.
Astfel, se pot distinge patru tipuri principale de resurse de energie geotermală:
căldura suprafață a solului utilizată de pompele de căldură;
resurse energetice de abur, apă caldă și caldă de la suprafața pământului, care sunt acum utilizate în producerea de energie electrică;
căldură concentrată adânc sub suprafața pământului (posibil în absența apei);
energie magmatică și căldură care se acumulează sub vulcani.

Rezervele de căldură geotermală (~ 8 * 1030J) sunt de 35 de miliarde de ori mai mari decât consumul anual de energie global. Doar 1% din energia geotermală din scoarța terestră (10 km adâncime) poate furniza o cantitate de energie de 500 de ori mai mare decât toate rezervele de petrol și gaze ale lumii. Cu toate acestea, astăzi doar o mică parte din aceste resurse poate fi utilizată, iar acest lucru se datorează în primul rând unor motive economice. Dezvoltarea industrială a resurselor geotermale (energia apelor calde de adâncime și aburului) a început în 1916, când a fost pusă în funcțiune în Italia prima centrală geotermală cu o capacitate de 7,5 MW. De-a lungul timpului, s-a acumulat o experiență considerabilă în domeniul dezvoltării practice a resurselor de energie geotermală. Capacitatea totală instalată a centralelor geotermale existente (GeoTES) a fost de: 1975 - 1.278 MW, în 1990 - 7.300 MW. Cel mai mare progres în această chestiune a fost realizat de SUA, Filipine, Mexic, Italia și Japonia.
Parametrii tehnici și economici ai centralelor geotermale variază într-o gamă destul de largă și depind de caracteristicile geologice ale zonei (adâncimea de apariție, parametrii fluidului de lucru, compoziția acestuia etc.). Pentru majoritatea centralelor geotermale puse în funcțiune, costul energiei electrice este similar cu costul energiei electrice produse la centralele pe cărbune și se ridică la 1200 ... 2000 dolari SUA/MW.
În Islanda, 80% din locuințe sunt încălzite folosind apă caldă extrasă din puțurile geotermale din apropierea orașului Reykjavik. În vestul Statelor Unite, aproximativ 180 de case și ferme sunt încălzite folosind apă caldă geotermală. Potrivit experților, între 1993 și 2000, producția globală de energie electrică din energia geotermală sa dublat. Există atât de multe rezerve de căldură geotermală în Statele Unite, încât ar putea, teoretic, să furnizeze de 30 de ori mai multă energie decât consumă statul în prezent.
În viitor, este posibil să se folosească căldura magmei în acele zone în care aceasta este situată aproape de suprafața Pământului, precum și căldura uscată a rocilor cristaline încălzite. În acest din urmă caz, puțurile sunt forate pe câțiva kilometri, apa rece este pompată, iar apa caldă este primită înapoi.

„Energie nucleară” - Creștere economică și energie Scenariul inovator al Ministerului Dezvoltării Economice și Comerțului. Energia nucleară și creșterea economică. Energie nucleară și alte tipuri de generare. Sursa: Banca Mondială (IFC). Sursa: Structura generală a instalațiilor de energie electrică până în 2020. Sursa: Ministerul Energiei. Sursa: Cercetare de către Universitatea Politehnică din Tomsk.

„Pericol atomic” - Componentele „Analiza riscurilor”. Abordări străine ale problemei „riscului”. Mesaj. Elemente de „managementul riscurilor”. Analiza de risc. Tipare generale. Componentele managementului riscului. Distribuție în diverse domenii ale științei. Curba fermierului. Recomandări. Analiza probabilistica. Analiza cost-beneficiu.

„Securitate nucleară” - Crearea unui sistem de standarde. Exprimarea și apărarea opiniei consolidate a membrilor comunității. Puterea vorbitorilor de rusă. Asigurarea menținerii unui nivel ridicat de reputație în afaceri. Promovarea furnizării de servicii de consultanță și expertiză calificată. Membrii de sindicat. Uniunea Întreprinderilor de PC și Electronice. Comunitate profesională.

„Facilități de energie nucleară” - Centrale nucleare. Nor. Spărgător de gheață nuclear. Consecințele genetice ale radiațiilor. Deseuri radioactive. Arme nucleare. Energie nucleara. Cele mai puternice centrale nucleare. Atom pașnic. Energie Atomică. Avantajele centralelor nucleare. Avantajele și dezavantajele centralelor nucleare. Radioactivitate. Strat de aluminiu. Consecințele dezastrului de la Cernobîl. Hiroshima.

„Centrale nucleare din Rusia” - Centrale nucleare (NPP). Clasificarea centralelor nucleare după tipul de reactor. Centrală nucleară plutitoare (FNPP). Centrală nucleară de căldură și energie Bilibino. Producerea energiei electrice la centralele nucleare. Geografia desfășurării planificate a centralelor nucleare plutitoare în Rusia. Clasificarea centralelor nucleare după tipul de energie furnizată. Proiectat centrale nucleare.

„Energie nucleară” - CNE Zaporozhye. Perspective pentru energia nucleară. După cum știți, funcționarea centralelor nucleare se bazează pe scindarea uraniului în atomi. Cel mai bine este să transformați astfel de „gunoi” în sticlă și ceramică. Deșeurile radioactive sunt generate în aproape toate etapele ciclului nuclear. Avantajele energiei nucleare.

Această energie aparține surselor alternative. În zilele noastre, se menționează din ce în ce mai mult posibilitățile de obținere a resurselor pe care ni le oferă planeta. Putem spune că trăim într-o eră a modei energiei regenerabile. Multe soluții tehnice, planuri și teorii sunt create în acest domeniu.

Este situat adânc în adâncurile pământului și are proprietăți de reînnoire, cu alte cuvinte, este nesfârșit. Resursele clasice, conform oamenilor de știință, încep să se epuizeze, petrolul, cărbunele și gazul se vor usca.

Centrala geotermală Nesjavellir, Islanda

Prin urmare, ne putem pregăti treptat pentru a adopta noi metode alternative de producere a energiei. Sub scoarța terestră există un nucleu puternic. Temperatura sa variază de la 3000 la 6000 de grade. Mișcarea plăcilor litosferice demonstrează puterea sa enormă. Se manifestă sub forma unei izbucniri vulcanice de magmă. Dezintegrarea radioactivă are loc în adâncuri, provocând uneori astfel de dezastre naturale.

De obicei, magma încălzește suprafața fără a o depăși. Acest lucru creează gheizere sau bazine calde de apă. În acest fel, procesele fizice pot fi folosite în scopuri utile pentru umanitate.

Tipuri de surse de energie geotermală

De obicei este împărțită în două tipuri: energie hidrotermală și energie petrotermală. Primul se formează din cauza surselor de căldură, iar al doilea tip este diferența de temperaturi la suprafață și adâncimea pământului. Explicând cu propriile cuvinte, o sursă hidrotermală este formată din abur și apă caldă, în timp ce o sursă petrotermală este ascunsă adânc sub pământ.

Harta potențialului de dezvoltare a energiei geotermale din lume

Pentru energie petrotermală, este necesar să forați două puțuri, să umpleți unul cu apă, după care va avea loc un proces de aburire, care va ieși la suprafață. Există trei clase de zone geotermale:

• Geotermal – situat în apropierea plăcilor continentale. Gradient de temperatură mai mare de 80C/km. De exemplu, comuna italiană Larderello. Există o centrală electrică acolo
• Semitermic – temperatura 40 – 80 C/km. Acestea sunt acvifere naturale formate din roci fragmentate. În unele locuri din Franța, clădirile sunt încălzite astfel.
• Normal – panta mai mica de 40 C/km. Reprezentarea unor astfel de zone este cea mai comună

Sunt o sursă excelentă de consum. Sunt situate în stâncă la o anumită adâncime. Să ne uităm la clasificare mai detaliat:

• Epitermal - temperatură de la 50 la 90 C
• Mezotermal – 100 – 120 s
• Hipotermă – mai mult de 200 s

Aceste specii constau din diferite compoziții chimice. În funcție de ea, apa poate fi folosită în diverse scopuri. De exemplu, în producția de energie electrică, furnizarea de căldură (rute de căldură), bază de materie primă.

Video: Energie geotermală

Proces de încălzire

Temperatura apei este de 50 -60 de grade, ceea ce este optim pentru încălzirea și alimentarea cu căldură a zonelor rezidențiale. Nevoia de sisteme de încălzire depinde de locația geografică și de condițiile climatice. Și oamenii au nevoie în mod constant de alimentare cu apă caldă. Pentru acest proces sunt construite GTS (stații termice geotermale).

Dacă pentru producția clasică de energie termică se folosește o boiler care consumă combustibil solid sau gazos, atunci în această producție se folosește o sursă de gheizer. Procesul tehnic este foarte simplu, aceleași comunicații, rute termice și echipamente. Este suficient să forați un puț, să îl curățați de gaze, apoi să îl trimiteți cu pompe în camera cazanului, unde se va menține programul de temperatură, iar apoi va intra în magistrala de încălzire.

Principala diferență este că nu este nevoie să folosiți un cazan cu combustibil. Acest lucru reduce semnificativ costul energiei termice. Iarna, abonații beneficiază de căldură și apă caldă, iar vara doar de apă caldă.

Generarea de energie electrică

Izvoarele termale și gheizerele servesc drept componente principale în producția de energie electrică. În acest scop, se folosesc mai multe scheme și se construiesc centrale electrice speciale. Dispozitiv GTS:

• Rezervor ACM
• Pompa
• Separator de gaze
• Separator de abur
• Turbina generatoare
• Condensator
• Pompa de impuls
• Răcitor de rezervor

După cum putem vedea, elementul principal al circuitului este convertorul de abur. Acest lucru vă permite să obțineți abur purificat, deoarece conține acizi care distrug echipamentele turbinei. Este posibil să se utilizeze o schemă mixtă în ciclul tehnologic, adică apa și aburul sunt implicate în proces. Lichidul trece prin întreaga etapă de purificare din gaze, la fel ca aburul.

Circuit sursă binară

Componenta de lucru este un lichid cu un punct de fierbere scăzut. Apa termală este, de asemenea, implicată în producția de energie electrică și servește ca materie primă secundară.

Cu ajutorul acestuia, se formează abur dintr-o sursă cu fierbere scăzută. GTS cu un astfel de ciclu de operare poate fi complet automatizat și nu necesită personal de întreținere. Statiile mai puternice folosesc un circuit cu dublu circuit. Acest tip de centrala permite atingerea unei puteri de 10 MW. Structura dublu circuit:

• Generator de aburi
• Turbină
• Condensator
• Ejector
• Pompe de alimentare
• Economizor
• Evaporator

Uz practic

Rezervele uriașe ale surselor sunt de multe ori mai mari decât consumul anual de energie. Dar doar o mică parte este folosită de umanitate. Construcția stațiilor datează din 1916. Prima centrală geotermală cu o capacitate de 7,5 MW a fost creată în Italia. Industria se dezvoltă activ în țări precum SUA, Islanda, Japonia, Filipine și Italia.

Explorarea activă a locațiilor potențiale și metode de extracție mai convenabile sunt în curs de desfășurare. Capacitatea de producție crește de la an la an. Dacă luăm în considerare indicatorul economic, atunci costul unei astfel de industrii este egal cu centralele termice pe cărbune. Islanda își acoperă aproape complet stocul de locuințe cu o sursă GT. 80% din case folosesc apa calda din fantani pentru incalzire. Experții din SUA susțin că, cu o dezvoltare adecvată, centralele geotermale pot produce un consum anual de 30 de ori mai mare. Dacă vorbim despre potențial, 39 de țări ale lumii se vor putea asigura pe deplin cu energie electrică dacă folosesc 100% din subsolul pământului.

Situat la o adâncime de 4 km:

Japonia este situată într-o zonă geografică unică asociată cu mișcarea magmei. Cutremurele și erupțiile vulcanice au loc în mod constant. Cu astfel de procese naturale, guvernul introduce diverse evoluții. Au fost create 21 de instalații cu o capacitate totală de 540 MW. Se fac experimente pentru a extrage căldură din vulcani.

Avantaje și dezavantaje ale GE

După cum am menționat mai devreme, GE este utilizat în diferite domenii. Există anumite avantaje și dezavantaje. Să vorbim despre avantaje:

• Infinitate de resurse
• Independență față de vreme, climă și timp
• Versatilitatea aplicației
• Prietenos cu mediul
• Cost scăzut
• Oferă independență energetică statului
• Echipament stație compactă

Primul factor este cel mai de bază, ne încurajează să studiem o astfel de industrie, deoarece o alternativă la petrol este destul de relevantă. Schimbările negative de pe piața petrolului agravează criza economică globală. In timpul functionarii instalatiilor, mediul exterior nu este poluat, spre deosebire de altele. Și ciclul în sine nu necesită dependență de resurse și transportul acestuia către sistemul de transport al gazului. Complexul se asigură singur și nu depinde de alții. Acesta este un avantaj uriaș pentru țările cu niveluri scăzute de resurse minerale. Desigur, există aspecte negative, să le aruncăm o privire:

• Cost ridicat de dezvoltare și construcție a stațiilor
• Compoziția chimică necesită eliminare. Trebuie turnat înapoi în adâncuri sau ocean
• Emisii de hidrogen sulfurat

Emisiile de gaze nocive sunt foarte nesemnificative și nu sunt comparabile cu alte industrii. Echipamentul vă permite să îl îndepărtați eficient. Deșeurile sunt aruncate în pământ, unde puțurile sunt echipate cu rame speciale de ciment. Această tehnică elimină posibilitatea contaminării apelor subterane. Dezvoltarile costisitoare tind să scadă pe măsură ce progresează îmbunătățirile lor. Toate deficiențele sunt studiate cu atenție și se lucrează pentru a le elimina.

Potenţial suplimentar

Baza acumulată de cunoștințe și practică devine fundamentul realizărilor viitoare. Este prea devreme să vorbim despre înlocuirea completă a rezervelor tradiționale, deoarece zonele termice și metodele de extragere a resurselor energetice nu au fost pe deplin studiate. Pentru o dezvoltare mai rapidă, sunt necesare mai multă atenție și investiții financiare.

În timp ce societatea devine familiarizată cu posibilitățile, ea avansează încet. Potrivit estimărilor experților, doar 1% din electricitatea mondială este produsă de acest fond. Este posibil ca programe cuprinzătoare pentru dezvoltarea industriei la nivel global să fie elaborate, să fie elaborate mecanisme și mijloace de atingere a obiectivelor. Energia subsolului poate rezolva problema de mediu, deoarece în fiecare an apar mai multe emisii nocive în atmosferă, oceanele sunt poluate, iar stratul de ozon devine mai subțire. Pentru dezvoltarea rapidă și dinamică a industriei, este necesară înlăturarea principalelor obstacole, apoi în multe țări va deveni o trambulină strategică, capabilă să dicteze condițiile de pe piață și să ridice nivelul de competitivitate.