Какие природные условия необходимы для геотермальной энергетики. Геотермальная энергетика россии. Источники получения геотермальной энергии

• Мощность филиппинской электростанции «Макилинг-Банахау» составляет около 500 МВт.
• Еще одна филиппинская электростанция с названием «Тиви» имеет мощность 330 МВт.
• «Долина Империал» в США – комплекс из десяти геотермальных электростанций с совокупной мощностью 327 МВт.
• Хронология развития отечественной геотермальной энергетики

Российская геотермальная энергетика начала свое развитие с 1954 года, когда было принято решение о создании лаборатории по исследованию естественных тепловых ресурсов на Камчатке.

1. 1966 год – запущена Паужетская геотермальная электростанция с традиционным циклом (сухой пар) и мощностью 5 МВт. Через 15 лет ее мощность была доработана до 11 МВт.
2. В 1967 году начала функционировать Паратунская станция с бинарным циклом. Кстати, патент на уникальную технологию бинарного цикла, разработанный и запатентованный советскими учеными С. Кутателадзе и Л. Розенфельдом, был куплен многими странами.

Большие уровни добычи углеводородного сырья в 1970-е годы, критическая экономическая ситуация в 90-е годы остановили развитие геотермальной энергетики в России. Однако сейчас интерес к ней вновь появился по ряду причин:

• Цены на нефть и газ на внутреннем рынке становятся близкими к мировым.
• Запасы топлива стремительно истощаются.
• Вновь открытые месторождения углеводородов на дальневосточном шельфе и побережье Арктики в настоящее время малорентабельны.

Вам нравятся большие, мощные машины? Прочитайте интересную статью про .

Если вам нужно оборудование для дробления материалов – прочтите эту .

Перспективы освоения геотермальных ресурсов в России

Наиболее перспективными областями Российской Федерации в части использования тепловой энергии для выработки электричества являются Курильские острова и Камчатка.

На Камчатке имеются такие потенциальные геотермальные ресурсы с вулканическими запасами парогидротерм и энергетических термальных вод, которые способны обеспечить потребность края на 100 лет. Многообещающим считается Мутновское месторождение, известные запасы которого могут предоставить до 300 МВт электричества. История освоения этой области началась с георазведки, оценки ресурсов, проектирования и строительства первых камчатских ГеоЭС (Паужетской и Паратунской), а также Верхне-Мутновской геотермальной станции мощностью 12 МВт и Мутновской, имеющей мощность 50 МВт.

На Курильских островах функционируют две электростанции, использующие геотермальную энергию – на острове Кунашир (2,6 МВт) и на острове Итуруп (6МВт).

В сравнении с энергетическими ресурсами отдельных филиппинских и американских ГеоЭС отечественные объекты производства альтернативной энергии проигрывают значительно: их суммарная мощность не превышает и 90 МВт. Но камчатские электростанции, к примеру, обеспечивают потребности региона в электричестве на 25 %, что в случае непредвиденных прекращений поставки топлива не позволит жителям полуострова остаться без электроэнергии.

В России имеются все возможности для разработки геотермальных ресурсов – как петротермальных, так и гидрогеотермальных. Однако используются они крайне мало, а перспективных областей более чем достаточно. Кроме Курил и Камчатки возможно практическое применение на Северном Кавказе, Западной Сибири, Приморье, Прибайкалье, Охотско-Чукотском вулканическом поясе.

По мере развития и становления общества человечество стало искать все более современные и при этом экономичные способы получения энергии. Для этого сегодня возводятся различные станции, но в то же время широко используется энергия, содержащаяся в недрах земли. Какой она бывает? Попробуем разобраться.

Геотермальная энергия

Уже из названия понятно, что она представляет собой тепло земных недр. Под земной корой располагается слой магмы, являющийся огненно-жидким силикатным расплавом. Согласно данным исследований, энергетический потенциал этого тепла намного выше энергии мировых запасов природного газа, а также нефти. На поверхность выходит магма — лава. Причем наибольшая активность наблюдается в тех слоях земли, на которых находятся границы тектонических плит, а также там, где земная кора характеризуется тонкостью. Геотермальная энергия земли получается следующим образом: лава и водные ресурсы планеты соприкасаются, в результате чего вода начинает резко нагреваться. Это приводит к извержению гейзера, формированию так называемых горячих озер и подводных течений. То есть именно тем явлениям природы, свойства которых активно используются как энергии.

Искусственные геотермальные источники

Энергия, содержащаяся в недрах земли, должна использоваться грамотно. Например, есть идея создания подземных котлов. Для этого нужно пробурить две скважины достаточной глубины, которые будут соединяться внизу. То есть получается, что практически в любом уголке суши можно получать геотермальную энергию промышленным способом: через одну скважину будет закачиваться холодная вода в пласт, а через вторую - извлекаться горячая вода или пар. Искусственные источники тепла будут выгодны и рациональны, если получаемое тепло будет давать больше энергии. Пар можно направлять в турбогенераторы, в которых будет вырабатываться электричество.

Конечно, отобранное тепло - это всего лишь доля того, что имеется в общих запасах. Но следует помнить, что глубинный жар будет постоянно пополняться вследствие процессов сжатия горных пород, расслоения недр. Как говорят специалисты, земная кора аккумулирует тепло, общее количество которого в 5000 раз больше теплотворной способности всех ископаемых недр земли в целом. Получается, что время работы подобных искусственно созданных геотермальных станций может быть неограниченным.

Особенности источников

Источники, позволяющие получить геотермальную энергию, практически невозможно использовать полностью. Существуют они в 60 с лишним странах мира, при этом больше всего наземных вулканов на территории Тихоокеанского вулканического огненного кольца. Но на практике оказывается, что геотермальные источники в разных регионах мира совершенно разные по своим свойствам, а именно средней температуре, минерализации, газовому составу, кислотности и так далее.

Гейзеры - источники энергии на Земле, особенности которых в том, что они с определенными промежутками извергают кипящую воду. После того как произошло извержение, бассейн становится свободным от воды, на его дне можно заметить канал, который уходит глубоко в землю. Гейзеры как источники энергии используются в таких регионах, как Камчатка, Исландия, Новая Зеландия и Северная Америка, а одиночные гейзеры встречаются и в некоторых других областях.

Откуда берется энергия?

Совсем близко к земной поверхности располагается неостывшая магма. Из нее выделяются газы и пары, которые поднимают и проходят по трещинам. Смешиваясь с подземными водами, они вызывают их нагревание, сами превращаются в горячую воду, в которой растворены многие вещества. Такая вода выделяется на поверхность земли в виде разных геотермальных источников: горячих ключей, минеральных источников, гейзеров и так далее. По мнению ученых, горячие недра земли - это пещеры или камеры, соединенные проходами, трещинами и каналами. Они как раз заполняются подземными водами, а совсем недалеко от них располагаются очаги магмы. Таким естественным образом и образуется тепловая энергия земли.

Электрическое поле Земли

Есть в природе еще один альтернативный источник энергии, который отличается возобновляемостью, экологической чистотой, простотой в использовании. Правда, до сих пор этот источник только изучается и не применяется на практике. Так, потенциальная энергия Земли кроется в ее электрическом поле. Получить энергию таким способом можно на основании изучения базовых законов электростатики и особенностей электрического поля Земли. По сути, наша планета с точки зрения электрической - это сферический конденсатор, заряженный до 300 000 Вольт. Его внутренняя сфера имеет отрицательный заряд, а внешняя - ионосфера - положительный. является изолятором. Через нее происходит постоянное течение ионных и конвективных токов, которые достигают силы во много тысяч ампер. Однако разница потенциалов между обкладками при этом не уменьшается.

Это говорит о том, что в природе есть генератор, роль которого состоит в постоянном восполнении утечки зарядов с обкладок конденсатора. В роли такого генератора и выступает магнитное поле Земли, вращающееся вместе с нашей планетой в потоке солнечного ветра. ЭнергиямагнитногополяЗемлиможет быть получена как раз путем подключения к этому генератору потребителя энергии. Чтобы сделать это, нужно выполнить монтаж надежного заземления.

Возобновляемые источники

Поскольку численность населения нашей планеты неуклонно растет, нам требуется все больше энергии, чтобы обеспечить население. Энергия, содержащаяся в недрах земли, может быть самой разной. Например, существуют возобновляемые источники: энергия ветра, солнца и воды. Они отличаются экологической чистотой, а потому использовать их можно, не боясь причинить вред окружающей среде.

Энергия воды

Этот способ используется уже на протяжении многих веков. Сегодня построено огромное количество плотин, водохранилищ, в которых вода используется для того, чтобы вырабатывалась электрическая энергия. Суть действия этого механизма проста: под влиянием течения реки вращаются колеса турбин, соответственно, энергия воды превращается в электрическую.

Сегодня существует большое количество гидроэлектростанций, которые преобразуют энергию потока воды в электроэнергию. Особенность этого способа в том, что возобновляются, соответственно, такие конструкции имеют низкую себестоимость. Именно поэтому, несмотря на то что строительство ГЭС ведется довольно долго, да и сам процесс весьма затратный, все же эти сооружения значительно выигрывают у электроемких производств.

Энергия солнца: современно и перспективно

Солнечная энергия получается с помощью солнечных батарей, однако современные технологии позволяют использовать для этого новые методы. Крупнейшей в мире является система, построенная в пустыне Калифорнии. Она полностью обеспечивает энергией 2000 домов. Конструкция работает следующим образом: от зеркал отражаются солнечные лучи, которые направляются в центральный бойлер с водой. Она закипает и превращается в пар, вращающий турбину. Она, в свою очередь, связана с электрическим генератором. Ветер тоже может использоваться как энергия, которую дает нам Земля. Ветер надувает паруса, вращает мельницы. А теперь с его помощью можно создавать устройства, которые будут вырабатывать электрическую энергию. Вращая лопасти ветряка, он приводит в действие вал турбины, который, в свою очередь, связан с электрогенератором.

Внутренняя энергия Земли

Она появилась вследствие нескольких процессов, главные из которых - аккреция и радиоактивность. По мнению ученых, становление Земли и ее массы произошло за несколько миллионов лет, причем произошло это вследствие образования планетезималей. Они слипались, соответственно, масса Земли становилась все больше. После того как наша планета стала иметь современную массу, но еще была лишена атмосферы, на нее беспрепятственно падали метеорные и астероидные тела. Этот процесс как раз и называется аккрецией, и приводил он к тому, что выделялась значительная гравитационная энергия. И чем большие по размеру тела попадали на планету, тем в большем объеме выделялась энергия, содержащаяся в недрах Земли.

Эта гравитационная дифференциация привела к тому, что вещества стали расслаиваться: тяжелые вещества просто тонули, а легкие и летучие всплывали. Дифференциация сказывалась также и на дополнительном выделении гравитационной энергии.

Атомная энергия

Использование энергии земли может происходить по-разному. Например, с помощью возведения атомных электростанций, когда тепловая энергия выделяется за счет распада мельчайших частиц материи атомов. В качестве основного топлива служит уран, который содержится в земной коре. Многие считают, что именно этот способ получения энергии наиболее перспективен, однако его применение сопряжено с рядом проблем. Во-первых, уран излучает радиацию, которая убивает все живые организмы. К тому же если это вещество попадет в почву или атмосферу, то возникнет настоящая техногенная катастрофа. Печальные последствия аварии на Чернобыльской АЭС мы испытываем на себе по сегодняшний день. Опасность таится в том, что радиоактивные отходы могут угрожать всему живому очень и очень долгое время, целые тысячелетия.

Новое время - новые идеи

Конечно, люди не останавливаются на достигнутом, и с каждым годом предпринимается все больше попыток найти новые способы получения энергии. Если энергия тепла земли получается достаточно просто, то некоторые способы не так просты. Например, в качестве источника энергии вполне можно использовать биологический газ, который получается при гниении отходов. Его можно применить для отапливания домов и нагревания воды.

Все чаще возводятся когда поперек устьев водоемов устанавливаются плотины и турбины, которые приводятся в действие приливами и отливами, соответственно, получается электроэнергия.

Сжигая мусор, получаем энергию

Еще один способ, который уже применяется в Японии, - это создание мусоросжигательных заводов. Они сегодня построены в Англии, Италии, Дании, Германии, Франции, Нидерландах и США, однако только в Японии эти предприятия стали использоваться не только по назначению, но и для получения электричества. На местных заводах сжигается 2/3 всего мусора, при этом заводы оснащены паровыми турбинами. Соответственно, они снабжают теплом и электричеством близлежащие территории. При этом по затратам построить такое предприятие гораздо выгоднее, чем возвести ТЭЦ.

Более заманчивой выглядит перспектива использования тепла Земли там, где сосредоточены вулканы. В таком случае не понадобится бурить Землю слишком глубоко, поскольку уже на глубине 300-500 метров температура будет выше точки кипения воды минимум в два раза.

Существует и такой способ получения электроэнергии, как Водород - самый простой и легкий химический элемент - может считаться идеальным топливом, ведь он есть там, где есть вода. Если сжигать водород, можно получать воду, которая разлагается на кислород и водород. Само водородное пламя безвредное, то есть вреда окружающей среде наноситься не будет. Особенность этого элемента в том, что у него высокая теплотворная способность.

Что в будущем?

Конечно, энергия магнитного поля Земли или та, которую получают на атомных станциях, не может удовлетворить полностью все потребности человечества, которые растут с каждым годом. Однако специалисты говорят о том, что поводов для переживаний нет, поскольку топливных ресурсов планеты пока хватает. Тем более что используется все больше новых источников, экологически чистых и возобновляемых.

Остается проблема загрязнения окружающей среды, причем растет она катастрофически быстро. Количество вредных выбросов зашкаливает, соответственно, воздух, которым мы дышим, вреден, вода имеет опасные примеси, а почва постепенно истощается. Именно поэтому так важно своевременно заняться изучением такого явления, как энергия в недрах Земли, чтобы искать способы сокращения потребностей в органическом топливе и активнее использовать нетрадиционные источники энергии.

Геотермальные ресурсы представляют собой практически неисчерпаемый, возобновляемый и экологически чистый источник энергии, который будет играть существенную роль в энергетике будущего. Так как во многих добываемых геотермальных водах растворены химические элементы, оказывающие губительное воздействие на трубопроводы (коррозия) и на здоровье потребителей, в настоящее время большое внимание уделяется на очистку этой воды и разделение из нее химических элементов. Как одна из невозобновляемых источников энергии, геотермальная энергетика остается и останется на одном из ведущих мест в энергетики страны.

Геотермальная энергетика

Под геотермальной энергией понимают физическое тепло глубинных слоев земли, имеющих температуру, превышающую температуру воздуха на поверхности. В качестве носителей этой энергии могут выступать как жидкие флюиды (вода и/или пароводяная смесь), так и сухие горные породы, расположенные на соответствующей глубине. Из горячих недр Земли на ее поверхность постоянно поступает тепловой поток, интенсивность которого в среднем по земной поверхности составляет около 0,03Вт/м². Под воздействием этого потока, в зависимости от свойств горных пород, возникает градиент температуры – так называемая геотермальная ступень. В большинстве мест, геотермальная ступень составляет не более 2-3˚С/100м.

Сегодня в качестве источников геотермальной энергии для получения тепла и/или для производства электроэнергии экономически целесообразно оказывается использовать лишь термальные воды и парогидротермы. Легкодоступных геотермальных месторождений с температурой более 100˚С на земном шаре сравнительно немного. Для производства электроэнергии с приемлемыми технико-экономическими показателями температура должна быть не ниже 100˚С. В настоящее время суммарная мощность действующих в мире геотермальных электростанций составляет около 10 ГВт(э). Суммарная мощность существующих геотермальных систем теплоснабжения оценивается примерно в 20 ГВт(э).

Основные проблемы геотермального теплоснабжения связаны с солеотложением и коррозионной стойкостью материалов и оборудования, работающих в условиях агрессивной среды. С целью избегания загрязнения окружающей среды, рек и водоемов, извлекаемыми из недр земли минеральными соединениями современные технологии использования геотермальной энергии предусматривает обратную закачку отработавшего геотермального флюида в пласт.

Рис 1. Тепловая схема энергоустановки

1-парогенератор; 2- накопитель пара; 3- турбина; 4- эжектор; 5- конденсатор; 6,7- насосы; ЭС- эксплуатационная скважина; НС- нагнетательная скважина

Гидрогеотермальные ресурсы наряду с солнечной, ветровой, приливно-отливной энергиями являются тем новым, возобновляемым источником энергии, который в перспективе реально может занять значительное место в топливно-энергетическом балансе ряда районов нашей страны. Разнообразие природных условий и наличие естественных проявлений нефти, газа и многочисленных источников термальных минеральных вод с древнейших времен привлекало внимание естествоиспытателей к недрам Дагестана.

Одновременно местное население широко использовало термоминеральные источники не только для лечения недугов, но и для добычи поваренной соли, коммунальных нужд, выпечки хлеба и т.п. Широкой популярностью у местного населения пользовались Талгинские, Ахтынские, Каякентские, Каракайтагские, Рычальские, Истису, Ботлихские и многие другие термоминеральные источники.

Первые печатные сведения о термоминеральных водах Дагестана принадлежат русскому врачу И. Лериху, который дважды посещал Дагестан в начале ХVΙΙΙ в. Вслед за ним сведения о подземных водах Дагестана приводятся в трудах С. Г. Гмелина, Г. В. Абиха, И. Березина. Особый толчок к изучению подземных вод дало получение нефтяных фонтанов в Берикее в 1894 году и Каякенте в 1898 г. Вслед за этим Дагестан посещают такие крупные геологи, как Н. И. Барбот-де-Марни, К. П. Лысенко, В. И. Меллер, А. М. Коншин, А. А. Булгаков, К. В. Харичков, И. Н. Стрижов и др., в трудах которых имеется ряд интересных сведений и мыслей о подземных водах Дагестана. Однако вся гидрогеологическая информация до 20-х годов ХХ в. Носит эпизодический, разрозненный характер.

Рис 2. Принципиальная интегрированная схема использования геотермальных вод

1 - добывающая скважина; 2 - выработка электроэнергии; 3 - холодильные процессы; 4 - теплицы; 5 - тепловая насосная установка; 6 - промышленные процессы; 7 - лесопильные предприятия; 8 - производство продуктов питания; 9 - дегидратация; 10 - сушка зерна; 11 - корм скота; 12 - центральное отопление и горячее водоснабжение; 13 - обогрев почвы и полив сельхозугодий; 14 - рыборазведение; 15 - химическое производство; 16 - бальнеолечение и бассейны; 17 - нагнетательная скважина

Исследования в широком масштабе стали проводиться только после победы Октябрьской революции. Большое внимание в эти годы уделяется изучению минеральных вод, лечебных грязей и развитию на их базе курортного строительства. В этот период были изучены источники, заслуживающие особого внимания по своим природным и бальнеологическим факторам: Талгинские, Зурамакентские, Каякентские, Истису и рассольные йодо-бромные воды Берикейского, Дузлакского, Дагогнинского месторождений и др. С выходом в 1963г. Постановления Совета Министров СССР "О развитии работ по использованию в народном хозяйстве глубинного тепла Земли" в г. Махачкале наступает качественно новый этап в освоении геотермальных ресурсов.

Новый промышленный этап освоения термальных вод вызвал на первых порах особенно высокий энтузиазм. Объясняется он тем, что с помощью ликвидированных скважин удалось без существенных затрат реализовать в значительных количествах термальные воды. Резко выросли объемы поисково-разведочных, буровых, ремонтно-восстановительных работ на газонефтяных скважинах, а также научных исследований по прогнозной оценке запасов, разработке методов против коррозии и солеотложений, комплексному использованию термальных вод в тепло-хладоснабжении, бальнеологии и т п.

Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия

Геотермальная энергетика - создание электроэнергии, также термический энергии за счёт термический энергии, содержащейся в недрах земли. Обычно относится к другим источникам энергии, возобновимым энергетическим ресурсам.

В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше тепмератур кипения на относительно маленьких глубинах и по трещинкам подымается к поверхности время от времени проявляя себя в виде гейзеров.

Доступ к подземным тёплым водам вероятен с помощью глубинного бурения скважин. Более чем паротермы всераспространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна с помощью закачки и следующего отбора из их перегретой воды. Высочайшие горизонты пород с температурой наименее 100°C всераспространены и на огромном количестве геологически малоактивных территорий, поэтому более многообещающим считается внедрение геотерм в качестве источника тепла.

Хозяйственное применение геотермальных источников всераспространено в Исландии и Новейшей Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Стране восходящего солнца, Кении.

1 Ресурсы

2 Плюсы и недочеты

3 Геотермальная электроэнергетика в мире

4 Систематизация геотермальных вод

4.1 По температуре

4.2 По минерализации (сухой остаток)

4.3 По общей жесткости

4.4 По кислотности, рН

4.5 По газовому составу

4.6 По газонасыщенности

5 см. также

[править] Ресурсы

Многообещающими источниками перегретых вод владеют множественные вулканические зоны планетки в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, общирные местности Кордильер и Анд.

Наша родина

На 2006 г. в Рф разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превосходящим 300 тыс. м³/день. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, посреди их: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край).

[править] Плюсы и недочеты

Основным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от критерий среды, времени суток и года.

Есть последующие принципные способности использования тепла земных глубин. Воду либо смесь воды и пара зависимо от их температуры можно направлять для жаркого водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии или сразу для всех 3-х целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород желательно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии употребляется, зависит устройство станции.

Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целенаправлено их использовать для теплоснабжения и жаркого водоснабжения. К примеру, по имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м2 с температурой воды 70-90 °С. Огромные припасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, Казахстане, на Камчатке и в ряде других районов Рф.

Какие трудности появляются при использовании подземных термальных вод? Основная из их заключается в необходимости оборотной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится огромное количество солей разных ядовитых металлов (к примеру, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и хим соединений (аммиака, оксибензолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.

Больший энтузиазм представляют высокотемпературные термальные воды либо выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения.

Итак, плюсами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от наружных критерий, времени суток и года, возможность всеохватывающего использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недочетами ее являются высочайшая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие ядовитых соединений и металлов, что исключает почти всегда сброс термальных вод в природные водоемы.

[править] Геотермальная электроэнергетика в мире

Возможная суммарная рабочая мощность геотермальных электрических станций в мире уступает большинству станций на других возобновимых источниках энергии. Но направление получило развитие в силу высочайшей энергетической плотности в отдельных заселённых географических районах, в каких отсутствуют либо относительно дороги горючие полезные ископаемые, также благодаря правительственным программкам.

Установленная мощность геотермальных электрических станций в мире на начало 1990-х составляла около 5 тыс. МВт, на начало 2000-х - около 6 тыс. МВт

Наикрупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, которые в 2005 году произвели около 16 миллиардов кВт·ч возобновимой электроэнергии. Главные 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 добивается 235 МВт. Геотермальная электроэнергетика, как один из других источников энергии в стране, имеет необыкновенную правительственную поддержку.

Филиппины

На 2003 год 1930 МВт электронной мощности установлено на Филиппинских островах, в Филиппинах парогидротермы обеспечивают создание около 27% всей электроэнергии в стране.

В Италия на 2003 год действовали энергоустановки общей мощностью в 790 МВт.

Исландия

В Исландии действуют 5 теплофикационных геотермальных электрических станций общей электронной мощностью 420 МВт, которые создают 26.5 % всей электроэнергии в стране.

В Кении на 2005 действовали три геотермальные электростанции общей электронной мощностью в 160 МВт, есть планы по росту мощностей до 576 МВт.

Наша родина

Все три Русские геотермальные электростанции размещены на местности Камчатки, суммарный электропотенциал пароводных терм которой оценивается в 1 ГВт рабочей электронной мощности, но реализован исключительно в размере 76,5 МВт установленной мощности (2004) и около 420 млн кВт·ч годичный выработки (2004):

Мутновское месторождение: Верхне-Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 12 МВт·э (2007) и выработкой 52,9 млн кВт·ч/год (2007) (81,4 в 2004), Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 50 МВт·э (2007) и выработкой 360,7 млн кВт·ч/год (2007) (276,8 в 2004 г.) (на 2006 г. ведётся строительство увеличивающее мощность до 80 МВт·э и выработку до 577 млн кВт·ч)

Паужетское месторождение около вулканов Кошелева и Камбального - Паужетская ГеоТЭС мощностью 14,5 МВт·э (2004) и выработкой 59,5 млн кВт·ч (на 2006 г. проводится реконструкция с повышением мощности до 18 МВт·э).

В Cтавропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытнейшей Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт.

Существует проект Океанской ГеоТЭС (полуостров Итуруп, Курилы) мощностью 34,5 МВт годичный выработкой 107 млн кВт·ч.

[править] Систематизация геотермальных вод

Данные взяты из ВСН 56-87 «Геотермальное теплохладоснабжение жилых и публичных построек и сооружений»

[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 мягенькие до 1,2 мг-экв/л

мягенькие 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

[править] По газонасыщенности

слабенькая до 100 мг/л

средняя 100-1000 мг/л

высочайшая более 1000 мг/л

——————————————————-

Заслуги И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В Рф

Поваров О.А., д.т.н., доктор, научный управляющий НУЦ Гео МЭИ

и ОАО «Геотерм», лауреат муниципальных премий

В развитии энергетики в мире в XXI веке, по последней мере, в наиблежайшие 50 лет, сейчас можно представить последующие соответствующие черты: не появится принципно новых источников энергии, способных конструктивным образом поменять баланс производства и употребления электроэнергии; увеличение эффективности сжигания органического горючего, и сначала газа, будет достигаться за счет широкомасштабного строительства ПГУ с КПД до 55-60%; принципиальное место займут новые ТЭС с обычным циклом Карно, работающие на органическом горючем при сверхкритических параметрах острого пара: Ро=300-350 бар и t° до 700°С при углубленном вакууме в конденсаторе турбин, что позволяет получить КПД ТЭС до 46-48%, а время от времени и выше; уже в наиблежайшие 5-10 лет вновь начнется активное строительство АЭС последнего поколения, которые будут отличаться высочайшей безопасностью и экономичностью; принципиальное значение в развитии энергетики (выбор типа электростанции) будет иметь понижение выбросов вредных газов и примесей в атмосферу, и сначала выбросы С02. Сейчас цена (налог) на выброс 1 тонны СО2 в атмосферу еще не определена точно и колеблется от 3 до 30 долл. США, но во всех случаях очень значительна; возобновляемые источники энергии: солнце, ветер, биомасса — будут интенсивно развиваться, но их толика в общем балансе употребления электроэнергии не превзойдет 3-4%.

Необыкновенную роль будет играть геотермальная энергетика, которая очень доступна в связи с внедрением термических насосов. Внедрение тепла Земли в Рф приблизится к 20% в общем балансе теплоснабжения. В неких регионах Рф геотермальное электро- и теплоснабжение может составить до 50-90% от общего употребления энергии (Камчатка, Курильские острова, Север-ный Кавказ, некие районы Сибири); все направления перевооружения энергетики в мире сопровождаются внедрением современных АСУ, которые позволяют эксплуатировать электростанции фактически без роли эксплуатационного персонала и управлять энергетическими блоками на огромных расстояниях (тыщи км) от диспетчера через галлактические и другие средства связи.

Прошедшие 10 лет — период конструктивных политических, экономических и соц конфигураций в нашей стране, принципные преобразования происходят в организации и развитии энергетики Рф.

Конфигурации цен, как на органическое горючее (газ, мазут, дизельное горючее), так и на его транспортировку (в особенности в отдаленные районы Рф), отмеченные в последние годы, вызывали естественный рост отпускных цен на электронную и термическую энергию, что привело к активизации развития более дешевенькой геотермальной энергетики.

Сейчас в ряде районов Рф уже экономически оправдано ускорение развития геотермальной энергетики, которая позволяет получать более дешевенькие электроэнергию и тепло и обеспечивать надежное электроснабжение.

В последние годы, благодаря неизменным и активным действиям РАО «ЕЭС России», АО «Геотерм» и АО «Наука» при поддержке Минпромнауки и Минэнерго РФ, осуществлен прорыв в области сотворения и строительства геотермальных электрических станций в нашей стране.

Сейчас нужно сказать, что без неизменной и действенной помощи со стороны Председателя Правления РАО «ЕЭС России» А.Б. Чубайса создание и запуск МГеоЭС могли быть невозможны. Еще в 1994 г. Заместитель Председателя Правительства РФ А. Б. Чубайс сыграл не последнюю роль в получении гарантий Правительства на заем от ЕБРР для ОАО «Геотерм». РАО «ЕЭС России» — главный акционер ОАО «Геотерм» — показало эффективность вербования забугорных кредитов.

Создание и строительство Мутновской ГеоЭС на Камчатке с привлечением кредита ЕБРР в размере 99,9 млн долл. США и кредита Сбербанка Рф в размере 215 млн руб. позволило решить ряд практических и научных задач и выстроить две геотермальные электростанции на Камчатке в недлинные сроки, что принесло принципиальный соц и экономический эффект всем участникам проекта.

Камчатка получила самую современную геотермальную электрическую станцию ценой около 150 млн долл. США и до 55 МВт дешевенькой электроэнергии. На Камчатке реанимированы ранее замороженные средства на геополе, дороги, ЛЭП.

Строй организации Камчатки и многие спецы получили возможность для реализации собственного потенциала.

РАО «ЕЭС России», вложив около 30 млн долл. США в этот проект, практически стало обладателем электростанции ценой 150 млн долл. США. Сразу РАО «ЕЭС России» в первый раз реализовало большой энергетический проект в полном согласовании с международны-ми эталонами, что позволило уже на данный момент интенсивно завлекать инвестиции для строительства II очереди Мутновской ГеоЭС и других проектов.

В бюджет Русской Федерации поступили в виде налогов с этого проекта 26 млн долл. США.

В недлинные сроки была сотворена геотермальная индустрия, что обеспечило строительство высокоэффективной электростанции в мире. Опыт сотворения Мутновской ГеоЭС привел к развитию нового направления в российскей науке и технике и укрепил базы наших заводов и институтов.

ЕБРР в первый раз воплотил в Рф большой энергетический проект и удостоверился в том, что даже в удаленных регионах страны (Камчатка) есть возможность отлично производить проекты «под ключ» в намеченные сроки и экономично, что позволяет ему уже на данный момент перейти к воплощению нового проекта — II очереди Мутновс-кой ГеоЭС мощностью 100 МВт.

Таким макаром, Мутновская ГеоЭС — пример удачного сотрудничества ученых, профессионалов, строителей, банкиров из различных государств (Наша родина, Украина, Германия, США, Финляндия, Новенькая Зеландия, Великобритания и др.) — открыла путь для инвестиций в объекты энергетики.

После запуска в эксплуатацию ГеоЭС Наша родина вновь вошла в число ведущих государств мира, способных без помощи других создавать все оборудование для строительства современных ГеоЭС, отличающихся экономичностью и высочайшим уровнем автоматизации.

Огромное значение для современного развития геотермальной энергетики имеет опыт долголетней эксплуатации Паужетской ГеоЭС и сотворения первой в мире ГеоЭС с бинарным циклом на р. Паратунка (Камчатка), также опыт эксплуатации ГеоЭС и ГеоТС на о-ве Кунашир (Курильские острова).

На границе с Камчатской областью Чукотка обладает значительными припасами геотермального тепла, и там проходят работы по строительству объектов геотермального теплоснабжения.

Курильские острова очень богаты припасами тепла Земли. На о-ве Итуруп много лет ведутся исследования Океанского геотермального месторождения и уже обнаружены припасы двухфазного геотермального теплоносителя, которых хватит для производства 30 МВт и которых довольно для ублажения потребности всего острова на наиблежайшие 100 лет. На южном о-ве Кунашир употребляются припасы геотермального тепла для получения электроэнергии и теплоснабжения. Недра северного о-ва Парамушир наименее исследованы, но понятно, что и на этом полуострове есть значимые припасы геотермальной воды температурой от 70 до 95°С.

На Северном Кавказе отлично исследованы геотермальные месторождения с температурой в резервуаре от 70 до 180°С, которые находятся на глубине от 300 до 5000 м. Много лет тут употребляется геотермальная вода для теплоснабжения и жаркого водоснабжения. В Дагестане в 2000 г. было добыто более 6 млн м3 геотермальной воды. На Северном Кавказе около 500 тыс. человек обеспечены геотермальным водоснабжением.

Приморье, Прибайкалье, Западно-Сибирский регион также располагают припасами геотермального тепла, применимого для широкомасштабного использования в индустрии и сельском хозяйстве.

В.Е. Лузин, Генеральный директор АО «Геотерм», получает из рук В.А. Кузнецова, Генерального директора ФГУП «ВО «Технопромэкспорт», символический ключ к Мутновской ГеоТЭС.

Имеющиеся современные технологии: ГеоЭС, ГеоЭС с бинарным циклом, термические насосы, действенные системы отопления и сушки материалов — позволяют получить наибольший эффект от геотермального теплоносителя.

Создание локальных систем тепло- и электроснабжения на базе геотермальных ресурсов позволяет в недлинные сроки решить делему энергообеспечения многих штатских и военных объектов на Камчатке, Чукотке, Курильских островах, в Магаданской области и Сибири.

Бинарные электронные станции, разработанные в АО «Наука» при поддержке Минпромнауки РФ и при участии НУЦ Гео МЭИ, ИВТ АН, ВНИИ Холодмаш, ИТФ СО РАН — новый большой шаг в развитии науки и техники.

Уже в наиблежайшие 5-10 лет за счет использования тепла Земли и новых технологий Наша родина могла бы на 20-30% сберечь расходы органического горючего на теплоснабжение городов, поселков и военных объектов.

МУТНОВСКИЙ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС –300 МВт

На снимке: О.В. Бритвин («Геотерм»), В.А. Кузнецов

(«Техпромэкспорт»), В.А. Саакян (РАО «ЕЭС России»),

О.А. Поваров (МЭИ), В.Е. Лузин («Геотерм»),

Ю.Ф. Дельнов (Камчатскэнерго) (справа влево).

Конструктивным решением энергетической трудности Камчатской области является создание энергогенерирующих мощностей, независящих от привозного горючего, методом перехода на собственные геотермальные источники энергии. Регион обладает уникальными припасами геотермального тепла, способными обеспечить суммарную электронную и термическую мощность, превосходящую 2000 МВт.

Более отлично изученным и многообещающим является Мутновское геотермальное месторождение, которое размещено в 90 км южнее г.Петропавловск-Камчатский. В согласовании с оценками, проведенными Институтом вулканологии РАН в 1986 году, прогнозные ресурсы месторождения составляют по термическому выносу 312 МВт и по объемному способу 450 МВт.

Программка освоения Мутновского месторождения подразумевает строительство серии геотермальных электростанций общей мощностью около 300 МВт:

опытно-промышленная Верхне-Мутновская ГеоЭС мощностью 12 (3×4) МВт действует с 1999 года;

комбинированный IV энергоблок с бинарным циклом Верхне-Мутновской ГеоЭС мощностью 6,5 МВт будет пущен в 2004 году;

расширение I очереди Мутновской ГеоЭС бинарными энергоблоками общей мощностью до 16 МВт в 2004 году;

II очередь Мутновской ГеоЭС мощностью 100 МВт будет построена в два шага: 50 МВт — в 2007 году и 50 МВт — в 2009 году;

III очередь Мутновской ГеоЭС мощностью более 100 МВт в 2012 году.

Все тепломеханическое оборудование ГеоЭС на Мутновском месторождении создано, сделано и поставлено русскими заводами: турбины сделаны на ОАО «КТЗ», сепараторы на ОАО «ПМЗ», энергетическая арматура на ОАО «ЧЗЭМ» и др. Устойчивая работа Верхне-Мутновской ГеоЭС совместно с первой очередью Мутновской ГеоЭС в сложных погодных критериях показывает надежную работу всего Мутновского геотермального комплекса, в который на сей день входят:

Мутновская ГеоЭС;

Верхне-Мутновская ГеоЭС;

основная линия электропередачи 220 кВ (90 км) до г. Елизово;

кабельная ЛЭП и электроподстанции на Мутновском геополе в п. Авача;

галлактическая система связи и управления Мутновской ГеоЭС из кабинетов АО «Наука» (Москва) и АО «Геотерм» (Петропавловск-Камчатский);

дорога 90 км и промежная транспортно-складская база в п. Надежда;

интернациональный геотермальный конгресс-центр с гостиницей «Малые гейзеры» у подножья Мутновского вулкана.

Создание Мутновского геотермального энергетического комплекса является стратегической задачей по обеспечению энергетической безопасности восточных рубежей Рф.

http://geo.web.ru/Mirrors/ivs/lgig/averev/geoterm/art1.html

Человек научился пользоваться энергией подземных бассейнов и горячей воды в земных недрах, проявляющейся в виде сернистых грязевых озер, гейзеров и фумарол в районах сейсмической и вулканической активности.

Основным источником геотермальной энергии является радиоактивный распад – остаточное тепло при формировании планеты. Геотермальные энергетические ресурсы подразделяются на сухой горячий пар, горячую воду и влажный горячий пар.

1. Поверхностную геотермальную энергию получают на глубине до 400 м. В связи с тем, что температура земной коры более стабильна, чем температура воздуха, это оптимальный источник охлаждения и отопления зданий. На глубине примерно 15 м в зависимости от геологических условий, температура верхних слоев земной коры подвержена сезонным колебаниям и влиянию солнечного излучения. Для использования поверхностной геотермальной энергии применяются геотермальные зонды, геотермальные коллекторы, энергетические сваи и другие контактирующие с грунтом бетонные блоки. Тепло, извлекаемое, с небольших глубин дополняется тепловыми насосами для снабжения домов теплом или горячей водой.
2. Источники влажного пара, горячей и тепловой воды у поверхности земли , используемые в настоящее время для выработки электрической энергии, при их использовании встает проблема коррозии металла оборудования и удаления конденсата из-за высокой степени его засоленности.
3. Теплота, сосредоточенная в глубинных нагретых полостях с небольшим или полным отсутствием воды называют энергетикой на основе сухой нагретой породы. Для размещения резервуара используют кристаллические или плотные осадочные породы на глубинах от 3 до 6 км с высокими температурами.
4. Магма , представляющая собой нагретые до 1300 о С расплавленные горные породы и теплота, накапливаемая под вулканами.

Всего 1% энергии земной коры, находящейся на глубине до 10 км может дать энергию, в 500 раз превышающую все мировые нефтегазовые запасы.

В связи, с экономическими причинами и с недостаточно большим опытом в разработке геотермальных ресурсов, а также в зависимости от геологических параметров расположения ресурсов: глубины залегания, параметров и состава рабочего тела, в настоящее время эти ресурсы используются достаточно мало.

В перспективе разработка использования магматического тепла, использование разогретых кристаллических пород, подразумевает бурение скважин на глубину нескольких километров с последующей закачкой холодной воды для ее нагрева.

Тепло в виде горячих источников и гейзеров может быть использовано для производства электроэнергии по различным схемам на геотермальных электростанциях (ГеоЭС).

Выработка электричества производится тремя способами:

1. Используя сухой пар для вращения турбины;
2. Использование перегретой воды, которая под давлением, выходит на поверхность, с последующим превращением в пар, который сепарируется в воду, направленную на вращение турбины, является наиболее легко выполнимой схемой.
3. Применение бинарного цикла, вращение турбины паром, полученным при нагреве рабочей жидкости (изобутана или фреона).

Из-за агрессивности воды ее невозможно использовать напрямую для вращения турбины поэтому используется пар, получаемый при парообразовании из водяного теплообменника. Природный пар служит для испарения воды, он не содержит кислот, и его можно безопасно использовать в турбине. Естественный же подземный пар конденсируется в испарителе, а из конденсата извлекают борную кислоту, или литий.

Главным достоинством геотермальной энергии является ее неиссякаемость и независимость от окружающей среды.

Существует возможность одновременного использования этого вида энергии как для выработки электроэнергии, так и для теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Использование геотермальной энергии имеет серьезные экологические последствия это тепловое, газовое, солевое загрязнение окружающей среды. Наличие в термальной воде солей токсичных металлов и различных химических соединений делает невозможным сброс воды в природные источники. При использовании термальных вод необходимым становиться обратная закачка отработанной воды в подземный водоносный горизонт.