Геотермальная энергия

Геотермальная энергия

Говоря  просто геотермальная энергия—это  энергия внутренних областей Земли. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри планеты Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра где как полагают металлы и породы могут существовать только в расплавленном состоянии до поверхности Земли

Геотермальные ресурсы огромны. Истоки их освоения уходят еще в глубокую древность. Тепло Земли уже сейчас вносит вклад в современную энергетику, но он не соответствует ни экономической  и экологической эффективности, ни ресурсам, пригодным для освоения имеющимися техническими средствами. Остается надеяться, что повсеместное введение новой интенсивной циркуляционной технологии для производства геотермальной  энергии приведет к более широкому ее использованию.

Геотермальная энергия может быть использована двумя основными способами —для выработки электроэнергии и для  обогрева домов, учреждений и промышленных предприятии Для какой из этих целей она будет использоваться зависит от формы в которой она поступает в наше распоряжениее Иногда вода вырывается из-под земли в виде чистого "сухого пара" т е пара без примеси водяных капелек Этот сухой пар может быть непосредственно использован для вращения турбины и выработки электроэнергии Конденсационную воду можно возвращать в землю и при ее достаточно хорошем качестве—сбрасывать в ближний водоем.

В других местах, где имеется смесь  воды с паром (влажный пар), этот пар  отделяют и затем используют для  вращения турбин; капли воды повредили  бы турбину. Наконец, в большинстве  месторождений есть только горячая  вода, и энергию здесь можно  вырабатывать, пользуясь этой водой  для перевода изобутана в парообразное состояние, с тем чтобы этот изобутановый «пар» вращал турбины. Такой процесс называют системой с бинарным циклом. Горячей водой можно непосредственно обогревать жилища, общественные здания и предприятия (централизованное теплоснабжение).

В районах, отличающихся газотермальной активностью для отопления используются парогеотермальные источники. Применение этого способа отопления лимитируется наличием в мире соответствующих районов. Тем не менее имеется потенциальная возможность его расширения путем прокачивания геотермальных вод через горячие подземные породы, где они находятся на умеренной глубине.

Применение  геотермальных вод не может рассматриваться  как экологически чистое потому, что  пар часто сопровождается газообразными  выбросами, включая сероводород  и радон-оба считаются опасными. На геотермальных станциях пар, вщающий турбину, должен быть конденсирован, что требует источника охлаждающей воды, точно так же как этого требуют электростанции на угле или ядерном топливе. В результате сброса как охлаждающей, так и конденсационной горячей воды возможно тепловое загрязнение среды. Кроме того, там, где смесь воды и пара извлекается из земли для электростанций, работающих на влажном паре, и там, где горячая вода извлекается для станций с бинарным циклом, воду необходимо удалять. Эта вода может быть необычно соленой (до 20% соли), и тогда потребуется перекачка ее в океан или нагнетание в землю. Сброс такой воды в реки или озера мог бы уничтожить в них пресноводные формы жизни. В геотермальных водах нередко содержатся также значительные количества сероводорода—дурно пахнущего газа, опасного в больших концентрациях.

Обоснование и строительство первых в нашей  стране опытных ГЦС с гидроразрывом горячих пород также базируется на результатах зарубежных исследований. Вместе с тем у нас разрабатываются оригинальные технологические схемы. Ископаемое топливо исчерпаемо, и поэтому уже сейчас нужно не только задумываться о поиске альтернативных источников энергии, но и смело проводить технологические эксперименты по внедрению в нашу жизнь новых нетрадиционных источников, которые, вполне возможно, откроют серьезные перспективы для электроэнергетики будущего. И наряду со многими идеями нельзя отрицать важности использования геотермальной энергии - энергии нашей родной Земли.

Геотермальные тепловые электростанции (ГеоТЭС) используют в качестве источника энергии естественные парогидротермы, залегающие на глубине до 5 км. Геотермальная энергетика развивается достаточно интенсивно в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, России. Самая мощная ГеоТЭС (50 МВт) построена в США — ГеоТЭС Хебер.

Запасы  геотермальной энергии составляют 200 ГВт. Геотермальные ресурсы распределены неравномерно, и основная их часть  сосредоточена в районе Тихого океана.

В России геотермальные источники  экономически расположены невыгодно. Камчатка, Сахалин и Курильские острова  отличаются слабой инфраструктурой, высокой  сейсмичностью, малонаселенностью, сложным  рельефом местности. Общие запасы этого  вида энергии в России оцениваются  в 2000 МВт. В настоящее время в  России действует Паужетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 11 МВт.

Вода  и пар разделяются в циклонах. Вода, находящаяся под высоким  давлением, преобразуется в пар  и также используется для генерации  электричества. Давление пара значительно  меньше по сравнению с современными тепловыми электростанциями, и это  вынуждает применять крупные  турбины с ограниченной генерирующей способностью. Впрочем, следует иметь  в виду, что топливо в данном случае бесплатное и результирующая стоимость энергии поэтому низка. Сведений о продолжительности жизни геотермальных источников мало, и поэтому, хотя геотермальная энергия производится при малых затратах, проекты, рассчитанные на долгую перспективу, неизвестны. Этот способ может снабжать только небольшой долей требуемой энергии даже те страны, в которых доступны геотермальные воды, и тоже не свободен от проблемы загрязнения атмосферы.

Основное  направление развития геотермальной  энергетики — отбор теплоты не только термальных вод, но и водовмещающих  горных пород путем закачки отработанной воды в пласты, преобразование глубинной  теплоты в электрическую энергию. Такое использование глубинной  теплоты обеспечит экологическую  безопасность технологии ее использования.

Геотермальная энергия  в Беларуси

29 марта, Минск /Ольга  Белявская - БЕЛТА/. Беларусь планирует  расширять использование геотермальной  энергии, сообщил журналистам  заместитель министра природных  ресурсов и охраны окружающей среды Анатолий Лис, передает корреспондента БЕЛТА.  
 
Перспективы развития этого направления рассматривались сегодня на заседании Государственного совета по вопросам комплексного использования минерально-сырьевых ресурсов под председательством премьер-министра. 
 
Анатолий Лис отметил, что геотермальную энергию, или энергию термальных подземных вод активно используют во многих странах. Беларусь также имеет некоторый опыт в данной сфере - под Брестом построена и действует современная геотермальная станция. "Так как Беларусь не обладает значительными запасами минерально-сырьевых ресурсов, нам надо думать, как получать энергию из других источников, прежде всего возобновляемых, - сказал замминистра. - Вопрос стоит шире: сегодня мы должны применять и тепловые насосы, которые используют не только геотермальную энергию, но и энергию поверхностных вод - это очень серьезная перспектива. В Европе такую энергию используют для обогрева домов, различных учреждений". 
 
Белорусские геологи совместно с сейсмологами и учеными составили геотермальную карту Беларуси. "Мы знаем, где находятся геотермальные воды, на каких глубинах и каких они температур, - отметил Анатолий Лис. - Наиболее изучены в этом плане Брестская и Гомельская области".  
 
В отдельных районах Беларуси температура воды в недрах составляет 80 градусов по Цельсию и выше. Однако с увеличением глубины ее залегания возрастает и соленость рассолов, которая затрудняет извлечение воды. Для этого необходимы специальные технологические решения. Пока в Беларуси выгоднее использовать энергию воды из скважин меньшей глубины с низкой минерализацией. 
 
По словам Анатолия Лиса, развитие геотермальной энергетики крайне перспективно для Беларуси. "Такая энергия - неиссякаемый источник, эффект от ее использования будет колоссальным, ведь это экономия газа", - сказал он. 
 
Как ранее сообщалось, тепло подземных вод является возобновляемым и экологически чистым источником энергии. Технология получения геотермальной энергии также экологически безопасна. В отличие от традиционных видов топлива, сжигаемых в котельных, использование геотермальной энергии не сопровождается выбросами вредных веществ, дыма и копоти в воздух. Геотермальная энергия широко применяется в мире. Так, в США действует более 200 тыс. теплонасосных установок, в Швейцарии - около 19 тыс., в Польше - более 600 таких агрегатов. Планируется, что до 2014 года страны Евросоюза доведут долю геотермальной энергии в топливно-энергетическом балансе до 10-12%.-0-

Состояние на данный момент

В настоящее время в Беларуси электроэнергия с использованием геотермальных  источников не производится.

Для отопления и очистки сточных  вод первая насосная система небольшого масштаба была установлена в Минском  районе в 1997 году. В настоящее время  существует около 15 — 20 больших геотермальных  тепловых насосов , предназначенных для отопления промышленных зданий. Есть также некоторое количество менее мощных установок, которые работают в городах. Во всех случаях системы работают с использованием воды из неглубоких скважин при температуре от 8 до 10°C.

По  сообщению Международной Геотермальной  Ассоциации (IGA) общая установленная  в стране тепловая мощность составляет 3,42 МВт на 2011 год, количество произведенного тепла — 9,5 ГВт*ч/год (или 33,79 ТДж/год). Средний коэффициент нагрузки* равен 0,31, что считается относительно низким по сравнению с установками, работающими в США (коэффициент достигает 0,60).

*Примечание: коэффициент нагрузки представляет  собой отношение производительности  электростанции в течение определенного  периода времени к ее максимально  возможному объему производства.

В планах намечается строительство ряда геотермальных установок, в том  числе проект, предназначенный для  обогрева многоквартирных домов  и тепличного комплекса (пилотная станция  мощностью 1 МВт). Последняя введенная, под названием «Берестье», находится в городе Бресте и была построена Республиканским унитарным предприятием «Белгеология» с использованием скважины глубиной 1,5 км.