Bagi Rusia, energi panas bumi dapat menjadi sumber yang konstan dan andal untuk menyediakan listrik dan panas yang murah dan terjangkau dengan menggunakan teknologi tinggi baru yang ramah lingkungan untuk ekstraksi dan pasokannya ke konsumen. Ini terutama benar saat ini
Sumber daya bahan baku energi fosil yang terbatas
Permintaan bahan baku energi organik besar di negara-negara industri dan berkembang (AS, Jepang, negara-negara Eropa bersatu, Cina, India, dll). Pada saat yang sama, sumber daya hidrokarbon mereka sendiri di negara-negara ini tidak mencukupi atau dicadangkan, dan sebuah negara, misalnya, Amerika Serikat, membeli bahan baku energi di luar negeri atau mengembangkan simpanan di negara lain.
Di Rusia, salah satu negara terkaya dalam hal sumber daya energi, kebutuhan ekonomi akan energi masih dipenuhi oleh kemungkinan penggunaan sumber daya alam. Namun, ekstraksi fosil hidrokarbon dari perut sangat dengan cepat. Jika pada tahun 1940-an-1960-an. Daerah penghasil minyak utama adalah "Baku Kedua" di Volga dan Cis-Ural, kemudian, mulai dari tahun 1970-an, dan hingga saat ini, Siberia Barat telah menjadi daerah seperti itu. Tetapi bahkan di sini ada penurunan yang signifikan dalam produksi fosil hidrokarbon. Era gas Cenomania yang "kering" sedang berlalu. Tahap sebelumnya dari pengembangan ekstensif produksi gas alam telah berakhir. Ekstraksinya dari deposit raksasa seperti Medvezhye, Urengoyskoye dan Yamburgskoye masing-masing berjumlah 84, 65 dan 50%. Proporsi cadangan minyak yang menguntungkan bagi pembangunan juga menurun seiring waktu.
Karena konsumsi aktif bahan bakar hidrokarbon, cadangan minyak dan gas alam di darat telah berkurang secara signifikan. Sekarang cadangan utama mereka terkonsentrasi pada landas kontinen. Dan meskipun bahan baku dasar industri minyak dan gas masih cukup untuk produksi minyak dan gas di Rusia di volume yang dibutuhkan, dalam waktu dekat akan disediakan secara lebih luas melalui pengembangan deposit dengan kondisi pertambangan dan geologi yang kompleks. Pada saat yang sama, biaya produksi hidrokarbon akan meningkat.
Sebagian besar sumber daya tak terbarukan yang diekstraksi dari lapisan tanah bawah digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik. Pertama-tama, ini adalah bagian yang dalam struktur bahan bakar adalah 64%.
Di Rusia, 70% listrik dihasilkan di pembangkit listrik termal. Perusahaan energi negara setiap tahun membakar sekitar 500 juta ton c.e. ton untuk tujuan menghasilkan listrik dan panas, sedangkan produksi panas mengkonsumsi bahan bakar hidrokarbon 3-4 kali lebih banyak daripada pembangkit listrik.
Jumlah panas yang diperoleh dari pembakaran volume bahan baku hidrokarbon ini setara dengan penggunaan ratusan ton bahan bakar nuklir - perbedaannya sangat besar. Namun energi nuklir membutuhkan ketentuan keamanan lingkungan(untuk mencegah terulangnya Chernobyl) dan melindunginya dari kemungkinan serangan teroris, serta dekomisioning yang aman dan mahal dari unit tenaga nuklir usang dan bekas. Cadangan terbukti uranium yang dapat dipulihkan di dunia sekitar 3 juta 400 ribu ton, untuk seluruh periode sebelumnya (hingga 2007), sekitar 2 juta ton ditambang.
RES sebagai masa depan energi global
Meningkatnya minat dunia dalam beberapa dekade terakhir pada sumber energi alternatif terbarukan (RES) tidak hanya disebabkan oleh menipisnya cadangan bahan bakar hidrokarbon, tetapi juga oleh kebutuhan untuk memecahkan masalah lingkungan. Faktor obyektif (bahan bakar fosil dan cadangan uranium, serta perubahan lingkungan terkait dengan penggunaan api tradisional dan energi nuklir) dan tren pengembangan energi menunjukkan bahwa transisi ke metode dan bentuk baru produksi energi tidak dapat dihindari. Sudah di paruh pertama abad XXI. akan ada transisi lengkap atau hampir lengkap ke sumber energi non-tradisional.
Semakin cepat terobosan dibuat ke arah ini, semakin tidak menyakitkan bagi seluruh masyarakat dan lebih bermanfaat bagi negara di mana langkah yang menentukan dalam arah yang ditunjukkan.
Ekonomi dunia telah menetapkan arah untuk transisi ke kombinasi rasional sumber energi tradisional dan baru. Konsumsi energi di dunia pada tahun 2000 berjumlah lebih dari 18 miliar ton setara bahan bakar. ton, dan konsumsi energi pada tahun 2025 dapat meningkat menjadi 30–38 miliar ton setara bahan bakar. ton, menurut data perkiraan, pada tahun 2050 konsumsi pada tingkat setara bahan bakar 60 miliar ton dimungkinkan. t Tren karakteristik dalam perkembangan ekonomi dunia pada periode yang ditinjau adalah penurunan sistematis dalam konsumsi bahan bakar fosil dan peningkatan yang sesuai dalam penggunaan sumber daya energi non-tradisional. Energi panas Bumi menempati salah satu tempat pertama di antara mereka.
Saat ini, Kementerian Energi Federasi Rusia telah mengadopsi program pembangunan energi non-tradisional, termasuk 30 proyek besar penggunaan instalasi pompa panas (HPU), prinsip operasinya didasarkan pada konsumsi energi panas bumi yang berpotensi rendah.
Energi potensial rendah dari panas bumi dan pompa panas
Sumber energi panas bumi potensial rendah adalah radiasi sinar matahari dan radiasi termal perut panas planet kita. Saat ini, penggunaan energi tersebut merupakan salah satu bidang energi yang paling dinamis berkembang berdasarkan sumber energi terbarukan.
Panas bumi dapat digunakan dalam berbagai jenis bangunan dan struktur untuk pemanas, pasokan air panas, AC (pendingin), serta untuk jalur pemanas di waktu musim dingin tahun, pencegahan lapisan es, pemanasan lapangan di stadion terbuka, dll. Dalam literatur teknis berbahasa Inggris, sistem yang memanfaatkan panas bumi dalam sistem pemanas dan pendingin udara disebut sebagai GHP - "pompa panas panas bumi" (pompa panas panas bumi) ). Karakteristik iklim negara-negara Tengah dan Eropa Utara, yang, bersama-sama dengan AS dan Kanada, merupakan area utama untuk penggunaan panas bumi tingkat rendah, menentukan ini terutama untuk tujuan pemanasan; pendinginan udara, bahkan di musim panas, relatif jarang diperlukan. Oleh karena itu, tidak seperti di AS, pompa panas di negara-negara Eropa beroperasi terutama dalam mode pemanasan. Di AS, mereka lebih sering digunakan dalam sistem pemanas udara yang dikombinasikan dengan ventilasi, yang memungkinkan pemanasan dan pendinginan udara luar. Di negara-negara Eropa, pompa panas biasanya digunakan dalam sistem pemanas air. Karena efisiensinya meningkat ketika perbedaan suhu antara evaporator dan kondensor berkurang, sistem pemanas lantai sering digunakan untuk memanaskan bangunan, di mana pendingin dengan suhu yang relatif rendah (35–40 ° C) bersirkulasi.
Jenis sistem untuk penggunaan energi potensial rendah dari panas bumi
PADA kasus umum Ada dua jenis sistem untuk menggunakan energi potensial rendah dari panas bumi:
- sistem terbuka: sebagai sumber energi panas tingkat rendah, air tanah digunakan, yang disuplai langsung ke pompa panas;
- sistem tertutup: penukar panas terletak di massa tanah; ketika pendingin dengan suhu lebih rendah dari tanah bersirkulasi melalui mereka, energi panas "diambil" dari tanah dan dipindahkan ke evaporator pompa panas (atau ketika pendingin dengan suhu yang lebih tinggi relatif terhadap tanah digunakan, itu didinginkan ).
minus sistem terbuka adalah bahwa sumur membutuhkan perawatan. Selain itu, penggunaan sistem seperti itu tidak mungkin dilakukan di semua area. Persyaratan utama untuk tanah dan air tanah adalah sebagai berikut:
- permeabilitas air yang cukup dari tanah, memungkinkan pengisian cadangan air;
– komposisi kimia yang baik air tanah(misalnya kandungan besi rendah) untuk menghindari masalah kerak dan korosi pada pipa.
Sistem tertutup untuk penggunaan energi potensial rendah dari panas bumi
Sistem tertutup adalah horizontal dan vertikal (Gambar 1).
Beras. 1. Skema instalasi pompa kalor panas bumi dengan: a - horizontal
dan b - penukar panas tanah vertikal.
Penukar panas tanah horizontal
Di negara-negara Eropa Barat dan Tengah, horizontal penukar panas tanah biasanya mereka adalah pipa terpisah yang diletakkan relatif erat dan saling berhubungan secara seri atau paralel (Gbr. 2).
Beras. 2. Penukar panas tanah horizontal dengan: a - berurutan dan
b - koneksi paralel.
Untuk menyelamatkan area situs di mana panas dihilangkan, jenis penukar panas yang ditingkatkan telah dikembangkan, misalnya, penukar panas dalam bentuk spiral (Gbr. 3), yang terletak secara horizontal atau vertikal. Bentuk penukar panas ini umum di AS.
Sejak zaman kuno, orang telah mengetahui tentang manifestasi unsur energi raksasa yang bersembunyi di kedalaman dunia. Ingatan umat manusia menyimpan legenda tentang bencana letusan gunung berapi yang merenggut jutaan kehidupan manusia, tanpa bisa dikenali mengubah wajah banyak tempat di Bumi. Kekuatan letusan gunung berapi yang relatif kecil pun sangat besar, berkali-kali melebihi kekuatan pembangkit listrik terbesar yang dibuat oleh tangan manusia. Benar, tidak perlu berbicara tentang penggunaan langsung energi letusan gunung berapi: orang belum memiliki kesempatan untuk mengekang elemen bandel ini, dan, untungnya, letusan ini adalah peristiwa yang cukup langka. Tapi ini adalah manifestasi dari energi yang mengintai di perut bumi, ketika hanya sebagian kecil dari energi yang tak habis-habisnya ini menemukan jalan keluar melalui ventilasi api gunung berapi.
Kecil negara Eropa Islandia ("negara es" dalam terjemahan literal) sepenuhnya mandiri dalam tomat, apel, dan bahkan pisang! Banyak rumah kaca Islandia ditenagai oleh panas bumi, praktis tidak ada sumber energi lokal lainnya di Islandia. Tapi negara ini sangat kaya mata air panas dan geyser terkenal - air mancur air panas, dengan ketepatan kronometer yang keluar dari tanah. Dan meskipun orang Islandia tidak memiliki prioritas dalam menggunakan panas dari sumber bawah tanah (bahkan orang Romawi kuno membawa air dari bawah tanah ke pemandian terkenal - pemandian Caracalla), penghuni tempat kecil ini negara utara mengoperasikan rumah boiler bawah tanah dengan sangat intensif. Ibu kota Reykjavik, tempat tinggal separuh penduduk negara itu, hanya dipanaskan oleh sumber bawah tanah. Reykjavik sempurna titik awal untuk mengenal Islandia: dari sini Anda dapat melakukan perjalanan paling menarik dan beragam ke setiap sudut negara unik ini: geyser, gunung berapi, air terjun, pegunungan riolit, fjord ... Di mana-mana di Reykjavik Anda akan merasakan ENERGI MURNI - panas energi geyser memancar keluar dari tanah, energi kemurnian dan ruang kota yang idealnya hijau, energi ceria dan pembakar dunia malam Reykjavik sepanjang tahun.
Tetapi tidak hanya untuk pemanasan, orang mengambil energi dari kedalaman bumi. Pembangkit listrik yang menggunakan mata air panas bawah tanah sudah beroperasi sejak lama. Pembangkit listrik pertama seperti itu, dengan daya yang masih sangat rendah, dibangun pada tahun 1904 di kota kecil Larderello di Italia, dinamai menurut nama insinyur Prancis Larderelli, yang pada tahun 1827 menyusun sebuah proyek untuk penggunaan berbagai sumber air panas di daerah tersebut. Secara bertahap, kapasitas pembangkit listrik tumbuh, semakin banyak unit baru mulai beroperasi, sumber air panas baru digunakan, dan hari ini daya stasiun telah mencapai nilai yang mengesankan - 360 ribu kilowatt. Di Selandia Baru, ada pembangkit listrik seperti itu di wilayah Wairakei, kapasitasnya 160.000 kilowatt. Sebuah pembangkit panas bumi dengan kapasitas 500.000 kilowatt menghasilkan listrik 120 km dari San Francisco di Amerika Serikat.
energi panas bumi
Sejak zaman kuno, orang telah mengetahui tentang manifestasi spontan dari energi raksasa yang bersembunyi di perut dunia. Ingatan umat manusia menyimpan legenda tentang bencana letusan gunung berapi yang merenggut jutaan nyawa manusia, tanpa bisa dikenali mengubah penampilan banyak tempat di Bumi. Kekuatan letusan gunung berapi yang relatif kecil pun sangat besar, berkali-kali melebihi kekuatan pembangkit listrik terbesar yang dibuat oleh tangan manusia. Benar, tidak perlu berbicara tentang penggunaan langsung energi letusan gunung berapi - sejauh ini orang tidak memiliki kesempatan untuk mengekang elemen bandel ini, dan, untungnya, letusan ini adalah peristiwa yang cukup langka. Tapi ini adalah manifestasi dari energi yang mengintai di perut bumi, ketika hanya sebagian kecil dari energi yang tak habis-habisnya ini menemukan jalan keluar melalui ventilasi api gunung berapi.
geyser adalah mata air panas, yang menyemburkan airnya ke ketinggian yang teratur atau tidak teratur, seperti air mancur. Nama ini berasal dari kata Islandia untuk "menuangkan". Munculnya geyser membutuhkan lingkungan yang menguntungkan, yang diciptakan hanya di beberapa tempat di bumi, yang mengarah ke kehadiran mereka yang agak langka. Hampir 50% dari geyser terletak di Taman Nasional Yellowstone (AS). Aktivitas geyser dapat berhenti karena perubahan isi perut, gempa bumi dan faktor lainnya. Tindakan geyser disebabkan oleh kontak air dengan magma, setelah itu air dengan cepat memanas dan, di bawah pengaruh energi panas bumi, terlempar ke atas dengan kekuatan. Setelah letusan, air di geyser secara bertahap mendingin, merembes kembali ke magma, dan kembali memancar. Frekuensi letusan berbagai geyser bervariasi dari beberapa menit hingga beberapa jam. Kebutuhan untuk energi yang besar untuk aksi geyser adalah alasan utama kelangkaannya. Daerah vulkanik mungkin memiliki sumber air panas, gunung berapi lumpur, fumarol, tetapi hanya ada sedikit tempat di mana geyser berada. Faktanya adalah bahwa bahkan jika geyser terbentuk di lokasi aktivitas gunung berapi, letusan berikutnya akan menghancurkan permukaan bumi dan mengubah keadaannya, yang akan menyebabkan hilangnya geyser.
Energi bumi ( energi panas bumi) didasarkan pada penggunaan panas alami bumi. Perut Bumi penuh dengan sumber energi yang sangat besar dan hampir tidak ada habisnya. Radiasi tahunan panas internal di planet kita adalah 2,8 * 1014 miliar kWh. Itu terus-menerus dikompensasi oleh peluruhan radioaktif dari beberapa isotop di kerak bumi.
Sumber energi panas bumi dapat terdiri dari dua jenis. Jenis pertama adalah kolam bawah tanah pembawa panas alami - air panas (mata air hidrotermal), atau uap (mata air panas uap), atau campuran uap-air. Intinya, ini adalah "boiler bawah tanah" yang langsung siap pakai dari mana air atau uap dapat diekstraksi menggunakan lubang bor biasa. Tipe kedua adalah kehangatan panas batu. Dengan memompa air ke cakrawala seperti itu, seseorang juga dapat memperoleh uap atau air yang sangat panas untuk digunakan lebih lanjut untuk tujuan energi.
Namun dalam kedua kasus penggunaan, kelemahan utamanya adalah, mungkin, konsentrasi energi panas bumi yang sangat rendah. Namun, di tempat-tempat pembentukan anomali panas bumi yang khas, di mana mata air panas atau batuan berada relatif dekat dengan permukaan dan di mana suhu naik 30-40 ° C untuk setiap 100 m, konsentrasi energi panas bumi dapat menciptakan kondisi untuk penggunaan ekonominya. Tergantung pada suhu air, uap atau campuran uap-air, sumber panas bumi dibagi menjadi suhu rendah dan menengah (dengan suhu hingga 130 - 150 ° C) dan suhu tinggi (lebih dari 150 °). Sifat penggunaannya sangat tergantung pada suhu.
Dapat dikatakan bahwa energi panas bumi memiliki empat fitur yang bermanfaat.
Pertama, cadangannya praktis tidak ada habisnya. Menurut perkiraan akhir 70-an, hingga kedalaman 10 km, nilainya 3,5 ribu kali lebih tinggi dari cadangan. tipe tradisional bahan bakar mineral.
Kedua, energi panas bumi cukup luas. Konsentrasinya dikaitkan terutama dengan sabuk aktivitas seismik dan gunung berapi aktif, yang menempati 1/10 dari luas bumi. Di dalam sabuk ini, beberapa "wilayah panas bumi" yang paling menjanjikan dapat dibedakan, contohnya adalah California di AS, Selandia Baru, Jepang, Islandia, Kamchatka, dan Kaukasus Utara di Rusia. Hanya di bekas Uni Soviet pada awal 1990-an, sekitar 50 kolam bawah tanah air panas dan uap telah dibuka.
Ketiga, penggunaan energi panas bumi tidak memerlukan biaya yang tinggi, karena. di kasus ini kita sedang berbicara tentang sumber energi yang sudah “siap pakai” yang diciptakan oleh alam itu sendiri.
Terakhir, keempat, energi panas bumi sama sekali tidak berbahaya bagi lingkungan dan tidak mencemari lingkungan.
Manusia telah lama menggunakan energi panas internal Bumi (mari kita ingat pemandian Romawi yang terkenal), tetapi penggunaan komersialnya baru dimulai pada 20-an abad kita dengan pembangunan pembangkit listrik geolistrik pertama di Italia, dan kemudian di negara Lain. Pada awal 1980-an, ada sekitar 20 stasiun seperti itu yang beroperasi di dunia dengan total kapasitas 1,5 juta kW. Yang terbesar di antaranya adalah stasiun Geyser di AS (500 ribu kW).
Energi panas bumi digunakan untuk menghasilkan listrik, memanaskan rumah, rumah kaca, dll. Uap kering, air super panas atau pembawa panas apa pun dengan titik didih rendah (amonia, freon, dll.) digunakan sebagai pembawa panas.
energi panas bumi- ini adalah energi panas yang dilepaskan dari zona dalam Bumi selama ratusan juta tahun. Menurut studi geologi dan geofisika, suhu di inti bumi mencapai 3.000-6.000 °C, secara bertahap menurun ke arah dari pusat planet ke permukaannya. Letusan ribuan gunung berapi, pergerakan balok-balok kerak bumi, gempa bumi menjadi saksi aksi kekuatan dahsyat. energi dalam Bumi. Para ilmuwan percaya bahwa medan termal planet kita disebabkan oleh peluruhan radioaktif di kedalamannya, serta pemisahan gravitasi dari materi inti.
Sumber utama pemanasan perut planet ini adalah uranium, thorium, dan potasium radioaktif. Proses peluruhan radioaktif di benua terjadi terutama di lapisan granit kerak bumi pada kedalaman 20-30 km atau lebih, di lautan - di mantel atas. Diasumsikan bahwa di dasar kerak bumi pada kedalaman 10-15 km, kemungkinan nilai suhu di benua adalah 600-800 ° C, dan di lautan - 150-200 ° C.
Seseorang dapat menggunakan energi panas bumi hanya di mana ia memanifestasikan dirinya dekat dengan permukaan bumi, mis. di daerah vulkanik dan aktivitas seismik. Sekarang energi panas bumi secara efektif digunakan oleh negara-negara seperti Amerika Serikat, Italia, Islandia, Meksiko, Jepang, Selandia Baru, Rusia, Filipina, Hongaria, El Salvador. Di sini, panas internal bumi naik ke permukaan paling dalam dalam bentuk air panas dan uap dengan suhu hingga 300 ° C dan sering pecah sebagai panas dari mata air yang memancar (geyser), misalnya geyser yang terkenal. taman batu kuning di AS, geyser Kamchatka, Islandia.
Sumber energi panas bumi dibagi menjadi uap panas kering, uap panas basah dan air panas. Sumur, yang merupakan sumber energi penting untuk listrik kereta api di Italia (dekat kota Larderello), sejak 1904 telah memberi makan uap panas kering. Dua tempat terkenal lainnya di dunia dengan uap panas kering adalah ladang Matsukawa di Jepang dan ladang geyser di dekat San Francisco, di mana energi panas bumi juga telah digunakan secara efektif sejak lama. Sebagian besar uap panas basah di dunia terletak di Selandia Baru (Wairakei), ladang panas bumi dengan kapasitas yang sedikit lebih rendah - di Meksiko, Jepang, El Salvador, Nikaragua, Rusia.
Dengan demikian, empat jenis utama sumber daya energi panas bumi dapat dibedakan:
panas permukaan bumi yang digunakan oleh pompa panas;
sumber energi pasangan, panas dan air hangat dekat permukaan bumi, yang sekarang digunakan dalam produksi energi listrik;
panas terkonsentrasi jauh di bawah permukaan bumi (mungkin tanpa adanya air);
energi magma dan panas yang terakumulasi di bawah gunung berapi.
Cadangan panas bumi (~ 8 * 1030J) adalah 35 miliar kali konsumsi energi global tahunan. Hanya 1% energi panas bumi dari kerak bumi (kedalaman 10 km) yang dapat menyediakan energi yang jumlahnya 500 kali lebih besar dari seluruh cadangan minyak dan gas dunia. Namun, saat ini hanya sebagian kecil dari sumber daya ini yang dapat digunakan, dan ini terutama disebabkan oleh alasan ekonomi. Awal pengembangan industri sumber daya panas bumi (energi air dalam yang panas dan uap) diletakkan pada tahun 1916, ketika pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama dengan kapasitas 7,5 MW dioperasikan di Italia. Selama waktu yang lalu, banyak pengalaman telah terakumulasi di bidang pengembangan praktis sumber daya energi panas bumi. Total kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga panas bumi (GeoTPP) yang beroperasi adalah: 1975 - 1.278 MW, tahun 1990 - 7.300 MW. Amerika Serikat, Filipina, Meksiko, Italia, dan Jepang telah mencapai kemajuan terbesar dalam hal ini.
Parameter teknis dan ekonomi GeoTPP bervariasi pada rentang yang cukup luas dan tergantung pada karakteristik geologis daerah tersebut (kedalaman kejadian, parameter fluida kerja, komposisinya, dll.). Untuk sebagian besar GeoTPP yang ditugaskan, biaya listrik serupa dengan biaya listrik yang dihasilkan di PLTU batubara, dan berjumlah 1200 ... 2000 dolar AS / MW.
Di Islandia, 80% bangunan tempat tinggal dipanaskan dengan air panas yang diambil dari sumur panas bumi di bawah kota Reykjavik. Di Amerika Serikat bagian barat, sekitar 180 rumah dan pertanian dipanaskan oleh air panas geotermal. Menurut para ahli, antara 1993 dan 2000, pembangkit listrik global dari energi panas bumi meningkat lebih dari dua kali lipat. Ada begitu banyak cadangan panas bumi di Amerika Serikat yang secara teoritis dapat menyediakan energi 30 kali lebih banyak daripada yang dikonsumsi negara saat ini.
Di masa depan, dimungkinkan untuk menggunakan panas magma di daerah-daerah yang letaknya dekat dengan permukaan bumi, serta panas kering dari batuan kristal yang dipanaskan. PADA kasus terakhir sumur dibor beberapa kilometer, air dingin dipompa, dan air panas dikembalikan.
Dengan perkembangan dan pembentukan masyarakat, umat manusia mulai mencari cara yang lebih modern dan sekaligus ekonomis untuk memperoleh energi. Untuk ini, berbagai stasiun sedang dibangun hari ini, tetapi pada saat yang sama, energi yang terkandung di dalam perut bumi banyak digunakan. Apa yang dia suka? Mari kita coba mencari tahu.
energi panas bumi
Dari namanya sudah jelas mewakili panasnya interior bumi. Di bawah kerak bumi adalah lapisan magma, yang merupakan lelehan silikat cair yang berapi-api. Menurut data penelitian, potensi energi panas ini jauh lebih tinggi dibandingkan energi cadangan gas alam dunia, juga minyak bumi. Magma muncul ke permukaan - lava. Dan paling aktif diamati pada lapisan-lapisan bumi di mana batas-batas itu berada lempeng tektonik, dan juga di mana kerak bumi ditandai dengan ketipisan. Energi panas bumi bumi diperoleh sebagai berikut: lava dan sumber air Planet-planet bertabrakan, menyebabkan air memanas dengan cepat. Ini mengarah pada letusan geyser, pembentukan apa yang disebut danau panas dan arus bawah. Yaitu, justru fenomena alam itu, yang sifat-sifatnya digunakan secara aktif sebagai energi.
Sumber panas bumi buatan
Energi yang terkandung dalam perut bumi harus digunakan dengan bijak. Misalnya, ada ide untuk membuat boiler bawah tanah. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengebor dua sumur dengan kedalaman yang cukup, yang akan dihubungkan di bagian bawah. Artinya, ternyata di hampir semua sudut daratan Anda bisa mendapatkan energi panas bumi. cara industri: melalui satu sumur akan disuntikkan air dingin ke dalam reservoir, dan melalui yang kedua - air panas atau uap diekstraksi. sumber buatan panas akan menguntungkan dan rasional jika panas yang dihasilkan akan memberikan lebih banyak energi. Uap tersebut dapat dikirim ke turbin generator yang akan menghasilkan listrik.
Tentu saja, panas yang diambil hanya sebagian kecil dari yang tersedia di cadangan umum. Tetapi harus diingat bahwa panas yang dalam akan terus diisi ulang karena proses kompresi batuan, stratifikasi perut. Menurut para ahli, kerak bumi mengumpulkan panas, total yang 5000 kali lebih banyak nilai kalori semua sumber daya fosil bumi secara keseluruhan. Ternyata waktu operasi stasiun panas bumi yang dibuat secara artifisial semacam itu bisa tidak terbatas.
Fitur Sumber
Sumber-sumber yang memungkinkan untuk memperoleh energi panas bumi hampir tidak mungkin dimanfaatkan sepenuhnya. Mereka ada di lebih dari 60 negara di dunia, dengan jumlah gunung berapi terestrial terbesar di wilayah cincin api vulkanik Pasifik. Namun dalam praktiknya, ternyata sumber panas bumi di berbagai belahan dunia benar-benar berbeda sifatnya, yaitu suhu rata-rata, mineralisasi, komposisi gas, asam dan sebagainya.
Geyser adalah sumber energi di Bumi, kekhasannya adalah mereka memuntahkan air mendidih pada interval tertentu. Setelah letusan, kolam menjadi bebas air, di dasarnya Anda dapat melihat saluran yang masuk jauh ke dalam tanah. Geyser digunakan sebagai sumber energi di daerah seperti Kamchatka, Islandia, Selandia Baru dan Amerika Utara, dan geyser tunggal ditemukan di beberapa daerah lain.
Dari mana energi berasal?
Cukup dekat dengan permukaan bumi magma yang tidak didinginkan berada. Gas dan uap dilepaskan darinya, yang naik dan melewati celah-celah. Mencampur dengan air tanah, mereka menyebabkannya memanas, mereka sendiri berubah menjadi air panas, di mana banyak zat terlarut. Air tersebut dilepaskan ke permukaan bumi dalam bentuk berbagai sumber panas bumi: mata air panas, mata air mineral, geyser, dan sebagainya. Menurut para ilmuwan, perut bumi yang panas adalah gua atau ruang yang dihubungkan oleh lorong, celah, dan saluran. Mereka hanya diisi dengan air tanah, dan sangat dekat dengan mereka adalah ruang magma. Dengan cara alami ini, energi panas bumi terbentuk.
medan listrik bumi
Ada sumber energi alternatif lain di alam yang terbarukan, ramah lingkungan, dan mudah digunakan. Benar, selama ini sumber ini hanya dipelajari dan tidak diterapkan dalam praktik. Jadi, energi potensial Bumi terletak pada medan listriknya. Dimungkinkan untuk memperoleh energi dengan cara ini berdasarkan studi tentang hukum dasar elektrostatika dan fitur medan listrik bumi. Faktanya, planet kita dari sudut pandang listrik adalah kapasitor bola yang diisi hingga 300.000 volt. Bola bagian dalamnya memiliki muatan negatif, dan yang terluar - ionosfer - positif. adalah isolator. Melaluinya ada aliran arus ionik dan konveksi yang konstan, yang mencapai kekuatan ribuan ampere. Namun, perbedaan potensial antara pelat tidak berkurang dalam kasus ini.
Ini menunjukkan bahwa di alam ada generator, yang perannya adalah untuk terus-menerus mengisi kebocoran muatan dari pelat kapasitor. Medan magnet Bumi bertindak sebagai generator seperti itu, berputar bersama dengan planet kita dalam aliran angin matahari. Energi medan magnet bumi dapat diperoleh hanya dengan menghubungkan konsumen energi ke generator ini. Untuk melakukan ini, Anda perlu memasang ground yang andal.
Sumber terbarukan
Karena populasi planet kita terus bertambah, kita membutuhkan lebih banyak energi untuk memenuhi kebutuhan populasi. Energi yang terkandung di dalam perut bumi bisa sangat berbeda. Misalnya, ada sumber terbarukan: angin, matahari, dan energi air. Mereka ramah lingkungan, dan karena itu Anda dapat menggunakannya tanpa takut merusak lingkungan.
energi air
Metode ini telah digunakan selama berabad-abad. Saat ini, sejumlah besar bendungan dan waduk telah dibangun, di mana air digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Inti dari mekanisme ini sederhana: di bawah pengaruh aliran sungai, roda turbin berputar, masing-masing, energi air diubah menjadi energi listrik.
Hari ini ada sejumlah besar pembangkit listrik tenaga air yang mengubah energi aliran air menjadi listrik. Keunikan metode ini adalah dapat diperbarui, masing-masing, desain seperti itu memiliki biaya rendah. Itu sebabnya, meskipun pembangunan pembangkit listrik tenaga air memakan waktu yang cukup lama, dan prosesnya sendiri sangat mahal, namun fasilitas ini secara signifikan mengungguli industri padat listrik.
Energi surya: modern dan menjanjikan
Energi matahari diperoleh dengan menggunakan panel surya, namun, teknologi modern memungkinkan penggunaan metode baru untuk ini. Sistem terbesar di dunia dibangun di gurun California. Ini sepenuhnya menyediakan energi untuk 2.000 rumah. Desainnya bekerja sebagai berikut: sinar matahari dipantulkan dari cermin, yang dikirim ke boiler pusat dengan air. Mendidih dan berubah menjadi uap, yang memutar turbin. Itu, pada gilirannya, terhubung ke generator listrik. Angin juga dapat digunakan sebagai energi yang diberikan Bumi kepada kita. Angin meniup layar, memutar kincir angin. Dan sekarang dengan bantuannya Anda dapat membuat perangkat yang akan menghasilkan energi listrik. Dengan memutar bilah kincir angin, ia menggerakkan poros turbin, yang, pada gilirannya, terhubung ke generator listrik.
Energi internal Bumi
Itu muncul sebagai hasil dari beberapa proses, yang utamanya adalah akresi dan radioaktivitas. Menurut para ilmuwan, pembentukan Bumi dan massanya terjadi selama beberapa juta tahun, dan ini terjadi karena pembentukan planetesimal. Mereka saling menempel, masing-masing, massa Bumi menjadi semakin banyak. Setelah planet kita mulai memiliki massa modern, tetapi masih tanpa atmosfer, benda-benda meteorik dan asteroid jatuh di atasnya tanpa hambatan. Proses ini hanya disebut akresi, dan itu mengarah pada fakta bahwa sejumlah besar energi gravitasi. Dan benda-benda yang lebih besar menghantam planet ini, lagi melepaskan energi yang terkandung dalam perut bumi.
Diferensiasi gravitasi ini mengarah pada fakta bahwa zat mulai mengalami delaminasi: zat berat mereka hanya tenggelam, sementara yang ringan dan mudah menguap melayang. Diferensiasi juga mempengaruhi pelepasan tambahan energi gravitasi.
Energi Atom
Penggunaan energi bumi dapat terjadi dengan berbagai cara. Misalnya, dengan bantuan pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir, ketika energi panas dilepaskan karena peluruhan partikel terkecil soal atom. Bahan bakar utamanya adalah uranium, yang terkandung di dalam kerak bumi. Banyak yang percaya bahwa metode memperoleh energi ini adalah yang paling menjanjikan, tetapi penggunaannya dikaitkan dengan sejumlah masalah. Pertama, uranium memancarkan radiasi yang membunuh semua organisme hidup. Selain itu, jika zat ini memasuki tanah atau atmosfer, maka bencana buatan manusia yang nyata akan terjadi. Konsekuensi yang menyedihkan kecelakaan pada Pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl kita alami hingga saat ini. Bahayanya terletak pada kenyataan bahwa sampah radioaktif dapat mengancam semua makhluk hidup dengan sangat, sangat untuk waktu yang lama selama ribuan tahun.
Waktu baru - ide baru
Tentu saja, orang tidak berhenti di situ, dan setiap tahun semakin banyak upaya dilakukan untuk menemukan cara baru untuk mendapatkan energi. Jika energi panas bumi diperoleh dengan cukup sederhana, maka beberapa metode tidak sesederhana itu. Misalnya, sebagai sumber energi, sangat mungkin untuk menggunakan gas biologis, yang diperoleh selama pembusukan limbah. Ini dapat digunakan untuk memanaskan rumah dan memanaskan air.
Semakin, mereka sedang dibangun ketika bendungan dan turbin dipasang di mulut waduk, yang masing-masing didorong oleh pasang surut, listrik diperoleh.
Membakar sampah, kita mendapatkan energi
Metode lain yang sudah digunakan di Jepang adalah membuat insinerator sampah. Hari ini mereka dibangun di Inggris, Italia, Denmark, Jerman, Prancis, Belanda, dan Amerika Serikat, tetapi hanya di Jepang perusahaan-perusahaan ini mulai digunakan tidak hanya untuk tujuan yang dimaksudkan, tetapi juga untuk menghasilkan listrik. Di pabrik-pabrik lokal, 2/3 dari semua sampah dibakar, sedangkan pabrik-pabrik dilengkapi dengan turbin uap. Dengan demikian, mereka memasok panas dan listrik ke daerah terdekat. Pada saat yang sama, dalam hal biaya, membangun perusahaan seperti itu jauh lebih menguntungkan daripada membangun pembangkit listrik termal.
Lebih menggoda adalah prospek menggunakan panas bumi di mana gunung berapi terkonsentrasi. Dalam hal ini, tidak perlu mengebor Bumi terlalu dalam, karena sudah pada kedalaman 300-500 meter suhu akan setidaknya dua kali lebih tinggi dari titik didih air.
Ada juga cara untuk menghasilkan listrik, karena Hidrogen - unsur kimia paling sederhana dan paling ringan - dapat dianggap sebagai bahan bakar yang ideal, karena di situlah terdapat air. Jika Anda membakar hidrogen, Anda bisa mendapatkan air, yang terurai menjadi oksigen dan hidrogen. Api hidrogen itu sendiri tidak berbahaya, yaitu tidak akan membahayakan lingkungan. Keunikan elemen ini adalah memiliki nilai kalor yang tinggi.
Ada apa di masa depan?
Tentu saja, energi medan magnet bumi atau yang diperoleh dari pembangkit listrik tenaga nuklir tidak dapat sepenuhnya memenuhi semua kebutuhan umat manusia yang tumbuh setiap tahun. Namun, para ahli mengatakan bahwa tidak ada alasan untuk khawatir, karena sumber bahan bakar planet ini sudah cukup. Selain itu, semakin banyak sumber baru yang digunakan, ramah lingkungan dan terbarukan.
Masalah pencemaran lingkungan tetap ada, dan berkembang sangat cepat. Kuantitas emisi berbahaya keluar dari skala, masing-masing, udara yang kita hirup berbahaya, air memiliki kotoran berbahaya, dan tanah secara bertahap habis. Itulah mengapa sangat penting untuk mempelajari tepat waktu fenomena seperti energi di perut bumi untuk mencari cara untuk mengurangi kebutuhan bahan bakar fosil dan lebih aktif menggunakan sumber energi non-tradisional.
Doktor ilmu teknik PADA. Aku bersumpah, profesor,
Akademisi Akademi Ilmu Teknologi Rusia, Moskow
Dalam beberapa dekade terakhir, dunia sedang mempertimbangkan arah lebih penggunaan yang efektif energi panas dalam Bumi dengan tujuan penggantian sebagian gas alam, minyak, batu bara. Ini akan menjadi mungkin tidak hanya di area dengan parameter panas bumi yang tinggi, tetapi juga di area mana pun di dunia saat mengebor sumur injeksi dan produksi dan menciptakan sistem sirkulasi di antara mereka.
Meningkatnya minat dalam beberapa dekade terakhir di sumber alternatif energi disebabkan oleh menipisnya cadangan bahan bakar hidrokarbon dan kebutuhan untuk memecahkan sejumlah masalah lingkungan. Faktor obyektif (cadangan bahan bakar fosil dan uranium, serta perubahan lingkungan yang disebabkan oleh kebakaran tradisional dan tenaga nuklir) memungkinkan kami untuk menegaskan bahwa transisi ke metode dan bentuk baru produksi energi tidak dapat dihindari.
Perekonomian dunia saat ini sedang menuju transisi ke kombinasi rasional dari sumber energi tradisional dan baru. Panas Bumi menempati salah satu tempat pertama di antara mereka.
Sumber energi panas bumi dibagi menjadi hidrogeologi dan petrogeotermal. Yang pertama diwakili oleh pembawa panas (hanya terdiri dari 1% dari total sumber daya energi panas bumi) - campuran air tanah, uap, dan uap-air. Yang kedua adalah energi panas bumi yang terkandung dalam batuan panas.
Teknologi air mancur (self-spill) yang digunakan di negara kita dan di luar negeri untuk ekstraksi uap alam dan air panas bumi sederhana, tetapi tidak efisien. Dengan laju aliran rendah dari sumur yang mengalir sendiri, produksi panasnya dapat menutup biaya pengeboran hanya pada kedalaman kecil reservoir panas bumi dengan suhu tinggi di daerah anomali termal. Kehidupan pelayanan sumur semacam itu di banyak negara bahkan tidak mencapai 10 tahun.
Pada saat yang sama, pengalaman menegaskan bahwa dengan adanya pengumpul uap alami yang dangkal, pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah pilihan yang paling menguntungkan untuk menggunakan energi panas bumi. Pengoperasian GeoTPP tersebut telah menunjukkan daya saingnya dibandingkan dengan jenis pembangkit listrik lainnya. Oleh karena itu, penggunaan cadangan air panas bumi dan hidrotermal uap di negara kita di Semenanjung Kamchatka dan di pulau-pulau di rantai Kuril, di wilayah Kaukasus Utara, dan juga mungkin di daerah lain dengan bijaksana dan tepat waktu. Tapi deposit uap jarang terjadi, cadangan yang diketahui dan diprediksi kecil. Deposit panas dan air listrik yang jauh lebih umum tidak selalu terletak cukup dekat dengan konsumen - objek pemasok panas. Ini mengecualikan kemungkinan penggunaan efektif mereka dalam skala besar.
Sering di masalah yang sulit mengatasi masalah memerangi salinitas. Penggunaan panas bumi, sebagai suatu peraturan, sumber mineral sebagai pembawa panas menyebabkan pertumbuhan berlebih dari zona lubang bor dengan formasi oksida besi, kalsium karbonat, dan silikat. Selain itu, masalah erosi-korosi dan penskalaan berdampak buruk pada pengoperasian peralatan. Masalahnya, juga, adalah pembuangan mineral dan air limbah yang mengandung kotoran beracun. Oleh karena itu, teknologi air mancur yang paling sederhana tidak dapat menjadi dasar bagi pengembangan sumber daya panas bumi secara luas.
Menurut perkiraan awal di wilayah Federasi Rusia, perkiraan cadangan air panas dengan suhu 40-250 °C, salinitas 35-200 g/l dan kedalaman hingga 3000 m adalah 21-22 juta m3 /hari, yang setara dengan membakar 30-40 juta ton .t. di tahun.
Perkiraan cadangan campuran uap-udara dengan suhu 150-250 ° C di Semenanjung Kamchatka dan Kepulauan Kuril adalah 500 ribu m3/hari. dan cadangan air panas dengan suhu 40-100 ° C - 150 ribu m3 / hari.
Cadangan air panas dengan debit sekitar 8 juta m3/hari, salinitas hingga 10 g/l dan suhu di atas 50 °C dianggap prioritas utama untuk pengembangan.
Banyak nilai yang lebih besar untuk energi masa depan adalah ekstraksi energi panas, sumber daya petrogeothermal praktis tak habis-habisnya. Energi panas bumi ini, tertutup dalam batuan panas padat, adalah 99% dari total sumber daya energi panas bawah tanah. Pada kedalaman hingga 4-6 km, massa dengan suhu 300-400 °C hanya dapat ditemukan di dekat ruang perantara beberapa gunung berapi, tetapi batuan panas dengan suhu 100-150 °C tersebar hampir di mana-mana di kedalaman ini, dan dengan suhu 180-200 °C di sebagian besar wilayah Rusia.
Selama miliaran tahun, nuklir, gravitasi, dan proses lainnya di dalam Bumi telah menghasilkan dan terus menghasilkan energi panas. Beberapa di antaranya terpancar ke luar angkasa, dan panas terakumulasi di kedalaman, mis. kandungan kalor zat padat, cair dan fase gas materi terestrial dan disebut energi panas bumi.
Pembangkitan panas intraterestrial yang berkelanjutan mengkompensasi kerugian eksternal, berfungsi sebagai sumber akumulasi energi panas bumi dan menentukan bagian terbarukan dari sumber dayanya. Total pemindahan panas dari interior ke permukaan bumi tiga kali lebih tinggi dari kapasitas pembangkit listrik di dunia saat ini dan diperkirakan mencapai 30 TW.
Namun, jelas bahwa pembaruan hanya penting untuk kalangan terbatas sumber daya alam, dan potensi total energi panas bumi praktis tidak ada habisnya, karena itu harus didefinisikan sebagai jumlah total panas yang tersedia untuk Bumi.
Bukan kebetulan bahwa dalam beberapa dekade terakhir, dunia telah mempertimbangkan arah penggunaan energi panas bumi yang lebih efisien untuk menggantikan sebagian gas alam, minyak, dan batu bara. Ini akan menjadi mungkin tidak hanya di area dengan parameter panas bumi yang tinggi, tetapi juga di area mana pun di dunia saat mengebor sumur injeksi dan produksi dan menciptakan sistem sirkulasi di antara mereka.
Tentu saja, dengan konduktivitas termal batuan yang rendah untuk kerja yang efektif sistem sirkulasi, perlu untuk memiliki atau membuat permukaan pertukaran panas yang cukup berkembang di zona ekstraksi panas. Permukaan seperti itu dimiliki oleh lapisan berpori dan zona ketahanan patah alami, yang sering ditemukan di kedalaman di atas, yang permeabilitasnya memungkinkan untuk mengatur filtrasi paksa pendingin dengan ekstraksi energi batuan yang efisien, serta kreasi buatan permukaan pertukaran panas yang luas dalam massa berpori permeabel rendah oleh rekahan hidrolik (lihat gambar).
Saat ini, rekahan hidrolik digunakan dalam industri minyak dan gas sebagai cara untuk meningkatkan permeabilitas reservoir untuk meningkatkan perolehan minyak selama pengembangan ladang minyak. Teknologi modern memungkinkan untuk membuat celah sempit tapi panjang, atau pendek tapi lebar. Contoh rekahan hidrolik dengan rekahan hingga panjang 2-3 km telah diketahui.
Gagasan dalam negeri untuk mengekstraksi sumber daya panas bumi utama yang terkandung dalam batuan padat diungkapkan pada awal tahun 1914 oleh K.E. Obruchev.
Pada tahun 1963, GCC pertama dibuat di Paris untuk mengekstrak panas dari batuan formasi berpori untuk pemanas dan pendingin udara di kompleks Broadcasting Chaos. Pada tahun 1985, 64 GCC telah beroperasi di Prancis dengan total kapasitas termal 450 MW, dengan penghematan tahunan sekitar 150.000 ton minyak. Pada tahun yang sama, GCC pertama dibuat di Uni Soviet di lembah Khankala dekat kota Grozny.
Pada tahun 1977, menurut proyek Laboratorium Nasional Los Alamos AS, pengujian GCC eksperimental dengan rekahan hidrolik dari massa yang hampir kedap air dimulai di situs Bukit Fenton di negara bagian New Mexico. Disuntikkan melalui sumur (injeksi) dingin air tawar dipanaskan karena pertukaran panas dengan massa batuan (185 °C) pada rekahan vertikal dengan luas 8000 m2, yang dibentuk oleh rekahan hidrolik pada kedalaman 2,7 km. Di sumur lain (produksi), juga melintasi celah ini, air superheated muncul ke permukaan dalam bentuk semburan uap. Saat bersirkulasi di sirkuit tertutup di bawah tekanan, suhu air super panas di permukaan mencapai 160-180 °C, dan daya termal sistem - 4-5 MW. Kebocoran cairan pendingin ke massa di sekitarnya berjumlah sekitar 1% dari total aliran. konsentrasi mekanik dan kotoran kimia(hingga 0,2 g / l) sesuai dengan kondisi segar air minum. Fraktur hidrolik tidak memerlukan perbaikan dan tetap terbuka tekanan hidrostatis cairan. Konveksi gratis yang berkembang di dalamnya disediakan partisipasi efektif dalam pertukaran panas hampir seluruh permukaan singkapan massa batuan panas.
Ekstraksi energi panas bawah tanah dari batuan kedap air panas, berdasarkan metode pengeboran miring dan rekahan hidrolik yang telah lama dikuasai dan dipraktikkan di industri minyak dan gas, tidak menyebabkan aktivitas seismik atau efek berbahaya lainnya pada lingkungan.
Pada tahun 1983, ilmuwan Inggris mengulangi pengalaman Amerika dengan menciptakan GCC eksperimental dengan rekahan hidrolik granit di Carnwell. Karya serupa diadakan di Jerman, Swedia. Lebih dari 224 proyek pemanasan panas bumi telah dilaksanakan di AS. Namun, diasumsikan bahwa sumber daya panas bumi dapat menyediakan sebagian besar kebutuhan energi termal non-listrik AS di masa depan. Di Jepang, kapasitas GeoTPP pada tahun 2000 mencapai sekitar 50 GW.
Saat ini, penelitian dan eksplorasi sumber daya panas bumi dilakukan di 65 negara. Di dunia, berdasarkan energi panas bumi, telah dibuat stasiun dengan total kapasitas sekitar 10 GW. PBB secara aktif mendukung pengembangan energi panas bumi.
Pengalaman yang terakumulasi di banyak negara di dunia dalam penggunaan pendingin panas bumi menunjukkan bahwa di kondisi yang menguntungkan mereka ternyata 2-5 kali lebih menguntungkan daripada pembangkit listrik termal dan nuklir. Perhitungan menunjukkan bahwa satu sumur panas bumi dapat menggantikan 158 ribu ton batu bara per tahun.
Dengan demikian, panas Bumi, mungkin, adalah satu-satunya sumber energi terbarukan utama, pengembangan rasional yang menjanjikan untuk mengurangi biaya energi dibandingkan dengan energi bahan bakar modern. Dengan potensi energi yang tak habis-habisnya, matahari dan instalasi termonuklir, sayangnya, akan lebih mahal dari bahan bakar yang ada.
Meskipun sejarah perkembangan panas bumi sangat panjang, saat ini teknologi panas bumi belum mencapai perkembangan tinggi. Pengembangan energi panas Bumi mengalami kesulitan besar dalam konstruksi sumur dalam, yang merupakan saluran untuk membawa cairan pendingin ke permukaan. Karena suhu lubang bawah yang tinggi (200-250 °C), alat pemotong batu tradisional tidak cocok untuk bekerja dalam kondisi seperti itu, ada persyaratan khusus untuk pemilihan pipa bor dan selubung, bubur semen, teknologi pengeboran, selubung dan penyelesaian sumur. Peralatan pengukur domestik, perlengkapan dan peralatan operasional serial diproduksi dalam desain yang memungkinkan suhu tidak lebih tinggi dari 150-200 ° C. Pengeboran sumur secara mekanis dalam tradisional terkadang tertunda selama bertahun-tahun dan membutuhkan biaya keuangan yang signifikan. Dalam aset produksi utama, biaya sumur adalah dari 70 hingga 90%. Masalah ini dapat dan harus diselesaikan hanya dengan menciptakan teknologi progresif untuk pengembangan sebagian besar sumber daya panas bumi, yaitu. ekstraksi energi dari batuan panas.
Kelompok ilmuwan dan spesialis Rusia kami telah menangani masalah penggalian dan penggunaan energi panas dalam yang tak habis-habisnya dan terbarukan dari batuan panas Bumi di wilayah Federasi Rusia selama lebih dari satu tahun. Tujuan dari pekerjaan adalah untuk menciptakan atas dasar rumah tangga, teknologi tinggi sarana teknis untuk penetrasi jauh ke dalam perut kerak bumi. Saat ini, beberapa varian alat bor (BS) telah dikembangkan, yang tidak memiliki analog dalam praktik dunia.
Pekerjaan versi pertama BS terkait dengan saat ini teknologi tradisional pengeboran sumur. Kecepatan pengeboran batuan keras ( kepadatan rata-rata 2500-3300 kg/m3) hingga 30 m/jam, diameter sumur 200-500 mm. Varian kedua BS melakukan pengeboran sumur dalam mode otonom dan otomatis. Peluncuran dilakukan dari platform peluncuran dan penerimaan khusus, dari mana pergerakannya dikendalikan. Seribu meter BS di bebatuan keras akan bisa dilewati dalam beberapa jam. Diameter sumur dari 500 hingga 1000 mm. Opsi BS yang dapat digunakan kembali memiliki banyak efisiensi ekonomi dan nilai potensi yang besar. Pengenalan BS ke dalam produksi akan membuka tahap baru dalam pembangunan sumur dan menyediakan akses ke sumber energi panas Bumi yang tidak ada habisnya.
Untuk kebutuhan pasokan panas, kedalaman sumur yang diperlukan di seluruh negeri terletak pada kisaran hingga 3-4,5 ribu meter dan tidak melebihi 5-6 ribu meter.Suhu pembawa panas untuk perumahan dan pasokan panas komunal tidak tidak melebihi 150 °C. Untuk fasilitas industri, suhu biasanya tidak melebihi 180-200 °C.
Tujuan pembuatan GCC adalah untuk menyediakan panas yang konstan, terjangkau, murah ke daerah-daerah terpencil, sulit dijangkau, dan belum berkembang di Federasi Rusia. Durasi operasi GCS adalah 25-30 tahun atau lebih. Periode pengembalian stasiun (dengan mempertimbangkan teknologi terbaru pengeboran) - 3-4 tahun.
Penciptaan di Federasi Rusia di tahun-tahun mendatang kapasitas yang sesuai untuk penggunaan energi panas bumi untuk kebutuhan non-listrik akan menggantikan sekitar 600 juta ton bahan bakar yang setara. Penghematan bisa mencapai 2 triliun rubel.
Hingga 2030, menjadi mungkin untuk menciptakan kapasitas energi untuk menggantikan energi api hingga 30%, dan hingga 2040, hampir sepenuhnya menghilangkan bahan baku organik sebagai bahan bakar dari neraca energi Federasi Rusia.
literatur
1. Goncharov S.A. Termodinamika. Moskow: MGTUim. N.E. Bauman, 2002. 440 hal.
2. Dyadkin Yu.D. dll. Fisika termal panas bumi. Sankt Peterburg: Nauka, 1993. 255 hal.
3. Basis sumber daya mineral kompleks bahan bakar dan energi Rusia. Status dan prognosis / V.K. Branchhugov, E.A. Gavrilov, V.S. Litvinenko dan lainnya Ed. V.Z. Garipova, E.A. Kozlovsky. M. 2004. 548 hal.
4. Novikov G. P. dkk. Pengeboran sumur untuk air panas. M.: Nedra, 1986. 229 hal.
