Геотермальная энергия сегодня

Февраль 16, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

Геотермальная энергия – энергия тепла, выделяющегося из глубинных зон Земли в течение миллионов лет. По результатам геологических и геофизических экспериментов, температура в ядре нашей планеты достигает 3000-6000°С и постепенно снижается в направлении от центра Земли к ее поверхности. Перемещение блоков земной коры, извержения тысяч вулканов, землетрясения демонстрируют действие мощной внутренней энергии планеты. Ученые утверждают, что тепловое поле Земли обеспечивается радиоактивным распадом и гравитационной сепарацией вещества ядра в ее недрах.

Геотермальная энергия сегодня

Основными ресурсами для разогрева недр планеты являются торий, уран и радиоактивный калий. Радиоактивный распад на всех континентах в основном происходит в гранитном слое земной коры, расположенном на глубине 20-30 км, а также в океанах – в верхней мантии. Есть предположение, что в подошве земной коры на расстоянии 10-15 км вглубь вероятные температурные значения на континентах приближаются к 600-800°С, а в океанах – к 150-200°С.

Человек может применять геотермальную энергию лишь там, где она себя проявляет рядом с поверхностью Земли, т.е. в районах, характеризующихся сейсмической и вулканической активностью. Сегодня геотермальную энергию успешно используют следующие страны: США, Исландия, Италия, Япония, Мексика, Россия, Новая Зеландия, Сальвадор, Венгрия, Филиппины. Внутреннее тепло здесь поднимается к поверхности в качестве горячего пара или воды с температурой до 300°С, которые очень часто вырываются из под земли в виде фонтанов (гейзеров), например, известные гейзеры Йеллоустонского парка в США, гейзеры Исландии, Камчатки.

Геотермальные источники энергии делятся на горячий влажный пар, горячий сухой пар и горячую воду. Например, скважину, являющуюся важным источником получения энергии для функционирования электрической железной дороги в Италии (около г. Лардерелло), с 1904 года питает сухой горячий пар. Еще два популярных в мире места с горячим сухим паром – поле Мацукава в Японии и гейзеры вблизи Сан-Франциско, где также эффективно применяется геотермальная энергия. Самое большое количество горячего влажного пара зафиксировано в Новой Зеландии (Вайракей), поля геотермальных источников чуть меньшей мощности – в Японии, Мексике, России, Никарагуа, Сальвадоре.

В результате выделяется четыре класса ресурсов геотермальной энергии:

- поверхностное тепло земли, используемое тепловыми насосами;

- теплота, находящаяся глубоко под поверхностью земли (иногда без воды);

- энергетические ресурсы теплой и горячей воды, пара у поверхности земли, которые сегодня применяются в генерации электрической энергии;

- энергия магмы и тепло, накапливающееся под вулканами.

Запасы тепла геотермальных источников (~ 8 * 1030Дж) в 35 млрд. раз превосходят ежегодное потребление энергии всем миром. Всего 1% геотермальной энергии земной коры (которая располагается на глубине10 км) может выработать количество энергии, которое превышает в 500 раз все запасы газа и нефти на всей Земле. Но сегодня используется незначительная часть имеющихся ресурсов, что обусловлено в первую очередь экономическими причинами. Освоение геотермальных ресурсов промышленностью началось в 1916 году, когда в Италии впервые запустили в работу первую геотермальную электростанцию мощностью 7,5 МВт. С того времени накоплен большой опыт в области практического применения геотермальных энергетических ресурсов. Суммарная установленная мощность работающих геотермальных электростанций (ГеоТЭС): 1975 год – 1278 МВт, 1990 год – 7300 МВт. Самого большого прогресса в данном вопросе достигли США, Мексика, Япония, Филиппины, Италия.

Технико-экономические характеристики ГеоТЭС изменяются в достаточно широких пределах и зависят от геологических качеств местности (параметров рабочего тепла, глубины залегания, его состава и т.д.). Для большей части ГеоТЭС, введенных в эксплуатацию, себестоимость электрической энергии приближается к себестоимости электроэнергии, которая получается на угольных ТЭС, и составляет 1200-2000 долларов США/кВт.

В Исландии 80% домов жилого типа обогревается за счет горячей воды, полученной из геотермальных скважин, расположенных под городом Рейкьявик. В западной части США геотермальные воды обогревают порядка 180 домов и ферм. Специалисты считают, что в 1993-2000 гг. выработка электроэнергии за счет геотермальной энергии увеличилась более чем в два раза. В США настолько много геотермального тепла, что оно может произвести в 30 раз больше энергии (теоретически), чем сегодня ее потребляет государство.

В будущем возможно применение тепла магмы в районах, где она находится рядом с поверхностью Земли, и сухого тепла разогретых кристаллических пород. В этом случае скважины бурят на несколько километров, вниз закачивают холодную воду, и получают обратно горячую.

Геотермальная энергия – новые технологии

Купание в горячих водах природных источников является одним из древнейших удовольствий, которые доступны человеку. Такой экстремальный источник находится рядом с городом Бепл на Японском острове Кюсю. Его открыли в 8 веке. Сегодня компания, работа которой основана на внедрении экологических видов энергии, собирается применять геотермальную энергию в городе Термо штат Юта.

На долю энергии подземных источников приходится лишь 1% электричества, которое производится в США. Достаточное для этого тепло сосредоточено в сейсмически активных районах, где располагаются спящие и действующие вулканы. Крейг Сигентсон, президент «Рейзерт Технолоджи» из города Фрово штат Юта, утверждает, что технологии будущего несут перемены: «Применяя новейшие технологии и ресурсы, мы сможет вырабатывать около трети электроэнергии, необходимой стране».

Раньше на строительство геотермальной электростанции уходило от 5 до 8 лет, при этом работать станция могла только на самых горячих водах Земли. Сегодня, благодаря современным технологиям, станция в Юте, мощность которой 10 МВатт, может применять более прохладную воду.

- «У нас есть возможность получать электричество из воды, которая немного теплее вашей чашки кофе и это кардинально поменяло всю динамику отрасли применения геотермальной энергии».

По словам Сигентсона у данной технологии есть еще один положительный момент: «Нам не нужно извлекать воду из земли, мы поднимаем ее, пропускаем через нашу систему и закачиваем обратно в землю». Руководители «Рейзерт Технолоджи» говорят, что этот процесс позволит в перспективе расширить использование геотермальной энергии, она станет экономически выгодной. Бенджамин Баркер, вице-президент организации, видит ближайшее будущее таким: «Новые энергетические технологии радикально увеличивают возможности получения электроэнергии. Появляются регионы, где можно применять геотермальную энергию, возрастает ее доля в энергетическом балансе мира, мы уже не зависим от 2-3 геотермальных районов, находящихся вдоль активного геологически тихоокеанского плато».

Геотермальная электростанция фирмы «Рейзерт Технолоджи», находящаяся в штате Юта, имеет 50 энергетических блоков. Ее построили за 1 год, и она уже способна обеспечивать и обеспечивает электричеством в калифорнийском городе Анехайм около15 тысяч домов. Тернет Уинезби, геолог, курирует программы по геотермальной энергии на уровне правительства США, он считает, что за геотермальными станциями, которые используют блоки-генераторы, будущее.

- «Данная технология сама по себе перспективна, так как позволяет расширять электростанцию в ходе производства электроэнергии. Пробурив один генерирующий блок, который сразу начнет производить электричество, вы сразу получаете деньги на завершение проекта».

Геотермальная энергия - один из самых надежных видов возобновляемой энергии. Тепло, которое выделяется из недр земли, доступно всегда: в любое время суток, в любую погоду. США получают и используют геотермальной энергии больше, чем любая другая страна и в перспективе ближайших 10 лет они удвоят или утроят применение данного источника энергии. «Рейзерт Технолоджи» продолжает расширять свои мощности по производству энергии. Только в США компания возводит еще 9 электростанций. В ее планах – строительство таких объектов по всему миру.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий