 |
Геотермальная энергетика — получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин. |
Теплота, извлекаемая из земных недр при помощи современных методов, может обеспечить производство значительного количества электроэнергии. Области поверхностных недр Земли, в которых естественным путем концентрируется теплота, называют геотермальными месторождениями.
Происхождение теплоты в недрах земли объясняется следующим: в отдельных районах, магма близко подходит к пористой водонесущей породе, и нагревает ее за счет конвекции. Пористая порода сверху перекрыта непроницаемой скальной породой, которая плохо проводит теплоту и совершенно не пропускает воду за исключением проникновения поверхностных вод через трещины, По мере того как горячая вода приближается к дневной поверхности, ее давление падает и вода превращается в пар. При достаточно высоких начальных значениях температуры и давления в пар превращается вся горячая вода. Это месторождение сухого пара - наиболее эффективное для использования геотермальное месторождение. Однако такие месторождения наименее распространены. Более широкое применение находят месторождения, в которых извлекаемые геотермальные флюиды представляют собой смесь пара, горячей воды и растворенных в них химических веществ (все это называют иногда горячим рассолом).
На пятикилометровой глубине от земной поверхности количество тепла в тысячи раз превышает потенциальную энергию всех существующих запасов угля, нефти и газа. Подсчитано, что если охладить подкорковую часть Земли всего на 1 градус, то высвободится такое количество энергии, на которой могли бы работать все электростанции мира в течение 40 млн лет. Путем бурения скважин пар, часто имеющий температуру от 100 до 300°С можно извлекать из недр земли для использования. Иногда такой пар через естественные трещины или расщелины выходит на поверхность в форме гейзеров. Принцип выработки электроэнергии тот же, что и на ТЭС, работающей на органическом топливе. Параллельно из отработанного пара можно отделять ценные химические вещества.
Если из недр Земли извлекается пароводяная смесь, применяется сепаратор, в котором под давлением происходит разделение пара и воды. Кроме того, пар, поступающий из недр Земли, загрязнен, иногда значительно, растворенными в нем солями. Для удаления нежелательных химических примесей в схеме ГеоТЭС предусмотрен сепаратор пара.
В районы земной коры, где нет воды, но есть высокая температура (петротермальные месторождения) воду закачивают через специально пробуренную скважину, получая при этом на выходе второй скважины пар. Выработка электроэнергии будет представлять интерес, если теплоноситель имеет температуру более 300°С и не будет, если температура ниже 150°С.
Оптимальная глубина скважины - 5 км.
Одиночная скважина производит пара около 20 кг/с, что достаточно для вращения турбины примерно в 7 МВт. КПД ГеоТЭС из-за низкой температуры пара меньше, чем ТЭС на органическом топливе и составляет 15-16%.
Проблемы: вероятность стимулирования землетрясения в результате гидравлического разрыва пласта; просадка почвы вследствие отбора воды из подстилающих пород; сильный шум, создаваемый паром при расширении в испарительных камерах; выброс вредных газов.
Геотермальная энергетика развивается лишь в немногих странах мира и только в районах современного вулканизма. Примером такой страны можно назвать Италию. Здесь в 1904 году в районе Лардерелло была построена первая электростанция, использующая геотермальный пар. В настоящее время ее мощность доведена до 390 МВт. И все же геотепло вносит в этой стране лишь два процента в энергетический баланс страны.
В нашей стране на Камчатке действует экспериментальная Паужетская геотермальная электростанция мощностью 11 МВт, построенная в 1968 году. Для выработки электроэнергии используется пароводяная смесь с температурой около 200°С. Станция дает ток поселку Озерный и рыбкомбинату.
Сегодня в мире работают около 20 геотермальных электростанций. Их общая мощность составляет примерно 1,5 тыс.МВт.
Геотермальную энергию используют не только в ГеоТЭС, но и для обогрева зданий. Практически все крупные населенные пункты в Исландии, включая Рейкьявик, имеют системы теплоснабжения, питающиеся за счет геотермальных источников. Около 30 тысяч квартир Парижа отапливается с помощью геотермальной энергии. Геотермальное отопление широко применяется для обогрева теплиц.
Вам также могут быть интересны следующие материалы:
Комментарии:
На сайте
ВКонтакте