Ide o komplexnú štruktúru, ktorá využíva hlboké teplo zeme na výrobu elektriny. Komplex spravidla zahŕňa: vrty, ktoré privádzajú na zemský povrch zmes pary a vody alebo prehriatu paru, so systémom potrubí a separačných zariadení; generátory; strojovňa, kde sú umiestnené parné turbíny, kondenzačné a iné zariadenia; Kondenzátory chladiacich turbín pre systém zásobovania technickou vodou; vysokonapäťové elektrické zariadenia. Pre geotermálnych elektrární Hĺbka studní spravidla nepresahuje 3 km. Preto ich nemožno inštalovať všade, ale len tam, kde je v relatívne malých hĺbkach už dostupná požadovaná teplota. Sú to miesta, kde sa stretávajú tektonické platne, gejzíry a oblasti so seizmickou aktivitou.Geotermálna energia je kritickým zdrojom vo vulkanicky aktívnych oblastiach, ako je Island a Nový Zéland. Nakoľko to bude ekonomicky výhodné, bude závisieť od presnej teploty, na ktorú sa bude voda ohrievať. To zase bude závisieť od toho, aké horúce sú kamene a koľko vody do nich pumpujeme. V horúcom priestore sa voda čerpá do studne a keď pod tlakom stúpa a vychádza na povrch, mení sa na paru. Para sa môže použiť pre turbogenerátor alebo cez výmenník tepla na vykurovanie domov. Pred privedením pary na rotáciu turbíny sa musí para vyčistiť.

Geotermálna energia má svoje výhody aj nevýhody.

Výhody:

— nedochádza k znečisteniu životného prostredia;

— nedochádza k skleníkovému efektu;

— geotermálna elektráreň zaberá málo miesta;

— nespotrebúva sa žiadne palivo;

- po výstavbe geotermálna elektráreň , ukazuje sa takmer bezplatná energia.

Existujú nasledujúce nevýhody:

- konštrukcia geotermálnych elektrární možno nie všade;

— vyžaduje sa vhodný typ horúcich kameňov a ich dostupnosť; Vhodný je len druh horniny, ktorý sa dá ľahko vŕtať;

— nebezpečné plyny a minerály môžu unikať na zemský povrch a môžu vzniknúť problémy s ich bezpečnou likvidáciou. Správy

3. Problém

Bibliografia

1. Perspektívy využitia zdrojov geotermálnej energie

Geotermálna energia je energia vnútra Zeme.

Ešte pred 150 rokmi naša planéta využívala výlučne obnoviteľné a ekologické zdroje energie: vodné toky riek a morské prílivy na otáčanie vodných kolies, vietor na pohon mlynov a plachiet, palivové drevo, rašelinu a poľnohospodársky odpad na vykurovanie. Od konca 19. storočia si však neustále rastúce tempo rýchleho priemyselného rozvoja vyžiadalo superintenzívny prieskum a vývoj najskôr palivovej a potom jadrovej energie. To viedlo k rýchlemu vyčerpaniu zásob uhlíka a k stále väčšiemu nebezpečenstvu rádioaktívnej kontaminácie a skleníkového efektu zemskej atmosféry. Preto sme sa na prahu tohto storočia museli opäť obrátiť na bezpečné a obnoviteľné zdroje energie: veternú, slnečnú, geotermálnu, prílivovú, biomasovú energiu flóry a fauny a na ich základe vytvárať a úspešne prevádzkovať nové netradičné energetické zariadenia: prílivové elektrárne (TPP), veterné elektrárne (WPP), geotermálne (GeoTES) a solárne (SPP) elektrárne, vlnové elektrárne (WPP), pobrežné elektrárne v plynových poliach (CES).

Zatiaľ čo úspechy dosiahnuté pri vytváraní veterných, solárnych a mnohých iných typov netradičných energetických zariadení sú vo veľkej miere predmetom časopiseckých publikácií, geotermálnym energetickým zariadeniam a najmä geotermálnym elektrárňam sa nevenuje taká pozornosť, akú by si právom zaslúžili. Vyhliadky na využitie tepelnej energie Zeme sú pritom skutočne neobmedzené, keďže pod povrchom našej planéty, ktorá je, obrazne povedané, obrovským prírodným energetickým kotlom, sa sústreďujú obrovské zásoby tepla a energie, ktorých hlavnými zdrojmi sú tzv. rádioaktívne premeny vyskytujúce sa v zemskej kôre a plášti, spôsobené rozpadom rádioaktívnych látok. Energia týchto zdrojov je taká veľká, že každoročne posúva litosférické vrstvy Zeme o niekoľko centimetrov, čo spôsobuje kontinentálny drift, zemetrasenia a sopečné erupcie.

Súčasný dopyt po geotermálnej energii ako jednom z druhov obnoviteľnej energie je spôsobený: vyčerpaním zásob fosílnych palív a závislosťou väčšiny vyspelých krajín na ich dovoze (hlavne dovoze ropy a zemného plynu), ako aj výrazným negatívnym vplyvom tzv. palivo a jadrová energia na životné prostredie človeka a na divokú prírodu. Pri využívaní geotermálnej energie však treba plne brať do úvahy jej výhody a nevýhody.

Hlavnou výhodou geotermálnej energie je možnosť jej využitia vo forme geotermálnej vody alebo zmesi vody a pary (v závislosti od ich teploty) pre potreby zásobovania teplou vodou a teplom, na výrobu elektriny alebo súčasne na všetky tri účely. , jej praktická nevyčerpateľnosť, úplná nezávislosť od podmienok prostredia, dennej a ročnej doby. Využitie geotermálnej energie (spolu s využívaním iných obnoviteľných zdrojov energie šetrných k životnému prostrediu) teda môže významne prispieť k riešeniu nasledujúcich naliehavých problémov:

· Zabezpečenie trvalo udržateľných dodávok tepla a elektriny pre obyvateľstvo v tých oblastiach našej planéty, kde centralizované zásobovanie energiou chýba alebo je príliš drahé (napríklad v Rusku, na Kamčatke, na Ďalekom severe atď.).

· Zabezpečenie garantovanej minimálnej dodávky energie pre obyvateľstvo v oblastiach nestabilného centralizovaného zásobovania energiou z dôvodu nedostatku elektriny v energetických sústavách, predchádzanie škodám z havarijných a obmedzujúcich odstávok a pod.

· Zníženie škodlivých emisií z elektrární v určitých regiónoch s ťažkými environmentálnymi podmienkami.

Vo vulkanických oblastiach planéty sa zároveň najhospodárnejšie využíva na výrobu elektriny vysokoteplotné teplo, ktoré ohrieva geotermálnu vodu na teploty presahujúce 140 - 150 °C. Podzemné geotermálne vody s teplotou nepresahujúcou 100°C je spravidla ekonomicky výhodné využiť na zásobovanie teplom, zásobovanie teplou vodou a iné účely.

Tab. 1.

Hodnota teploty geotermálnej vody, °С Oblasť použitia geotermálnej vody Viac ako 140 Výroba elektriny Menej ako 100 Systémy vykurovania budov a stavieb Približne 60 Systémy zásobovania teplou vodou Menej ako 60 Systémy geotermálneho vykurovania skleníkov, geotermálnych chladiacich jednotiek atď. .

Ako sa geotermálne technológie vyvíjajú a zlepšujú, prehodnocujú sa smerom k využívaniu geotermálnych vôd pri čoraz nižších teplotách na výrobu elektriny. V súčasnosti vyvinuté kombinované schémy využitia geotermálnych zdrojov teda umožňujú používať na výrobu elektriny chladivá s počiatočnými teplotami 70 - 80 °C, čo je výrazne nižšie ako teploty odporúčané v tabuľke (150 °C a vyššie ). V Petrohradskom polytechnickom inštitúte vznikli najmä hydro-parné turbíny, ktorých použitie na geotermálnych elektrárňach umožňuje zvýšiť úžitkový výkon dvojokruhových systémov (druhý okruh je vodná para) pri teplote rozsah 20 - 200°C v priemere o 22%.

Účinnosť využívania termálnych vôd sa výrazne zvyšuje pri komplexnom použití. Zároveň je možné v rôznych technologických procesoch dosiahnuť čo najúplnejšiu realizáciu tepelného potenciálu vody vrátane zvyškovej a tiež získať cenné zložky obsiahnuté v termálnej vode (jód, bróm, lítium, cézium, kuchynská soľ, Glauberova soľ, kyselina boritá a mnohé ďalšie) na ich priemyselné využitie.

Hlavnou nevýhodou geotermálnej energie je nutnosť spätného vstrekovania odpadovej vody do podzemnej zvodnenej vrstvy. . Používanie geotermálnej vody tiež nemožno považovať za ekologické, pretože para je často sprevádzaná plynnými emisiami, vrátane sírovodíka a radónu – obe sú považované za nebezpečné. V geotermálnych elektrárňach musí para poháňajúca turbínu kondenzovať, čo si vyžaduje zdroj chladiacej vody, rovnako ako to vyžadujú uhoľné alebo jadrové elektrárne. V dôsledku vypúšťania chladiacej aj kondenzačnej teplej vody je možné tepelné znečistenie prostredia. Okrem toho tam, kde sa zmes vody a pary odoberá zo zeme pre elektrárne s mokrou parou a kde sa odoberá horúca voda pre elektrárne s binárnym cyklom, musí sa voda odstrániť. Táto voda môže byť nezvyčajne slaná (až 20% soli) a potom ju bude potrebné načerpať do oceánu alebo vstreknúť do zeme. Vypúšťanie takejto vody do riek alebo jazier by mohlo zničiť sladkovodné formy života v nich. Geotermálne vody často obsahujú aj značné množstvo sírovodíka, zapáchajúceho plynu, ktorý je vo vysokých koncentráciách nebezpečný.

V dôsledku zavádzania nových, menej nákladných technológií na vŕtanie studní a používania účinných metód na čistenie vody od toxických zlúčenín a kovov však kapitálové náklady na zber tepla z geotermálnych vôd neustále klesajú. Okrem toho treba mať na pamäti, že geotermálna energia v poslednom čase výrazne pokročila vo svojom rozvoji. Nedávny vývoj teda ukázal možnosť výroby elektriny pri teplote nižšie uvedenej zmesi pary a vody 80º C, čo umožňuje oveľa širšie využitie geotermálnych elektrární na výrobu elektriny. V súvislosti s tým sa očakáva, že v krajinách s významným geotermálnym potenciálom, predovšetkým v Spojených štátoch, sa kapacita geotermálnych elektrární vo veľmi blízkej budúcnosti zdvojnásobí.

Ešte pôsobivejšia je nová, skutočne revolučná technológia výstavby geotermálnych elektrární, ktorá sa objavila pred niekoľkými rokmi, vyvinutá austrálskou spoločnosťou Geodynamics Ltd. - takzvaná Hot-Dry-Rock technológia, ktorá výrazne zvyšuje efektivitu premeny energie. geotermálnych vôd na elektrinu. Podstata tejto technológie je nasledovná.

Až donedávna bol hlavný princíp fungovania všetkých geotermálnych staníc považovaný za neotrasiteľný v termoenergetike, ktorý spočíval vo využívaní prirodzeného uvoľňovania pary z podzemných zásobníkov a zdrojov. Austrálčania sa od tohto princípu odchýlili a rozhodli sa vytvoriť vhodný „gejzír“ sami. Na vytvorenie takéhoto gejzíru našli austrálski geofyzici bod v púšti v juhovýchodnej Austrálii, kde tektonika a izolácia hornín vytvárajú anomáliu, ktorá udržuje v oblasti veľmi vysoké teploty po celý rok. Podľa austrálskych geológov sa žulové horniny nachádzajúce sa v hĺbke 4,5 km zohrejú až na 270°C, a preto ak sa voda pod vysokým tlakom prečerpá cez studňu do takejto hĺbky, prenikne všade do trhlín horúcej žuly a roztiahnite ich, súčasne zahrievajte a potom pozdĺž ďalšej vŕtanej studne vystúpi na povrch. Potom sa dá zohriata voda jednoducho zhromaždiť vo výmenníku tepla a z nej získaná energia sa môže použiť na odparenie ďalšej kvapaliny s nižším bodom varu, ktorej para bude zase poháňať parné turbíny. Voda, ktorá uvoľnila geotermálne teplo, bude opäť smerovaná cez studňu do hĺbky a cyklus sa tak bude opakovať. Schematický diagram výroby elektriny technológiou navrhovanou austrálskou spoločnosťou Geodynamics Ltd. je na obr.

Ryža. 1.

Samozrejme, túto technológiu nie je možné realizovať kdekoľvek, ale len tam, kde sa žula ležiaca v hĺbke zohreje na teplotu minimálne 250 - 270 °C. Pri použití takejto technológie zohráva kľúčovú úlohu teplota jej zníženie o 50 °C, podľa vedcov zdvojnásobí náklady na elektrinu.

Na potvrdenie predpovedí špecialisti z Geodynamics Ltd. Vyvŕtali sme už dva vrty, každý v hĺbke 4,5 km, a získali sme dôkazy, že v tejto hĺbke dosahuje teplota požadovaných 270 - 300 °C. V súčasnosti sa pracuje na hodnotení celkových zásob geotermálnej energie v tomto anomálnom bode v južnej Austrálii. Podľa predbežných výpočtov je v tomto anomálnom bode možné získať elektrinu s kapacitou viac ako 1 GW a náklady na túto energiu budú polovičné ako náklady na veternú energiu a 8 až 10-krát lacnejšie ako solárna energia.

environmentálny fond geotermálnej energie

Svetový potenciál geotermálnej energie a perspektívy jej využitia

Skupina odborníkov zo Svetovej asociácie geotermálnej energie, ktorá posudzovala zásoby nízko a vysokoteplotnej geotermálnej energie pre jednotlivé kontinenty, získala nasledujúce údaje o potenciáli rôznych typov geotermálnych zdrojov na našej planéte (tabuľka 2).

Názov kontinentuTyp geotermálneho zdroja: vysokoteplotný, využívaný na výrobu elektriny, TJ/roknízkoteplotný, využívaný vo forme tepla, TJ/rok (dolná hranica) tradičné technológietradičné a binárne technológieEurópa18303700>370Ázia29705900>320Afrika122020400>13021 Amerika 0Latinská Amerika28005600>240Oceánia10502100>110Svetový potenciál1120022400>1400

Ako vidno z tabuľky, potenciál zdrojov geotermálnej energie je jednoducho obrovský. Využíva sa však extrémne málo, no v súčasnosti sa geotermálna elektrina rozvíja zrýchleným tempom, v neposlednom rade kvôli prudkému nárastu cien ropy a plynu. Tomuto rozvoju do značnej miery napomáhajú vládne programy prijaté v mnohých krajinách sveta, ktoré podporujú tento smer rozvoja geotermálnej energie.

Pri charakterizovaní vývoja globálneho geotermálneho energetického priemyslu ako integrálnej súčasti obnoviteľnej energie z dlhodobého hľadiska uvádzame nasledovné. Podľa prognóz sa v roku 2030 očakáva mierny pokles (až o 12,5 % v porovnaní s 13,8 % v roku 2000) podielu obnoviteľných zdrojov energie na globálnej výrobe energie. Energia slnka, vetra a geotermálnych vôd sa zároveň bude vyvíjať zrýchleným tempom, ročne sa zvýši v priemere o 4,1 %, avšak v dôsledku „nízkeho“ štartu sa ich podiel v štruktúre obnoviteľných zdrojov zvýši. zostane najmenší v roku 2030.

2. Environmentálne fondy, ich účel, druhy

Otázky, ktoré zahŕňajú ochrana životného prostredia, sú v dnešnej dobe dosť dôležité a významné. Jednou z nich je problematika environmentálnych fondov. Účinnosť celého procesu priamo závisí od toho, pretože dnes môže byť veľmi ťažké niečo dosiahnuť bez určitých investícií.

Environmentálne fondypredstavujú jednotný systém mimorozpočtových verejných zdrojov, ktorý by okrem priameho environmentálneho fondu mal zahŕňať regionálne, regionálne, miestne a republikové fondy. Environmentálne fondy sa spravidla vytvárajú na riešenie najdôležitejších a naliehavých environmentálnych problémov. Okrem toho sú potrebné pri náhrade spôsobenej škody, ako aj pri obnove strát v prírodnom prostredí.

Rovnako nemenej dôležitou otázkou v tomto prípade je, odkiaľ pochádzajú tieto prostriedky, ktoré zohrávajú dosť dôležitú úlohu v takom procese, ako je napr ochrana životného prostredia. Environmentálne fondy sa najčastejšie tvoria z prostriedkov, ktoré pochádzajú od organizácií, inštitúcií, občanov a podnikov, ako aj od právnických občanov a jednotlivcov. Spravidla ide o všetky druhy poplatkov za vypúšťanie odpadu, emisie škodlivých látok, likvidáciu odpadu, ako aj iné druhy znečistenia.

Okrem toho environmentálne fondytvoria sa z prostriedkov z predaja zhabaného náradia a vybavenia na rybolov a poľovníctvo, zo súm prijatých zo žiadostí o náhradu pokút a škôd za zhoršenie životného prostredia, z príjmov v cudzej mene od cudzích občanov a osôb, ako aj z prijatých dividend z bankových vkladov, vklady ako úroky a zo spoločného použitia prostriedkov fondu na činnosť týchto osôb a ich podnikov.

Všetky vyššie uvedené prostriedky musia byť spravidla pripísané na osobitné bankové účty v určitom pomere. Tak napríklad na environmentálnych opatrení, ktoré majú federálny význam, vyčleňujú desať percent prostriedkov, tridsať percent na realizáciu aktivít republikového a regionálneho významu. Zvyšná suma by mala ísť na realizáciu environmentálnych opatrení, ktoré majú miestny význam.

3. Problém

Určite celkovú ročnú ekonomickú škodu zo znečistenia tepelnej elektrárne s výdatnosťou 298 ton/deň uhlia s emisiami: SO 2- 18 kg/t; popolček - 16 kg/deň; CO2 - 1,16 t/t.

Čistiaci účinok je 68%. Špecifická škoda znečistením na jednotku emisií je: pre SO 2= 98 rub/t; v CO 2= 186 rub/t; dlhopisov = 76 rub/t.

Vzhľadom na to:

Q = 298 t/deň;

g l. h. = 16 kg/deň; SO2 = 18 kg/t;

gCO2 = 1,16 t/t

Riešenie:

m l. h . =0,016*298*0,68=3,24 t/deň

m SO2 =0,018*298*0,68=3,65 t/deň

m CO2 =1,16*298*0,68=235,06 t/deň

P l. h. = 360 * 3,24 * 76 = 88646,4 rub / rok

P SO2 = 360 * 3,65 * 98 = 128 772 rub / rok

P CO2 = 360 * 235,06 * 186 = 15739617 rub / rok

P plný =88646,4+128772+15739617=15 957 035,4 rub./rok

odpoveď: celková ročná ekonomická škoda znečistením z tepelných elektrární je 15 957 035,4 rubľov ročne.

Bibliografia

1.

http://ustoj.com/Energy_5. htm

.

http://dic. Academy.ru/dic. nsf/dic_economic_law/18098/%D0%AD%D0%9A%D0%9E%D0%9B%D0%9E%D0%93%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A %D0%98%D0%95

Doučovanie

Potrebujete pomôcť so štúdiom témy?

Naši špecialisti vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odošlite žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Nevýhody geotermálnych elektrární

• Nájsť vhodné miesto pre geotermálnu elektráreň a získať súhlas miestnej vlády a súhlas komunity môže byť náročné.
• Niekedy môže dôjsť k vypnutiu fungujúcej geotermálnej elektrárne v dôsledku prirodzených zmien v zemskej kôre. Okrem toho môže byť dôvodom jeho zastavenia zlý výber miesta alebo nadmerné vstrekovanie vody do horniny cez injekčnú studňu.
• Ťažobný vrt môže uvoľňovať horľavé alebo toxické plyny alebo minerály obsiahnuté v zemskej kôre. Zbaviť sa ich je dosť ťažké. Je pravda, že v niektorých prípadoch môžu byť odsaté (zhromaždené) a spracované na palivo (napríklad ropa alebo zemný plyn).

Otázka

Je možné postaviť malú geotermálnu elektráreň, ktorá dokáže zabezpečiť elektrinu domácnosti alebo malej obci?

Odpoveď

Dá sa to urobiť v oblastiach, kde nie je potrebné vŕtať hlboké, drahé studne. Najvýznamnejším príkladom je snáď Island, ktorý sa v podstate nachádza na vrchole obrovskej sopky. V Spojených štátoch medzi takéto oblasti patria oblasti okolo Yellowstone, Thermopolis a Saratoga vo Wyomingu a okolo mesta Hot Springs v Južnej Dakote (V Rusku je Kamčatka považovaná za najznámejší región s vysokým potenciálom geotermálnej energie.).

Výhody a nevýhody geotermálnej energie

Geotermálna energia vždy priťahovala ľudí vďaka jej potenciálne prospešným aplikáciám. Hlavnou výhodou geotermálnej energie je jej praktická nevyčerpateľnosť a úplná nezávislosť od podmienok prostredia, dennej a ročnej doby. Geotermálna energia vďačí za svoj „dizajn“ horúcemu centrálnemu jadru Zeme s obrovskou zásobou tepelnej energie. Len v hornej trojkilometrovej vrstve Zeme je uložené množstvo tepelnej energie zodpovedajúcej energii približne 300 miliárd ton uhlia. Teplo z centrálneho zemského jadra má priamy prístup na zemský povrch cez sopky a vo forme horúcej vody a pary.

Magma navyše odovzdáva svoje teplo horninám a ich teplota sa s rastúcou hĺbkou zvyšuje. Podľa dostupných údajov sa teplota hornín zvyšuje v priemere o 1 °C na každých 33 m hĺbky (geotermálny krok). To znamená, že v hĺbke 3-4 km voda vrie; a v hĺbke 10-15 km môže teplota hornín dosiahnuť 1OO0-1200°C. Niekedy má však geotermálny krok iný význam, napríklad v oblasti, kde sa nachádzajú sopky, sa teplota hornín zvyšuje o 1°C na každé 2-3 m. V regióne Severného Kaukazu je geotermálny krok 15-. 20 m Z týchto príkladov môžeme konštatovať, že existuje značná rôznorodosť teplotných podmienok zdrojov geotermálnej energie, ktoré budú určovať technické prostriedky na jej využitie a že teplota je hlavným parametrom charakterizujúcim geotermálne teplo.

Existujú nasledujúce základné možnosti využitia tepla zemských hlbín. Voda alebo zmes vody a pary, v závislosti od ich teploty, môže byť použitá na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie, na výrobu elektriny alebo na všetky tri účely súčasne. Na výrobu elektriny a zásobovanie teplom sa prednostne využíva vysokoteplotné teplo perivulkanickej oblasti a suchých hornín. Návrh stanice závisí od toho, aký zdroj geotermálnej energie sa využíva.

Ak sa v danom regióne nachádzajú zdroje podzemných termálnych vôd, potom je vhodné ich využívať na zásobovanie teplom a zásobovanie teplou vodou. Napríklad na západnej Sibíri je podľa dostupných údajov podzemné more s rozlohou 3 milióny m2 s teplotou vody 70-9°C. Veľké zásoby podzemných termálnych vôd sa nachádzajú v Dagestane, Severnom Osetsku, Čečensko-Ingušsku, Kabardino-Balkarsku, Zakaukazsku, na územiach Stavropolu a Krasnodaru, Kazachstane, Kamčatke a mnohých ďalších regiónoch Ruska.

V Dagestane sa termálne vody využívajú na zásobovanie teplom už oddávna. Za 15 rokov sa pre zásobovanie teplom odčerpalo viac ako 97 miliónov m3 termálnej vody, čím sa ušetrilo 638 tisíc ton štandardného paliva.

V Machačkale sú obytné budovy s celkovou plochou 24 tisíc m2 vykurované termálnou vodou, v Kizlyare - 185 tisíc m2. Perspektívne sú zásoby termálnej vody v Gruzínsku, ktoré umožňujú dennú spotrebu 300-350 tisíc m2 pri teplotách do 80°C. .Hlavné mesto Gruzínska sa nachádza nad ložiskom termálnych vôd s metánovo-dusíkovým a sírovodíkovým zložením a teplotami do 100°C.

Aké problémy vznikajú pri využívaní podzemných termálnych vôd? Hlavným je potreba opätovnej injektáže odpadovej vody do podzemnej zvodnenej vrstvy. Termálne vody obsahujú veľké množstvo solí rôznych toxických kovov (napríklad bór, olovo, zinok, kadmium, arzén) a chemických zlúčenín (amoniak, fenoly), čo zabraňuje vypúšťaniu týchto vôd do prírodných vodných systémov umiestnených na povrchu. Napríklad termálne vody ložiska Bolshebanny (na rieke Bannaya, 60 km od Petropavlovska-Kamčatského) obsahujú rôzne soli do 1,5 g/l, fluór - do 9 mg/l, kyselinu kremičitú - do 300 mg/ l. Termálne vody poľa Pauzhetsky v tej istej oblasti (teplota J44 - 200 ° C, tlak na ústí vrtu 2-4 atm) obsahujú od 1,0 do 3,4 g / l rôznych solí, kyselina kremičitá - 250 mg / l, kyselina boritá - 15 mg/l, rozpustené plyny: oxid uhličitý - 500 mg/l, sírovodík - 25 mg/l, amoniak -15 mg/l. Geotermálne vody Tarumovského poľa v Dagestane (teplota 185°C, tlak 150-200 atm) obsahujú za normálnych podmienok až 200 g/l solí a 3,5-4 m3 metánu na 1 m3 vody.

/ Najväčší záujem sú o vysokoteplotné termálne vody alebo výstupy pary, ktoré je možné využiť na výrobu elektriny a zásobovanie teplom. V našej krajine prevádzkujeme experimentálnu geotermálnu elektráreň Pauzhetskaya (GeoTES) s inštalovaným elektrickým výkonom 11 MW, postavenú v roku 1967 na Kamčatke.)

Jeho úloha v zásobovaní regiónu energiou však bola zanedbateľná. Okrem toho bola v roku 1967 uvedená do prevádzky experimentálna geotermálna elektráreň s výkonom 0,75 MW na nízkopotenciálnom geotermálnom poli (teplota vody 80°C).

Za výhody geotermálnej energie teda možno považovať praktickú nevyčerpateľnosť zdrojov, nezávislosť od vonkajších podmienok, dennej a ročnej doby, možnosť integrovaného využívania termálnych vôd pre potreby tepelnej energetiky a medicíny. Jeho nevýhodou je vysoká mineralizácia termálnych vôd z väčšiny ložísk a prítomnosť toxických zlúčenín a kovov, čo vo väčšine prípadov vylučuje vypúšťanie termálnych vôd do prírodných nádrží.

Spomedzi alternatívnych zdrojov zaujíma významné miesto geotermálna energia – využíva sa tak či onak v približne 80 krajinách sveta. Vo väčšine prípadov sa to deje na úrovni výstavby skleníkov, bazénov, použitia ako nápravy alebo vykurovania.

Vo viacerých krajinách – vrátane USA, Islandu, Talianska, Japonska a ďalších – boli postavené a fungujúce elektrárne.

Geotermálna energia sa v zásade delí na dva typy – petrotermálnu a hydrotermálnu. Prvý typ využíva ako zdroj horúce horniny. Druhým je podzemná voda.

Ak spojíte všetky údaje k téme do jedného diagramu, zistíte, že v 99 % prípadov sa využíva teplo hornín a iba v 1 % sa geotermálna energia získava z podzemnej vody.

Petrotermálna energia

Svet momentálne pomerne široko využíva teplo zemského vnútra a hlavne je to energia plytkých vrtov - do 1 km. Aby sa zabezpečila elektrina, teplo alebo teplá voda, sú inštalované výmenníky tepla, ktoré pracujú s kvapalinami s nízkym bodom varu (napríklad freón).

V súčasnosti je použitie vrtného výmenníka najracionálnejším spôsobom výroby tepla. Vyzerá to takto: chladiaca kvapalina cirkuluje v uzavretom okruhu. Zahriaty stúpa koncentricky zníženým potrubím, pričom odovzdáva svoje teplo, a potom sa ochladený pomocou čerpadla privádza do plášťa.

Využitie energie zemského vnútra je založené na prírodnom jave – približovaním sa k zemskému jadru sa zvyšuje teplota zemskej kôry a plášťa. Na úrovni 2-3 km od povrchu planéty dosahuje viac ako 100 °C, pričom každým ďalším kilometrom sa v priemere zvyšuje o 20 °C. V hĺbke 100 km už teplota dosahuje 1300-1500 ºС.

Hydrotermálna energia

Voda cirkulujúca vo veľkých hĺbkach sa zohrieva na značné úrovne. V seizmicky aktívnych oblastiach vystupuje na povrch prasklinami v zemskej kôre, v pokojných oblastiach je možné ho vynášať pomocou studní.

Princíp činnosti je rovnaký: ohriata voda stúpa do studne, vydáva teplo a vracia sa dolu druhou rúrou. Cyklus je takmer nekonečný a obnovuje sa, pokiaľ je v útrobách zeme teplo.

V niektorých seizmicky aktívnych oblastiach leží horúca voda tak blízko k povrchu, že môžete z prvej ruky vidieť, ako funguje geotermálna energia. Fotografia okolia sopky Krafla (Island) ukazuje gejzíry, ktoré prenášajú paru pre tam fungujúcu geotermálnu elektráreň.

Hlavné vlastnosti geotermálnej energie

Pozornosť na alternatívne zdroje je daná tým, že zásoby ropy a plynu na planéte nie sú nekonečné a postupne sa vyčerpávajú. Navyše nie sú dostupné všade a mnohé krajiny sú odkázané na dodávky z iných regiónov. Medzi ďalšie dôležité faktory patrí negatívny vplyv jadrovej a palivovej energie na životné prostredie človeka a voľne žijúce zvieratá.

Veľkou výhodou vodnej energie je jej obnoviteľnosť a všestrannosť: možnosť využiť ju na zásobovanie vodou a teplom, prípadne na výrobu elektriny, prípadne na všetky tri účely naraz.

Hlavnou vecou je však geotermálna energia, ktorej výhody a nevýhody nezávisia ani tak od lokality, ako skôr od peňaženky zákazníka.

Výhody a nevýhody GE

Výhody tohto typu energie zahŕňajú:

• je obnoviteľný a prakticky nevyčerpateľný;
• nezávislé od dennej doby, ročného obdobia, počasia;
• univerzálny - môže byť použitý na zabezpečenie dodávky vody a tepla, ako aj elektriny;
• zdroje geotermálnej energie neznečisťujú životné prostredie;
• nespôsobujú skleníkový efekt;
• stanice nezaberú veľa miesta.

Existujú však aj nevýhody:

• geotermálna energia sa nepovažuje za úplne neškodnú kvôli emisiám pary, ktorá môže obsahovať sírovodík, radón a iné škodlivé nečistoty;
• pri použití vody z hlbokých horizontov je otázkou jej likvidácie po použití - kvôli chemickému zloženiu je potrebné takúto vodu odvádzať buď späť do hlbokých vrstiev alebo do oceánu;
• vybudovanie stanice je pomerne nákladné – to vo výsledku zvyšuje náklady na energiu.

Oblasti použitia

Dnes sa geotermálne zdroje využívajú v poľnohospodárstve, záhradníctve, vodnej a tepelnej kultúre, priemysle, bývaní a komunálnych službách. Viaceré krajiny postavili veľké komplexy, ktoré obyvateľstvu poskytujú elektrickú energiu. Vývoj nových systémov pokračuje.

Poľnohospodárstvo a záhradníctvo

Využívanie geotermálnej energie v poľnohospodárstve sa najčastejšie týka vykurovania a zavlažovania skleníkov, skleníkov a zariadení na vodné a hydrokultúry. Podobný prístup využívajú viaceré krajiny – Keňa, Izrael, Mexiko, Grécko, Guatemala a Teda.

Podzemné zdroje slúžia na polievanie polí, ohrievanie pôdy, udržiavanie stálej teploty a vlhkosti v skleníku alebo skleníku.

Priemysel a bývanie a komunálne služby

V novembri 2014 začala v Keni fungovať v tom čase najväčšia geotermálna elektráreň na svete. Druhá najväčšia je na Islande – ide o Hellisheidi, ktorá odoberá teplo zo zdrojov v blízkosti sopky Hengidl.

Ďalšie krajiny využívajúce geotermálnu energiu v priemyselnom meradle: USA, Filipíny, Rusko, Japonsko, Kostarika, Turecko, Nový Zéland atď.

Existujú štyri hlavné schémy na výrobu energie z geotermálnych elektrární:

• priamy, keď je para nasmerovaná potrubím do turbín pripojených k elektrickým generátorom;
• nepriame, podobné predchádzajúcemu vo všetkom, s výnimkou toho, že pred vstupom do potrubia je para zbavená plynov;
• binárne - ako pracovné teplo sa nepoužíva voda alebo para, ale iná kvapalina s nízkym bodom varu;
• zmiešané - podobne ako priame, ale po kondenzácii sa z vody odstraňujú nerozpustené plyny.

V roku 2009 tím výskumníkov, ktorí hľadali využiteľné geotermálne zdroje, dosiahol roztavenú magmu v hĺbke iba 2,1 km. Takýto zásah do magmy je veľmi zriedkavý, ide len o druhý známy prípad (predchádzajúci sa vyskytol na Havaji v roku 2007).

Hoci potrubie spojené s magmou nebolo nikdy pripojené k neďalekej geotermálnej elektrárni Krafla, vedci dosiahli veľmi sľubné výsledky. Všetky prevádzkové stanice doteraz odoberali teplo nepriamo, zo zemských hornín alebo podzemných vôd.

Súkromný sektor

Jednou z najperspektívnejších oblastí je súkromný sektor, pre ktorý je geotermálna energia skutočnou alternatívou k autonómnemu vykurovaniu plynom. Najzávažnejšou prekážkou je tu napriek relatívne lacnej prevádzke vysoká počiatočná cena zariadenia, ktorá je výrazne vyššia ako cena inštalácie „tradičného“ vykurovania.

MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe ponúkajú svoj vývoj pre súkromný sektor.

Krajiny využívajúce teplo planéty

Nesporným lídrom vo využívaní geozdrojov sú Spojené štáty americké – v roku 2012 dosiahla produkcia energie v tejto krajine 16,792 milióna megawatthodín. V tom istom roku dosiahol celkový výkon všetkých geotermálnych staníc v Spojených štátoch 3386 MW.

Geotermálne elektrárne v USA sa nachádzajú v štátoch Kalifornia, Nevada, Utah, Havaj, Oregon, Idaho, Nové Mexiko, Aljaška a Wyoming. Najväčšia skupina tovární sa nazýva „Gejzíry“ a nachádza sa neďaleko San Francisca.

Ďalšími krajinami v prvej desiatke (stav k roku 2013) sú okrem Spojených štátov aj Filipíny, Indonézia, Taliansko, Nový Zéland, Mexiko, Island, Japonsko, Keňa a Turecko. Na Islande zároveň zabezpečujú zdroje geotermálnej energie 30 % celkových potrieb krajiny, na Filipínach – 27 % a v USA – menej ako 1 %.

Potenciálne zdroje

Prevádzkové stanice sú len začiatok, priemysel sa len začína rozvíjať. Výskum v tomto smere pokračuje: prieskum potenciálnych ložísk prebieha vo viac ako 70 krajinách a priemyselné využitie vodnej energie sa rozvinulo v 60 krajinách.

Seizmicky aktívne oblasti (ako vidno na príklade Islandu) vyzerajú sľubne – štát Kalifornia v USA, Nový Zéland, Japonsko, krajiny Strednej Ameriky, Filipíny, Island, Kostarika, Turecko, Keňa. Tieto krajiny majú potenciálne ziskové neprebádané ložiská.

V Rusku sú to územie Stavropol a Dagestan, ostrov Sachalin a Kurilské ostrovy, Kamčatka. V Bielorusku je určitý potenciál na juhu krajiny, ktorý pokrýva mestá Svetlogorsk, Gomel, Rechitsa, Kalinkovichi a Oktyabrsky.

Na Ukrajine sú perspektívne Zakarpatská, Nikolajevská, Odeská a Chersonská oblasť.

Krymský polostrov je celkom sľubný, najmä preto, že väčšina energie, ktorú spotrebuje, sa dováža zvonku.