28 и 29 октября. Проблемы экологии в контексте цифровой трансформации общества... Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


80 стран мира используют геотермальное тепло

В последние годы в России наблюдается поворот к использованию для производства электро- и теплоэнергии геотермальных источников.

Преимуществом геотермальной энергетики является ее практически полная безопасность для окружающей среды. Количество СО2, выделяемого при производстве 1 кВт электроэнергии из высокотемпературных геотермальных источников, составляет от 13 до 380 г (например, для угля он равен 1042 г на 1 кВт/ч).

Однако тепло Земли очень «рассеянно», и в большинстве районов мира человеком может использоваться с выгодой только очень небольшая часть энергии. Из них пригодные для использования геотермальные ресурсы составляют около 1% общей теплоемкости верхней 10-километровой толщи земной коры, или 137 трлн. т у. т.

 

Источники геотермальной энергии по классификации Международного энергетического агентства делятся на 5 типов:
•    месторождения геотермального сухого пара – сравнительно легко разрабатываются, но довольно редки; тем не менее, половина всех действующих в мире ГеоТЭС использует тепло этих источников;
•    источники влажного пара (смеси горячей воды и пара) – встречаются чаще, но при их освоении приходится решать вопросы предотвращения коррозии оборудования ГеоТЭС и загрязнения окружающей среды (удаление конденсата из-за высокой степени его засоленности);
•    месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или пар и воду) – представляют собой так называемые геотермальные резервуары, которые образуются в результате наполнения подземных полостей водой атмосферных осадков, нагреваемой близко лежащей магмой;
•    сухие горячие скальные породы, разогретые магмой (на глубине 2 км и более) – их запасы энергии наиболее велики;
•    магма, представляющая собой нагретые до 1300 °С расплавленные горные породы.

 

Опыт, накопленный различными странами (в том числе и Россией), относится в основном к использованию природного пара и термальных вод, которые остаются пока наиболее реальной базой геотермальной энергетики. Однако ее крупномасштабное развитие в будущем возможно лишь при освоении петрогеотермальных ресурсов, т. е. тепловой энергии горячих горных пород, температура которых на глубине 3. . .5 км обычно превышает 100 °С.

Геотермальное тепло можно утилизировать либо «непосредственно», либо преобразовывать его в электричество (посредством ГеоЭС), если температура теплоносителя достигает более 150 °С.

Геотермальная электростанция (ГеоЭС) — вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников.
Существует несколько способов получения энергии на ГеоТЭС:
•    прямая схема: пар направляется по трубам в турбины, соединённые с электрогенераторами;
•    непрямая схема: аналогична прямой схеме, но перед попаданием в трубы пар очищают от газов, вызывающих разрушение труб;
•    смешанная схема: аналогична прямой схеме, но после конденсации из воды удаляют не растворившиеся в ней газы.

Сегодня уже в 80 стран мира в той или иной степени используется геотермальное тепло. В большей части из них, а именно в 70 странах, утилизация этого вида природного тепла достигла уровня строительства теплиц, бассейнов, использования в лечебных целях и т.д. А ГеоТЭС имеются примерно в 25 странах. Потенциал геотермальной энергетики в мире рассмотрен на рисунке.

 

80 стран мира используют геотермальное тепло

 

Сегодня ГеоТЭС производят около 54613 ГВт/ч в год. Современные объемы электроэнергии, получаемой благодаря этой технологии, достаточны для удовлетворения потребностей в электроэнергии 60 млн. человек, т. е. 1% населения планеты. Суммарная мощность существующих геотермальных систем теплоснабжения оценивается в 75900 ГВт / ч.

Россия не входит даже в первую десятку производителей электрической и тепловой энергии из геотермальных источников, и это несмотря на то, что запасы геотермальной энергии в России огромны и, по оценкам экспертов, в 10-15 раз превышают запасы органического топлива в стране. Одновременно, основные геотермальные источники в России расположены экономически невыгодно:  Камчатка, Сахалин и Курильские острова отличаются слабой инфраструктурой, высокой сейсмичностью, малонаселенностью, сложным рельефом местности.

С экономической точки зрения в нашей стране наиболее интересными являются геотермальные ресурсы Краснодарского и Ставропольского краев, Калининградской области, где имеются запасы горячей воды с температурой до 1100Со. Запасы геотермального тепла имеются и на Чукотке, часть из них уже открыта и может активно использоваться для энергообеспечения близлежащих городов и поселков. На Северном Кавказе хорошо изучены геотермальные месторождения с температурой в резервуаре от 70 до 1800Со, которые находятся на глубине от 300 до 5000 м. Здесь уже в течение длительного времени используют геотермальные ресурсы для теплоснабжения и горячего водоснабжения в сельском хозяйстве, промышленности и в быту. Приморье, Прибайкалье, Западно-Сибирский регион также располагают запасами геотермального тепла, пригодного для широкомасштабного применения в промышленности и сельском хозяйстве и, конечно, для теплоснабжения городов и поселков.

По мнению экспертов, в последние годы в России наблюдается поворот к использованию геотермальных источников в энергетической отрасли. Вместе с тем, рассматривая текущее и перспективное производство электроэнергии на основе возобновляемых источников, следует отметить, что геотермальная энергия к началу века от общего количества вырабатываемой электроэнергии не превосходила 0.15 % и лишь к 2010 г. хотя и увеличится на треть, но не превысит 0.2 % с общей выработкой на уровне 7 ТВт/ч.


Подготовлено по материалам отчета  Research.Techart www.reserarch-techart.ru.

energyland.info