Геотермальная энергетика
Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы.
В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.
Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.
Содержание |
[править] Ресурсы
Перспективными источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд.
Россия
На 2006 г. в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкесия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край).
[править] Достоинства и недостатки
Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.
Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для всех этих целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.
Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Например, по имеющимся данным[источник не указан 203 дня], в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м2 с температурой воды 70—90 °С. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, также в Казахстане.
Главная из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается в необходимости обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.
Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения.
[править] Геотермальная электроэнергетика в мире
Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных возобновимых источниках энергии. Однако направление получило развитие в силу высокой энергетической плотности в отдельных заселённых географических районах, в которых отсутствуют или относительно дороги горючие полезные ископаемые, а также благодаря правительственным программам.
Установленная мощность геотермальных электростанций в мире на начало 1990-х составляла около 5 тысяч МВт, на начало 2000-х — около 6 тысяч МВт. В конце 2008 года суммарная мощность геотермальных электростанций во всём мире выросла до 10,5 тысяч МВт[1].
| Страна | Мощность, МВт 2007[2] |
Мощность, МВт 2010[3] |
Доля[когда?][источник не указан 251 день] |
|---|---|---|---|
| США | 2687 | 3086 | 0.3% |
| Филиппины | 1969.7 | 1904 | 27% |
| Индонезия | 992 | 1197 | 3.7% |
| Мексика | 953 | 958 | 3% |
| Италия | 810.5 | 843 | |
| Новая Зеландия | 471.6 | 628 | 10% |
| Исландия | 421.2 | 575 | 30% |
| Япония | 535.2 | 536 | 0.1% |
| Сальвадор | 204.2 | 204 | 14% |
| Кения | 128.8 | 167 | 11.2% |
| Коста-Рика | 162.5 | 166 | 14% |
| Никарагуа | 87.4 | 88 | 10% |
| Россия | 79 | 82 | |
| Турция | 38 | 82 | |
| Папуа-Новая Гвинея | 56 | 56 | |
| Гватемала | 53 | 52 | |
| Португалия | 23 | 29 | |
| КНР | 27.8 | 24 | |
| Франция | 14.7 | 16 | |
| Эфиопия | 7.3 | 7.3 | |
| Германия | 8.4 | 6.6 | |
| Австрия | 1.1 | 1.4 | |
| Австралия | 0.2 | 1.1 | |
| Таиланд | 0.3 | 0.3 | |
| Всего | 9,731.9 | 10,709.7 |
[править] США
Крупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, которые в 2005 году произвели около 16 млрд кВт·ч возобновляемой электроэнергии. В 2009 году суммарные мощности 77 геотермальных электростанций в США составляли 3086 МВт[4]. До 2013 года планируется строительство более 4400 МВт.
Основные промышленные зоны: «гейзеры» — в 100 км к северу от Сан-Франциско (1360 МВт установленной мощности), и северная часть Солёного моря в центральной Калифорнии (570 МВт установленной мощности), в Неваде установленная мощность станций достигает 235 МВт.
Геотермальная электроэнергетика, как один из альтернативных источников энергии в стране, имеет особую правительственную поддержку.
[править] Филиппины
На 2003 год 1930 МВт электрической мощности установлено на Филиппинских островах, в Филиппинах парогидротермы обеспечивают производство около 27% всей электроэнергии в стране.
[править] Мексика
Страна на 2003 год находилась на третьем месте по выработке геотермальной энергии в мире, с установленной мощностью электростанций в 953 МВт. На важнейшей геотермальной зоне Серро Прието расположились станции общей мощностью в 750 МВт.
[править] Италия
В Италии на 2003 год действовали энергоустановки общей мощностью в 790 МВт.
[править] Исландия
В Исландии действуют пять теплофикационных геотермальных электростанций общей электрической мощностью 570 МВт (2008), которые производят 25 % всей электроэнергии в стране.
Одна из таких станций снабжает столицу Рейкьявик.Станция использует подземную воду,а излишки воды сливают в гигантский бассейн.
[править] Кения
В Кении на 2005 год действовали три геотермальные электростанции общей электрической мощностью в 160 МВт., существуют планы по росту мощностей до 576 МВт.
[править] Израиль
Один из крупнейших производителей геотермальной энергии в мире. Сотрудничает по этому вопросу с США. По некоторым данным геотермальная энергия обеспечивает электричеством около 500 тыс. жителей страны.
 |
Проверить информацию.
Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения. |
[править] Россия
Все российские геотермальные электростанции расположены на Камчатке и Курилах, суммарный электропотенциал пароводных терм одной Камчатки оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности. Российский потенциал реализован только в размере не многим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки (2009):
- Мутновское месторождение:
- Верхне-Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 12 МВт·э (2011) и выработкой 69,5 млн кВт·ч/год (2010) (81,4 в 2004),
- Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 50 МВт·э (2011) и выработкой 360,5 млн кВт·ч/год (2010) (на 2006 год ведётся строительство, увеличивающее мощность до 80 МВт·э и выработку до 577 млн кВт·ч)
- Паужетское месторождение возле вулканов Кошелева и Камбального — Паужетская ГеоТЭС мощностью 14,5 МВт·э (2011) и выработкой 43,1 млн кВт·ч (на 2010 год проводится реконструкция с увеличением мощности до 18 МВт·э).
- Месторождение на острове Итуруп (Курилы): Океанская ГеоТЭС установленой мощностью 2,5 МВт·э (2009). Существует проект мощностью 34,5 МВт и годовой выработкой 107 млн кВт·ч.
- Кунаширское месторождение (Курилы): Менделеевская ГеоТЭС мощностью 3,6 МВт·э (2009).
В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт.
[править] Классификация геотермальных вод[5]
[править] По температуре
| Слаботермальные | до 40°C |
| Термальные | 40-60°C |
| Высокотермальные | 60-100°C |
| Перегретые | более 100°C |
[править] По минерализации (сухой остаток)
| ультрапресные | до 0,1 г/л |
| пресные | 0,1-1,0 г/л |
| слабосолоноватые | 1,0-3,0 г/л |
| сильносолоноватые | 3,0-10,0 г/л |
| соленые | 10,0-35,0 г/л |
| рассольные | более 35,0 г/л |
[править] По общей жесткости
| очень мягкие | до 1,2 мг-экв/л |
| мягкие | 1,2-2,8 мг-экв/л |
| средние | 2,8-5,7 мг-экв/л |
| жесткие | 5,7-11,7 мг-экв/л |
| очень жесткие | более 11,7 мг-экв/л |
[править] По кислотности, рН
| сильнокислые | до 3,5 |
| кислые | 3,5-5,5 |
| слабокислые | 5,5-6,8 |
| нейтральные | 6,8-7,2 |
| слабощелочные | 7,2-8,5 |
| щелочные | более 8,5 |
[править] По газовому составу
| сероводородные | |
| сероводородно-углекислые | |
| углекислые | |
| азотно-углекислые | |
| метановые | |
| азотно-метановые | |
| азотные |
[править] По газонасыщенности
| слабая | до 100 мг/л |
| средняя | 100-1000 мг/л |
| высокая | более 1000 мг/л |
[править] См. также
[править] Примечания
- ↑ Geothermal Development Expands Globally
- ↑ Bertani, Ruggero (September 2007), "World Geothermal Generation in 2007", Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin (Klamath Falls, Oregon: Oregon Institute of Technology) . — Т. 28 (3): 8–19, ISSN 0276-1084, <http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull28-3/art3.pdf>. Проверено 12 апреля 2009.
- ↑ Holm, Alison (May 2010), Geothermal Energy:International Market Update, Geothermal Energy Association, pp. 7, <http://www.geo-energy.org/pdf/reports/GEA_International_Market_Report_Final_May_2010.pdf>. Проверено 24 мая 2010.
- ↑ Geothermal Projects Being Developed in 70 Countries 25 Май 2010 г
- ↑ ВСН 56-87 "Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений"
[править] Литература
- Дворов И. М. Глубинное тепло Земли / Отв. ред. доктор геолого-минералогических наук А. В. Щербаков. — М.: Наука, 1972. — 208 с. — (Настоящее и будущее человечества). — 15 000 экз.
- Э Берман, Б. Ф. Маврицкий Геотермальная энергия. Издательство Мир, 1978. 416 стр.
- А. Е Севастопольский Геотермальная энергия: Ресурсы, разработка, использование : Пер. с англ. Издательство Мир, 1975.
- А. Г. Баева, В. Н. Москвичёва Геотермальная энергия: проблемы, ресурсы, использование. Библиографический указатель. Издательство СО АН СССР, Институт теплофизики, 1979
[править] Ссылки
| Отрасли промышленности | |
|---|---|
| Электроэнергетика | Атомная (АЭС) | Ветровая (ВЭС) | Гидроэнергетика (ГЭС) | Тепловая (ТЭС) | Геотермальная | Водородная | Гелиоэнергетика | Волновая | Приливная (ПЭС) |
| Топливная | Газовая | Нефтяная | Торфяная | Угольная | Нефтеперерабатывающая | Газоперерабатывающая |
| Чёрная металлургия | Добыча рудного сырья | Добыча нерудного сырья | Производство чёрных металлов | Производство труб | Производство электроферосплавов | Коксохимическая | Вторичная обработка чёрных металов | Производство метизов |
| Цветная металлургия | Производства: алюминия | глинозёма | фтористых солей | никеля | меди | свинца | цинка | олова | кобальта | сурмы | вольфрама | молибдена | ртути | титана | магния | вторичных цветных металлов | редких металлов | Промышленность твердых сплавов тугоплавких и жаростойких металлов | Добыча и обогащение руд редких металлов |
| Машиностроение и металлообработка |
Тяжелое | Железнодорожное | Судостроение | Судоремонт | Авиационная | Авиаремонт | Ракетная | Тракторное | Автомобильное | Станкостроение | Химическое | Сельскохозяйственное | Электротехническая | Приборостроение | Точное | Металлобработка |
| Химическая | Шахтерско-химическая | Основная химия | Лакокрасочная | Промышленность бытовой химии | Производство соды | Производство удобрений | Производство химических волокон и нитей | Производство синтетических смол |
| Химико-фармацевтическая | |
| Нефтехимическая | Шинная | Резино-асбестовая |
| Нефтеперерабатывающая | |
| Лесная (комплексы) |
Лесная | Деревообрабатывающая (Лесопильная, Древесно-плитная, Мебельная) | Целлюлозно-бумажная | Лесохимическая |
| Стройматериалов | Цементная | Железобетонных и бетонных конструкций | Стенных материалов | Нерудных строительных материалов |
| Стекольная | |
| Фарфоро-Фаянсовая | |
| Легкая | Текстильная | Швейная | Кожевенная | Меховая | Обувная |
| Текстильная | Хлопчатобумажная | Шерстяная | Льняная | Шелковая | Синтетических и искусственных тканей | Пенько-джутовая |
| Пищевая | Сахарная | Хлебобулочная | Масло-жировая | Маслосыродельная | Рыбная | Молочная | Мясная | Кондитерская | Спиртовая | Макаронная | Пивоваренная и безалкогольных напитков | Винодельческая | Мукомольная | Консервная | Табачная | Соляная | Плодоовощная |
