Геотермальна енергія гідності та недоліки.  Геотермальна електростанція.  Якими бувають геотермальні джерела енергії

Геотермальна енергія гідності та недоліки. Геотермальна електростанція. Якими бувають геотермальні джерела енергії

Стрімке зростання енергоспоживання, обмеженість природних багатств, що не відновлюються, змушують задуматися про використання альтернативних джерел енергії. У цьому відношенні на особливу увагу заслуговує застосування геотермальних ресурсів.

Геотермальні електростанції (ГеоЕС) – споруди отримання електричної енергії з допомогою природного тепла Землі.

Геотермальна енергетика має більш ніж сторічну історію. У липні 1904 року в італійському містечку Лардерелло було проведено перший експеримент, який дозволив отримати електроенергію з геотермальної пари. А за кілька років тут же була запущена перша геотермальна електростанція, яка працює досі.

Перспективні території

Для побудови геотермальних електростанцій ідеальними вважаються райони з геологічною активністю, де природне тепло знаходиться на порівняно невеликій глибині.

Сюди відносяться області, що рясніють гейзерами, відкритими термальними джерелами з водою, розігрітою вулканами. Саме тут геотермальна енергетика розвивається найактивніше.

Проте і сейсмічно неактивних районах є пласти земної кори, температура яких становить понад 100 °З.

На кожні 36 метрів глибини температурний показник зростає на 1 °С. У цьому випадку бурять свердловину та закачують туди воду.

На виході одержують окріп і пар, які можна використовувати як для обігріву приміщень, так і для виробництва електричної енергії.

Територій, де можна у такий спосіб отримувати енергію, багато, тому геотермальні електростанції функціонують повсюдно.

Джерела отримання геотермальної енергії

Видобуток природного тепла може здійснюватися з таких джерел.

Принципи роботи геотермальних електростанцій

Сьогодні застосовується три способи виробництва електрики з використанням геотермальних засобів, що залежать від стану середовища (вода чи пар) та температури породи.

  1. Прямий (використання сухої пари). Пара безпосередньо впливає на турбіну, що живить генератор.
  2. Непрямий (застосування водяної пари). Тут використовується гідротермальний розчин, який закачується у випарник. Отримане при зниженні тиску випаровування призводить до турбіни в дію.
  3. Змішаний або бінарний. У цьому випадку використовується гідротермальна вода та допоміжна рідина з низькою точкою кипіння, наприклад, фреон, який закипає під впливом гарячої води. Пара, що утворилася при цьому, від фреону крутить турбіну, потім конденсується і знову повертається в теплообмінник для нагріву. Утворюється замкнута система (контур), що практично виключає шкідливі викиди в атмосферу.
Перші геотермальні електростанції працювали на сухій парі.

Непрямий спосіб на сьогоднішній день вважається найпоширенішим. Тут використовують підземні води температурою близько 182 °С, які закачуються в генератори, розташовані на поверхні.

Переваги ГеоЕС

  • Запаси геотермальних ресурсів вважаються відновлюваними, практично невичерпними, але за однієї умови: у нагнітальну свердловину не можна закачувати велику кількість води за короткий проміжок часу.
  • Для роботи станції не потрібне зовнішнє паливо.
  • Установка може працювати автономно, на своїй електриці, що виробляється. Зовнішнє джерело енергії необхідне лише для першого запуску насоса.
  • Станція не вимагає додаткових вкладень, за винятком витрат на технічне обслуговування та ремонтні роботи.
  • Геотермальним електричним станціям не потрібні площі санітарних зон.
  • У разі розташування станції на морському або океанічному березі можливе її використання для природного опріснення води. Цей процес може відбуватися безпосередньо в режимі роботи станції – при розігріванні води та охолодженні водяного випаровування.

Недоліки геотермальних установок

  • Великі початкові вкладення у розробку, проектування та будівництво геотермальних станцій.
  • Найчастіше проблеми виникають у виборі відповідного місця для розміщення електростанції та отримання дозволу влади та місцевих жителів.
  • Через робочу свердловину можливі викиди горючих та токсичних газів, мінералів, що містяться у земній корі. Технології на деяких сучасних установках дозволяють збирати ці викиди та переробляти на паливо.
  • Буває, що діюча електростанція зупиняється. Це може статися внаслідок природних процесів у породі або за надмірного закачування води в свердловину.

Найбільші виробники геотермальної енергії

У США та на Філіппінах побудовані найбільші ГеоЕС. Вони є цілі геотермальні комплекси, що з десятків окремих геотермальних станцій.

Найпотужнішим вважається комплекс "Гейзери", розташований у Каліфорнії. Він складається з 22 двох станцій із сумарною потужністю 725 МВт, достатньою для забезпечення багатомільйонного міста.
  • Потужність філіппінської електростанції "Макілінг-Банахау" складає близько 500 МВт.
  • Ще одна філіппінська електростанція під назвою «Тіві» має потужність 330 МВт.
  • «Долина Імперіал» у США – комплекс із десяти геотермальних електростанцій із сукупною потужністю 327 МВт.
  • Хронологія розвитку вітчизняної геотермальної енергетики

Російська геотермальна енергетика розпочала свій розвиток з 1954 року, коли було прийнято рішення щодо створення лабораторії з дослідження природних теплових ресурсів на Камчатці.

  1. 1966 - запущена Паужетська геотермальна електростанція з традиційним циклом (суха пара) і потужністю 5 МВт. Через 15 років її потужність було доопрацьовано до 11 МВт.
  2. 1967 року почала функціонувати Паратунська станція з бінарним циклом. До речі, патент на унікальну технологію бінарного циклу, розроблений та запатентований радянськими вченими С. Кутателадзе та Л. Розенфельдом, був куплений багатьма країнами.

Великі рівні видобутку вуглеводневої сировини у 1970-ті роки, критична економічна ситуація у 90-ті роки зупинили розвиток геотермальної енергетики в Росії. Однак зараз інтерес до неї знову з'явився з низки причин:

  • Ціни на нафту та газ на внутрішньому ринку стають близькими до світових.
  • Запаси палива швидко виснажуються.
  • Знов відкриті родовища вуглеводнів на далекосхідному шельфі та узбережжі Арктики нині малорентабельні.

Вам подобаються великі потужні машини? Прочитайте цікаву статтю про .

Якщо вам потрібне обладнання для подрібнення матеріалів - прочитайте цю.

Перспективи освоєння геотермальних ресурсів у Росії

Найбільш перспективними областями Російської Федерації щодо використання теплової енергії для вироблення електрики є Курильські острови та Камчатка.

На Камчатці є такі потенційні геотермальні ресурси з вулканічними запасами парогідротерм та енергетичних термальних вод, які здатні забезпечити потребу краю на 100 років. Багатообіцяючим вважається Мутнівське родовище, відомі запаси якого можуть надати до 300 МВт електрики. Історія освоєння цієї галузі розпочалася з георозвідки, оцінки ресурсів, проектування та будівництва перших камчатських ГеоЕС (Паужетської та Паратунської), а також Верхньо-Мутнівської геотермальної станції потужністю 12 МВт та Мутнівської, що має потужність 50 МВт.

На Курильських островах функціонують дві електростанції, що використовують геотермальну енергію – на острові Кунашир (2,6 МВт) та на острові Ітуруп (6МВт).

У порівнянні з енергетичними ресурсами окремих філіппінських та американських ГеоЕС вітчизняні об'єкти виробництва альтернативної енергії програють значно: їхня сумарна потужність не перевищує і 90 МВт. Але камчатські електростанції, наприклад, забезпечують потреби регіону в електриці на 25%, що у разі непередбачених припинень постачання палива не дозволить мешканцям півострова залишитися без електроенергії.

У Росії є всі можливості розробки геотермальних ресурсів – як петротермальних, і гидрогеотермальных. Однак використовуються вони вкрай мало, а перспективних областей більш ніж достатньо. Крім Курил та Камчатки можливе практичне застосування на Північному Кавказі, Західному Сибіру, ​​Примор'ї, Прибайкаллі, Охотсько-Чукотському вулканічному поясі.

«Атомна енергетика» - Економічне зростання та енергетика Інноваційний сценарій МЕРТ. Атомна енергетика та економічне зростання. Атомна енергетика та інші типи генерації. Джерело: Світовий банк (IFC). Джерело: Генеральна схема розміщення об'єктів електроенергетики до 2020 р. Джерело: Міненерго. Джерело: Дослідження політехнічного університету Томського.

"Атомна небезпека" - Компоненти "аналізу ризику". Зарубіжні підходи до проблеми "ризику". Послання. Елементи "управління ризиком". Аналіз ризику. Загальні закономірності. Компоненти управління ризиком. Поширення у різних галузях науки. Крива Фармера. Поради. Імовірнісний аналіз. Аналіз "вартість-вигода".

"Атомна безпека" - Створення системи стандартів. Висловлювання та відстоювання консолідованої думки членів спільноти. Потужність російських АС. Забезпечення високого рівня ділової репутації. Сприяння наданню кваліфікованих консалтингових та експертних послуг. Члени спілки. Союз Підприємств ПК та ЕБ. Професійна спільнота.

"Об'єкти атомної енергетики" - Атомні електростанції. Хмара. Атомний криголам. Генетичні наслідки радіації. Радіоактивні відходи. Ядерну зброю. Атомна енергетика. Найбільш потужні АЕС. Мирний атом. Атомна енергія. Плюси АЕС. Плюси та мінуси АЕС. Радіоактивність. Шар алюмінію. Наслідки Чорнобильської катастрофи. Хіросіма.

"Атомні електростанції в Росії" - Атомні електростанції (АЕС). Класифікація АЕС на кшталт реакторів. Плавуча атомна електростанція (ПАТЕС). Білібінська атомна тепло-електроцентраль. Одержання електроенергії на АЕС. Географія запланованого розміщення ПАТЕС у Росії. Класифікація АЕС за видом енергії, що відпускається. Проектовані атомні станції.

"Атомна енергія" - Запорізька АЕС. Перспективи атомної енергетики Як відомо, робота атомних електростанцій ґрунтується на розщепленні урану на атоми. Найкраще таке "сміття" перетворювати на скло та кераміку. Радіоактивні відходи утворюються майже всіх стадіях ядерного циклу. Переваги атомної енергетики.

У надрах землі знаходиться великий скарб. Це не золото, не срібло і не коштовне каміння – це величезний запас геотермальної енергії.
Більшість цієї енергії укладено у шарах розплавлених порід, званих магмою. Тепло Землі - справжній скарб, оскільки це чисте джерело енергії, і він має переваги перед енергією нафти, газу та атома.
Глибоко під землею температура сягає сотень і навіть тисяч градусів за Цельсієм. Припускають, що кількість підземного тепла, що виходить щороку на поверхню, у перерахунку на мегават годинник становить 100 мільярдів. Це в багато разів перевищує кількість електроенергії, яка споживається у всьому світі. Яка сила! Проте приборкати її зовсім непросто.

Як дістатися до скарбу
Якась кількість тепла знаходиться у ґрунті, навіть недалеко від поверхні Землі. Його можна витягти за допомогою теплових насосів, приєднаних до труб, прокладених під землею. Енергію земних надр можна використовувати як для обігріву будинків взимку, так і для інших цілей. Люди, які мешкають неподалік гарячих джерел або в районах, де відбуваються активні геологічні процеси, знайшли й інші способи застосування тепла Землі. У давнину римляни, наприклад, використовували тепло гарячих джерел для лазень.
Але більша частина тепла зосереджена під земною корою в шарі, що називається мантією. Середня товщина земної кори становить 35 кілометрів і сучасні бурильні технології не дозволяють проникнути на таку глибину. Однак земна кора складається з численних плит, і в деяких місцях, особливо на місці їхнього стику, вона тонша. У цих місцях магма піднімається ближче до Землі і нагріває воду, що потрапила в пласти гірських порід. Ці пласти зазвичай залягають на глибині лише двох-трьох кілометрів від поверхні Землі. За допомогою сучасних бурильних технологій проникнути туди цілком під силу. Енергію геотермальних джерел можна отримати і користуватися.

Енергія на службі у людини
На рівні моря вода перетворюється на пару при температурі 100 градусів за Цельсієм. Але під землею, де тиск набагато вищий, вода залишається в рідкому стані і за вищих температур. Точка кипіння води підвищується до 230, 315 та 600 градусів за Цельсієм на глибині 300, 1525 та 3000 метрів відповідно. Якщо температура води в свердловині вище 175 градусів за Цельсієм, то цю воду можна використовувати для роботи електрогенераторів.
Вода високих температур зазвичай зустрічається в районах недавньої вулканічної активності, наприклад, у Тихоокеанському геосинклінальному поясі - там, на островах Тихого океану, багато діючих, а також згаслих вулканів. Філіппіни знаходяться у цій зоні. І в останні роки ця країна досягла значних успіхів у використанні геотермальних джерел виробництва електроенергії. Філіппіни стали одним із найбільших у світі виробників геотермальної енергії. Понад 20 відсотків усієї електрики, що споживається країною, отримують у такий спосіб.
Щоб більше дізнатися про те, як використовують запаси тепла Землі для виробництва електрики, завітайте до великої геотермальної електростанції Мак-Бан у філіппінській провінції Лагуна. Потужність електростанції складає 426 мегават.

Геотермальна електростанція
Дорога веде до геотермального поля. Наближаючись до станції, потрапляєте в ціле царство великих труб, якими пара з геотермальних колодязів надходить до генератора. Пара трубами йде і з розташованих неподалік пагорбів. Через певні проміжки величезні труби зігнуті спеціальні петлі, що дозволяють їм розширюватися і стискатися при нагріванні і охолодженні.
Поруч із цим місцем знаходиться офіс компанії "Philippine Geothermal, Inc.". Неподалік офісу знаходиться кілька експлуатаційних свердловин. На станції використовується той самий метод буріння, що й при нафтовидобуванні. Різниця лише в тому, що ці свердловини більші в діаметрі. Колодязі стають трубопроводами, через які гаряча вода та пара під тиском піднімаються до поверхні. Саме така суміш надходить на електростанцію. Ось два колодязі, розташовані дуже близько. Вони зближуються лише біля поверхні. Під землею один із них йде вертикально вниз, а інший направляють співробітники станції на власний розсуд. Так як земля дорога, то таке розташування дуже вигідне - буря криниці близько один до одного, економляться кошти.
На цьому майданчику застосовується "технологія миттєвого випаровування". Глибина найглибшої криниці тут 3 700 метрів. Гаряча вода перебуває під високим тиском глибоко під землею. Але коли вода піднімається до поверхні, тиск падає, і більшість води миттєво перетворюється на пару, звідси й назву.
По трубопроводу вода надходить у сепаратор. Тут пара відокремлюється від гарячої води чи геотермального розсолу. Але і після цього пара ще не готова для вступу в електрогенератор - краплі води залишаються в потоці пари. У цих краплях є частинки речовин, які можуть потрапити в турбіну та пошкодити її. Тому після сепаратора пара потрапляє у газоочисник. Тут пара очищається від цих частинок.
По великих трубах, покритих ізоляцією, очищена пара надходить на електростанцію, розташовану приблизно за кілометр звідси. Перш ніж пара потрапляє в турбіну і приводить в рух генератор, його пропускають ще через один газоочисник, щоб видалити конденсат, що утворився.
Якщо піднятися на вершину пагорба, то погляду відкриється весь геотермальний майданчик.
Загальна площа цієї ділянки близько семи квадратних кілометрів. Тут знаходяться 102 колодязі, з них 63 - експлуатаційні свердловини. Багато інших використовуються, щоб закачувати воду назад у надра. Щогодини переробляється така величезна кількість гарячої води та пари, що необхідно повертати відокремлену воду назад у надра, щоб не завдавати шкоди навколишньому середовищу. Також цей процес допомагає відновленню геотермального поля.
Як геотермальна електростанція впливає вигляд території? Найбільше про неї нагадує пара, яка виходить із парових турбін. Навколо електростанції ростуть кокосові пальми та інші дерева. У долині, розташованій біля підніжжя пагорба, збудовано багато житлових будинків. Отже, при правильному використанні геотермальна енергія може служити людям, не завдаючи шкоди довкіллю.
На даній електростанції для виробництва електроенергії використовують лише високотемпературну пару. Однак нещодавно спробували отримувати енергію за допомогою рідини, температура якої нижче 200 градусів за Цельсієм. І в результаті виникла геотермальна електростанція з подвійним циклом. У ході роботи гаряча пароводяна суміш використовується для перетворення на газоподібний стан робочої рідини, яка, у свою чергу, приводить в рух турбіну.

Плюси і мінуси
Використання геотермальної енергії має багато плюсів. Країни, де вона застосовується, менше залежить від нафти. Кожні десять мегават електроенергії, що отримуються на геотермальних електростанціях щорічно, допомагають економити 140000 барелів сирої нафти на рік. До того ж геотермальні ресурси величезні, і небезпека їх виснаження набагато нижче, ніж у багатьох інших енергетичними ресурсами. Використання геотермальної енергії вирішує проблему забруднення довкілля. До того ж, її собівартість досить низька в порівнянні з багатьма іншими видами енергії.
Є кілька мінусів екологічного характеру. У геотермальній парі зазвичай міститься сірководень, який у великих кількостях отруйний, а в невеликих – неприємний через запах сірки. Однак системи, що видаляють цей газ, ефективніші і дієвіші, ніж системи зниження токсичності вихлопу на електростанціях, що працюють на викопному паливі. Крім того, частки в пароводяному потоці іноді містять невелику кількість миш'яку та інших отруйних речовин. Але при закачуванні відходів у землю небезпека зводиться до мінімуму. Занепокоєння може викликати можливість забруднення грунтових вод. Щоб цього не сталося, геотермальні колодязі, пробурені на велику глибину, повинні бути "одягнуті" в каркас зі сталі та цементу.

Серед альтернативних джерел геотермальна енергія займає значне місце - її так чи інакше використовують приблизно у 80 країнах світу. У більшості випадків це відбувається на рівні будівництва теплиць, басейнів, застосування як лікувальний засіб або опалення.

У кількох країнах - у тому числі США, Ісландії, Італії, Японії та інших - побудовані та працюють електростанції.

Геотермальна енергія в цілому підрозділяється на два різновиди - петротермальну та гідротермальну. Перший тип використовує як джерело гарячі гірські породи. Другий – підземні води.

Якщо звести всі дані на тему в одну діаграму, виявиться, що в 99% випадків використовується тепло порід, і лише в 1% геотермальна енергія витягується з підземних вод.

Петротермальна енергетика

На даний момент у світі досить широко використовується тепло земних надр, причому переважно це енергія неглибоких свердловин – до 1 км. З метою забезпечення електроенергією, теплом або ГВП встановлюються свердловинні теплообмінники, що працюють на рідинах з низькою температурою кипіння (наприклад, на фреоні).

Наразі використання свердловинного теплообмінника є найбільш раціональним способом видобутку тепла. Виглядає так: теплоносій циркулює в замкнутому контурі. Нагрітий піднімається концентрично опущеною трубою, віддаючи своє тепло, після чого, охолоджений, за допомогою насоса подається в обсадну.

В основі використання енергії земних надр лежить природне явище – у міру наближення до ядра Землі зростає температура земної кори та мантії. На рівні 2-3 км від поверхні планети вона сягає понад 100 °С, у середньому збільшуючись з кожним наступним кілометром на 20 °С. На глибині 100 км температура досягає вже 1300-1500 ordm-С.

Гідротермальна енергетика

Вода, що циркулює на високих глибинах, нагрівається до значних величин. У сейсмічно активних районах вона піднімається на поверхню по тріщинах у земній корі, у спокійних регіонах її можна вивести за допомогою свердловин.

Принцип дії той самий: нагріта вода піднімається по свердловині вгору, віддає тепло, і повертається другою трубою вниз. Цикл практично нескінченний і відновлюємо доти, доки в земних надрах залишається тепло.

У деяких сейсмічно активних регіонах гарячі води лежать так близько до поверхні, що можна спостерігати, як працює геотермальна енергія. Фото околиць вулкана Крафла (Ісландія) демонструє гейзери, які передають пару для ГеоТЕС, що діє там.

Основні риси геотермальної енергетики

Увага до альтернативних джерел зумовлена ​​тим, що запаси нафти та газу на планеті не є нескінченними, і поступово вичерпуються. Крім того, вони є не скрізь і багато країн залежать від поставок з інших регіонів. Серед інших важливих факторів - негативний вплив ядерної та паливної енергетики на місце існування людини і дику природу.

Велика перевага ГЕ - відновлюваність і універсальність: можливість використовувати для водо- і теплопостачання, або для вироблення електроенергії, або для всіх трьох цілей одночасно.

Але головне – це геотермальна енергія, плюси та мінуси якої залежать не так від місцевості, як від гаманця замовника.

Переваги та недоліки ГЕ

Серед переваг цього виду енергії такі:

  • вона відновлювана та практично невичерпна;
  • незалежна від часу доби, сезону, погоди;
  • універсальна - з її допомогою можна забезпечити водо- та теплопостачання, а також електрику;
  • геотермальні джерела енергії не забруднюють довкілля;
  • не викликають;
  • станції не займають багато місця.

Однак є й недоліки:

  • геотермальна енергія не вважається повністю нешкідливою через викиди пари, у складі якої можуть бути сірководень, радон та інші шкідливі домішки;
  • при використанні води з глибоких горизонтів стоїть питання її утилізації після використання – через хімічний склад таку воду потрібно зливати або назад у глибокі шари, або в океан;
  • будівництво станції щодо дорога - це здорожує і вартість енергії в результаті.

Сфера застосування

На сьогоднішній день геотермальні ресурси використовуються в сільському господарстві, садівництві, аква- та термокультурі, промисловості, сфері житлово-комунальних господарств. У кількох країнах побудовано великі комплекси, які забезпечують населення електроенергією. Продовжується розробка нових систем.

Сільське господарство та садівництво

Найчастіше використання геотермальної енергії у сільському господарстві зводиться до обігріву та поливу оранжерей, теплиць, установок аква- та гідрокультури. Подібний підхід застосовується у кількох державах - Кенії, Ізраїлі, Мексиці, Греції, Гватемалі та Теді.

Підземні джерела застосовуються для поливу полів, обігріву ґрунту, підтримки постійної температури та вологості в оранжереї чи теплиці.

Промисловість та ЖКГ

У листопаді 2014 року у Кенії почала працювати найбільша на той час геотермальна електростанція світу. Друга за розмірами знаходиться в Ісландії – це Хеллішейді, що бере тепло від джерел біля вулкану Хенгідль.

Інші країни, що використовують геотермальну енергію у промислових масштабах: США, Філіппіни, Росія, Японія, Коста-Ріка, Туреччина, Нова Зеландія тощо.

Відомі чотири основні схеми добування енергії на ГеоТЕС:

  • пряма, коли пара прямує трубами в турбіни, з'єднані з електрогенераторами;
  • непряма, аналогічна попередньої у всьому, за винятком того, що перед потраплянням у труби пара очищається від газів;
  • бінарна - як робоче тепло використовується не вода або пара, а інша рідина, що має низьку температуру кипіння;
  • змішана - аналогічна прямий, але після конденсації тут видаляють з води гази, що не розчинилися.

У 2009 році група дослідників, яка шукала придатні для використання геотермальні ресурси, досягла розплавленої магми лише на глибині 2,1 км. Подібне попадання в магму – велика рідкість, це лише другий відомий випадок (попередній стався на Гаваях у 2007 році).

Хоча з'єднана з магмою труба жодного разу не підключалася до ГеоТЕС Крафла, що знаходиться неподалік, вчені отримали дуже багатообіцяючі результати. Досі всі працюючі станції брали тепло опосередковано, із земних порід чи з підземних вод.

Приватний сектор

Одна з найперспективніших сфер – приватний сектор, для якого геотермальна енергія – це реальна альтернатива автономному газовому опалюванню. Найсерйозніша перешкода тут – за досить дешевої експлуатації висока початкова вартість обладнання, яка значно вища, ніж ціна установки «традиційного» опалення.

Свої розробки приватного сектора пропонують компанії MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe.

Країни, які використовують тепло планети

Безумовним лідером у використанні георесурсів є США - у 2012 році вироблення енергії в цій країні досягло позначки 16.792 мільйона мегават-годин. У тому ж році сумарна потужність усіх геотермальних станцій на території Штатів досягала 3386 МВт.

ГеоТЕС на території США розташовані в штатах Каліфорнія, Невада, Юта, Гаваї, Орегон, Айдахо, Нью-Мехіко, Аляска та Вайомінг. Найбільша група заводів зветься «Гейзери» і розташована неподалік Сан-Франциско.

Крім Сполучених Штатів, у першій десятці лідерів (станом на 2013 рік) також перебувають Філіппіни, Індонезія, Італія, Нова Зеландія, Мексика, Ісландія, Японія, Кенія та Туреччина. При цьому в Ісландії геотермальні джерела енергії забезпечують 30% всієї потреби країни, на Філіппінах - 27%, а в США - менше 1%.

Потенційні ресурси

Працюючі станції - лише початок, галузь лише починає розвиватися. Дослідження у цьому напрямі тривають постійно: більш ніж у 70 країнах ведеться розвідка потенційних родовищ, у 60 освоєно промислове використання ГЕ.

Перспективними виглядають сейсмічно активні райони (як видно на прикладі Ісландії) - штат Каліфорнія в США, Нова Зеландія, Японія, країни Центральної Америки, Філіппіни, Ісландія, Коста-Ріка, Туреччина, Кенія. Ці країни мають потенційно вигідні не досліджені родовища.

У Росії це Ставропольський край і Дагестан, острів Сахалін та Курильські о-ви, Камчатка. У Білорусі певний потенціал є на півдні країни, охоплюючи міста Світлогорськ, Гомель, Речиця, Калінковичі та Жовтневий.

В Україні є перспективними Закарпатська, Миколаївська, Одеська та Херсонська області.

Досить перспективним є півострів Крим, тим більше, що більшість споживаної ним енергії імпортується ззовні.


Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Геотермальні електростанції (ГеоЕС) – різновид альтернативної енергетики. ГеоЕС отримують електричну енергію рахунок геотермальних джерел надр Землі - гейзерів, відкритих і підземних гарячих джерел води чи метану, теплих сухих порід, магми. Оскільки геологічна активність відбувається на планеті регулярно, геотермальні джерела можна умовно вважати невичерпними (відновлюваними). За підрахунками вчених, теплова енергія Землі становить 42 трильйони Ват, 2% з яких (840 мільярдів) міститься в земній корі і доступна для видобутку, однак і цієї цифри достатньо, щоб забезпечити населення Землі невичерпною енергією на довгі роки.

Регіони з геотермальною активністю є в багатьох частинах планети і ідеальними для побудови станцій вважаються райони з високою геологічною активністю (вулканічною, сейсмічною). Найбільш активний розвиток галузі відбувається у місцях скупчення гарячих гейзерів, а також в областях навколо країв літосферних плит через найменшу товщину земної кори.

Для отримання тепла із закритих підземних джерел використовується буріння свердловин. При поглибленні свердловини температура підвищується приблизно на 1 градус кожні 36 метрів, але є й вищі показники. Отримане тепло доставляється на поверхню станції у вигляді гарячої води або пари, можуть застосовуватися як для прямої подачі на опалювальні системи будинків і приміщень, так і для подальшого перетворення в електроенергію на станції.

Залежно стану середовища (вода, пара) використовується три способи отримання електроенергії - прямий, непрямий і змішаний. При прямому використовується суха пара, що впливає на турбіну генератора безпосередньо. При непрямому використовується (найпопулярніший в даний час) очищена і нагріта водяна пара, що отримується випаром води, що закачується з підземних джерел температурою до 190 градусів. Як видно з представленого малюнка - перегріта пара по видобувних свердловинах піднімається до теплообмінника. У ньому відбувається передача теплової енергії закритий контур парової турбіни. Отримана від закипання рідини пара обертає турбіну, після чого знову конденсується в теплообміннику, що утворює замкнуту і практично нешкідливу для атмосфери систему. Парова турбіна з'єднана з електрогенератором, з якого отримують електроенергію. При змішаному способі застосовують проміжні рідини, що легко закипають (фреон та ін), на які впливають киплячою водою з джерел.

Переваги геотермальних електростанцій:

1) Станції не вимагають зовнішнього палива для роботи;

2) Практично невичерпні запаси енергії (якщо дотримуватись необхідних умов);

3) Можливість автоматизованої та автономної роботи за рахунок використання власне виробленої електрики;

4) Відносна дешевизна обслуговування станцій;

5) Станції можна використовувати для опріснення води при розташуванні на узбережжі океану чи моря.

Геотермальні електростанції - недоліки:

1) Вибір місця встановлення станції часто утруднений політичними та соціальними аспектами;

2) Проектування та будівництво ГеоЕС може вимагати дуже великих вкладень;

3) Забруднення атмосфери періодичними викидами через свердловину шкідливі речовини, що містяться в корі (сучасні технології дозволяють частково перетворювати ці викиди в паливо), проте воно значно нижче, ніж при виробництві електроенергії з викопних джерел;

4) Нестабільність природних геологічних процесів та, як наслідок, періодична зупинка роботи станцій.

Перша геотермальна електростанція

Перші експерименти зі здобиччю енергії з геотермальних джерел відносяться до початку 20 століття (1904 рік, Італія, де через невеликий час була також побудована перша повноцінна геотермальна електростанція). В даний час, з урахуванням швидкого зростання споживання електрики та швидкого вичерпання запасів традиційної енергетичної сировини, це одна з найперспективніших галузей енергетики.

Найбільші геотермальні електростанції

Лідерами отримання геотермальної енергії зараз є США та Філіппіни, де побудовано найбільші ГеоЕС, що виробляють понад 300 МВт енергії кожна, що достатньо для енергопостачання великих міст.

Геотермальні електростанції у Росії

У Росії її галузь розвинена менше, а й тут йде активний розвиток. Найперспективнішими регіонами країни є Курильські острови та Камчатка. Найбільша геотермальна електростанція країни – Мутнівська ГеоЕС на південному сході Камчатки, що виробляє до 50 МВт енергії (у перспективі – до 80 МВт). Також слід зазначити Паужетську (першу, побудовану в Росії), Океанську та Менделєєвську ГеоЕС.