Vantaggi e svantaggi dell'energia geotermica.  Centrale geotermica.  Cosa sono le fonti di energia geotermica

Vantaggi e svantaggi dell'energia geotermica. Centrale geotermica. Cosa sono le fonti di energia geotermica

La rapida crescita dei consumi energetici, la limitatezza delle risorse naturali non rinnovabili, fanno pensare all'utilizzo di fonti energetiche alternative. A questo proposito, merita particolare attenzione l'utilizzo delle risorse geotermiche.

Le centrali geotermiche (GeoES) sono impianti per la generazione di energia elettrica dal calore naturale della Terra.

La geotermia ha più di un secolo di storia. Nel luglio 1904, nel comune italiano di Larderello, fu condotto il primo esperimento che permise di ottenere energia elettrica dal vapore geotermico. Pochi anni dopo qui venne avviata la prima centrale geotermica, tuttora funzionante.

Territori promettenti

Per la costruzione di centrali geotermiche sono considerate ideali le aree con attività geologica, dove il calore naturale si trova a una profondità relativamente bassa.

Ciò include aree ricche di geyser, sorgenti termali aperte con acqua riscaldata dai vulcani. È qui che l'energia geotermica si sta sviluppando più attivamente.

Tuttavia, anche nelle regioni sismicamente inattive sono presenti strati della crosta terrestre la cui temperatura supera i 100 °C.

Per ogni 36 metri di profondità, l'indice di temperatura aumenta di 1 °C. In questo caso, viene perforato un pozzo e vi viene pompata acqua.

La produzione è acqua bollente e vapore, che possono essere utilizzati sia per il riscaldamento degli ambienti che per la produzione di energia elettrica.

Ci sono molte aree in cui puoi ottenere energia in questo modo, quindi le centrali geotermiche funzionano ovunque.

Fonti di energia geotermica

L'estrazione del calore naturale può essere effettuata dalle seguenti fonti.

Principi di funzionamento delle centrali geotermiche

Oggi ci sono tre modi per generare elettricità utilizzando mezzi geotermici, a seconda dello stato del mezzo (acqua o vapore) e della temperatura della roccia.

  1. Diretto (uso di vapore secco). Il vapore colpisce direttamente la turbina che alimenta il generatore.
  2. Indiretto (uso del vapore acqueo). Qui viene utilizzata una soluzione idrotermale, che viene pompata nell'evaporatore. L'evaporazione risultante aziona la turbina.
  3. Misto o binario. In questo caso viene utilizzata acqua idrotermale e un liquido ausiliario con un basso punto di ebollizione, come il freon, che bolle sotto l'influenza dell'acqua calda. Il vapore risultante dal freon fa girare la turbina, quindi condensa e ritorna allo scambiatore di calore per il riscaldamento. Si forma un sistema chiuso (circuito), che praticamente esclude le emissioni nocive nell'atmosfera.
Le prime centrali geotermiche funzionavano a vapore secco.

Il metodo indiretto è di gran lunga il più comune. Utilizza acqua sotterranea con una temperatura di circa 182°C, che viene pompata in generatori posti in superficie.

Vantaggi di GeoES

  • Le riserve di risorse geotermiche sono considerate rinnovabili, praticamente inesauribili, ma ad una condizione: Non pompare una grande quantità di acqua in un pozzetto di iniezione in un breve periodo di tempo.
  • L'impianto non necessita di combustibile esterno per funzionare.
  • L'unità può funzionare in modo autonomo, con la propria energia elettrica generata. Una fonte di alimentazione esterna è necessaria solo per il primo avvio della pompa.
  • La stazione non richiede investimenti aggiuntivi, ad eccezione dei costi di manutenzione e riparazione.
  • Le centrali geotermiche non hanno bisogno di spazio per le zone sanitarie.
  • Se la stazione si trova su una costa del mare o dell'oceano, può essere utilizzata per la desalinizzazione naturale dell'acqua. Questo processo può avvenire direttamente nella modalità operativa della stazione - quando l'acqua viene riscaldata e l'evaporazione dell'acqua viene raffreddata.

Svantaggi degli impianti geotermici

  • Grandi investimenti iniziali nello sviluppo, progettazione e realizzazione di stazioni geotermiche.
  • Spesso sorgono problemi nella scelta di un luogo adatto per la centrale e nell'ottenimento del permesso dalle autorità e dai residenti locali.
  • Attraverso un pozzo funzionante sono possibili emissioni di gas combustibili e tossici, minerali contenuti nella crosta terrestre. Le tecnologie in alcuni impianti moderni consentono di raccogliere e trasformare queste emissioni in combustibile.
  • Succede che la centrale esistente si ferma. Ciò può verificarsi a causa di processi naturali nella roccia o per eccessiva iniezione di acqua nel pozzo.

Principali produttori di energia geotermica

I più grandi GeoPP sono stati costruiti negli Stati Uniti e nelle Filippine. Sono interi complessi geotermici, costituiti da decine di singole stazioni geotermiche.

Il complesso Geyser, situato in California, è considerato il più potente. Si compone di 22 due stazioni con una capacità totale di 725 MW, sufficiente per fornire una città multimilionaria.
  • La centrale elettrica di Makiling Banahau nelle Filippine ha una capacità di circa 500 MW.
  • Un'altra centrale elettrica filippina chiamata "Tiwi" ha una capacità di 330 MW.
  • "Valley Imperial" negli Stati Uniti - un complesso di dieci centrali geotermiche con una capacità totale di 327 MW.
  • Cronologia dello sviluppo della geotermia domestica

L'energia geotermica russa iniziò il suo sviluppo nel 1954, quando fu adottata decisione di istituire un laboratorio per lo studio delle risorse termali naturali in Kamchatka.

  1. 1966 - Viene avviata la centrale geotermica di Pauzhetskaya a ciclo tradizionale (vapore secco) e una capacità di 5 MW. Dopo 15 anni, la sua capacità è stata portata a 11 MW.
  2. Nel 1967 iniziò a funzionare la stazione Paratunskaya con un ciclo binario. A proposito, il brevetto per l'esclusiva tecnologia del ciclo binario, sviluppato e brevettato dagli scienziati sovietici S. Kutateladze e L. Rosenfeld, è stato acquistato da molti paesi.

Grandi livelli di produzione di idrocarburi negli anni '70, la situazione economica critica negli anni '90 ha fermato lo sviluppo dell'energia geotermica in Russia. Tuttavia, ora l'interesse per esso è riapparso per una serie di motivi:

  • I prezzi del petrolio e del gas sul mercato interno si stanno avvicinando a quelli mondiali.
  • Le scorte di carburante si stanno rapidamente esaurendo.
  • I giacimenti di idrocarburi scoperti di recente sulla piattaforma dell'Estremo Oriente e sulla costa artica non sono attualmente redditizi.

Ti piacciono le auto grandi e potenti? Leggi un articolo interessante su .

Se hai bisogno di attrezzature per la frantumazione di materiali, leggi questo.

Prospettive per lo sviluppo delle risorse geotermiche in Russia

Le regioni più promettenti della Federazione Russa in termini di utilizzo dell'energia termica per generare elettricità sono Isole Curili e Kamchatka.

Ci sono tali potenziali risorse geotermiche in Kamchatka con riserve vulcaniche di idroterme a vapore e acque termali energetiche che sono in grado di soddisfare le esigenze della regione per 100 anni. Il campo di Mutnovskoye è considerato promettente, le cui riserve note possono fornire fino a 300 MW di elettricità. La storia dello sviluppo di quest'area è iniziata con la geoesplorazione, la valutazione delle risorse, la progettazione e la costruzione dei primi Kamchatka GeoPPs (Pauzhetskaya e Paratunskaya), nonché della stazione geotermica Verkhne-Mutnovskaya con una capacità di 12 MW e Mutnovskaya, con una capacità di 50 MW.

Ci sono due centrali in funzione sulle Isole Curili che utilizzano l'energia geotermica: sull'isola di Kunashir (2,6 MW) e sull'isola di Iturup (6 MW).

Rispetto alle risorse energetiche dei singoli GeoPP filippini e americani, gli impianti domestici di produzione di energia alternativa perdono significativamente: la loro capacità totale non supera i 90 MW. Ma le centrali della Kamchatka, ad esempio, soddisfano per il 25% il fabbisogno di elettricità della regione, che, in caso di interruzioni impreviste della fornitura di carburante, non permetterà agli abitanti della penisola di rimanere senza elettricità.

In Russia ci sono tutte le opportunità per lo sviluppo delle risorse geotermiche, sia petrolifere che idrogeotermiche. Tuttavia, vengono utilizzati molto poco e ci sono aree promettenti più che sufficienti. Oltre alle Kuriles e alla Kamchatka, l'applicazione pratica è possibile nel Caucaso settentrionale, nella Siberia occidentale, nelle Primorye, nel Baikal, nella cintura vulcanica di Okhotsk-Chukotka.

"Energia nucleare" - Crescita economica ed energia Scenario innovativo MEDT. Nucleare e crescita economica. Nucleare e altri tipi di generazione. Fonte: Banca Mondiale (IFC). Fonte: Schema generale degli impianti elettrici fino al 2020. Fonte: Ministero dell'Energia. Fonte: studio del Politecnico di Tomsk.

"Pericolo nucleare" - Componenti dell'"analisi del rischio". Approcci stranieri al problema del “rischio”. Messaggio. Elementi di "gestione del rischio". Analisi del rischio. Modelli generali. Componenti della gestione del rischio. Distribuzione in vari campi della scienza. Curva contadina. Raccomandazioni. Analisi probabilistica. Analisi costi benefici.

"Sicurezza nucleare" - Creazione di un sistema di standard. Espressione e sostegno dell'opinione consolidata dei membri della comunità. Il potere dei russofoni. Mantenere un alto livello di reputazione aziendale. Facilitare la fornitura di consulenza qualificata e servizi di esperti. Membri dell'Unione. Unione di PC ed EB Enterprises. comunità professionale.

"Strutture per l'energia nucleare" - Centrali nucleari. Nube. Rompighiaccio nucleare. Conseguenze genetiche delle radiazioni. scorie radioattive. Arma nucleare. Energia nucleare. Le più potenti centrali nucleari. Atomo pacifico. Energia atomica. Vantaggi della centrale nucleare. Pro e contro delle centrali nucleari. Radioattività. strato di alluminio. Conseguenze del disastro di Chernobyl. Hiroshima.

"Centrali nucleari in Russia" - Centrali nucleari (NPP). Classificazione delle centrali nucleari per tipologia di reattori. Centrale nucleare galleggiante (FNPP). Centrale nucleare di Bilibino. Ottenere elettricità nelle centrali nucleari. La geografia della posizione prevista di FNPP in Russia. Classificazione delle centrali nucleari per tipologia di energia fornita. Progettate centrali nucleari.

"Energia atomica" - Zaporozhye NPP. Prospettive per l'energia nucleare. Come sapete, il lavoro delle centrali nucleari si basa sulla scissione dell'uranio in atomi. È meglio trasformare tale "spazzatura" in vetro e ceramica. Le scorie radioattive sono generate in quasi tutte le fasi del ciclo nucleare. Vantaggi dell'energia nucleare.

C'è un grande tesoro nelle viscere della terra. Questo non è oro, non argento e non pietre preziose: questo è un enorme deposito di energia geotermica.
La maggior parte di questa energia è immagazzinata in strati di roccia fusa chiamati magma. Il calore della Terra è un vero tesoro, perché è una fonte di energia pulita e presenta vantaggi rispetto all'energia del petrolio, del gas e dell'atomo.
Nelle profondità del sottosuolo, le temperature raggiungono centinaia e persino migliaia di gradi Celsius. Si stima che la quantità di calore sotterraneo che affiora in superficie ogni anno, in termini di megawattora, sia di 100 miliardi. Questa è molte volte la quantità di elettricità consumata nel mondo. Che forza! Tuttavia, non è facile domarla.

Come arrivare al tesoro
Un po' di calore è nel terreno, anche vicino alla superficie terrestre. Può essere estratto mediante pompe di calore collegate a tubazioni interrate. L'energia dell'interno della terra può essere utilizzata sia per riscaldare le case in inverno che per altri scopi. Le persone che vivono vicino a sorgenti termali o in aree in cui sono in corso processi geologici attivi hanno trovato altri modi per utilizzare il calore della Terra. Nell'antichità, ad esempio, i romani utilizzavano il calore delle sorgenti termali per i bagni.
Ma la maggior parte del calore è concentrato sotto la crosta terrestre in uno strato chiamato mantello. Lo spessore medio della crosta terrestre è di 35 chilometri e le moderne tecnologie di perforazione non consentono di penetrare a una tale profondità. Tuttavia, la crosta terrestre è costituita da numerose placche e in alcuni punti, soprattutto alla loro giunzione, è più sottile. In questi luoghi, il magma sale più vicino alla superficie terrestre e riscalda l'acqua intrappolata negli strati rocciosi. Questi strati di solito si trovano a una profondità di soli due o tre chilometri dalla superficie della Terra. Con l'aiuto delle moderne tecnologie di perforazione, è del tutto possibile penetrare lì. L'energia delle fonti geotermiche può essere estratta e utilizzata utilmente.

L'energia al servizio dell'uomo
Al livello del mare, l'acqua si trasforma in vapore a 100 gradi Celsius. Ma nel sottosuolo, dove la pressione è molto più alta, l'acqua rimane allo stato liquido a temperature più elevate. Il punto di ebollizione dell'acqua sale a 230, 315 e 600 gradi Celsius a una profondità rispettivamente di 300, 1525 e 3000 metri. Se la temperatura dell'acqua nel pozzo trivellato è superiore a 175 gradi Celsius, quest'acqua può essere utilizzata per azionare generatori elettrici.
L'acqua ad alta temperatura si trova solitamente in aree di recente attività vulcanica, ad esempio nella cintura geosinclinale del Pacifico: lì, sulle isole dell'Oceano Pacifico, ci sono molti vulcani attivi ed estinti. Le Filippine sono in questa zona. E negli ultimi anni, questo Paese ha compiuto notevoli progressi nell'utilizzo delle fonti geotermiche per generare elettricità. Le Filippine sono diventate uno dei maggiori produttori mondiali di energia geotermica. Più del 20 per cento di tutta l'elettricità consumata dal paese viene ottenuta in questo modo.
Per saperne di più su come il calore terrestre viene utilizzato per generare elettricità, visita la grande centrale geotermica McBan nella provincia filippina di Laguna. La capacità della centrale è di 426 megawatt.

centrale geotermica
La strada conduce a un campo geotermico. Avvicinandosi alla stazione, ci si trova in un regno di grandi tubi attraverso i quali il vapore dei pozzi geotermici entra nel generatore. Il vapore scorre anche attraverso i tubi delle vicine colline. A intervalli regolari, enormi tubi vengono piegati in anelli speciali che consentono loro di espandersi e contrarsi mentre si riscaldano e si raffreddano.
Vicino a questo luogo si trova l'ufficio di "Philippine Geothermal, Inc.". Ci sono diversi pozzi di produzione non lontano dall'ufficio. La stazione utilizza lo stesso metodo di perforazione della produzione di petrolio. L'unica differenza è che questi pozzi hanno un diametro maggiore. I pozzi diventano tubazioni attraverso le quali salgono in superficie acqua calda e vapore pressurizzato. È questa miscela che entra nella centrale elettrica. Qui ci sono due pozzi molto vicini tra loro. Si avvicinano solo in superficie. Sotto terra, uno di loro scende verticalmente e l'altro è diretto dal personale della stazione a sua discrezione. Poiché la terra è costosa, una tale disposizione è molto vantaggiosa: i pozzi temporaleschi sono vicini l'uno all'altro, risparmiando denaro.
Questo sito utilizza la "tecnologia di evaporazione flash". La profondità del pozzo più profondo qui è di 3.700 metri. L'acqua calda è ad alta pressione in profondità nel sottosuolo. Ma quando l'acqua sale in superficie, la pressione diminuisce e la maggior parte dell'acqua si trasforma istantaneamente in vapore, da cui il nome.
L'acqua entra nel separatore attraverso la tubazione. Qui il vapore viene separato dall'acqua calda o dalla salamoia geotermica. Ma anche dopo, il vapore non è ancora pronto per entrare nel generatore elettrico: le gocce d'acqua rimangono nel flusso di vapore. Queste goccioline contengono particelle di sostanze che possono entrare nella turbina e danneggiarla. Pertanto, dopo il separatore, il vapore entra nel depuratore del gas. Qui il vapore viene ripulito da queste particelle.
Grandi tubi isolati portano il vapore purificato a una centrale elettrica a circa un chilometro di distanza. Prima che il vapore entri nella turbina e aziona il generatore, viene fatto passare attraverso un altro depuratore di gas per rimuovere la condensa risultante.
Se sali in cima alla collina, l'intero sito geotermico si aprirà ai tuoi occhi.
L'area totale di questo sito è di circa sette chilometri quadrati. Ci sono 102 pozzi qui, 63 dei quali sono pozzi di produzione. Molti altri sono usati per pompare l'acqua nelle viscere. Ogni ora viene elaborata una quantità tale di acqua calda e vapore che è necessario riportare l'acqua separata nelle viscere per non danneggiare l'ambiente. E anche questo processo aiuta a ripristinare il campo geotermico.
In che modo una centrale geotermica influisce sul paesaggio? Soprattutto, ricorda il vapore che esce dalle turbine a vapore. Attorno alla centrale elettrica crescono palme da cocco e altri alberi. Nella valle, posta ai piedi della collina, sono stati realizzati numerosi edifici residenziali. Pertanto, se utilizzata correttamente, l'energia geotermica può servire le persone senza danneggiare l'ambiente.
Questa centrale elettrica utilizza solo vapore ad alta temperatura per generare elettricità. Tuttavia, non molto tempo fa hanno cercato di ottenere energia utilizzando un liquido la cui temperatura è inferiore a 200 gradi Celsius. E di conseguenza c'era una centrale geotermica a doppio ciclo. Durante il funzionamento, la miscela calda vapore-acqua viene utilizzata per convertire il fluido di lavoro in uno stato gassoso, che, a sua volta, aziona la turbina.

Pro e contro
L'uso dell'energia geotermica ha molti vantaggi. I paesi in cui viene applicato sono meno dipendenti dal petrolio. Ogni dieci megawatt di elettricità prodotta dalle centrali geotermiche ogni anno si risparmiano 140.000 barili di greggio all'anno. Inoltre, le risorse geotermiche sono enormi e il rischio del loro esaurimento è molte volte inferiore rispetto a molte altre risorse energetiche. L'utilizzo dell'energia geotermica risolve il problema dell'inquinamento ambientale. Inoltre, il suo costo è piuttosto basso rispetto a molti altri tipi di energia.
Ci sono diversi aspetti negativi ambientali. Il vapore geotermico contiene solitamente acido solfidrico, che è velenoso in grandi quantità e sgradevole in piccole quantità a causa dell'odore di zolfo. Tuttavia, i sistemi che rimuovono questo gas sono efficienti e più efficienti dei sistemi di controllo delle emissioni nelle centrali elettriche a combustibili fossili. Inoltre, le particelle nel flusso di vapore acqueo a volte contengono piccole quantità di arsenico e altre sostanze tossiche. Ma quando si pompano rifiuti nel terreno, il pericolo è ridotto al minimo. Anche la possibilità di inquinamento delle acque sotterranee può destare preoccupazione. Per evitare che ciò accada, i pozzi geotermici perforati a grande profondità devono essere "vestiti" con una struttura in acciaio e cemento.

Tra le fonti alternative, l'energia geotermica occupa un posto significativo: viene utilizzata in un modo o nell'altro in circa 80 paesi in tutto il mondo. Nella maggior parte dei casi, ciò si verifica a livello di costruzione di serre, piscine, uso come agente terapeutico o riscaldamento.

In diversi paesi - tra cui USA, Islanda, Italia, Giappone e altri - sono state costruite e sono in funzione centrali elettriche.

L'energia geotermica è generalmente divisa in due tipi: petrotermica e idrotermale. Il primo tipo utilizza rocce calde come fonte. Il secondo è la falda freatica.

Se riunisci tutti i dati sull'argomento in un diagramma, scoprirai che nel 99% dei casi viene utilizzato il calore delle rocce e solo nell'1% dell'energia geotermica viene estratta dalle acque sotterranee.

energia petrotermica

Al momento, il mondo utilizza abbastanza ampiamente il calore dell'interno della terra, e questa è principalmente l'energia di pozzi poco profondi - fino a 1 km. Per fornire elettricità, calore o acqua calda vengono installati scambiatori di calore a fondo pozzo che funzionano con liquidi a basso punto di ebollizione (ad esempio freon).

Ora l'uso di uno scambiatore di calore a pozzo è il modo più razionale per estrarre calore. Si presenta così: il liquido di raffreddamento circola in un circuito chiuso. Quello riscaldato sale lungo il tubo concentricamente abbassato, cedendo il suo calore, dopodiché, raffreddato, viene immesso nell'involucro con l'ausilio di una pompa.

L'uso dell'energia dell'interno della terra si basa su un fenomeno naturale: avvicinandosi al centro della Terra, la temperatura della crosta terrestre e del mantello aumenta. A un livello di 2-3 km dalla superficie del pianeta, raggiunge più di 100 °C, aumentando in media di 20 °C ogni chilometro successivo. A una profondità di 100 km, la temperatura raggiunge già 1300-1500 º-C.

energia idrotermale

L'acqua che circola a grandi profondità viene riscaldata a valori significativi. Nelle zone sismicamente attive risale in superficie attraverso fessure della crosta terrestre, mentre nelle zone calme può essere rimossa mediante trivellazioni.

Il principio di funzionamento è lo stesso: l'acqua riscaldata risale il pozzo, emette calore e ritorna lungo il secondo tubo. Il ciclo è praticamente infinito e rinnovabile finché c'è calore nelle viscere della terra.

In alcune regioni sismicamente attive, le acque calde sono così vicine alla superficie che puoi vedere in prima persona come funziona l'energia geotermica. Una foto dei dintorni del vulcano Krafla (Islanda) mostra geyser che trasmettono vapore per il GeoTPP che opera lì.

Principali caratteristiche dell'energia geotermica

L'attenzione alle fonti alternative è dovuta al fatto che le riserve di petrolio e gas del pianeta non sono infinite, e si stanno gradualmente esaurendo. Inoltre, non sono disponibili ovunque e molti paesi dipendono dalle forniture di altre regioni. Tra gli altri fattori importanti c'è l'impatto negativo dell'energia nucleare e dei combustibili sull'ambiente umano e sulla fauna selvatica.

Il grande vantaggio di GE è la sua rinnovabilità e versatilità: la possibilità di utilizzarlo per la fornitura di acqua e calore, o per generare elettricità, o per tutti e tre gli scopi contemporaneamente.

Ma la cosa principale è l'energia geotermica, i cui pro e contro dipendono non tanto dalla zona quanto dal portafoglio del cliente.

Vantaggi e svantaggi di GE

Tra i vantaggi di questo tipo di energia ci sono i seguenti:

  • è rinnovabile e praticamente inesauribile;
  • indipendentemente dall'ora del giorno, dalla stagione, dal tempo;
  • universale: con il suo aiuto è possibile fornire acqua e calore, nonché elettricità;
  • le fonti di energia geotermica non inquinano l'ambiente;
  • non chiamare;
  • le stazioni non occupano molto spazio.

Tuttavia, ci sono anche degli svantaggi:

  • l'energia geotermica non è considerata del tutto innocua a causa delle emissioni di vapore, che possono contenere acido solfidrico, radon e altre impurità nocive;
  • quando si utilizza l'acqua da orizzonti profondi, si tratta del suo smaltimento dopo l'uso: a causa della composizione chimica, tale acqua deve essere drenata negli strati profondi o nell'oceano;
  • la costruzione della stazione è relativamente costosa e di conseguenza aumenta il costo dell'energia.

Applicazioni

Oggi le risorse geotermiche sono utilizzate in agricoltura, orticoltura, acquacoltura e cultura termale, industria, alloggi e servizi comunali. In diversi paesi sono stati costruiti grandi complessi per fornire elettricità alla popolazione. Continua lo sviluppo di nuovi sistemi.

Agricoltura e orticoltura

Molto spesso, l'uso dell'energia geotermica in agricoltura si riduce al riscaldamento e all'irrigazione di serre, serre, impianti di acquacoltura e idrocoltura. Un approccio simile è utilizzato in diversi stati: Kenya, Israele, Messico, Grecia, Guatemala e Teda.

Le sorgenti sotterranee vengono utilizzate per irrigare i campi, riscaldare il terreno, mantenere una temperatura e un'umidità costanti in una serra o serra.

Industria e servizi abitativi e comunali

Nel novembre 2014 è entrata in funzione in Kenya la più grande centrale geotermica del mondo all'epoca. Il secondo più grande si trova in Islanda: questo è Hellisheidy, che prende calore da fonti vicino al vulcano Hengidl.

Altri paesi che utilizzano l'energia geotermica su scala industriale: USA, Filippine, Russia, Giappone, Costa Rica, Turchia, Nuova Zelanda, ecc.

Esistono quattro schemi principali per la generazione di energia in GeoTPP:

  • diretto, quando il vapore viene inviato attraverso tubazioni a turbine collegate a generatori elettrici;
  • indiretto, simile al precedente in tutto, tranne che prima di entrare nei tubi, il vapore viene ripulito dai gas;
  • binario - non si usa acqua o vapore come calore di lavoro, ma un altro liquido con un basso punto di ebollizione;
  • misto - simile a una linea retta, ma dopo la condensazione i gas non disciolti vengono rimossi dall'acqua.

Nel 2009, un team di ricercatori alla ricerca di risorse geotermiche sfruttabili ha raggiunto il magma fuso a una profondità di soli 2,1 km. Un tale colpo di magma è molto raro, questo è solo il secondo caso noto (il precedente si è verificato alle Hawaii nel 2007).

Sebbene il tubo collegato al magma non sia mai stato collegato alla vicina centrale geotermica di Krafla, gli scienziati hanno ottenuto risultati molto promettenti. Finora tutte le stazioni operative prelevavano calore indirettamente, dalle rocce terrose o dalle falde acquifere.

Settore privato

Uno dei settori più promettenti è il settore privato, per il quale la geotermia rappresenta una vera alternativa al riscaldamento autonomo a gas. L'ostacolo più serio qui è il funzionamento relativamente economico dell'elevato costo iniziale dell'attrezzatura, che è molto più alto del prezzo dell'installazione di un sistema di riscaldamento "tradizionale".

MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe offrono i loro sviluppi per il settore privato.

Paesi che sfruttano il calore del pianeta

Il leader indiscusso nell'uso delle georisorse sono gli Stati Uniti: nel 2012 la produzione di energia in questo Paese ha raggiunto i 16.792 milioni di megawattora. Nello stesso anno, la capacità totale di tutte le stazioni geotermiche negli Stati Uniti ha raggiunto 3386 MW.

Le centrali geotermiche negli Stati Uniti si trovano negli stati di California, Nevada, Utah, Hawaii, Oregon, Idaho, New Mexico, Alaska e Wyoming. Il più grande gruppo di fabbriche si chiama "Geyser" e si trova vicino a San Francisco.

Oltre agli Stati Uniti, la top ten (a partire dal 2013) comprende anche Filippine, Indonesia, Italia, Nuova Zelanda, Messico, Islanda, Giappone, Kenya e Turchia. Allo stesso tempo, in Islanda, le fonti di energia geotermica forniscono il 30% della domanda totale del paese, nelle Filippine - 27% e negli Stati Uniti - meno dell'1%.

Risorse potenziali

Le stazioni di lavoro sono solo l'inizio, il settore sta appena iniziando a svilupparsi. La ricerca in questa direzione è in corso: più di 70 paesi stanno esplorando potenziali giacimenti, 60 paesi hanno padroneggiato l'uso industriale di HE.

Le aree sismicamente attive sembrano promettenti (come si può vedere dall'esempio dell'Islanda): lo stato della California negli Stati Uniti, la Nuova Zelanda, il Giappone, i paesi dell'America centrale, le Filippine, l'Islanda, il Costa Rica, la Turchia, il Kenya. Questi paesi hanno depositi inesplorati potenzialmente redditizi.

In Russia, questi sono il territorio di Stavropol e il Daghestan, l'isola di Sakhalin e le isole Curili, la Kamchatka. In Bielorussia esiste un certo potenziale nel sud del paese, che copre le città di Svetlogorsk, Gomel, Rechitsa, Kalinkovichi e Oktyabrsky.

In Ucraina, le regioni Transcarpazia, Nikolaev, Odessa e Kherson sono promettenti.

Abbastanza promettente è la penisola di Crimea, soprattutto perché la maggior parte dell'energia che consuma viene importata dall'esterno.


Attenzione, solo OGGI!

Le centrali geotermiche (GeoES) sono una sorta di energia alternativa. I GeoPP ricevono energia elettrica da fonti geotermiche dell'interno della Terra: geyser, sorgenti di acqua calda o metano aperte e sotterranee, rocce calde e secche, magma. Poiché l'attività geologica si verifica regolarmente sul pianeta, le fonti geotermiche possono essere considerate condizionatamente inesauribili (rinnovabili). Secondo gli scienziati, l'energia termica della Terra è di 42 trilioni di watt, di cui il 2% (840 miliardi) è contenuta nella crosta terrestre ed è disponibile per l'estrazione, ma questa cifra è sufficiente per fornire alla popolazione della Terra un'energia inesauribile per molti anni.

Le regioni ad attività geotermica si trovano in molte parti del pianeta e le aree ad alta attività geologica (vulcanica, sismica) sono considerate ideali per la costruzione di stazioni. Lo sviluppo più attivo del settore si verifica nei luoghi in cui si accumulano geyser caldi, nonché nelle aree attorno ai bordi delle placche litosferiche a causa dello spessore più piccolo della crosta terrestre.

La perforazione di pozzi viene utilizzata per ottenere calore da fonti sotterranee chiuse. Man mano che il pozzo si approfondisce, la temperatura aumenta di circa 1 grado ogni 36 metri, ma ci sono tassi più elevati. Il calore risultante viene consegnato alla superficie della stazione sotto forma di acqua calda o vapore, possono essere utilizzati sia per l'alimentazione diretta agli impianti di riscaldamento di case e locali, sia per la successiva conversione in energia elettrica della stazione.

A seconda dello stato del mezzo (acqua, vapore), vengono utilizzati tre metodi per generare elettricità: diretta, indiretta e mista. Con vapore diretto viene utilizzato secco, che agisce direttamente sulla turbina del generatore. Con vapore acqueo indiretto, purificato e riscaldato (il più diffuso al momento), ottenuto per evaporazione di acqua pompata da sorgenti sotterranee con temperatura fino a 190 gradi. Come si può vedere dalla figura presentata, il vapore surriscaldato sale attraverso i pozzi di produzione fino allo scambiatore di calore. Trasferisce energia termica a un circuito chiuso di una turbina a vapore. Il vapore ottenuto dall'ebollizione del liquido fa ruotare la turbina, dopodiché condensa nuovamente nello scambiatore di calore, che forma un sistema chiuso e praticamente innocuo per l'atmosfera. La turbina a vapore è collegata a un generatore elettrico, dal quale ricevono elettricità. Nel metodo misto vengono utilizzati liquidi intermedi facilmente effervescenti (freon, ecc.), Che vengono esposti all'acqua bollente proveniente dalle fonti.

Vantaggi delle centrali geotermiche:

1) Le stazioni non richiedono carburante esterno per funzionare;

2) Riserve di energia praticamente inesauribili (se sono soddisfatte le condizioni necessarie);

3) La possibilità di funzionamento automatizzato e autonomo attraverso l'utilizzo di energia elettrica autoprodotta;

4) Economicità relativa della manutenzione delle stazioni;

5) Le stazioni possono essere utilizzate per la dissalazione dell'acqua se si trovano sulla costa dell'oceano o del mare.

Centrali geotermiche - svantaggi:

1) La scelta del luogo di installazione della stazione è spesso complicata da aspetti politici e sociali;

2) La progettazione e realizzazione di un GeoPP può richiedere investimenti molto ingenti;

3) Inquinamento atmosferico da emissioni periodiche attraverso il pozzo di sostanze nocive contenute nella corteccia (le moderne tecnologie consentono di convertire parzialmente tali emissioni in combustibile), ma è molto inferiore rispetto alla produzione di energia elettrica da fonti fossili;

4) Instabilità dei processi geologici naturali e, di conseguenza, arresti periodici delle stazioni.

Prima centrale geotermica

I primi esperimenti di estrazione di energia da fonti geotermiche risalgono all'inizio del '900 (1904, Italia, dove, dopo poco tempo, fu costruita anche la prima centrale geotermica a tutti gli effetti). Attualmente, data la rapida crescita del consumo di elettricità e il rapido esaurimento delle materie prime energetiche tradizionali, questo è uno dei settori energetici più promettenti.

Le più grandi centrali geotermiche

I leader nell'ottenimento di energia geotermica sono ora gli Stati Uniti e le Filippine, dove sono stati costruiti i più grandi GeoPP, che producono più di 300 MW di energia ciascuno, sufficienti per rifornire di energia le grandi città.

Centrali geotermiche in Russia

In Russia l'industria è meno sviluppata, ma anche qui c'è uno sviluppo attivo. Le regioni più promettenti del paese sono le Isole Curili e la Kamchatka. La più grande centrale geotermica del paese è la Mutnovskaya GeoPP nel sud-est della Kamchatka, che produce fino a 50 MW di energia (fino a 80 MW in futuro). Va anche notato Pauzhetskaya (il primo costruito in Russia), Oceanskaya e Mendeleevskaya GeoPP.