Геотермальная энергия

 

«Дом возобновляемой энергии» - это не просто офисное здание. Это действующая выставка энергосберегающих технологий и технологий ВИЭ в черте города. ДВЭ демонстрирует существенное сокращение потребления энергии на отопление, освещение и кондиционирование за счет энергосберегающих мер, а также максимально возможное использование ВИЭ для удовлетворения энергетических потребностей. В здании реализованы следующие технические решения по энергосбережению: теплоизоляция фасада и крыши; двойное остекление; экономичные системы освещения; вентиляция с рекуперацией тепла; система отопления на паллетах; система солнечного теплоснабжения и адсорбционная система солнечного кондиционирования; геотермальное теплоснабжение и кондиционирование.

Демонстрационный комплекс «Экопарк-Фили» в Москве близок по идеологии к «Дому возобновляемой энергии» в Брюсселе. И подобную работу следует всячески поддерживать и развивать.

География геотермальных станций

Согласно сегодняшним данным, природные возможности для развития отрасли присутствуют в восьмидесяти странах мира.

Однако только пятьдесят восемь государств пользуются этими запасами. На данный момент наибольшее развитие геотермальная энергетика получила в США.

В этой стране уже давно действуют специальные правительственные программы по изучению и практическому применению альтернативных источников энергии.

А геотермальная энергия занимает не последнее место среди них. Такая целенаправленная работа, конечно, не может не дать результатов.

Ежегодно на территории Соединённых Штатов вырабатывается не менее 16 миллиардов кВт/ч электроэнергии. Базовыми райономи для развития геотермальной энергетики является зона Больших гейзеров, расположеннаяв штате Калифорния, приблизительно в ста километрах от города Сан-Франциско, штат Невада и морские территории.

Бурными темпами развивается данное направление и в других странах мира. Например, геотермальная энергетика на Филиппинах приносит около двадцати семи процентов общей электроэнергии.

Почти аналогичным процентным показателем пожжет похвастаться страна гейзеров – Исландия. В Италии функционируют геотермальные энергоустановки, суммарная мощность которых равна 790 МВт.

Активные процессы происходят даже на Африканском континенте. Лидером там является Кения. На данный момент в стране эксплуатируются три геотермальные станции, а их общая мощность равна 160 Мвт.

При этом Кения не желает останавливаться на достигнутом и планирует существенно увеличить объёмы производимой таким образом энергии до 576 Мвт, то есть почти в три раза.

Развитие геотермальной энергетики на просторах бывшего Советского Союза происходит замедленными темпами в силуряда причин. Впрочем, есть основания полагать, что в ближайшем будущем произойдут позитивные сдвиги. По крайней мере,в России и Украине.

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.

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. м?/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).

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, 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, Казахстане, на Камчатке и в ряде других районов России. Какие проблемы возникают при использовании подземных термальных вод? Главная из них 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. Итак, достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы.

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 10500 МВт.

США

Крупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, которые в 2005 году произвели около 16 млрд кВт·ч возобновимой электроэнергии. В 2009 году суммарные мощности 77 геотермальных электростанций в США составляли 3086 МВт[2]. 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.

 

 

Филиппины

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

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.

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.

Кения

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

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.

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 (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) (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 (2004) и выработкой 59,5 млн кВт·ч (на 2006 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.

 

Классификация геотермальных вод

 

По температуре

 

Слаботермальные до 40°C

Термальные 40-60°C

Высокотермальные 60-100°C

Перегретые более 100°C

 

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

 

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

 

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

 

По газовому составу

 

сероводородные

сероводородно-углекислые

углекислые

азотно-углекислые

метановые

азотно-метановые

азотные

 

По газонасыщенности

 

слабая до 100 мг/л

средняя 100-1000 мг/л

высокая более 1000 мг/л