Für Russland kann die Energie der Erdwärme zu einer konstanten, zuverlässigen Quelle für die Bereitstellung billiger und erschwinglicher Elektrizität und Wärme werden, indem neue hochwertige, umweltfreundliche Technologien für ihre Gewinnung und Lieferung an den Verbraucher verwendet werden. Das gilt im Moment ganz besonders

Begrenzte Ressourcen an fossilen Energierohstoffen

Die Nachfrage nach organischen Energierohstoffen ist in Industrie- und Industrieländern hoch Entwicklungsländer(USA, Japan, Staaten des vereinten Europas, China, Indien etc.). Gleichzeitig sind die eigenen Kohlenwasserstoffressourcen in diesen Ländern entweder unzureichend oder reserviert, und ein Land, beispielsweise die Vereinigten Staaten, kauft Energierohstoffe im Ausland oder erschließt Vorkommen in anderen Ländern.

In Russland, einem der reichsten Länder in Bezug auf Energieressourcen, wird der wirtschaftliche Bedarf an Energie noch immer durch die Möglichkeiten der Nutzung natürlicher Ressourcen gedeckt. Allerdings ist die Gewinnung von fossilen Kohlenwasserstoffen aus den Eingeweiden sehr hoch schnell. Wenn in den 1940er-1960er Jahren. Die wichtigsten Ölfördergebiete waren das „Zweite Baku“ an der Wolga und der Ural, seit den 1970er Jahren bis heute ist Westsibirien ein solches Gebiet. Aber auch hier ist ein deutlicher Rückgang der Förderung fossiler Kohlenwasserstoffe zu verzeichnen. Die Ära des „trockenen“ cenomanischen Gases geht zu Ende. Ehemalige Stufe umfangreicher Produktionsentwicklung Erdgas zu einem Ende kommen. Seine Gewinnung aus solchen riesigen Lagerstätten wie Medvezhye, Urengoyskoye und Yamburgskoye betrug 84, 65 bzw. 50%. Auch der Anteil der erschließungsgünstigen Ölreserven nimmt mit der Zeit ab.

Aufgrund des aktiven Verbrauchs von Kohlenwasserstoffbrennstoffen wurden die Öl- und Erdgasreserven an Land erheblich reduziert. Jetzt konzentrieren sich ihre Hauptreserven auf den Festlandsockel. Und obwohl RohstoffbasisÖl- und Gasindustrie ist noch ausreichend für die Öl- und Gasförderung in Russland in den erforderlichen Mengen, in naher Zukunft wird es allen zur Verfügung gestellt mehr aufgrund der Entwicklung von Lagerstätten mit komplexen bergbaulichen und geologischen Bedingungen. Gleichzeitig werden die Kosten der Kohlenwasserstoffproduktion steigen.

Die meisten der nicht erneuerbaren Ressourcen, die dem Untergrund entnommen werden, werden als Brennstoff für verwendet Kraftwerke. Dies ist zunächst der Anteil an der Kraftstoffstruktur, der 64% beträgt.

In Russland werden 70 % des Stroms in thermischen Kraftwerken erzeugt. Energieunternehmen des Landes verbrennen jährlich etwa 500 Millionen Tonnen KWK. Tonnen, um Strom und Wärme zu gewinnen, während die Wärmeerzeugung drei- bis viermal mehr Kohlenwasserstoffbrennstoff verbraucht als die Stromerzeugung.

Die aus der Verbrennung dieser Mengen an Kohlenwasserstoff-Rohstoffen gewonnene Wärmemenge entspricht dem Verbrauch von Hunderten Tonnen Kernbrennstoff - der Unterschied ist enorm. Jedoch Kernenergie erfordert die Gewährleistung der Umweltsicherheit (um eine Wiederholung von Tschernobyl zu verhindern) und den Schutz vor möglichen Terroranschlägen sowie die sichere und kostspielige Stilllegung veralteter und veralteter Kernkraftwerke. Die nachgewiesenen förderbaren Uranreserven in der Welt betragen etwa 3 Millionen 400 Tausend Tonnen, während im gesamten vorangegangenen Zeitraum (bis 2007) etwa 2 Millionen Tonnen abgebaut wurden.

RES als die Zukunft der globalen Energie

Aufgewachsen in letzte Jahrzehnte In der Welt wird das Interesse an alternativen erneuerbaren Energiequellen (RES) nicht nur durch die Erschöpfung der Kohlenwasserstoff-Brennstoffreserven verursacht, sondern auch durch die Notwendigkeit, diese zu lösen Umweltprobleme. Objektive Faktoren (fossile Brennstoff- und Uranreserven sowie Veränderungen in Umfeld verbunden mit der Nutzung traditioneller Feuer- und Kernenergie) und Energieentwicklungstrends legen nahe, dass der Übergang zu neuen Methoden und Formen der Energieerzeugung unausweichlich ist. Bereits in der ersten Hälfte des XXI Jahrhunderts. es wird eine vollständige oder fast vollständige Umstellung auf nicht-traditionelle Energiequellen geben.

Je früher ein Durchbruch in diese Richtung erzielt wird, desto weniger schmerzhaft wird es für die gesamte Gesellschaft und desto vorteilhafter für das Land, in dem es sich befindet entscheidende Schritte in die angegebene Richtung.

Die Weichen für den Übergang zu einer sinnvollen Kombination traditioneller und neuer Energiequellen hat die Weltwirtschaft bereits gestellt. Der weltweite Energieverbrauch im Jahr 2000 belief sich auf mehr als 18 Milliarden Tonnen Brennstoffäquivalent. Tonnen, und der Energieverbrauch bis 2025 könnte auf 30–38 Milliarden Tonnen Kraftstoffäquivalent steigen. Tonnen ist laut Prognosedaten bis 2050 ein Verbrauch in Höhe von 60 Milliarden Tonnen Kraftstoffäquivalent möglich. t. Ein charakteristischer Trend in der Entwicklung der Weltwirtschaft im Berichtszeitraum ist eine systematische Verringerung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe und eine entsprechende Zunahme der Verwendung nicht traditioneller Brennstoffe Energieressourcen. Die thermische Energie der Erde nimmt unter ihnen einen der ersten Plätze ein.

Derzeit hat das Energieministerium der Russischen Föderation ein Entwicklungsprogramm verabschiedet nicht-traditionelle Energie, darunter 30 Hauptprojekte die Verwendung von Wärmepumpenanlagen (HPU), deren Funktionsprinzip auf dem Verbrauch von Wärmeenergie mit niedrigem Potenzial der Erde basiert.

Niederpotenzielle Energie der Erdwärme und Wärmepumpen

Die Quellen der Wärmeenergie mit niedrigem Potential der Erde sind Sonnenstrahlung und Wärmestrahlung erhitzte Eingeweide unseres Planeten. Die Nutzung dieser Energie ist derzeit einer der sich am dynamischsten entwickelnden Energiebereiche auf Basis erneuerbarer Energiequellen.

Die Wärme der Erde kann genutzt werden verschiedene Arten Gebäude und Bauwerke für Heizung, Warmwasserversorgung, Klimatisierung (Kühlung) sowie für Heizpfade in Winterzeit Jahre, Vermeidung von Vereisung, Beheizung von Spielfeldern in offenen Stadien etc. In der englischsprachigen Fachliteratur werden Anlagen, die die Erdwärme in Heizungs- und Klimaanlagen nutzen, als GHP – „geothermal heat pumps“ (geothermal heat pumps) bezeichnet ). Klimatische Eigenschaften der Länder von Mittel- und Nordeuropa, die zusammen mit den USA und Kanada die Hauptgebiete für die Nutzung minderwertiger Wärme der Erde sind, bestimmen diese hauptsächlich für Heizzwecke; Abkühlung der Luft, auch im Sommer, ist relativ selten erforderlich. Anders als in den USA arbeiten Wärmepumpen daher in europäischen Ländern hauptsächlich im Heizbetrieb. In den USA werden sie häufiger in Luftheizungssystemen in Kombination mit einer Lüftung eingesetzt, die sowohl das Heizen als auch das Kühlen der Außenluft ermöglicht. In europäischen Ländern werden Wärmepumpen üblicherweise in Warmwasserbereitungsanlagen eingesetzt. Da ihre Effizienz mit abnehmender Temperaturdifferenz zwischen Verdampfer und Verflüssiger zunimmt, werden zur Beheizung von Gebäuden häufig Fußbodenheizungen eingesetzt, in denen ein Kühlmittel relativ niedriger Temperatur (35–40 °C) zirkuliert.

Arten von Systemen zur Nutzung von niederpotentialiger Energie der Erdwärme

BEIM Allgemeiner Fall Es gibt zwei Arten von Systemen zur Nutzung der niederpotentialen Energie der Erdwärme:

- offene Systeme: Als Quelle für minderwertige Wärmeenergie wird Grundwasser genutzt, das direkt Wärmepumpen zugeführt wird;

- geschlossene Systeme: Wärmetauscher befinden sich im Bodenmassiv; wenn ein Kühlmittel mit niedrigerer Temperatur als das Erdreich durch sie zirkuliert, wird dem Erdreich Wärmeenergie „entzogen“ und an den Verdampfer der Wärmepumpe übertragen (oder wenn ein Kühlmittel mit einer höheren Temperatur im Verhältnis zum Erdreich verwendet wird, wird es gekühlt ).

Minuspunkte offene Systeme sind, dass die Brunnen gewartet werden müssen. Zudem ist der Einsatz solcher Systeme nicht in allen Bereichen möglich. Die wichtigsten Anforderungen an Boden und Grundwasser sind:

- ausreichende Wasserdurchlässigkeit des Bodens, wodurch die Wasserreserven wieder aufgefüllt werden können;

– gute chemische Zusammensetzung Grundwasser(z. B. niedriger Eisengehalt), um Kalk- und Korrosionsprobleme im Rohr zu vermeiden.

Geschlossene Systeme zur Nutzung der niederpotentialen Energie der Erdwärme

Geschlossene Systeme sind horizontal und vertikal (Abbildung 1).

Reis. 1. Schema einer geothermischen Wärmepumpenanlage mit: a - horizontal

und b - vertikale Erdwärmetauscher.

Horizontaler Erdwärmetauscher

In den Ländern West- und Mitteleuropas horizontal Erdwärmetauscher normalerweise handelt es sich um separate Rohre, die relativ dicht verlegt und in Reihe oder parallel miteinander verbunden sind (Abb. 2).

Reis. 2. Horizontale Erdwärmetauscher mit: a - sequentiell und

b - Parallelschaltung.

Um den Bereich des Standorts, an dem die Wärme entfernt wird, einzusparen, wurden verbesserte Arten von Wärmetauschern entwickelt, beispielsweise Wärmetauscher in Form einer Spirale (Abb. 3), die horizontal oder vertikal angeordnet sind. Diese Form von Wärmetauschern ist in den USA weit verbreitet.

Seit Urzeiten wissen die Menschen um die elementaren Manifestationen gigantischer Energie, die in den Tiefen lauern der Globus. Das Gedächtnis der Menschheit bewahrt Legenden über katastrophale Vulkanausbrüche, die Millionen forderten Menschenleben, veränderte unkenntlich das Gesicht vieler Orte auf der Erde. Die Kraft des Ausbruchs selbst eines relativ kleinen Vulkans ist kolossal, sie übersteigt die Kraft der größten Kraftwerke, die von Menschenhand geschaffen wurden, um ein Vielfaches. Die Wahrheit über die direkte Nutzung von Energie Vulkanausbrüche Unnötig zu sagen: Die Menschen haben noch keine Gelegenheit, dieses widerspenstige Element zu zügeln, und glücklicherweise sind diese Eruptionen ziemlich seltene Ereignisse. Aber dies sind Manifestationen der Energie, die in den Eingeweiden der Erde lauert, wenn nur ein winziger Bruchteil dieser unerschöpflichen Energie einen Weg durch die feuerspeienden Schlote der Vulkane findet.

Klein Europäisches Land Island (das „Land aus Eis“ in wörtliche Übersetzung) versorgt sich komplett mit Tomaten, Äpfeln und sogar Bananen! Zahlreiche isländische Gewächshäuser werden mit Strom versorgt die Hitze der Erde, Andere lokale Quellen In Island gibt es praktisch keine Energie. Aber dieses Land ist sehr reich heiße Quellen und berühmte Geysire - Fontänen mit heißem Wasser, mit der Präzision eines Chronometers, der aus dem Boden entweicht. Und obwohl die Isländer keinen Vorrang bei der Nutzung der Wärme unterirdischer Quellen haben (sogar die alten Römer brachten Wasser aus dem Untergrund zu den berühmten Bädern - den Caracalla-Thermen), sind die Bewohner dieser kleinen nördliches Land das unterirdische Kesselhaus sehr intensiv betreiben. Die Hauptstadt Reykjavik, in der die Hälfte der Bevölkerung des Landes lebt, wird nur durch unterirdische Quellen beheizt. Reykjavik ist perfekt ein Ausgangspunkt Island kennen zu lernen: Von hier aus können Sie die interessantesten und abwechslungsreichsten Ausflüge in jeden Winkel dieses einzigartigen Landes unternehmen: Geysire, Vulkane, Wasserfälle, Rhyolithberge, Fjorde ... Überall in Reykjavik spüren Sie PURE ENERGY - die Thermik Energie von Geysiren, die aus dem Boden sprudeln, die Energie der Reinheit und Weite einer ideal grünen Stadt, die Energie einer Fröhlichkeit und Brandstiftung Nachtleben Reykjavík das ganze Jahr über.

Aber nicht nur zum Heizen schöpfen die Menschen Energie aus den Tiefen der Erde. Kraftwerke, die heiße unterirdische Quellen nutzen, sind seit langem in Betrieb. Das erste Kraftwerk dieser Art, noch sehr leistungsschwach, wurde 1904 in der italienischen Kleinstadt Larderello errichtet, benannt nach dem französischen Ingenieur Larderelli, der bereits 1827 ein Projekt zur Nutzung zahlreicher heißer Quellen in der Umgebung ausarbeitete. Allmählich wuchs die Kapazität des Kraftwerks, immer mehr neue Einheiten wurden in Betrieb genommen, neue Warmwasserquellen wurden genutzt, und heute hat die Leistung der Station bereits einen beeindruckenden Wert erreicht - 360.000 Kilowatt. In Neuseeland gibt es ein solches Kraftwerk in der Region Wairakei, seine Leistung beträgt 160.000 Kilowatt. 120 km von San Francisco in den USA entfernt produziert eine geothermische Anlage mit einer Leistung von 500.000 Kilowatt Strom.

geothermische Energie

Seit der Antike wissen die Menschen um die spontanen Manifestationen gigantischer Energie, die in den Eingeweiden der Erde lauern. Das Gedächtnis der Menschheit bewahrt Legenden über katastrophale Vulkanausbrüche, die Millionen von Menschenleben forderten und das Aussehen vieler Orte auf der Erde unkenntlich veränderten. Die Kraft des Ausbruchs selbst eines relativ kleinen Vulkans ist kolossal, sie übersteigt die Kraft der größten Kraftwerke, die von Menschenhand geschaffen wurden, um ein Vielfaches. Es ist zwar nicht nötig, über die direkte Nutzung der Energie von Vulkanausbrüchen zu sprechen - bisher haben die Menschen keine Möglichkeit, dieses widerspenstige Element einzudämmen, und glücklicherweise sind diese Ausbrüche ziemlich seltene Ereignisse. Aber dies sind Manifestationen von Energie, die in den Eingeweiden der Erde lauern, wenn nur ein winziger Bruchteil dieser unerschöpflichen Energie einen Weg durch die feuerspeienden Schlote der Vulkane findet.

Der Geysir ist Heiße Quelle, der sein Wasser wie ein Springbrunnen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Höhen ausstößt. Der Name kommt vom isländischen Wort für „gießt“. Das Erscheinen von Geysiren erfordert ein gewisses Maß günstiges Umfeld, die nur an wenigen Orten der Erde entstanden sind, was zu ihrer eher seltenen Präsenz führt. Fast 50 % der Geysire befinden sich im Yellowstone-Nationalpark (USA). Die Aktivität des Geysirs kann aufgrund von Darmveränderungen, Erdbeben und anderen Faktoren eingestellt werden. Die Wirkung eines Geysirs wird durch den Kontakt von Wasser mit Magma verursacht, wonach sich das Wasser schnell erwärmt und unter dem Einfluss der Erdwärme mit Kraft nach oben geschleudert wird. Nach dem Ausbruch kühlt das Wasser im Geysir allmählich ab, sickert zurück zum Magma und sprudelt erneut. Die Häufigkeit der Eruptionen verschiedener Geysire variiert von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden. Die Notwendigkeit einer großen Energie für den Betrieb eines Geysirs - Hauptgrund ihre Seltenheit. Vulkangebiete können heiße Quellen haben, Schlammvulkane, Fumarolen, aber es gibt nur sehr wenige Orte, an denen sich Geysire befinden. Tatsache ist, dass selbst wenn sich am Ort der Vulkanaktivität ein Geysir gebildet hat, nachfolgende Eruptionen die Erdoberfläche zerstören und ihren Zustand verändern, was zum Verschwinden des Geysirs führen wird.

Die Energie der Erde (Geothermie) basiert auf der Nutzung natürliche Wärme Erde. Die Eingeweide der Erde sind mit einer kolossalen, fast unerschöpflichen Energiequelle gefüllt. Die jährliche Abstrahlung innerer Wärme auf unserem Planeten beträgt 2,8 * 1014 Milliarden kWh. Sie wird ständig durch den radioaktiven Zerfall einiger Isotope in der Erdkruste kompensiert.

Geothermische Energiequellen können von zwei Arten sein. Der erste Typ sind unterirdische Becken mit natürlichen Wärmeträgern - heißes Wasser (Hydrothermalquellen) oder Dampf (Dampfthermen) oder ein Dampf-Wasser-Gemisch. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um direkt einsatzbereite „Untergrundkessel“, aus denen über gewöhnliche Bohrlöcher Wasser oder Dampf entnommen werden kann. Die zweite Art ist die Hitze heißer Steine. Durch das Pumpen von Wasser in solche Horizonte kann man auch Dampf oder überhitztes Wasser zur weiteren energetischen Nutzung gewinnen.

Aber in beiden Anwendungsfällen Hauptnachteil liegt vielleicht in einer sehr schwachen Konzentration geothermischer Energie. An Orten, an denen sich besondere geothermische Anomalien bilden, wo heiße Quellen oder Felsen relativ nahe an die Oberfläche kommen und wo die Temperatur alle 100 m um 30-40 ° C ansteigt, können Konzentrationen von geothermischer Energie Bedingungen für ihre wirtschaftliche Nutzung schaffen. Je nach Temperatur Wasser, Dampf oder Dampf-Wasser-Gemisch geothermische Quellen werden in Nieder- und Mitteltemperatur (mit Temperaturen bis 130 - 150 °C) und Hochtemperatur (über 150 °C) unterteilt. Die Art ihrer Verwendung hängt weitgehend von der Temperatur ab.

Es kann argumentiert werden, dass Geothermie vier vorteilhafte Eigenschaften hat.

Erstens sind seine Reserven praktisch unerschöpflich. Nach Schätzungen aus den späten 70er Jahren belaufen sie sich bis zu einer Tiefe von 10 km auf einen Wert, der 3,5 Tausend Mal höher ist als die Reserven traditionelle Typen mineralischer Brennstoff.

Zweitens ist Geothermie weit verbreitet. Seine Konzentration ist hauptsächlich mit Gürteln aktiver seismischer und vulkanischer Aktivität verbunden, die 1/10 der Erdfläche einnehmen. Innerhalb dieser Gürtel lassen sich einige der vielversprechendsten „Geothermalregionen“ unterscheiden, Beispiele hierfür sind Kalifornien in den USA, Neuseeland, Japan, Island, Kamtschatka und der Nordkaukasus in Russland. Nur im ehemalige UdSSR Anfang der 1990er Jahre wurden etwa 50 unterirdische Becken mit heißem Wasser und Dampf eröffnet.

Drittens erfordert die Nutzung von Geothermie keine hohen Kosten, weil. in dieser Fall wir redenüber bereits „gebrauchsfertige“ Energiequellen, die von der Natur selbst geschaffen wurden.

Schließlich, viertens, ist Geothermie ökologisch völlig unbedenklich und belastet die Umwelt nicht.

Der Mensch nutzt seit langem die Energie der inneren Wärme der Erde (erinnern wir uns an die berühmten römischen Bäder), aber ihre kommerzielle Nutzung begann erst in den 20er Jahren unseres Jahrhunderts mit dem Bau der ersten geoelektrischen Kraftwerke in Italien und dann in anderen Ländern. Anfang der 1980er Jahre waren weltweit etwa 20 solcher Kraftwerke mit einer Gesamtleistung von 1,5 Millionen kW in Betrieb. Die größte von ihnen ist die Geysers-Station in den USA (500.000 kW).

Erdwärme wird zur Stromerzeugung, zum Heizen von Häusern, Gewächshäusern usw. verwendet. Als Wärmeträger wird trockener Dampf, überhitztes Wasser oder jeder Wärmeträger mit niedrigem Siedepunkt (Ammoniak, Freon etc.) verwendet.

Doktor der technischen Wissenschaften AUF DER. Ich schwöre, Professor,
Akademiemitglied Russische Akademie Technische Wissenschaften, Moskau

In den letzten Jahrzehnten erwägt die Welt die Richtung von mehr effektiver Einsatz Energie der Tiefenwärme der Erde mit dem Ziel des teilweisen Ersatzes von Erdgas, Öl, Kohle. Dies wird nicht nur in Gebieten mit hohen geothermischen Parametern möglich, sondern auch in jedem Gebiet der Welt, wenn Injektions- und Produktionsbohrungen gebohrt und Zirkulationssysteme zwischen ihnen geschaffen werden.

Das wachsende Interesse in den letzten Jahrzehnten an alternative Quellen Energie wird durch die Erschöpfung der Kohlenwasserstoff-Brennstoffreserven und die Notwendigkeit, eine Reihe von Umweltproblemen zu lösen, verursacht. Objektive Faktoren (Vorräte an fossilen Brennstoffen und Uran sowie Umweltveränderungen durch traditionelles Feuer und Atomkraft) lassen uns behaupten, dass der Übergang zu neuen Methoden und Formen der Energieerzeugung unvermeidlich ist.

Die Weltwirtschaft steuert derzeit auf den Übergang zu einer sinnvollen Kombination traditioneller und neuer Energiequellen zu. Die Wärme der Erde nimmt unter ihnen einen der ersten Plätze ein.

Geothermische Energieressourcen werden in hydrogeologische und petrogeothermische Ressourcen unterteilt. Die ersten von ihnen sind Kühlmittel (sie machen nur 1% aus gemeinsame Ressourcen Geothermie) - Grundwasser, Dampf und Dampf-Wasser-Gemische. Die zweite ist geothermische Energie, die in heißen Gesteinen enthalten ist.

Die in unserem Land und im Ausland zur Gewinnung von natürlichem Dampf und geothermischem Wasser verwendete Springbrunnentechnologie (Self-Spill) ist einfach, aber ineffizient. Bei einer geringen Förderleistung von selbstfließenden Brunnen kann deren Wärmeproduktion die Bohrkosten nur in geringer Tiefe von geothermischen Lagerstätten amortisieren hohe Temperatur in Gebieten mit thermischen Anomalien. Die Lebensdauer solcher Brunnen erreicht in vielen Ländern nicht einmal 10 Jahre.

Gleichzeitig bestätigt die Erfahrung, dass der Bau eines geothermischen Kraftwerks bei Vorhandensein von flachen Kollektoren für natürlichen Dampf die rentabelste Option zur Nutzung geothermischer Energie ist. Der Betrieb solcher GeoTPPs hat ihre Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Kraftwerkstypen gezeigt. Daher die Nutzung von Reserven an geothermischem Wasser und Dampfhydrothermen in unserem Land auf der Halbinsel Kamtschatka und auf den Inseln der Kurilenkette in den Regionen Nordkaukasus, und ggf. auch in anderen Bereichen sinnvoll und zeitnah. Aber Dampfvorkommen sind eine Seltenheit, die bekannten und prognostizierten Reserven sind gering. Viel häufigere Vorkommen von Wärme und Kraftwasser befinden sich nicht immer nahe genug am Verbraucher – dem Wärmeversorgungsobjekt. Dies schließt die Möglichkeit einer groß angelegten effektiven Nutzung aus.

Oft entwickelt sich die Problematik der Skalierungsbekämpfung zu einem komplexen Problem. Die Nutzung geothermischer, in der Regel mineralisierter Quellen als Wärmeträger führt zu einer Überwucherung von Bohrlochzonen mit Eisenoxid-, Kalk- und Silikatformationen. Außerdem beeinträchtigen die Probleme der Erosions-Korrosion und Ablagerungen den Betrieb der Ausrüstung nachteilig. Das Problem ist auch die Einleitung von mineralisiertem und Abwasser, das toxische Verunreinigungen enthält. Daher kann die einfachste Brunnentechnologie nicht als Grundlage für die breite Erschließung geothermischer Ressourcen dienen.

Nach vorläufigen Schätzungen im Gebiet Russische Föderation Die prognostizierten Reserven an Thermalwasser mit einer Temperatur von 40-250 °C, einem Salzgehalt von 35-200 g/l und einer Tiefe von bis zu 3000 m betragen 21-22 Millionen m3/Tag, was einer Verbrennung von 30-40 Millionen entspricht Tonnen äquivalenter Kraftstoff. Im Jahr.

Die vorhergesagten Reserven des Dampf-Luft-Gemisches mit einer Temperatur von 150-250 °C auf der Halbinsel Kamtschatka und den Kurilen betragen 500.000 m3/Tag. und Reserven von Thermalwasser mit einer Temperatur von 40-100 ° C - 150.000 m3 / Tag.

Die Reserven an Thermalwasser mit einer Durchflussmenge von etwa 8 Millionen m3/Tag, mit einem Salzgehalt von bis zu 10 g/l und einer Temperatur von über 50 °C gelten als vorrangig für die Entwicklung.

Viel Größerer Wert denn die energie der zukunft ist die gewinnung thermischer energie, praktisch unerschöpflicher petrogeothermischer ressourcen. Diese geothermische Energie, eingeschlossen in festes heißes Gestein, macht 99 % der gesamten Ressourcen an unterirdischer thermischer Energie aus. In einer Tiefe von bis zu 4-6 km sind Massive mit einer Temperatur von 300-400 °C nur in der Nähe der Zwischenkammern einiger Vulkane zu finden, aber heißes Gestein mit einer Temperatur von 100-150 °C ist fast überall verteilt diese Tiefen, und mit einer Temperatur von 180-200 °C in einem ziemlich bedeutenden Teil des Territoriums Russlands.

Seit Milliarden von Jahren erzeugen und erzeugen Kern-, Gravitations- und andere Prozesse im Inneren der Erde thermische Energie. Ein Teil davon wird in emittiert Platz, und die Wärme wird in den Eingeweiden akkumuliert, d.h. Wärmeinhalt von festen, flüssigen u gasförmige Phasen irdische Materie und heißt Geothermie.

Die kontinuierliche Erzeugung von intraterrestrischer Wärme kompensiert ihre externen Verluste, dient als Quelle für die Akkumulation von geothermischer Energie und bestimmt den erneuerbaren Teil ihrer Ressourcen. Die gesamte Wärmeabfuhr des Untergrundes zu Erdoberfläche das Dreifache der derzeitigen Kapazität von Kraftwerken auf der Welt und wird auf 30 TW geschätzt.

Es ist jedoch klar, dass Erneuerbarkeit nur für begrenzte natürliche Ressourcen von Bedeutung ist und das Gesamtpotenzial der Erdwärme praktisch unerschöpflich ist, da es als die gesamte der Erde zur Verfügung stehende Wärmemenge definiert werden sollte.

Nicht umsonst hat sich die Welt in den letzten Jahrzehnten Gedanken über eine effizientere Nutzung der Energie aus der Tiefenwärme der Erde gemacht, um Erdgas, Öl und Kohle teilweise zu ersetzen. Dies wird nicht nur in Gebieten mit hohen geothermischen Parametern möglich, sondern auch in jedem Gebiet der Welt, wenn Injektions- und Produktionsbohrungen gebohrt und Zirkulationssysteme zwischen ihnen geschaffen werden.

Natürlich sind Gesteine ​​mit geringer Wärmeleitfähigkeit z effektive Arbeit Umwälzsysteme ist eine ausreichend ausgebildete Wärmeaustauschfläche in der Wärmeentzugszone erforderlich bzw. zu schaffen. Eine solche Oberfläche besitzen poröse Schichten und Zonen mit natürlicher Bruchfestigkeit, die häufig in den oben genannten Tiefen zu finden sind und deren Durchlässigkeit es ermöglicht, eine erzwungene Filtration des Kühlmittels mit einer effizienten Entnahme von Gesteinsenergie sowie zu organisieren künstliche Schöpfung ausgedehnte Wärmeaustauschfläche in gering durchlässigen porösen Massen durch hydraulische Frakturierung (siehe Abbildung).

Aktuell wird das Hydraulic Fracturing eingesetzt Öl-und Gasindustrie als eine Möglichkeit, die Reservoirdurchlässigkeit zu erhöhen, um die Ölgewinnung während der Entwicklung zu verbessern Ölfelder. Moderne Technologie ermöglicht es, einen schmalen, aber langen Riss oder einen kurzen, aber breiten Riss zu erzeugen. Beispiele für Wasserbrüche mit bis zu 2-3 km langen Brüchen sind bekannt.

Die heimische Idee, die wichtigsten in festen Gesteinen enthaltenen geothermischen Ressourcen zu gewinnen, wurde bereits 1914 von K.E. Obruchev.

1963 wurde in Paris das erste GCC geschaffen, um Wärme aus porösem Formationsgestein für die Heizung und Klimatisierung der Räumlichkeiten des Broadcasting Chaos-Komplexes zu extrahieren. 1985 waren in Frankreich bereits 64 GCCs mit einer thermischen Gesamtleistung von 450 MW in Betrieb, mit einer jährlichen Einsparung von etwa 150.000 Tonnen Öl. Im selben Jahr wurde der erste GCC dieser Art in der UdSSR im Khankala-Tal in der Nähe der Stadt Grosny gegründet.

1977 begannen nach dem Projekt des Los Alamos National Laboratory der USA Tests eines experimentellen GCC mit hydraulischer Frakturierung eines fast undurchlässigen Massivs am Standort Fenton Hill im Bundesstaat New Mexico. Durch den Brunnen (Injektion) kalt gespritzt frisches Wasser wurde durch Wärmeaustausch mit einer Gesteinsmasse (185 °C) in einer vertikalen Kluft mit einer Fläche von 8000 m2 erhitzt, die durch hydraulische Frakturierung in einer Tiefe von 2,7 km entstanden ist. In einem anderen Brunnen (Förderung), der ebenfalls diesen Riss durchquerte, trat überhitztes Wasser in Form eines Dampfstrahls an die Oberfläche. Bei der Zirkulation in einem geschlossenen Kreislauf unter Druck erreichte die Temperatur des überhitzten Wassers an der Oberfläche 160-180 °C und die Wärmeleistung des Systems - 4-5 MW. Kühlmittellecks in das umgebende Massiv machten etwa 1% des Gesamtstroms aus. Die Konzentration an mechanischen und chemischen Verunreinigungen (bis 0,2 g/l) entsprach den Bedingungen von Süßwasser Wasser trinken. Der Wasserbruch musste nicht fixiert werden und wurde offen gehalten hydrostatischer Druck Flüssigkeiten. Die sich darin entwickelnde freie Konvektion sorgte dafür wirksame Teilnahme beim Wärmeaustausch fast der gesamten Oberfläche des Aufschlusses einer heißen Gesteinsmasse.

Die Gewinnung von unterirdischer Wärmeenergie aus heißen undurchlässigen Gesteinen, basierend auf den in der Öl- und Gasindustrie seit langem beherrschten und praktizierten Methoden des Schrägbohrens und des hydraulischen Brechens, verursachte keine seismische Aktivität, oder andere schädliche Auswirkungen auf die Umwelt.

1983 wiederholten britische Wissenschaftler die amerikanische Erfahrung, indem sie in Carnwell einen experimentellen GCC mit hydraulischem Brechen von Graniten schufen. Ähnliche Werke fanden in Deutschland, Schweden statt. In den USA wurden mehr als 224 Erdwärmeprojekte realisiert. Es wird jedoch angenommen, dass geothermische Ressourcen den Großteil des zukünftigen Bedarfs der USA an nichtelektrischer thermischer Energie decken können. In Japan erreichte die Kapazität von GeoTPP im Jahr 2000 etwa 50 GW.

Derzeit wird in 65 Ländern an geothermischen Ressourcen geforscht und exploriert. Weltweit wurden auf Basis von Geothermie Stationen mit einer Gesamtleistung von etwa 10 GW geschaffen. Die Vereinten Nationen unterstützen aktiv die Entwicklung der Erdwärme.

Die in vielen Ländern der Welt gesammelten Erfahrungen mit der Verwendung von geothermischen Kühlmitteln zeigen, dass sie unter günstigen Bedingungen 2-5 mal rentabler sind als Wärme- und Kernkraftwerke. Berechnungen zeigen, dass eine geothermische Bohrung 158.000 Tonnen Kohle pro Jahr ersetzen kann.

Somit ist die Erdwärme vielleicht die einzige große erneuerbare Energiequelle, deren rationelle Entwicklung verspricht, die Energiekosten im Vergleich zu moderner Brennstoffenergie zu senken. Mit einem ebenso unerschöpflichen Energiepotential, Solar- u thermonukleare Anlagen, wird leider teurer sein als der vorhandene Kraftstoff.

Trotz der sehr langen Entwicklungsgeschichte der Erdwärme hat die Geothermie heute noch nicht ihre hohe Entwicklung erreicht. Die Entwicklung der thermischen Energie der Erde erlebt große Schwierigkeiten beim Bau von Tiefbrunnen, die ein Kanal sind, um das Kühlmittel an die Oberfläche zu bringen. Aufgrund der hohen Bohrlochtemperatur (200-250 °C) sind herkömmliche Gesteinsschneidwerkzeuge für Arbeiten unter solchen Bedingungen ungeeignet, es gibt besondere Anforderungen an die Auswahl von Bohr- und Verrohrungsrohren, Zementschlämmen, Bohrtechnik, Bohrlochverrohrung und Fertigstellung. Haushaltsmessgeräte, serienmäßige Betriebsarmaturen und Geräte werden in einer Ausführung hergestellt, die Temperaturen nicht höher als 150-200 ° C zulässt. Herkömmliches mechanisches Tiefbohren von Brunnen verzögert sich manchmal um Jahre und erfordert erhebliche finanzielle Kosten. In den Hauptproduktionsanlagen betragen die Bohrkosten 70 bis 90%. Dieses Problem kann und sollte nur gelöst werden, indem eine fortschrittliche Technologie für die Entwicklung des Hauptteils der geothermischen Ressourcen geschaffen wird, d.h. Energiegewinnung aus heißem Gestein.

Unsere Gruppe russischer Wissenschaftler und Spezialisten beschäftigt sich seit mehr als einem Jahr mit der Problematik der Gewinnung und Nutzung der unerschöpflichen, erneuerbaren Tiefenwärmeenergie des heißen Gesteins der Erde auf dem Territorium der Russischen Föderation. Der Zweck der Arbeit besteht darin, auf der Grundlage inländischer, hohe Technologie technische Mittel zum tiefen Eindringen in die Eingeweide der Erdkruste. Derzeit wurden mehrere Varianten von Bohrwerkzeugen (BS) entwickelt, die in der weltweiten Praxis keine Analoga haben.

Die Arbeit der ersten Version der BS ist mit der aktuellen verknüpft traditionelle Technologie gut bohren. Bohrgeschwindigkeit für Hartgestein ( durchschnittliche Dichte 2500-3300 kg/m3) bis 30 m/h, Brunnendurchmesser 200-500 mm. Die zweite Variante des BS führt das Bohren von Brunnen in einem autonomen und automatischen Modus durch. Der Start erfolgt von einer speziellen Start- und Annahmeplattform aus, von der aus seine Bewegung gesteuert wird. Innerhalb weniger Stunden können tausend Meter BS in hartem Gestein passiert werden. Brunnendurchmesser von 500 bis 1000 mm. Wiederverwendbare BS-Optionen haben eine große wirtschaftliche Effizienz und enormen potenziellen Wert. Die Einführung von BS in die Produktion wird eine neue Phase beim Bau von Brunnen eröffnen und den Zugang zu unerschöpflichen Quellen thermischer Energie der Erde ermöglichen.

Für die Bedürfnisse der Wärmeversorgung liegt die erforderliche Tiefe der Brunnen im ganzen Land im Bereich von bis zu 3-4,5 Tausend Metern und überschreitet 5-6 Tausend Meter nicht, die Temperatur des Wärmeträgers für die Wohnungs- und kommunale Wärmeversorgung 150 °C nicht überschreiten. Bei Industrieanlagen übersteigt die Temperatur in der Regel 180-200 °C nicht.

Der Zweck der Gründung des GCC besteht darin, abgelegene, schwer zugängliche und unterentwickelte Regionen der Russischen Föderation mit konstanter, erschwinglicher und billiger Wärme zu versorgen. Die Betriebsdauer des GCS beträgt 25-30 Jahre oder mehr. Amortisationszeit der Stationen (unter Berücksichtigung die neuesten Technologien Bohren) - 3-4 Jahre.

Durch die Schaffung entsprechender Kapazitäten zur Nutzung von Erdwärme für den nichtelektrischen Bedarf in der Russischen Föderation werden in den kommenden Jahren rund 600 Millionen Tonnen gleichwertiger Brennstoff ersetzt. Die Einsparungen können bis zu 2 Billionen Rubel betragen.

Bis 2030 ist es möglich, Energiekapazitäten zu schaffen, um Feuerenergie um bis zu 30 % zu ersetzen, und bis 2040 organische Rohstoffe als Brennstoff nahezu vollständig aus der Energiebilanz der Russischen Föderation zu eliminieren.

Literatur

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Die Wärme der Erde. Wahrscheinliche Quellen innere Hitze

Geothermie- Wissenschaft, die das thermische Feld der Erde untersucht. Die durchschnittliche Temperatur der Erdoberfläche beträgt allgemeiner Trend zu einer Abnahme. Vor drei Milliarden Jahren betrug die Durchschnittstemperatur auf der Erdoberfläche 71 Grad, jetzt sind es 17 Grad. Wärmequellen (therm ) Die Felder der Erde sind innere und äußere Prozesse. Die Wärme der Erde wird durch Sonnenstrahlung verursacht und entsteht im Inneren des Planeten. Die Werte des Wärmeeintrags aus beiden Quellen sind quantitativ extrem unterschiedlich und ihre Rolle im Leben des Planeten ist unterschiedlich. Die solare Erwärmung der Erde macht 99,5 % der gesamten Wärmemenge aus, die von ihrer Oberfläche aufgenommen wird, und die interne Erwärmung macht 0,5 % aus. Darüber hinaus ist der Zufluss von innerer Wärme auf der Erde sehr ungleichmäßig verteilt und konzentriert sich hauptsächlich auf Orte, an denen sich Vulkanismus manifestiert.

Externe Quelle ist Sonnenstrahlung . Die Hälfte der Sonnenenergie wird von der Oberfläche, der Vegetation und der oberflächennahen Schicht der Erdkruste absorbiert. Die andere Hälfte wird in den Weltraum gespiegelt. Sonnenstrahlung hält die Temperatur der Erdoberfläche bei durchschnittlich etwa 0 0 C. Die Sonne erwärmt die Oberflächenschicht der Erde bis zu einer durchschnittlichen Tiefe von 8 - 30 m, bei einer durchschnittlichen Tiefe von 25 m hört die Wirkung der Sonnenwärme auf und die Temperatur wird konstant (neutrale Schicht). Diese Tiefe ist in Gebieten mit maritimem Klima minimal und in der Subpolarregion maximal. Unterhalb dieser Grenze befindet sich ein Gürtel mit konstanter Temperatur, der der durchschnittlichen Jahrestemperatur des Gebiets entspricht. So zum Beispiel in Moskau auf dem Territorium der Landwirtschaft. Akademie. Timiryazev, in einer Tiefe von 20 m ist die Temperatur seit 1882 konstant gleich 4,2 o C. In Paris, in einer Tiefe von 28 m, zeigt das Thermometer seit mehr als 100 Jahren konstant 11,83 o C. Die Schicht mit a Konstante Temperatur ist die tiefste, wo mehrjährige (ewiger Frost. Unterhalb des Gürtels konstanter Temperatur befindet sich die geothermische Zone, die durch die von der Erde selbst erzeugte Wärme gekennzeichnet ist.

Innere Quellen sind die Eingeweide der Erde. Die Erde strahlt in den Weltraum mehr Hitze als es von der Sonne empfängt. Interne Quellen umfassen Restwärme aus der Zeit, als der Planet geschmolzen war, Wärme thermonukleare Reaktionen die im Erdinneren fließen, die Wärme der Gravitationskompression der Erde unter der Wirkung der Schwerkraft, die Wärme chemischer Reaktionen und Kristallisationsprozesse usw. (z. B. Gezeitenreibung). Die Darmwärme kommt hauptsächlich aus den Bewegungszonen. Die Zunahme der Temperatur mit der Tiefe ist mit der Existenz verbunden interne Quellen Hitze - Zerfall radioaktive Isotope– U, Th, K, Gravitationsdifferenzierung der Materie, Gezeitenreibung, exothermes Redox chemische Reaktionen, Metamorphose u Phasenübergänge. Die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs mit der Tiefe wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt – Wärmeleitfähigkeit, Gesteinsdurchlässigkeit, Nähe zu Vulkankammern usw.

Unterhalb des Gürtels konstanter Temperaturen gibt es einen Temperaturanstieg, im Durchschnitt 1 ° pro 33 m ( geothermische Stufe) oder 3 o alle 100 m ( geothermischer Gradient). Diese Werte sind Indikatoren für das thermische Feld der Erde. Es ist klar, dass diese Werte in verschiedenen Gebieten oder Zonen der Erde durchschnittlich und unterschiedlich groß sind. Der geothermische Schritt ist an verschiedenen Punkten der Erde unterschiedlich. Zum Beispiel in Moskau - 38,4 m, in Leningrad - 19,6, in Archangelsk - 10. Also beim Bohren Tiefbrunnen Auf der Halbinsel Kola in 12 km Tiefe wurde eine Temperatur von 150 Grad angenommen, in Wirklichkeit waren es etwa 220 Grad. Beim Bohren von Brunnen im nördlichen Kaspischen Meer in einer Tiefe von 3000 m wurde eine Temperatur von 150 Grad angenommen, es stellte sich jedoch heraus, dass sie 108 Grad betrug.

Es ist zu beachten, dass die klimatischen Eigenschaften des Gebiets und die durchschnittliche Jahrestemperatur die Änderung des Werts der geothermischen Stufe nicht beeinflussen, die Gründe liegen in den folgenden:

1) in der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der Gesteine, aus denen ein bestimmtes Gebiet besteht. Unter dem Maß der Wärmeleitfähigkeit versteht man die in 1 Sekunde übertragene Wärmemenge in Kalorien. Durch einen Abschnitt von 1 cm 2 mit einem Temperaturgradienten von 1 o C;

2) bei der Radioaktivität von Gesteinen gilt: je größer die Wärmeleitfähigkeit und Radioaktivität, desto niedriger die geothermische Stufe;

3) unter verschiedenen Bedingungen des Vorkommens von Gesteinen und dem Alter ihres Vorkommens; Beobachtungen haben gezeigt, dass die Temperatur in den in Falten gesammelten Schichten schneller ansteigt, sie weisen häufig Verletzungen (Risse) auf, durch die der Wärmezugang aus der Tiefe erleichtert wird;

4) Charakter Grundwasser: Ströme von heißem Grundwasser warme Felsen, kalt - kühl;

5) Entfernung vom Ozean: In der Nähe des Ozeans ist die geothermische Stufe aufgrund der Abkühlung von Gesteinen durch eine Wassermasse größer und am Kontakt kleiner.

Die Kenntnis des spezifischen Werts der geothermischen Stufe ist von großer praktischer Bedeutung.

1. Dies ist wichtig beim Entwerfen von Minen. In einigen Fällen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Temperatur in Tiefbauarbeiten künstlich zu senken (Temperatur - 50 ° C ist die Grenze für eine Person in trockener Luft und 40 ° C in feuchter Luft); in anderen wird es möglich sein, in großen Tiefen zu arbeiten.

2. Sehr wichtig hat eine Bewertung der Temperaturbedingungen während des Tunnelbaus in Berggebieten.

3. Die Untersuchung der geothermischen Verhältnisse im Erdinneren ermöglicht die Nutzung von Dampf und heißen Quellen, die an der Erdoberfläche entstehen. Erdwärme wird zum Beispiel in Italien, Island genutzt; in Russland wurde auf Kamtschatka ein industrielles Versuchskraftwerk mit Naturwärme gebaut.

Anhand von Daten zur Größe der geothermischen Stufe lassen sich einige Vermutungen über die Temperaturverhältnisse in den Tiefenzonen der Erde anstellen. Wenn wir den Durchschnittswert der geothermischen Stufe mit 33 m annehmen und davon ausgehen, dass der Temperaturanstieg mit der Tiefe gleichmäßig erfolgt, dann wird in einer Tiefe von 100 km eine Temperatur von 3000 ° C herrschen. Diese Temperatur übersteigt die Schmelzpunkte aller Substanzen, die auf der Erde bekannt sind, daher sollte es in dieser Tiefe geschmolzene Massen geben. Aber aufgrund des enormen Drucks von 31.000 atm. Überhitzte Massen haben nicht die Eigenschaften von Flüssigkeiten, sondern sind mit den Eigenschaften eines Festkörpers ausgestattet.

Mit der Tiefe muss die geothermische Stufe offenbar deutlich zunehmen. Wenn wir davon ausgehen, dass sich die Stufe nicht mit der Tiefe ändert, sollte die Temperatur im Erdmittelpunkt etwa 200.000 Grad betragen und nach Berechnungen 5000 - 10.000 Grad nicht überschreiten.

Diese Energie gehört zu alternativen Quellen. Heutzutage erwähnen sie immer häufiger die Möglichkeiten, Ressourcen zu erhalten, die uns der Planet gibt. Wir können sagen, dass wir in einer Ära der Mode für erneuerbare Energien leben. Es entsteht eine Vielzahl technische Lösungen, Pläne, Theorien in diesem Bereich.

Es ist tief im Inneren der Erde und hat die Eigenschaften der Erneuerung, mit anderen Worten, es ist endlos. Klassische Ressourcen gehen laut Wissenschaftlern langsam zur Neige, Öl, Kohle, Gas werden ausgehen.

Geothermisches Kraftwerk Nesjavellir, Island

Daher kann man sich schrittweise darauf vorbereiten, neue alternative Methoden der Energieerzeugung zu übernehmen. Unter der Erdkruste Es gibt einen mächtigen Kern. Seine Temperatur reicht von 3000 bis 6000 Grad. Die Bewegung lithosphärischer Platten demonstriert ihre enorme Kraft. Es manifestiert sich in Form von vulkanischem Schwappen von Magma. In der Tiefe kommt es zu radioaktivem Zerfall, der manchmal solche Naturkatastrophen auslöst.

Normalerweise erwärmt Magma die Oberfläche, ohne darüber hinauszugehen. So entstehen Geysire oder warme Wasserbecken. Somit kann man verwenden physikalische Prozesse in die richtigen Zwecke für die Menschheit.

Arten von geothermischen Energiequellen

Es wird normalerweise in zwei Arten unterteilt: hydrothermale und petrothermale Energie. Die erste wird gebildet durch warme Quellen, und der zweite Typ ist der Temperaturunterschied an der Oberfläche und in der Tiefe der Erde. Um es mit eigenen Worten auszudrücken, eine hydrothermale Quelle besteht aus Dampf und heißem Wasser, während eine petrothermale Quelle tief unter der Erde verborgen ist.

Karte des Entwicklungspotenzials der Geothermie weltweit

Für die Petrothermalenergie müssen zwei Brunnen gebohrt und einer mit Wasser gefüllt werden, woraufhin ein Höhenflug stattfindet, der an die Oberfläche kommt. Es gibt drei Klassen von geothermischen Gebieten:

• Geothermie - in der Nähe der Kontinentalplatten gelegen. Temperaturgradient über 80 °C/km. Als Beispiel die italienische Gemeinde Larderello. Es gibt ein Kraftwerk
• Halbthermisch - Temperatur 40 - 80 C / km. Dies sind natürliche Grundwasserleiter, die aus Schotter bestehen. Mancherorts in Frankreich werden Gebäude auf diese Weise beheizt.
• Normal – Gefälle unter 40 °C/km. Die Darstellung solcher Bereiche ist am häufigsten

Sie sind eine ausgezeichnete Quelle für den Konsum. Sie sind drin Felsen, in einer bestimmten Tiefe. Schauen wir uns die Einteilung genauer an:

• Epithermal - Temperatur von 50 bis 90 s
• Mesothermal - 100 - 120 s
• Hypothermal - mehr als 200 s

Diese Arten bestehen aus chemische Zusammensetzung. Abhängig davon kann Wasser für verschiedene Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel bei der Stromerzeugung, Wärmebereitstellung (thermische Strecken), Rohstoffbasis.

Video: Geothermie

Prozess der Wärmeversorgung

Die Wassertemperatur beträgt 50 -60 Grad, was für die Beheizung und Wärmeversorgung eines Wohngebietes optimal ist. Der Bedarf an Heizsystemen hängt davon ab geografische Position und Klimabedingungen. Und die Menschen brauchen ständig die Bedürfnisse der Warmwasserversorgung. Für diesen Prozess werden GTS (Geothermal Thermal Stations) gebaut.

Wird zur klassischen Gewinnung von Wärmeenergie ein Kesselhaus verwendet, das Feststoffe verbraucht bzw Gasbrennstoff, dann wird bei dieser Produktion eine Geysirquelle verwendet. Technischer Prozess sehr einfach, die gleiche Kommunikation, thermische Leitungen und Ausrüstung. Es reicht aus, einen Brunnen zu bohren, ihn von Gasen zu reinigen, ihn dann mit Pumpen in den Heizraum zu schicken, wo der Temperaturplan eingehalten wird, und dann in die Heizungsleitung einzutreten.

Der Hauptunterschied besteht darin, dass kein Brennstoffkessel verwendet werden muss. Dadurch werden die Kosten für thermische Energie erheblich reduziert. Abonnenten erhalten im Winter Wärme und Warmwasser, im Sommer nur Warmwasser.

Stromerzeugung

Heiße Quellen, Geysire sind die Hauptkomponenten bei der Stromerzeugung. Dazu werden mehrere Schemata verwendet, spezielle Kraftwerke werden gebaut. GTS-Gerät:

• Warmwasserspeicher
• Pumpe
• Gasabscheider
• Dampfabscheider
• erzeugende Turbine
• Kondensator
• Druckerhöhungspumpe
• Tank - Kühler

Wie Sie sehen können, ist das Hauptelement des Kreislaufs ein Dampfkonverter. Dies ermöglicht die Gewinnung von gereinigtem Dampf, da er Säuren enthält, die die Turbinenausrüstung zerstören. Es ist möglich, im technologischen Zyklus ein gemischtes Schema zu verwenden, dh Wasser und Dampf sind an dem Prozess beteiligt. Die Flüssigkeit durchläuft die gesamte Stufe der Reinigung von Gasen sowie Dampf.

Schaltung mit binärer Quelle

Die Arbeitskomponente ist eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt. Thermalwasser ist auch an der Stromerzeugung beteiligt und dient als Sekundärrohstoff.

Mit seiner Hilfe entsteht niedrigsiedender Quelldampf. GTS mit einem solchen Arbeitszyklus können vollständig automatisiert werden und erfordern kein Wartungspersonal. Leistungsstärkere Stationen verwenden ein Zweikreisschema. Dieser Kraftwerkstyp ermöglicht das Erreichen einer Leistung von 10 MW. Doppelschaltungsstruktur:

• Dampfgenerator
• Turbine
• Kondensator
• Auswerfer
• Förderpumpe
• Economizer
• Verdampfer

Praktischer Nutzen

Riesige Reserven an Quellen sind um ein Vielfaches größer als der jährliche Energieverbrauch. Aber nur ein kleiner Bruchteil wird von der Menschheit genutzt. Der Bau der Bahnhöfe geht auf das Jahr 1916 zurück. In Italien wurde das erste GeoTPP mit einer Kapazität von 7,5 MW erstellt. Die Industrie entwickelt sich aktiv in solchen Ländern wie: USA, Island, Japan, Philippinen, Italien.

Die aktive Exploration potenzieller Standorte und bequemerer Extraktionsmethoden ist im Gange. Die Produktionskapazität wächst von Jahr zu Jahr. Wenn wir den Wirtschaftsindikator berücksichtigen, entsprechen die Kosten einer solchen Industrie denen von Kohlekraftwerken. Island deckt den Kommunal- und Wohnungsbestand fast vollständig mit einer GT-Quelle ab. 80 % der Haushalte verwenden heißes Wasser aus Brunnen. Experten aus den USA behaupten, dass GeoTPPs bei richtiger Entwicklung das 30-fache des Jahresverbrauchs produzieren können. Wenn wir über das Potenzial sprechen, dann können sich 39 Länder der Erde vollständig mit Strom versorgen, wenn sie den Erdinneren zu 100 Prozent nutzen.