Геотермальные источники энергии, обогрев загородного дома, обогрев коттеджей

Монтаж котельной без учета бурильных работ

 100 000 р.

Каждый человек мечтает экономить денежные средства, не ущемляя себя при этом в возможности полноценно использовать все ресурсы Умного Дома в полном объеме. Обогрев коттеджа или загородного дома, нагревание воды и теплого пола, отапливание бани и сауны – все это возможно осуществить благодаря установке отопления от геотермального источника энергии.

Суть этой технологии заключается в том, что вода, которая течет на достаточно большой глубине, обычно прогрета до 80°C. С помощью геотермального насоса горячая вода может быть доставлена в отопительную систему дома.

Такой метод обогрева помещения имеет очень много преимуществ. Среди них:

— возможность иметь постоянный источник тепла;

— полная автономность дома и независимость от внешних коммуникаций;

— бесплатное пользование геотермальным источником энергии;

— экологичность;

— снижение оплаты коммунальных услуг.

Как работает геотермальное отопление

Геотермальное отопление работает на основе природных источников тепла. Принцип функционирования системы можно сравнить с работой холодильных установок. Различие заключается лишь в том, что рефрижератор холодильника при переработке энергии охлаждает воздух, а вот геотермальный насос генерирует энергию тепла. Он может нормально функционировать даже при сильном морозе.

При работе теплового насоса при помощи компрессора осуществляется сжатие фреона и его нагрев до 70 – 80 °C. В теплообменнике вода нагревается, чтобы отапливать помещения дома. Затем фреон проходит сквозь испаритель, расширяется и охлаждается. После этого цикл повторяется сначала.

Фреон можно успешно прогреть даже самой лютой зимой. Например, когда температура на улице составляет 30 градусов ниже нуля, в земле на глубине 30 метров она держится на отметке, примерно, 10 градусов тепла по Цельсию постоянно. Такой температуры вполне достаточно для прогревания фреона. Геотермальный насос просто прогонит холодную воду по земляному контуру и вернет в дом теплую воду.

Нужно отметить, что зимой система геотермального отопления нагревает воздух. Летом она способна охлаждать его, подобно кондиционеру. Благодаря этой особенности в доме всегда обеспечивается наиболее комфортный тепловой режим.

Системы геотермального отопления функционируют по одному и тому же принципу, независимо от производителя. Различные геотермальные насосы отличаются друг от друга по виду и дизайну, но у них одинаковый коэффициент производства тепла.

Виды источников геотермальной энергии

1. Самый экономичный вид геотермальных установок возможен при наличии около дома небольшого водоема глубиной 2,5 – 3 м и площадью не менее 200 м2. Он называется водоемный контур. Технология подразумевает укладку спиралей труб на дно.
2. Второй вид геотермального источника энергии называется вертикальный контур. Ему не нужна большая площадь, но для установки нужно пробурить глубокую скважину (максимум 200 метров, минимум 40). Можно также пробурить несколько менее глубоких скважин. Такой метод обойдется дороже, чем первый, но он очень удобен при ограниченной площади участка.

Единственным недостатком такой системы отопления является ее дороговизна на начальном этапе. Чтобы пробурить очень глубокую скважину (порядка 40 метров) и установить насосное оборудование, придется вложить некоторые денежные средства. Зато на протяжении всего срока использования данной скважины Вы будете только подсчитывать сэкономленные на оплате коммунальных платежей деньги, и радоваться автономной и компактной установке во дворе.

Управлять такой системой отопления очень легко с помощью интеллектуальной системы «Умный дом», которая будет следить за температурой поступающей воды, а также обеспечивать комфорт в доме.

Монтаж котельной без учета бурильных работ

 100 000 р.

Источники геотермальной энергии: ресурсы земли и воды

Геотермальная энергетика — откуда берется энергия?

Основные источники энергии, используемые сегодня, полностью обеспечивают все текущие потребности населения. Однако, согласно расчетам ученых, уже через 20 лет человечество начнет ощущать нехватку энергии. Это произойдет из-за постоянно возрастающих потребностей населения и, в особенности, промышленных предприятий. К тому времени заметно истощатся такие источники, как угольные нефтяные и газовые месторождения, а гидроэнергетические сооружения уже сегодня значительно изношены и нуждаются в поддержке со стороны.

Ученые видят выход в использовании альтернативных (солнечная и ветровая энергетика) или возобновляемых видов энергии (ВИЭ), одной из разновидностей которых является геотермальная энергетика.

Согласно результатов исследований, температура земного ядра составляет около 6000°С. По мере приближения к земной коре она понемногу снижается. Скорость охлаждения земного ядра составляет около 400°С за миллиард лет, что позволяет не беспокоиться о том, что источник иссякнет. Причиной такого нагрева считается постоянная реакция радиоактивного распада элементов, составляющих значительную часть земного ядра урана, тория, радиоактивного калия.

Использование этого тепла человеком пока значительно ограничено, поскольку технологические возможности низки и не позволяют получать энергию в любой географической точке. На сегодня используются только термоаномальные зоны, где имеются точки выхода на поверхность горячих пород или водных источников.

Различают следующие типы источников тепловой энергии:

• поверхностные, находящиеся на глубинах нескольких десятков метров
• подземные гидротермальные резервуары
• парогидротермальные участки
• петротермальные системы, обладающие «сухим» теплом горных пород
• магматические участки, где к поверхности подходят расплавленные горные массивы

Основными типами геотермальных источников являются участки с теплоносителями (вода или пар) и с сухими нагретыми горными породами. Рассмотрим их внимательнее.

Петротермальная энергетика

Петротермальная энергетика основана на получении энергии с помощью подземного тепла, полученного от горячих горных пород. Технологически это направление еще не отработано, поскольку для получения энергии требуется иметь доступ к нагретым горным породам, а они даже в регионах с повышенным температурным градиентом залегают на глубине около 2 км от поверхности. Поэтому на сегодня используются только близкие к поверхности, по сути — аномальные участки земной коры с выходом на поверхность горячих массивов.

При появлении технологической возможности бурить на глубины 8-10 км, сооружать геотермальные электростанции (ГеоТЭС) будет можно в любой точке, где это необходимо.

Получение электроэнергии планируется путем закачки в подземные полости воды, превращающейся в перегретый пар. Он выводится под давлением на поверхность, где подключается к турбинным установкам, производящим электроэнергию. Сложность заключается в необходимости большой площади контакта, чтобы получать достаточные мощности. Предполагается использование подземных разломов, систем трещин и прочих полостей с высокими температурами.

Гидротермальная энергетика

Это направление активно используется уже сегодня. Страны, имеющие на своей территории участки с богатыми горячими источниками, используют их для обогрева жилья и получения электроэнергии.

Наиболее заметными пользователями в этом направлении являются:

• Исландия
• Новая Зеландия
• США
• Мексика
• Япония
• Италия
• Сальвадор

В зависимости от характера источников, температуры и мощности подземных процессов, устанавливаются электростанции, производится подключение городских отопительных сетей к подземным резервуарам с горячей водой, находящейся под давлением. Температура пара, пригодного для выработки электроэнергии в промышленных масштабах, должна составлять как минимум 200°С, что возможно не везде. Практически, все существующие ныне электростанции, использующие геотермальную энергию, являются особенными, работающими в отдельных уникальных условиях.

Принципы работы геотермальных электростанций

Геотермальные электростанции используют либо горячие горные породы для нагрева закачиваемой в подземные полости воды, либо естественные горячие источники, уже существующие в толще земли. Перегретый пар, образующийся в результате геотермальных процессов, выводится на поверхность земли и задействует лопатки турбин паровых электрогенераторов.

Изложенный принцип верно отражает схему, но на практике все обстоит намного сложнее. Во-первых, состав пара, выводимого из подземных емкостей, сложен и насыщен агрессивными и ядовитыми газами и соединениями. Во-вторых, количество выводимого носителя должно пополняться закачкой свежих объемов, иначе будет нарушен гидродинамический баланс, отчего функционирование источника может быть нарушено или вовсе прекратится.

В зависимости от типа источника существуют следующие типы ГеоТЭС:

• сооружения, установленные на природных источниках горячего пара или воды (парогидротермах)
• двухконтурные ГеоТЭС, использующие горячий водяной пар из источника и вторичный пар, полученный от подведенной и нагретой воды
• двухконтурные ГеоТЭС, использующие перегретую воду естественного происхождения

Конструкция каждой конкретной установки специализирована под местные условия, температуры и состав воды или пара. В большинстве случаев используются теплообменники, забирающие тепло у выведенного из подземных полостей носителя, который после этого закачивается обратно. Используются различные циклы очистки пара от ядовитых или агрессивных примесей, сернистых соединений, сероводорода и других веществ.

Достоинства ГеоТЭС

К достоинствам гидротермальных электростанций можно отнести:

• источник энергии практически неисчерпаем
• не используются углеводородные источники энергии
• сооружение ГеоТЭС не меняет природный ландшафт, не требует использования больших площадей поверхности земли
• необходимость во внешнем источнике энергии присутствует только на момент запуска оборудования. Как только станция дает первый ток, она обеспечивает свою работу самостоятельно
  никаких вложений, кроме первоначальных расходов на строительство, не имеется. Требуются лишь обслуживание и ремонт оборудования по необходимости
• существуют возможности дополнительного использования оборудования станции (например, в качестве опреснителей воды)
• экологическая чистота, отсутствие опасности заражения или загрязнения местности (этот пункт действует с определенными оговорками)

Недостатки

• привязка станции к точке выхода на поверхность горячих источников, иногда находящихся в удаленных районах
• эксплуатация ГеоТЭС способствует изменениям в ходе естественных природных процессов, в результате чего появляется опасность их прекращения
• скважины или иные точки выхода могут стать источниками выбросов вредных или агрессивных летучих соединений
• расходы на постройку станции достаточно велики, что способствует возрастанию стоимости энергии для конечного пользователя

Основная причина наличия указанных недостатков — неустойчивость естественных процессов для промышленного использования. Любое вмешательство способно нарушить хрупкое равновесие, а в гидродинамических системах опасность возрастает из-за появления возможности образования карстовых полостей. Эксплуатация ГеоТЭС требует аккуратного и бережного отношения к природным системам, возобновления объемов воды и прочих профилактических мероприятий.

Сферы применения

Геотермальная энергия на сегодняшний день не имеет преобладающего значения, но используется вполне активно. В регионах, где это возможно, создаются ГеоТЭС, станции обогрева жилья или производственных зданий и помещений. Рассмотрим наиболее популярные сферы использования геотермальной энергии:

Сельское хозяйство и садоводство

Доступ к нагретой воде или пару позволяет применять их в сельскохозяйственных или садоводческих комплексах и хозяйствах. Производится обогрев и полив растений, сельскохозяйственных культур в теплицах, оранжереях. Возможен обогрев сельскохозяйственных комплексов по содержанию и разведению животных, птицы. Возможности данного направления во многом зависят от характеристик источника, его специфических параметров и состава воды. Активное использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве наблюдается в Израиле, Мексике, Кении, Греции Гватемале.

Промышленность и ЖКХ

Для использования геотермальной энергии промышленность и сфера ЖКХ являются наиболее удобными потребителями. Они нуждаются в стабильном и устойчивом источнике энергии, не зависящем от времени суток или других внешних проявлений. Добыча электроэнергии с помощью ГеоТЭС в промышленных масштабах производится в США, России, Новой Зеландии, Филиппинах, Исландии и других странах.

Постоянно происходит ввод в строй новых мощностей. Так, в 2014 году в Кении запущена самая мощная на тот момент ГеоТЭС. В Исландии находится вторая по величине станция — Хеллишейди. Кроме электроэнергии, используется обогрев жилья нагретыми подземными водами. В той же Исландии таким образом обогревается около 80% жилья и общественных зданий.

Геотермальные системы отопления для дома

Геотермальная энергия может быть использована как централизованным, так и частным порядком. Существуют геотермальные системы отопления для частных домов, действующие автономно и не использующие носители из централизованных сетей.

Используется принцип кондиционера, работающего в режиме обогрева. Отличие в том, что кондиционер прекращает нагрев при температуре наружного воздуха около -5°С, а для геотермальных установок такого ограничения не существует. Под землей устанавливаются коллекторы, в которых циркулирует антифриз. Он поглощает тепловую энергию и возвращается в жилое помещение нагретым, где через теплообменник греет теплоноситель системы отопления. Возможности этого способа обогрева велики, а расходы идут только на первичный монтаж установки и оплату электроэнергии для циркуляционного оборудования.

Крупнейшие производители геотермальной энергии

Самым крупным производителем геотермальной энергии в мире по праву считается Исландия. Ее доля в общем количестве составляет около 30%, что значительно превышает объемы выработки других государств.

На втором месте находятся Филиппины, где производят 27% от общего количества. Сальвадор и Коста-Рика вырабатывают по 14%, Кения дает 11,2%, а Никарагуа — 10% геотермальной энергии. Заметный вклад привносят Индонезия и Мексика — соответственно 3,7% и 3%.

Эти государства лидируют в производстве геотермальной энергии, что обусловлено наличием у них богатых и мощных источников, обилием вулканических проявлений или подземных гидротермальных источников. Примечательно, что существуют регионы, имеющие большой потенциал в отношении гидротермальных ресурсов, но практически не использующие их из-за достаточного количества других источников энергии.

Перспективы освоения геотермальных ресурсов в России

Энергоизбыточность России, основанная на обилии гидроэнергетических сооружений, понемногу снижается. Если не принимать серьезные меры уже сегодня, может наступить момент, когда объемы выработки энергии снизятся до критических величин. Возможности использования геотермальной энергии в России невелики, поскольку наличие горячих источников и их мощность не позволяют делать основную ставку на этот вид энергии. Тем не менее, в регионах, обладающих такими возможностями, использование геотермальной энергетики является одним из приоритетных направлений.

Ведутся серьезные исследования состояния источников, их объемы, рассматриваются перспективы и возможные последствия от работы геотермальных электростанций. На сегодня существующие геотермальные станции сосредоточены, в основном, на Камчатке и Сахалине, но, с развитием технологий, количество и мощность российских ГеоТЭС будут существенно увеличены.

Рекомендуемые товары

Геотермальная электростанция | Ассоциация «НП Совет рынка»

Полезные разделы

Геотермальная электростанция

Геотермальная электростанция

Геотермальная электростанция — это особый тип электростанции, которая преобразует внутреннее тепло Земли в электрическую энергию.

В настоящее время, геотермальная энергия является наименее используемой во всем мире. Однако ожидается, что подобное положение вещей в самом скором времени изменится. Нарастающий дефицит органических видов топлива, постоянное увеличение стоимости нефти, и, как следствие, продуктов её переработки, заставляют современный мир обращать все большее внимание на альтернативные источники энергии. В настоящее время геотермальная энергия уже используется в ряде стран, в том числе и в России.  Геотермальная энергия  — это самый большой энергетический запас на планете, которым располагает человечество. А наряду с её экологической безопасностью, разработка и строительство геотермальных электростанций становится все более актуальным. Схема работы геотермальной электростанции достаточно проста. Вода, через специально пробуренные отверстия, закачивается глубоко под землю, в те слои земной коры, которые естественным образом довольно сильно нагреты. Просачиваясь в трещины и полости горячего гранита, вода нагревается, вплоть до образования водяного пара, и по другой, параллельной скважине поднимается обратно.  После этого горячая вода поступает непосредственно на электростанцию, в так называемый теплообменник, и её энергия преобразуется в электрическую. Это происходит посредством турбины и генератора, как и во многих других типах электростанций.  В другом варианте геотермальной электростанции, используются природные гидротермальные ресурсы, т.е. вода, нагретая до высокой температуры в результате естественных природных процессов. Однако область использование подобных ресурсов значительно ограничена наличием особых геологических районов. В России, например, такими являются Камчатка или район Кавказских минеральных вод. В этом случае в теплообменник поступает уже нагретая вода, выкачанная из земных недр. В другом случае  —   вода в результате высокого геологического давления, поднимается самостоятельно, через специально пробуренные отверстия.  Это, так скажем, общий принцип работы геотермальной электростанции, который подходит для всех их типов. По своему техническому устройству, геотермальные электростанции подразделяются на несколько видов: геоотермальные электростанции на парогидротермах  — это электростанции, в которых используется уже нагретая природой вода;двухконтурная геотермальная электростанция на водяном паре. В таких электростанциях имеется специальный двухконтурный парогенератор, позволяющий генерировать «добавочный» пар. Иными словами в «горячей» стороне парогенератора используется геотермальный пар, а на «холодной» его стороне генерируется вторичный пар, полученный из подведенной воды;двухконтурная геотермальная электростанция на низкокипящих рабочих веществах. Область применения таких электростанций  — использование очень горячих (до 200 градусов) термальных вод, а также используемой дополнительно воды на месторождениях парогидротерм, о которых было сказано выше.Геотермальные энергетика, и геотермальные электростанции в том числе, является одним из самых перспективных видов получения альтернативных источников энергии. К остальным положительным качествам геотермальной энергии можно отнести «круглосуточный» режим работы, который не зависит от климатических условий, времени года и прочих подобных факторов. Это полностью экологически чистый источник энергии, а его экономическая эффективность во много раз превосходит более традиционные виды получения электроэнергии.

как тепло Земли превратили в эффективный энергоресурс / Блог компании Toshiba / Хабр

Дано: внутри Земли имеется горячее ядро, с его помощью нужно выработать электричество.
Вопрос: как это сделать?
Ответ: построить геотермальную электростанцию.
Разбираемся, как именно, откуда под землёй пар и много ли пользы от такой электростанции.

Самый старый и самый популярный на сегодняшний день метод получения электричества в промышленных масштабах — это вращение турбины генератора мощным потоком горячего пара от вскипевшей из-за принудительного разогрева воды. Если вдуматься, то и в угольной ТЭС, и в современной АЭС суть работы сводится к кипячению воды с той лишь разницей, что в ТЭС для этого сжигается уголь, а в реакторе АЭС её кипятят нагревающиеся в результате управляемой цепной реакции ТВЭЛы.

Но зачем греть воду, если в некоторых местах она поступает из-под земли уже горячей? Нельзя ли использовать её напрямую? Можно: в 1904 году итальянец Пьеро Джинори Конти запустил первый генератор, работавший от пара естественных геотермальных источников, в изобилии присутствующих в Италии. Так появилась первая в мире геотермальная электростанция, которая работает до сих пор.

Впрочем, чтобы обеспечить геотермальной электростанции приемлемые КПД и стоимость, нужна вода определённой температуры, находящаяся не глубже определённого уровня. Если вы захотите построить геотермальную электростанцию (скажем, на своём дачном участке), вам для начала придётся заняться бурением скважин до водоносных слоёв, где вода под огромным давлением разогревается до 150-200 °C и готова выйти на поверхность в виде перегретого кипятка или пара. Ну а далее, подобно электростанциям на ископаемом топливе, поступающий пар будет вращать турбину, которая приведёт в действие генератор, вырабатывающий электричество. Использовать естественное тепло планеты для получения пара — это и есть геотермальная энергетика. А теперь перейдём к деталям.

Немного о тепле Земли

Температура поверхности твёрдого ядра Земли на глубине около 5100 км равна примерно 6000 °C. При приближении к земной коре температура постепенно снижается.

Понятный график изменений температуры породы по мере продвижения к центру Земли. Источник: Wikimedia / Bkilli1

Так называемый геотермический градиент — изменение температуры на определенном участке земной толщи, — в среднем составляет 3 °C на каждые 100 метров. То есть в шахте на глубине 1 км будет стоять тридцатиградусная жара —кто бывал в такой шахте, это подтвердит. Но в зависимости от региона температурный градиент меняется — например, в Кольской сверхглубокой скважине на горизонте 12 км была зафиксирована температура 220 °C, а в некоторых местах планеты, у тектонических разломов и зонах вулканической активности, для достижения аналогичных температур достаточно пробурить от нескольких сотен метров до нескольких километров, обычно от 0,5 до 3 км. В американском штате Орегон геотермический градиент 150 °C на 1 км, а в Южной Африке всего 6 °C на 1 км. Отсюда вывод: где угодно хорошую геотермальную станцию не построишь (перед началом работ убедитесь, что ваш дачный участок находится в подходящем месте). Как правило, подходящие места те, где сильная геологическая активность — часто происходят землетрясения и имеются действующие вулканы.

Виды геотермальных электростанций

В зависимости от того, какой источник геотермальной энергии имеется в наличии (скажем, в вашем ДСК), вы будете выбирать тип электростанции. Разберёмся, какие они бывают.

Гидротермальная станция

Упрощенная схема гидротермальной электростанции прямого цикла будет понятна даже ребенку: из земли по трубе поднимается горячий пар, который раскручивает турбину генератора, а после устремляется в атмосферу. Всё действительно так просто, если нам повезло найти подходящий источник пара.

ГеоТЭС прямого цикла. Источник: Save On Energy

Если из имеющейся у вас в наличии скважины бьёт не пар, а пароводяные смеси с температурой выше 150 °C, то потребуется станция комбинированного цикла. Перед турбиной сепаратор будет отделять пар от воды — пар отправится в турбину, а горячая вода либо будет сброшена в скважину, либо перейдет в расширитель, где в условиях низкого давления отдаст дополнительный пар для турбины.

Если вашему дачному посёлку не повезло с горячими источниками — например, если температура воды из-под земли составляет меньше 100 °C на экономически приемлемой глубине, — а ГеоТЭС иметь очень хочется, то потребуется строить сложную бинарную геотермальную станцию, цикл которой был изобретен в СССР. В ней жидкость из скважины вообще не подается на турбину ни в каком виде. Вместо этого в теплообменнике она разогревает другую рабочую жидкость с меньшей температурой кипения, которая, превращаясь в пар, раскручивает турбину, конденсируется и вновь возвращается в теплообменную камеру. В роли таких рабочих жидкостей может выступать, например, фреон, один из видов которого (фтордихлорбромметан) кипит уже при 51,9 °C. Бинарный цикл можно сочетать с комбинированным, когда на одну турбину будет подаваться пар, а отделенная вода направится в другой контур для разогрева теплоносителя с низкой температурой кипения.

ГеоТЭС бинарного цикла. Источник: Save On Energy

Петротермальная станция

Разогретые подземные источники — весьма редкое явление в масштабах планеты, как вы, наверное, могли заметить, что резко ограничивает потенциальную область внедрения геотермальной энергетики, поэтому был разработан альтернативный подход: если в горячей глубине земной коры нет воды, значит, ее нужно туда закачать. Петротермальный принцип подразумевает закачку воды в глубокую скважину с разогретой породой, где жидкость превращается в пар и возвращается обратно на турбину электростанции.

Упрощенная схема петротермальной электростанции

Необходимо пробурить как минимум две скважины: в одну с поверхности будет подаваться вода, чтобы от тепла пород превратиться в пар и выйти через другую скважину. А далее процесс получения электроэнергии будет полностью аналогичен гидротермальной станции.

Естественно, соединить под землей на глубине нескольких километров две скважины нереально — вода между ними сообщается за счет разломов, образующихся в результате закачивания жидкости под огромным давлением (гидроразрыв). Чтобы расщелины и пустоты не закрылись со временем, к воде добавляют гранулы, например, песок.

В среднем одна скважина для петротермального процесса дает поток пароводяной смеси, достаточный для генерации 3-5 МВт энергии. Пока такие системы на промышленном уровне нигде не реализованы, но работы ведутся, в частности, в Японии и Австралии.

Преимущества геотермальной энергетики

Из сказанного выше следует, что использование тепла Земли для получения электричества в промышленных масштабах, предприятие недешёвое. Но весьма выгодное по ряду причин.

Неисчерпаемость. Электростанции на ископаемом топливе — природном газе, угле, мазуте — сильно зависят от поставок этого самого топлива. Причем опасность заключается не только в прекращении поставок из-за бедствий или изменения политической ситуации, но и в незапланированном скачкообразном росте цен на сырье. В начале 1970-х годов из-за политической турбулентности на Ближнем Востоке разразился топливный кризис, который привел к росту цен на нефть в четыре раза. Кризис дал новый толчок развитию электротранспорта и альтернативных видов энергетики. Одним из плюсов использования земного тепла является его практическая неисчерпаемость (в результате действий человека, по крайней мере). Ежегодный тепловой поток Земли к поверхности составляет порядка 400 000 ТВт·ч в год, что в 17 раз больше, чем за тот же период вырабатывают все электростанции планеты. Температура ядра Земли составляет 6000 °C, а скорость остывания оценивается в 300-500 °C за 1 млрд лет. Не стоит беспокоиться о том, что человечество способно ускорить этот процесс бурением скважин и закачкой туда воды — падение температуры ядра на 1 градус высвобождает 2·1020 кВт·ч энергии, что в миллионы раз больше ежегодного потребления электроэнергии всем человечеством.

Стабильность. Ветряные и солнечные электростанции крайне чувствительны к погоде и времени дня. Нет солнечного света — нет выработки, станция отдает запас из аккумуляторов. Ослаб ветер — вновь нет выработки, опять в дело вступают батареи с отнюдь не бесконечной емкостью. При соблюдении техпроцессов по обратной отдаче воды в скважину гидротермальная электростанция будет беспрерывно функционировать в режиме 24/7.

Компактность и удобство для сложных районов. Электроснабжение отдаленных областей с изолированной инфраструктурой — задача непростая. Она осложняется еще больше, если район имеет плохую транспортную доступность, а рельеф не походит для строительства традиционных электростанций. Одним из важных плюсов геотермальных электростанций стала их компактность: так как теплоноситель берётся в буквальном смысле из земли, на поверхности строится машинный зал с турбиной и генератором и градирня, которые вместе занимают очень мало места.

Геотермальная станция с выработкой 1 ГВт·ч/год займет площадь 400 м2 — даже в гористой местности геотермальной электростанции потребуется очень небольшой участок и автомобильная дорога. Для солнечной станции с такой же выработкой потребуется 3240 м2, для ветряной — 1340 м2.

Экологичность. Само по себе функционирование геотермальной станции практически безвредно: её выброс углекислого газа в атмосферу оценивается в 45 кг CO2 на 1 кВт·ч выработанной энергии. Для сравнения: у угольных станций на тот же киловатт-час приходится 1000 кг CO2, у нефтяных — 840 кг, газовых — 469 кг. Впрочем, на атомные станции приходится всего 16 кг — уж чего-чего, а углекислого газа они производят минимум.

Возможность параллельной добычи полезных ископаемых. Удивительно, но факт: на некоторых энергоблоках ГеоТЭС, помимо электроэнергии, добывают газы и металлы, растворенные в поступающей из-под земли пароводяной смеси. Их можно было бы просто пустить вместе с отработанным конденсированным паром обратно в скважину, но, учитывая, какие объемы полезных элементов проходят через геотермальную электростанцию, разумнее наладить их добычу. В некоторых районах Италии пар из скважин содержит 150-700 мг борной кислоты на каждый килограмм пара. Одна из местных гидротермических электростанций на 4 МВт расходует 20 кг пара в секунду, поэтому добыча борной кислоты там поставлена на промышленную основу.

Недостатки геотермальной энергетики

Рабочая жидкость опасна.

Как было отмечено выше, ГеоТЭС не вырабатывают дополнительных токсичных выбросов, лишь только небольшой объем углекислого газа, на порядок меньший, чем у газовых ТЭС. Что, впрочем, не значит, что подземные воды и пар — это всегда чистые субстанции, сродни минеральной питьевой воде. Пароводяная смесь из земных глубин насыщена газами и тяжелыми металлами, которые свойственны конкретному участку земной коры: свинец, кадмий, мышьяк, цинк, сера, бор, аммиак, фенол и так далее. В некоторых случаях по трубам к ГеоТЭС течёт такой впечатляющий коктейль, что его сброс в атмосферу или водоемы немедленно вызовет локальную экологическую катастрофу.

Результат воздействия геотермальной воды на металлы.

При соблюдении всех требований безопасности пар, отправляемый в атмосферу, тщательно фильтруется от металлов и газов, а конденсат закачивается обратно в скважину. Но в случае нештатных ситуаций или намеренного нарушения технического регламента геотермальная станция может нанести окружающей среде некоторый урон.

Высокая стоимость за киловатт. Несмотря на относительную простоту конструкции ГеоТЭС, первичные вложения в их строительство немалые. Много средств уходит на геологоразведку и анализ, в результате чего себестоимость геотермальных станций колеблется на уровне $2800/кВт установленной мощности. Для сравнения: ТЭС — $1000/кВт, ветряки — $1600/кВт, солнечная электростанция — $1800-2000/кВт, АЭС — около $6000/кВт. Причём для ГеоТЭС приведена усреднённая стоимость, которая может сильно варьироваться в зависимости от страны, рельефа, химического состава пара и глубины бурения.

Относительно низкая мощность. ГеоТЭС в принципе пока не могут сравниться по выработке электроэнергии с ГЭС, АЭС и ТЭС. Даже при бурении большого количества скважин поток пара все равно будет невелик, а произведённого электричества хватит лишь для небольших населённых пунктов.

Самый мощный на 2019 год геотермальный энергокомплекс The Geysers раскинулся на площади 78 км2 в Калифорнии, США. Он состоит из 22 гидротермальных станций и 350 скважин с общей установленной мощность 1517 МВт (реальная выработка 955 МВт), которые покрывают до 60% энергопотребностей северного побережья штата. Мощность всего The Geysers сопоставима с советским реактором РБМК-1500, когда-то работавшем на Игналинской АЭС, где их было два, а сама АЭС располагалась на площади 0,75 км2. ГеоТЭС с выработкой 200-300 МВт считаются очень мощными, большинство же станций по миру оперируют двузначными числами.

Гидротермальная комбинированная станция комплекса The Geysers в Калифорнии. И таких там 22. Источник: Wikimedia / Stepheng3

Где всё это работает и насколько это перспективно

По состоянию на 2018 год во всем мире геотермальные электростанции вырабатывают более 14,3 ГВт энергии, тогда как в 2007 году производили всего 9,7 ГВт. Да, не геотермальная революция, но рост налицо.

Лидером по геотермальной выработке является США со своими 3591 МВт. Впечатляющее значение, которое, однако, составляет всего 0,3% от общей выработки страны. Далее идет Индонезия с 1948 МВт и 3,7%. А вот на третьем месте начинается интересное: на Филиппинах геотермальные электростанции имеют установленную мощность 1868 МВт, при этом на них приходится 27% электричества страны. А в Кении — и вовсе 51%! Япония также входит в десятку лидеров по количеству киловатт, выработанных ГеоТЭС.

Первая геотермальная электростанция, «Мацукава», открылась в Японии в 1966 году. Она вырабатывала 23,5 МВт, а турбину и генератор для неё произвела Toshiba. В 2010-х годах геотермальная энергия стала наиболее востребованной в странах Африки, где началось активное заключение контрактов и строительство ГеоТЭС. В 2015 году в Кении была открыта станция Olkaria IV, одна из четырёх, находящаяся в зоне Олкария в 120 км от Найроби, с мощностью 140 МВт. С ее помощью правительство снижает зависимость от гидроэлектростанций, сброс воды из которых часто приводит к разрушительным наводнениям.

ГеоТЭС Olkaria IV в Кении. Olkaria V и Olkaria VI планируют ввести в строй в 2021 году. Источник: Toshiba

ГеоТЭС активно строят также в Уганде, Танзании, Эфиопии и Джибути.

В России развитие геотермальной энергетики идет очень неторопливыми темпами, так как в строительстве дополнительных электростанций нет особой необходимости. В 2015 году на долю таких станций приходилось всего 82 МВт.

Паужетская геотермальная станция, построенная на Камчатке в 1966 году, была первой в СССР. Ее изначальная установленная мощность составляла всего 5 МВт, сейчас она доведена до 12 МВт. Вслед за ней появилась Паратунская станция с мощностью всего 600 кВт — первая бинарная ГеоТЭС в мире.

Сейчас в России действуют только четыре станции, три из них питают Камчатку, ещё одна, Менделеевская ГеоТЭС на 3,6 МВт, снабжает остров Кунашир Курильской гряды.

На нашей планете есть немало способов добычи электроэнергии без помощи ископаемого топлива. Какие-то из них, например, солнечная и ветряная энергия, успешно используются уже сейчас. Какие-то, вроде водородных топливных ячеек, пока пребывают на начальной стадии адаптации. Геотермальная энергетика — это наш задел на будущее, раскрыть потенциал которого в полной мере нам еще только предстоит.

Геотермальная энергия

Проблемы и возможности

Все чаще горячая вода и пар, добываемые из-под поверхности Земли, используются в качестве дешевой и устойчивой альтернативы ископаемым видам топлива. Геотермальная энергия – один из немногих возобновляемых источников энергии, способных круглосуточно обеспечивать устойчивое энергоснабжение. При надлежащих условиях геотермальная энергия может выдерживать экономическую конкуренцию с углем или природным газом, и это означает, что страны получают возможность уменьшить свою зависимость от импортируемого топлива и упрочить свою энергетическую безопасность. Геотермальная энергия является более чистым источником электричества и, таким образом, может также сыграть важную роль в «деуглеродизации» энергетической отрасли.

Несмотря на потенциал геотермальной энергии, высокие начальные расходы на проведение предварительных геологоразведочных работ и риск неудачи на этапе разведки по-прежнему препятствуют широкомасштабному использованию этих природных ресурсов. Мировой опыт свидетельствует о том, что смягчение рисков, особенно на начальном этапе геологоразведочных работ, фактически способно устранить препятствия к притоку инвестиций. Для расширения использования геотермальной энергии в мировом масштабе потребуется активное привлечение инвестиций частного сектора при содействии механизмов смягчения рисков, включающих использование финансирования на льготных условиях из государственных источников, климатического финансирования и гарантий.  

При ведущей роли Программы помощи Всемирного банка в области управления энергетическим сектором (ESMAP) был разработан и осуществляется Глобальный план освоения геотермальной энергии, направленный на привлечение новых средств начального этапа инвестиций, сопряженных с наибольшим риском. К настоящему времени в рамках реализации этого плана собрано 235 млн долл. США.

Входящая в Группу Всемирного банка Международная финансовая корпорация (IFC) также предоставляет финансовые и консультационные услуги в поддержку проведения исследований и развития проектов частного сектора в области геотермальной энергии на формирующихся рынках. Например, в 2010 году IFC организовала предоставление Никарагуа пакета финансирования в объеме 190 млн долл. США на цели строительства крупнейшей новой геотермальной электростанции в этой стране. После ввода в строй электростанция Сан-Хасинто мощностью 72 мегаватта обеспечит почти 20 процентов потребностей Никарагуа в электроэнергии. А в 2013 году IFC подписала с международной компанией перестрахования Munich Re соглашение о разработке и экспериментальном внедрении продуктов по страхованию рисков при проведении разведки геотермальных месторождений в Турции. Четыре экспериментальных проекта финансируются за счет частных инвестиций в объеме 420 млн долл. США, и, как ожидается, обеспечат прирост установленной мощности геотермальных электростанций на 140 мегаватт.

Осуществление преобразований

Индонезия обладает крупнейшим в мире потенциалом геотермальной энергетики. Поддержка развития геотермальной энергетики в Индонезии со стороны Всемирного банка является одним из ключевых компонентов Стратегии партнерства Группы Всемирного банка с этой страной, в которой основное внимание уделяется определенным правительством приоритетным направлениям деятельности, обладающим потенциальным преобразующим эффектом.

В настоящее время Индонезия испытывает сильную зависимость от ископаемых видов топлива, таких, как каменный уголь, который является в этой стране основным ресурсом для производства электроэнергии. Переход к использованию геотермальной энергии поможет Индонезии существенно сократить объем выбросов парниковых газов и будет способствовать достижению национальных целей в области смягчения воздействия на климат, сформулированных в определяемом на национальном уровне вкладе (ОНУВ) Индонезии в Парижское соглашение. Стремясь удовлетворить возрастающий спрос на энергию с учетом экологических соображений, правительство Индонезии приступило к осуществлению масштабного плана разработки геотермальных ресурсов страны.

Чтобы достичь поставленной цели – ввести в строй к 2026 году новые электростанции на геотермальной энергии мощностью 5,8 гигаватт (ГВт), – в предстоящие восемь лет Индонезии, по некоторым оценкам, потребуются инвестиции в объеме 25 млрд долл. США, бóльшая часть которых, как ожидается, поступит из частного сектора.

При поддержке Всемирного банка и других партнеров правительство Индонезии планирует создать новый механизм смягчения рисков при использовании геотермальной энергии. Он позволит привлечь средства частного сектора в размере нескольких миллиардов долларов за счет устранения препятствий на пути осуществления инвестиций посредством снижения риска во время геологоразведочных работ и на раннем этапе эксплуатационного бурения. Благодаря этому инвесторы смогут предъявить объем доказанных ресурсов, достаточный для привлечения коммерческих кредитов на финансирование крупномасштабных проектов. Ожидается, что в ближайшие семь лет этот механизм позволит ввести в строй новые геотермальные энергоустановки совокупной мощностью свыше 1 ГВт.

Этот новый механизм опирается на многолетнее сотрудничество с Индонезией в области геотермальной энергетики. В 2012 году Всемирный банк оказал правительству Индонезии поддержку в проведении ключевых реформ, направленных на улучшение инвестиционного климата для развития геотермальной энергетики, обеспечив предоставление Глобальным экологическим фондом (ГЭФ) гранта на эти цели. Он также помог компании Pertamina Geothermal Energy (PGE) начать осуществление ее амбициозной программы по расширению освоения геотермальных ресурсов, предоставив заем МБРР в размере 175 млн долл. США, а также финансирование на льготных условиях в объеме 125 млн долл. США со стороны Фонда чистых технологий (ФЧТ).

Совсем недавно, в 2017 году, Всемирный банк предоставил гранты в объеме 55,25 млн долл. США на поддержку проекта освоения геотермальных энергоресурсов в Индонезии, направленного на содействие инвестициям в развитие геотермальной энергетики в стране. Фонд чистых технологий (ФЧТ) направит 49 млн долл. США на развитие инфраструктуры и разведочное бурение. Глобальный экологический фонд (ГЭФ) дополнительно предоставит 6,25 млн долл. США для оказания технической поддержки, направленной на наращивание потенциала разведки геотермальных ресурсов, включая экспертизу соответствия специальным защитным положениям. Участие в финансировании проекта вместе с ФЧТ примут Министерство финансов и государственная компания по финансированию развития инфраструктуры PT Sarana Multi Infrastruktur.

Результаты

Индонезия ставит перед собой цель увеличить к 2025 году долю новых и возобновляемых источников энергии в структуре первичного энергопотребления страны до 23 процентов, в том числе за счет ввода в строй новых геотермальных энергоустановок мощностью 5,8 ГВт. Механизм смягчения рисков при использовании геотермальной энергии призван помочь Индонезии достичь этого целевого показателя за счет привлечения миллиардов долларов в виде коммерческого финансирования для строительства новых геотермальных электростанций мощностью свыше 1 ГВт. В настоящее время установленная мощность геотермальных электростанций в Индонезии составляет около 1,8 ГВт, тогда как как совокупный потенциал геотермальной энергетики страны достигает 29 ГВт. Используя опыт Индонезии в качестве образца, другие страны также могут применить аналогичный подход в целях расширения масштабов использования геотермальной энергии.

Важнейшие факты и цифры

• Общемировой потенциал геотермальной энергетики составляет от 70 до 80 гигаватт (ГВт). Однако для производства электроэнергии в мире используется лишь 15% известных запасов геотермальной энергии, и суммарная мощность этих установок равна всего 13 ГВт.
• Стоимость проведения разведочных работ и программы начального экспериментального бурения трех-пяти геотермальных скважин составляет от 20 до 30 млн долл. США.
• Геотермальная энергия является вторым по величине возобновляемым энергоисточником в Индонезии после гидроэнергии и экологически безопасной альтернативой угольной электроэнергетики. Около 30 млн индонезийцев – 12 процентов населения – лишены доступа к современным и надежным источникам электроэнергии.

Возобновляемая энергетика

Решения в области возобновляемых источников энергии и инициативы в области зеленой энергетики

Мир находится в постоянном поиске возобновляемых и альтернативных источников энергии, необходимой человечеству для жизни и работы.

Стоимость производства «зеленой» энергии постепенно снижается

Согласно отчету о затратах на возобновляемые источники энергии, опубликованному в мае 2019 года Международным агентством по возобновляемым источникам энергии (IRENA), некоторые источники «зеленой» энергии теперь могут конкурировать по стоимости с нефтяными, угольными и газовыми электростанциями.

Возобновляемые источники энергии конкурируют с ископаемым топливом

Самым дешевым источником возобновляемой энергии является гидроэлектроэнергия,средняя стоимость которой составляет $ 0,05 за киловатт-час (кВтч). Средняя стоимость строительства новых электростанций, использующих ветровую, солнечную, геотермальную энергию и энергию биомасс, составляет менее $ 0,10 / кВт * ч. Это ставит эти источники энергии в один ряд с диапазоном затрат от $0.05/кВтч до $ 0.15/кВтч на строительство нефтяных и газовых электростанций.
Как сообщил Forbes генеральный директор IRENA Франческо Ла Камера, «возобновляемая энергетика является основой любого развития, которое стремится быть устойчивым.”

Фокус компании «Новомет»

Компания «Новомет» уже много лет стремится к снижению энергопотребления в системах механизированной добычи нефти. Это приносит пользу нефтяникам, сокращая затраты, необходимые для производства барреля нефти. Это также имеет дополнительное социальное преимущество в виде уменьшения давления в электрических сетях. По крайней мере в одном случае в Северной Америке технология «Новомет» позволила снизить потребление электроэнергии до такой степени, что поставщики электроэнергии смогли предотвратить расширение энергосистемы, сэкономив отрасли электроснабжения и налогоплательщикам миллионы долларов.
Помимо сокращения потребления электроэнергии для производства нефти, мы также стремимся адаптировать наши технологии для поддержки решений в области возобновляемых источников энергии. Одна из таких инициатив в области зеленой энергетики предусматривает использование систем ЭЦН для перекачки горячей воды на геотермальных электростанциях.

Геотермальная энергия

Большинство электростанций работают за счет преобразования энергии пара в электрическую энергию, более легкую в хранении и удобную использовании. Пар приводит в действие турбину, которая в свою очередь активирует генератор, вырабатывающий электроэнергию, столь необходимую для обеспечения жизнедеятельности современного общества. Ископаемое топливо обычно используется для нагрева воды и создания пара, который и запускает процесс.
Геотермальные скважины позволяют извлечь горячую воду из подземных резервуаров на поверхность и использовать в качестве источника пара исключая сжигание топлива. В результате мы получаем источник возобновляемой энергии, производство которой, позволяет снизить количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу, при традиционных способах генерации.
Технология Novomet ESP была адаптирована для работы в условиях экстремально высоких температур в геотермальных скважинах. Наша высокотемпературная, высокоточная геотермальная насосная система обеспечивает горячую воду, необходимую для работы геотермальных электростанций.

Страница не найдена — Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень — основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

• выразить возражение против обработки Ваших данных;
• иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
• запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
• передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
• подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Объяснение геотермальной энергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое геотермальная энергия?

Геотермальная энергия — это тепло земли. Слово геотермальное происходит от греческих слов geo (земля) и therme (тепло). Геотермальная энергия — это возобновляемый источник энергии, потому что тепло постоянно вырабатывается внутри Земли. Люди используют геотермальное тепло для купания, обогрева зданий и выработки электроэнергии.

Источник: адаптировано из графика Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

Геотермальная энергия исходит из недр земли

Медленный распад радиоактивных частиц в ядре Земли, процесс, который происходит во всех породах, производит геотермальную энергию.

Земля состоит из четырех основных частей или слоев:

• Внутреннее ядро ​​из твердого железа диаметром около 1500 миль
• Внешнее ядро ​​горячей расплавленной породы, называемой магмой, толщиной около 1500 миль.
• Мантия из магмы и горных пород, окружающая внешнее ядро, толщиной около 1800 миль
• Корка твердой породы, которая образует континенты и дно океана, толщиной от 15 до 35 миль под континентами и от 3 до 5 миль под океанами

Ученые обнаружили, что температура внутреннего ядра Земли составляет около 10 800 градусов по Фаренгейту (° F), что соответствует температуре поверхности Солнца.Температуры в мантии колеблются от примерно 392 ° F на верхней границе с земной корой до примерно 7230 ° F на границе мантия-ядро.

Земная кора разбита на части, называемые тектоническими плитами. Магма приближается к поверхности земли около краев этих плит, где происходит множество вулканов. Лава, извергающаяся из вулканов, частично является магмой. Скалы и вода поглощают тепло от магмы глубоко под землей. Скалы и вода, обнаруженные глубоко под землей, имеют самые высокие температуры.

Последнее обновление: 19 ноября 2020 г.

Что такое геотермальная энергия и где она используется в мире?

Геотермальная энергия, впервые использованная в Италии в 1904 году, в последние годы является постоянным и постоянно расширяющимся источником энергии. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), геотермальная энергия неуклонно росла с примерно 10 ГВт во всем мире в 2010 году до 13.3GW в 2018 году.

Итак, что такое геотермальная энергия, как она работает и где она преобладает?

Откуда берется геотермальная энергия?

Геотермальная энергия — это тепло, которое исходит из недр земли. Он содержится в породах и флюидах под земной корой и может быть обнаружен вплоть до раскаленных расплавленных горных пород — магмы.

Для выработки электроэнергии из геотермальной энергии в подземные резервуары вырывают скважины на милю глубиной, чтобы получить там пар и горячую воду, которые затем можно использовать для привода турбин, подключенных к генераторам электроэнергии.Есть три типа геотермальных электростанций; сухой пар, мгновенный и бинарный.

Сухой пар — это старейшая форма геотермальной технологии. Он извлекает пар из земли и использует его для непосредственного привода турбины. Установки мгновенного испарения используют горячую воду под высоким давлением в холодную воду низкого давления, в то время как бинарные установки пропускают горячую воду через вторичную жидкость с более низкой точкой кипения, которая превращается в пар для привода турбины.

Где используется

Геотермальная энергия используется более чем в 20 странах.Соединенные Штаты — крупнейший производитель геотермальной энергии в мире и крупнейшее геотермальное поле.

Известное в Калифорнии как «Гейзеры», месторождение расположено на 117 квадратных километрах и состоит из 22 электростанций с установленной мощностью более 1,5 ГВт.

Источник энергии также широко распространен в Исландии, где он используется с 1907 года. Считая себя «пионером» геотермальной энергии, страна производит 25% своей энергии на пяти геотермальных электростанциях.Это связано с 600 горячими источниками и 200 вулканами в стране.

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

Британская геологическая служба описывает геотермальную энергию как «безуглеродную, возобновляемую и устойчивую форму энергии, которая обеспечивает непрерывную бесперебойную подачу тепла, которое можно использовать для обогрева домов и офисных зданий, а также для выработки электроэнергии».

Геотермальная энергия производит только одну шестую часть CO ₂ , производимого газовым заводом, и не является периодическим источником энергии, таким как ветер или солнце.Его потенциальная мощность может составить от 35 ГВт до 2 ТВт.

Однако у источника энергии есть некоторые недостатки. Несмотря на низкий уровень CO ₂ , производство геотермальной энергии связано с другими выбросами, такими как диоксид серы и сероводород.

Подобно гидроразрыву, геотермальные электростанции были причиной небольших подземных толчков в районе, в котором они работают, а также требуют высоких начальных затрат на строительство.Он также описывается как «самый зависящий от местоположения источник энергии, известный человеку» из-за его активности вдоль тектонических плит земной коры. Таким образом, он ограничен такими странами, как вышеупомянутые США и Исландия, а также Кения и Индонезия.

Связанные компании

Арджай Инжиниринг

Нефть в воде, разливы и мониторинг уровня при эксплуатации электростанции

28 августа 2020

L3 MAPPS

Симуляторы надежных электростанций для безопасной эксплуатации сегодня и завтра

28 августа 2020

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия — это тепло, получаемое в недрах земли.Вода и / или пар переносят геотермальную энергию на поверхность Земли. В зависимости от характеристик геотермальная энергия может использоваться для отопления и охлаждения или использоваться для производства чистой электроэнергии. Однако для производства электроэнергии требуются высокотемпературные или среднетемпературные ресурсы, которые обычно расположены близко к тектонически активным регионам.

Этот ключевой возобновляемый источник покрывает значительную долю спроса на электроэнергию в таких странах, как Исландия, Сальвадор, Новая Зеландия, Кения и Филиппины, и более 90% спроса на тепло в Исландии.Основные преимущества заключаются в том, что он не зависит от погодных условий и имеет очень высокие коэффициенты пропускной способности; по этим причинам геотермальные электростанции могут поставлять электроэнергию базовой нагрузки, а также в некоторых случаях предоставлять вспомогательные услуги для обеспечения гибкости в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

Существуют различные геотермальные технологии с разными уровнями зрелости. Технологии прямого использования, такие как централизованное теплоснабжение, геотермальные тепловые насосы, теплицы и другие приложения, широко используются и могут считаться зрелыми.Технология производства электроэнергии из гидротермальных резервуаров с естественной высокой проницаемостью также является зрелой и надежной и работает с 1913 года. Многие из действующих сегодня электростанций представляют собой электростанции с сухим паром или мгновенные испарения (одинарные, двойные и тройные), использующие температуры более 180 ° C. Однако среднетемпературные поля все больше и больше используются для производства электроэнергии или для комбинированного производства тепла и электроэнергии благодаря развитию технологии бинарного цикла, в которой геотермальная жидкость используется через теплообменники для нагрева технологической жидкости в замкнутом контуре.Кроме того, разрабатываются новые технологии, такие как усовершенствованные геотермальные системы (EGS), которые находятся на стадии демонстрации.

Для содействия более широкому развитию геотермальной энергетики IRENA координирует и содействует работе Глобального геотермального альянса (GGA) — платформы для расширенного диалога и обмена знаниями для скоординированных действий по увеличению доли установленной геотермальной электроэнергии и тепла во всем мире.

Для содействия более широкому развитию геотермальной энергетики IRENA координирует и содействует работе

Global Geothermal Alliance (GGA) — платформы для расширенного диалога и обмена знаниями для скоординированных действий по увеличению доли установленной геотермальной электроэнергии и тепла во всем мире.

---

---

Геотермальная энергия 101

Производство электроэнергии: геотермальные электростанции

Геотермальные электростанции используют горячую воду для выработки пара для вращения турбины для выработки электроэнергии. Поскольку тепло воды является важным компонентом геотермальной электростанции, эти активные системы обычно располагаются там, где существуют гидротермальные резервуары.

Есть три основных вида геотермальных электростанций: сухой пар, мгновенный пар и бинарный цикл.

Геотермальные электростанции с сухим паром являются исходным типом систем геотермальных электростанций. Электростанции с сухим паром используют пар, вырабатываемый гидротермальным резервуаром, непосредственно для вращения турбин генератора.

Паровая электростанция мгновенного действия является наиболее распространенным типом геотермальных электростанций в мире и более энергоэффективна, чем модель с сухим паром. Паровые электростанции мгновенного действия работают в резервуарах с высоким давлением, где температура воды обычно превышает 360 ° F. Давление выталкивает перегретую воду на поверхность, где она попадает в резервуар под давлением, намного меньшим, чем существует под землей.Когда вода достигает резервуара, более низкое давление заставляет часть воды «вспыхивать» или испаряться, образуя пар, который вращает турбину. Вода, которая не прошла мгновенную вспышку, закачивается обратно в гидротермальный резервуар для дальнейшего использования.

Наконец, электростанция с бинарным циклом — новейшая технология, на которую приходится подавляющая часть роста геотермальной энергии в Соединенных Штатах и ​​во всем мире в последние десятилетия — использует две циркуляционные дорожки для движения жидкости. Вода из гидротермальных резервуаров (часто с более низкой температурой, чем требуется для других типов геотермальных электростанций) для нагрева другого рабочего тела с гораздо более низкой температурой кипения.Горячая вода повторно закачивается обратно в резервуар, в то время как нагретая рабочая жидкость испаряется, образуя пар, который вращает турбину генератора. Жидкость, забираемая из-под земли, иногда называемая геофлюидом , может содержать растворенный в ней CO₂. В то время как другие системы используют геофлюид напрямую и позволяют CO₂ улетучиваться из жидкости, системы бинарного цикла этого не делают; поскольку геофлюид и рабочая жидкость никогда не вступают в прямой контакт, CO₂ в геофлюиде не выделяется, а вместо этого повторно улавливается под землей.Таким образом, системы с бинарным циклом приводят к незначительным (на основе жизненного цикла) выбросам парниковых газов и твердых частиц или их отсутствию (на производственной основе).

Однако, несмотря на эти многочисленные варианты использования, геотермальная энергия составляла лишь 0,5 процента чистой выработки электроэнергии в США по состоянию на апрель 2020 года и не показала значительного роста в США за последние несколько лет. (В других частях мира наблюдается больший рост, но, учитывая, что США по-прежнему являются крупнейшим чистым генератором электроэнергии из геотермальных источников, эти выгоды по-прежнему остаются довольно небольшими.)

Неэлектрические геотермальные приложения

Помимо выработки электроэнергии, применения геотермальной энергии включают регулирование температуры (как нагрев, так и охлаждение) и промышленные процессы.

Контроль температуры обычно обеспечивается геотермальными тепловыми насосами, которые полагаются на геотермальную энергию, находящуюся всего на 5-15 футов ниже поверхности, называемую пассивной геотермальной, а не более глубокие резервуары с горячей водой, используемые в других приложениях. Геотермальные тепловые насосы регулируют температуру, обменивая воздух из-под земли, который летом холоднее, чем на поверхности, и теплее зимой, с воздухом внутри здания.

Системы централизованного теплоснабжения и индивидуальные приложения прямого использования используют горячую воду у поверхности Земли либо в качестве источника горячей воды (например, для наполнения бассейнов на горячих источниках или для подогрева воды на рыбных фермах), либо в качестве источника тепло, подводимое из-под земли в здания для отопления. Геотермальные системы также используются в промышленных условиях, где тепло является важным компонентом процесса, такого как пастеризация молока или обезвоживание пищевых продуктов.

Основы геотермальной энергетики | Министерство энергетики

Геотермальная энергия — гео (земля) + тепловая (тепло) — это тепловая энергия земли.

Что такое геотермальный ресурс?

Геотермальные ресурсы — это резервуары горячей воды, которые существуют при различных температурах и на глубине ниже поверхности Земли. В подземные резервуары можно пробурить скважины глубиной мили и более для отбора пара и очень горячей воды, которые могут быть выведены на поверхность для использования в различных сферах, включая производство электроэнергии, прямое использование, а также отопление и охлаждение. В США большинство геотермальных резервуаров расположено в западных штатах.

Преимущества геотермальной энергии

Возобновляемые источники —При правильном управлении резервуаром скорость извлечения энергии может быть уравновешена естественной скоростью восполнения тепла резервуара.

Базовая нагрузка —Геотермальные электростанции вырабатывают электроэнергию стабильно, работая 24 часа в сутки / 7 дней в неделю, независимо от погодных условий.

Внутренний —U.S. геотермальные ресурсы можно использовать для производства электроэнергии без импорта топлива.

Компактность —Геотермальные электростанции компактны; используя меньше земли на ГВтч (404 м ² ), чем уголь (3642 м ² ) ветер (1335 м ² ) или солнечные фотоэлектрические станции с центральной станцией (3237 м ² ). *

Чистый — Современные геотермальные электростанции замкнутого цикла не выбрасывают парниковые газы; Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла (50 г CO ₂ экв / кВтч) в четыре раза меньше, чем у солнечных фотоэлектрических систем, и в 6-20 раз меньше, чем у природного газа. Геотермальные электростанции потребляют меньше воды в среднем за весь срок выработки энергии, чем самые традиционные технологии генерации.**

Управление геотермальных технологий фокусируется на использовании этого чистого внутреннего природного ресурса для выработки электроэнергии путем ускорения краткосрочного внедрения гидротермальных и низкотемпературных систем и смелого использования EGS в качестве преобразующего игрока, создавая коммерческий путь к крупномасштабному воспроизводимому системы.

Гидротермальные системы

Низкотемпературные и совместно производимые ресурсы

Усовершенствованные геотермальные системы (EGS)

В портфеле проектов Министерства энергетики продолжается изучение новых технологий в этих областях, чтобы ускорить внедрение геотермальной энергии в Америке.

---

* Управление геотермальной энергии. Путеводитель по геотермальной энергии и окружающей среде. 2007.

** Аргоннская национальная лаборатория. Результаты анализа жизненного цикла геотермальных систем по сравнению с другими энергосистемами; Рис. 16, стр. 43. Август 2010 г.

Аргоннская национальная лаборатория. Использование воды при разработке и эксплуатации геотермальных электростанций; Таблица 4-3, стр. 26. Январь 2011 г.

часто задаваемых вопросов по геотермальной энергии | Министерство энергетики

Прочтите наши часто задаваемые вопросы и ответы на них, чтобы узнать больше об использовании геотермальной энергии.

1. Каковы преимущества использования геотермальной энергии?
2. Почему геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом?
3. Где доступна геотермальная энергия?
4. Какое воздействие на окружающую среду оказывает использование геотермальной энергии?
5. Какое визуальное воздействие геотермальные технологии?
6. Можно ли истощить геотермальные резервуары?
7. Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)?
8. Какие бывают типы геотермальных электростанций?
9. Сколько стоит строительство геотермальной электростанции?
10. Что делает участок подходящим для развития геотермальной энергетики?
11. Что такое усовершенствованная геотермальная система (EGS)?

1.Каковы преимущества использования геотермальной энергии?

Ответ: Несколько характеристик делают его хорошим источником энергии.

• Во-первых, это чистая . Энергия может быть извлечена без сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, газ или нефть. Геотермальные поля производят только около одной шестой углекислого газа, который производит относительно чистая электростанция, работающая на природном газе, и очень мало закиси азота или серосодержащих газов, если таковые имеются. Бинарные установки, которые представляют собой операции с замкнутым циклом, практически не производят выбросов.

• Геотермальная энергия доступна 24 часа в сутки , 365 дней в году. Геотермальные электростанции имеют средний коэффициент готовности 90% или выше по сравнению с примерно 75% для угольных электростанций.

• Геотермальная энергия отечественная , что снижает нашу зависимость от иностранной нефти.

Узнайте больше на нашей странице «Основы энергетики».

Вернуться к началу

2. Почему геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом?

Ответ: Потому что его источником является почти неограниченное количество тепла , генерируемое ядром Земли.Даже в геотермальных районах, зависящих от резервуара с горячей водой, вынутый объем может быть повторно закачан, что делает его устойчивым источником энергии.

Вернуться к началу

3. Где доступна геотермальная энергия?

Ответ : Гидротермальные ресурсы — резервуары пара или горячей воды — доступны в основном в западных штатах, на Аляске и на Гавайях . Тем не менее, энергия Земли может быть использована практически в любом месте с помощью геотермальных тепловых насосов и приложений прямого использования.Другие огромные мировые геотермальные ресурсы — например, горячая сухая порода и магма — ждут дальнейшего развития технологий. Чтобы увидеть визуальные представления источников геотермальной энергии, посетите нашу страницу с картами.

Вернуться к началу

4. Какое воздействие на окружающую среду оказывает использование геотермальной энергии?

Ответ: Геотермальные технологии предлагают много экологических преимуществ по сравнению с традиционным производством электроэнергии:

• Выбросы низкие. Геотермальные установки испускают только избыточный пар. Бинарные геотермальные электростанции не сбрасывают выбросы в атмосферу или жидкости, которые, по прогнозам, станут доминирующей технологией в ближайшем будущем.

• Соли и растворенные минералы, содержащиеся в геотермальных флюидах, обычно повторно закачиваются с избытком воды обратно в резервуар на глубине ниже водоносных горизонтов подземных вод. Этот перерабатывает геотермальную воду и пополняет резервуар . Город Санта-Роза, Калифорния, направляет очищенные сточные воды города до электростанций Гейзеры, чтобы использовать их для обратной закачки жидкости .Эта система продлит срок службы резервуара, так как он перерабатывает очищенные сточные воды.

• Некоторые геотермальные установки действительно производят твердые материалы или шламы, которые необходимо захоронить на утвержденных площадках. Некоторые из этих твердых веществ сейчас извлекаются для продажи (например, цинк, диоксид кремния и сера), что делает этот ресурс еще более ценным и экологически чистым.

В начало

5. Какое визуальное воздействие оказывают геотермальные технологии?

Ответ: Системы централизованного теплоснабжения и геотермальные тепловые насосы легко интегрируются в сообщества без визуального воздействия.Геотермальные электростанции используют относительно небольших площадей , а не требуют хранения, транспортировки или сжигания топлива . Либо выбросов нет, либо виден только пар. Эти качества снижают общее визуальное воздействие электростанций в живописных регионах.

Вернуться к началу

6. Возможно ли истощение геотермальных резервуаров?

Ответ: Долгосрочная устойчивость Производство геотермальной энергии было продемонстрировано на месторождении Лардарелло в Италии с 1913 года, на месторождении Вайракей в Новой Зеландии с 1958 года и на месторождении Гейзеры в Калифорнии с 1960 года.На некоторых заводах наблюдалось падение давления и добычи, и операторы начали закачку воды для поддержания пластового давления. Город Санта-Роза, Калифорния, направляет очищенные сточные воды в Гейзеры для использования в качестве жидкости для повторной закачки, тем самым продлевая срок службы резервуара при повторном использовании очищенных сточных вод. Узнайте больше о нашей геотермальной истории.

Вернуться к началу

7. Сколько стоит геотермальная энергия за киловатт-час (кВтч)?

Ответ: В Гейзерах электроэнергия продается по 0 долларов.03 до 0,035 доллара США за кВтч. Построенная сегодня электростанция , вероятно, потребует около 0,05 доллара за 1 кВтч . Некоторые заводы могут взимать больше в периоды пикового спроса.

См. Также: Покупка чистой электроэнергии

Наверх

8. Какие типы геотермальных электростанций существуют?

Ответ: Для преобразования гидротермальных жидкостей в электричество используются три технологии геотермальных электростанций: сухой пар , мгновенный пар и бинарный цикл .Тип используемого преобразования (выбранный при разработке) зависит от состояния жидкости (пар или вода) и ее температуры. Чтобы узнать больше о типах электростанций и увидеть иллюстрации каждого из них, посетите нашу страницу «Производство электроэнергии».

В начало

9. Сколько стоит строительство геотермальной электростанции?

Ответ: Затраты на геотермальную электростанцию ​​ сильно отнесены на первоначальные затраты, а не на топливо для поддержания их работы . Сначала происходит бурение скважин и строительство трубопровода, после чего следует анализ ресурсов буровой информации.Далее следует проектирование самого завода. Строительство электростанции обычно завершается одновременно с окончательной разработкой месторождения. Первоначальная стоимость месторождения и электростанции составляет около 2500 долларов США за установленный кВт в США, вероятно, от 3000 до 5000 долларов США / кВтэ для небольшой (<1 МВтэ) электростанции. Эксплуатационные и эксплуатационные расходы варьируются от 0,01 до 0,03 доллара за кВтч . Большинство геотермальных электростанций могут работать с готовностью более 90% (т. Е. Производя более 90% времени), но работа на 97% или 98% может увеличить затраты на техническое обслуживание.Более высокая цена на электроэнергию оправдывает работу установки в 98% случаев, поскольку возмещаются связанные с этим более высокие затраты на техническое обслуживание.

Вернуться к началу

10. Что делает площадку подходящей для разработки геотермальных электростанций?

Ответ: Горячая геотермальная жидкость с низким содержанием минералов и газа, неглубокие водоносные горизонты для добычи и обратной закачки жидкости, расположение на частной земле для упрощения выдачи разрешений, близость к существующим линиям электропередачи или нагрузке и наличие подпиточной воды для испарения охлаждение.Температура геотермальной жидкости должна быть не менее 300º F, хотя установки работают при температуре жидкости до 210º F.

Вернуться к началу

11. Что такое усовершенствованная геотермальная система (EGS)?

Ответ: Расширенная геотермальная система (EGS) — это искусственный резервуар, созданный там, где есть горячие породы, но недостаточная или низкая естественная проницаемость или флюидонасыщенность. В EGS жидкость закачивается в недра в тщательно контролируемых условиях, что вызывает повторное открытие ранее существовавших трещин, создавая проницаемость.Узнайте об основах EGS в нашем информационном бюллетене EGS или посетите нашу веб-страницу EGS.

Вернуться к началу

Основы геотермальной энергетики | NREL

Геотермальная энергия — это тепло земли. Это тепло используется для купания, для обогрева здания, и для выработки электроэнергии.

Слово геотермальное происходит от греческих слов geo (земля) и therme (тепло), и геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, потому что тепло вырабатывается непрерывно внутри земли.Многие технологии были разработаны для использования геотермальных энергия:

• Резервуары горячей воды или пара глубоко в земле, к которым можно получить доступ путем бурения
• Геотермальные резервуары, расположенные у поверхности земли, в основном на западе. США, Аляска и Гавайи
• Неглубокий грунт у поверхности Земли, поддерживающий относительно постоянную температуру. 50-60 ° F.

Такое разнообразие геотермальных ресурсов позволяет использовать их как на крупных, так и на малых предприятиях. Весы. Коммунальное предприятие может использовать горячую воду и пар из резервуаров для привода генераторов. и производить электроэнергию для своих клиентов. В других приложениях используется выделяемое тепло от геотермальной энергии до различных применений в зданиях, дорогах, сельском хозяйстве и промышленности растения. Третьи используют тепло непосредственно от земли для обогрева и охлаждение в домах и других зданиях.Узнайте больше о геотермальных исследованиях NREL.

Геотермальные приложения

Тепловые насосы

Тепловые насосы используют температуру земной поверхности для обогрева и охлаждения. Узнайте больше о тепловых насосах.

Производство электроэнергии

Производство электроэнергии — это производство электроэнергии из тепла земли.Узнайте больше о производстве электроэнергии.

Прямое использование

Прямое использование производит тепло непосредственно из горячей воды в земле.

---

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о геотермальных технологиях посетите следующие ресурсы:

Программа геотермальных технологий
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Energy Kids Основы геотермальной энергетики
Управление энергетической информации США Energy Kids

.