Doutor em Ciências Técnicas NO. Eu juro, professor,
acadêmico Academia Russa Ciências Tecnológicas, Moscou

NO décadas recentes o mundo está considerando a direção do uso mais eficiente da energia do calor profundo da Terra para substituir parcialmente o gás natural, petróleo, carvão. Isso se tornará possível não apenas em áreas com altos parâmetros geotérmicos, mas também em qualquer área do globo ao perfurar poços de injeção e produção e criar sistemas de circulação entre eles.

O interesse por fontes alternativas de energia que tem crescido nas últimas décadas no mundo é causado pelo esgotamento das reservas de hidrocarbonetos e pela necessidade de resolver uma série de problemas. problemas ambientais. Fatores objetivos (reservas de combustíveis fósseis e urânio, bem como mudanças no meio ambiente causadas pelo fogo tradicional e pela energia nuclear) permitem afirmar que a transição para novos métodos e formas de produção de energia é inevitável.

A economia mundial caminha atualmente para a transição para uma combinação racional de fontes de energia tradicionais e novas. O calor da Terra ocupa um dos primeiros lugares entre eles.

Os recursos energéticos geotérmicos são divididos em hidrogeológicos e petrogeotérmicos. Os primeiros são representados por refrigerantes (compõem apenas 1% do recursos comuns energia geotérmica) - águas subterrâneas, vapor e misturas vapor-água. A segunda é a energia geotérmica contida nas rochas quentes.

A tecnologia de fonte (self-spill) utilizada em nosso país e no exterior para a extração de vapor natural e águas geotérmicas é simples, mas ineficiente. Com uma baixa vazão de poços autofluxos, sua produção de calor pode recuperar o custo de perfuração apenas em uma pequena profundidade de reservatórios geotérmicos com Temperatura alta em áreas de anomalias térmicas. A vida útil desses poços em muitos países nem chega a 10 anos.

Ao mesmo tempo, a experiência confirma que na presença de coletores rasos de vapor natural, a construção de uma usina geotérmica é a opção mais lucrativa para o uso de energia geotérmica. A operação de tais GeoTPPs tem mostrado sua competitividade em comparação com outros tipos de usinas. Portanto, o uso de reservas de águas geotérmicas e hidrotermas a vapor em nosso país na Península de Kamchatka e nas ilhas da cadeia Curila, nas regiões do norte do Cáucaso e também possivelmente em outras áreas, é conveniente e oportuno. Mas os depósitos de vapor são uma raridade, suas reservas conhecidas e previstas são pequenas. Depósitos muito mais comuns de calor e água de energia nem sempre estão localizados perto o suficiente do consumidor - o objeto de fornecimento de calor. Isso exclui a possibilidade de uso efetivo em larga escala.

Muitas vezes em problema difícil superar as questões de combate à salinidade. O uso de fontes geotérmicas, como regra, fontes mineralizadas como transportador de calor leva ao crescimento excessivo de zonas de poços com formações de óxido de ferro, carbonato de cálcio e silicato. Além disso, os problemas de erosão-corrosão e descamação afetam negativamente a operação do equipamento. O problema, também, é o descarte de efluentes mineralizados e contendo impurezas tóxicas. Portanto, a tecnologia de fonte mais simples não pode servir de base para o amplo desenvolvimento de recursos geotérmicos.

De acordo com estimativas preliminares no território da Federação Russa, as reservas previstas de águas termais com temperatura de 40-250 ° C, salinidade de 35-200 g/le profundidade de até 3.000 m são 21-22 milhões de m3 /dia, o que equivale a queimar 30-40 milhões de toneladas de .t. no ano.

As reservas previstas da mistura vapor-ar com uma temperatura de 150-250 ° C da Península de Kamchatka e Ilhas Curilasé de 500 mil m3/dia. e reservas de águas termais com temperatura de 40-100 ° C - 150 mil m3 / dia.

As reservas de águas termais com caudal de cerca de 8 milhões de m3/dia, com salinidade até 10 g/le temperatura superior a 50 °C são consideradas prioritárias para o desenvolvimento.

Muito maior valor pois a energia do futuro é a extração de energia térmica, recursos petrogeotérmicos praticamente inesgotáveis. Esta energia geotérmica, encerrada em rochas sólidas quentes, representa 99% do total de recursos de energia térmica subterrânea. A uma profundidade de até 4-6 km, maciços com temperatura de 300-400 °C podem ser encontrados apenas perto das câmaras intermediárias de alguns vulcões, mas rochas quentes com temperatura de 100-150 °C estão distribuídas em quase todos os lugares em essas profundidades, e com uma temperatura de 180-200 ° C em uma parte bastante significativa do território da Rússia.

Por bilhões de anos, os processos nucleares, gravitacionais e outros dentro da Terra geraram e continuam a gerar energia térmica. Parte dele é irradiado para o espaço sideral e o calor é acumulado nas profundezas, ou seja, o conteúdo de calor das fases sólida, líquida e gasosa da matéria terrestre é chamado de energia geotérmica.

A geração contínua de calor intraterrestre compensa isso perdas externas, serve como fonte de acúmulo de energia geotérmica e determina a parte renovável de seus recursos. A remoção total de calor do subsolo para superfície da Terra três vezes a capacidade atual das usinas do mundo e é estimada em 30 TW.

No entanto, é claro que a renovabilidade é importante apenas para recursos naturais limitados, e potencial geral a energia geotérmica é praticamente inesgotável, pois deve ser definida como a quantidade total de calor disponível para a Terra.

Não é por acaso que nas últimas décadas o mundo vem considerando a direção de um uso mais eficiente da energia do calor profundo da Terra para substituir parcialmente o gás natural, o petróleo e o carvão. Isso se tornará possível não apenas em áreas com altos parâmetros geotérmicos, mas também em qualquer área do globo ao perfurar poços de injeção e produção e criar sistemas de circulação entre eles.

Obviamente, com baixa condutividade térmica das rochas, para o funcionamento eficaz dos sistemas de circulação, é necessário ter ou criar uma superfície de troca de calor suficientemente desenvolvida na zona de extração de calor. Tal superfície é frequentemente encontrada em formações porosas e zonas de resistência natural à fratura, que são frequentemente encontradas nas profundidades acima, cuja permeabilidade permite organizar a filtração forçada do refrigerante com extração eficiente de energia da rocha, bem como a criação artificial de uma extensa superfície de troca de calor em maciços porosos de baixa permeabilidade por fraturamento hidráulico (ver figura).

Atualmente, o fraturamento hidráulico é usado em indústria de petróleo e gás como forma de aumentar a permeabilidade do reservatório para melhorar a recuperação de petróleo no desenvolvimento de campos de petróleo. A tecnologia moderna torna possível criar uma fenda estreita, mas longa, ou curta, mas larga. São conhecidos exemplos de fraturas hidráulicas com fraturas de até 2-3 km de comprimento.

A ideia doméstica de extrair os principais recursos geotérmicos contidos em rochas sólidas foi expressa já em 1914 por K.E. Obruchev.

Em 1963, foi criado em Paris o primeiro GCC para extrair calor de rochas de formação porosa para aquecimento e ar condicionado nas instalações do complexo Broadcasting Chaos. Em 1985, 64 GCCs já operavam na França com capacidade térmica total de 450 MW, com uma economia anual de aproximadamente 150.000 toneladas de óleo. No mesmo ano, o primeiro GCC foi criado na URSS no vale de Khankala, perto da cidade de Grozny.

Em 1977, de acordo com o projeto do Laboratório Nacional de Los Alamos dos EUA, começaram os testes de um GCC experimental com fraturamento hidráulico de um maciço quase impermeável no sítio de Fenton Hill, no estado do Novo México. A água doce fria injetada pelo poço (injeção) foi aquecida devido à troca de calor com um maciço rochoso (185 OC) em uma fratura vertical com área de 8000 m2, formada por fraturamento hidráulico a uma profundidade de 2,7 km. Em outro poço (produção), também atravessando essa fenda, a água superaquecida veio à superfície na forma de jato de vapor. Ao circular em um circuito fechado sob pressão, a temperatura da água superaquecida na superfície atingiu 160-180 ° C e a potência térmica do sistema - 4-5 MW. Vazamentos de refrigerante no maciço circundante totalizaram cerca de 1% do fluxo total. A concentração de componentes mecânicos e impurezas químicas(até 0,2 g/l) correspondia às condições de fresco água potável. A fratura hidráulica não exigiu fixação e foi mantida aberta pela pressão hidrostática do fluido. A livre convecção que se desenvolve nele garantiu participação efetiva na troca de calor de quase toda a superfície do afloramento do maciço rochoso quente.

A extração de energia térmica subterrânea de rochas impermeáveis ​​quentes, com base nos métodos de perfuração inclinada e fraturamento hidráulico há muito dominados e praticados na indústria de petróleo e gás, não causou atividade sísmica, nem qualquer outra efeitos nocivos no ambiente.

Em 1983, cientistas britânicos repetiram a experiência americana criando um GCC experimental com fraturamento hidráulico de granitos em Carnwell. Trabalhos semelhantes foram realizadas na Alemanha, Suécia. Mais de 224 projetos de aquecimento geotérmico foram implementados nos EUA. Supõe-se, no entanto, que os recursos geotérmicos podem fornecer a maior parte das necessidades futuras de energia térmica não elétrica dos EUA. No Japão, a capacidade do GeoTPP em 2000 atingiu aproximadamente 50 GW.

Atualmente, a pesquisa e exploração de recursos geotérmicos é realizada em 65 países. No mundo, com base na energia geotérmica, foram criadas estações com capacidade total de cerca de 10 GW. As Nações Unidas estão apoiando ativamente o desenvolvimento da energia geotérmica.

A experiência acumulada em muitos países do mundo no uso de refrigerantes geotérmicos mostra que, em condições favoráveis, eles são 2 a 5 vezes mais rentáveis ​​do que as usinas térmicas e nucleares. Os cálculos mostram que um poço geotérmico pode substituir 158 mil toneladas de carvão por ano.

Assim, o calor da Terra é, talvez, o único grande recurso de energia renovável, cujo desenvolvimento racional promete reduzir o custo da energia em comparação com a energia dos combustíveis modernos. Com um potencial energético igualmente inesgotável, as instalações solares e termonucleares, infelizmente, serão mais caras do que as de combustível existentes.

Apesar da longa história do desenvolvimento do calor da Terra, hoje a tecnologia geotérmica ainda não atingiu seu alto desenvolvimento. O desenvolvimento da energia térmica da Terra passa por grandes dificuldades na construção de poços profundos, que são um canal para trazer o refrigerante à superfície. Devido à alta temperatura do fundo do poço (200-250 °C), as ferramentas tradicionais de corte de rochas são inadequadas para trabalhar em tais condições, existem requisitos especiais para a seleção de tubos de perfuração e revestimento, pastas de cimento, tecnologia de perfuração, revestimento e completação do poço. Equipamentos de medição domésticos, acessórios e equipamentos operacionais em série são produzidos em um design que permite temperaturas não superiores a 150-200 ° C. A perfuração mecânica profunda tradicional de poços às vezes é adiada por anos e requer custos financeiros significativos. Nos principais ativos de produção, o custo dos poços é de 70 a 90%. Este problema pode e deve ser resolvido apenas com a criação de uma tecnologia progressiva para o desenvolvimento da maior parte dos recursos geotérmicos, ou seja, extração de energia de rochas quentes.

Nosso grupo de cientistas e especialistas russos lida com o problema de extrair e usar a energia térmica profunda inesgotável e renovável das rochas quentes da Terra no território da Federação Russa há mais de um ano. O objetivo do trabalho é criar com base no doméstico, alta tecnologia meios técnicos para penetração profunda crosta terrestre. Atualmente, foram desenvolvidas diversas variantes de ferramentas de perfuração (BS), que não possuem análogos na prática mundial.

A operação da primeira versão do BS está vinculada à atual tecnologia convencional de perfuração de poços. Velocidade de perfuração de rocha dura (densidade média 2500-3300 kg/m3) até 30 m/h, diâmetro do furo 200-500 mm. A segunda variante do BS realiza a perfuração de poços de forma autônoma e automática. O lançamento é realizado a partir de uma plataforma especial de lançamento e aceitação, a partir da qual é controlado o seu movimento. Mil metros de BS em rochas duras poderão passar em poucas horas. Diâmetro do poço de 500 a 1000 mm. As variantes de BS reutilizáveis ​​têm uma ótima relação custo-benefício e um enorme valor potencial. A introdução do BS na produção abrirá novo palco na construção de poços e dar acesso às inesgotáveis ​​fontes de energia térmica da Terra.

Para as necessidades de fornecimento de calor, a profundidade necessária dos poços em todo o país está na faixa de até 3-4,5 mil metros e não excede 5-6 mil metros. A temperatura do transportador de calor para habitação e fornecimento de calor comunitário não não ultrapasse os 150 °C. Para instalações industriais, a temperatura, como regra, não excede 180-200 °C.

O objetivo da criação do GCC é fornecer calor constante, acessível e barato para regiões remotas, de difícil acesso e subdesenvolvidas da Federação Russa. A duração da operação do GCS é de 25 a 30 anos ou mais. Período de retorno das estações (levando em consideração as mais recentes tecnologias perfuração) - 3-4 anos.

A criação na Federação Russa nos próximos anos de capacidades adequadas para o uso de energia geotérmica para necessidades não elétricas substituirá cerca de 600 milhões de toneladas de combustível equivalente. A economia pode chegar a 2 trilhões de rublos.

Até 2030, torna-se possível criar capacidades energéticas para substituir a energia do fogo em até 30% e até 2040 eliminar quase completamente as matérias-primas orgânicas como combustível do balanço energético da Federação Russa.

Literatura

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Esta energia pertence a fontes alternativas. Hoje em dia, cada vez mais mencionam as possibilidades de obtenção de recursos que o planeta nos dá. Podemos dizer que vivemos na era da moda das energias renováveis. Uma multidão é criada soluções técnicas, planos, teorias nesta área.

Está nas profundezas da terra e tem as propriedades de renovação, ou seja, é interminável. Os recursos clássicos, segundo os cientistas, estão começando a se esgotar, o petróleo, o carvão, o gás acabarão.

Usina geotérmica Nesjavellir, Islândia

Portanto, pode-se preparar gradualmente para adotar novos métodos alternativos de produção de energia. Sob a crosta terrestre há um núcleo poderoso. Sua temperatura varia de 3000 a 6000 graus. em movimento placas litosféricas demonstra isso tremendo poder. Manifesta-se sob a forma de esguicho vulcânico de magma. Nas profundezas, ocorre o decaimento radioativo, às vezes provocando esses desastres naturais.

Normalmente o magma aquece a superfície sem ir além dela. É assim que os gêiseres ou piscinas de água morna são obtidos. Desta forma, os processos físicos podem ser usados ​​para os propósitos certos para a humanidade.

Tipos de fontes de energia geotérmica

Geralmente é dividido em dois tipos: energia hidrotérmica e petrotérmica. A primeira é formada por fontes quentes, e o segundo tipo é a diferença de temperatura na superfície e nas profundezas da terra. Para colocar em suas próprias palavras, uma fonte hidrotermal é composta de vapor e água quente, enquanto uma fonte petrotermal está escondida no subsolo.

Mapa do potencial de desenvolvimento da energia geotérmica no mundo

Para a energia petrotérmica, é necessário perfurar dois poços, encher um com água, após o que ocorrerá um processo de elevação, que virá à superfície. Existem três classes de áreas geotérmicas:

• Geotérmica - localizada perto das placas continentais. Gradiente de temperatura acima de 80C/km. Como exemplo, a comuna italiana de Larderello. Existe uma usina
• Semi-térmico - temperatura 40 - 80 C/km. São aquíferos naturais, constituídos por rochas britadas. Em alguns lugares da França, os edifícios são aquecidos dessa maneira.
• Normal - gradiente inferior a 40 C/km. A representação de tais áreas é mais comum

São uma excelente fonte de consumo. Eles estão na rocha, a uma certa profundidade. Vamos dar uma olhada na classificação:

• Epitérmica - temperatura de 50 a 90 s
• Mesotérmico - 100 - 120 s
• Hipotérmico - mais de 200 s

Estas espécies são compostas de composição química diferente. Dependendo disso, a água pode ser usada para diversos fins. Por exemplo, na produção de eletricidade, fornecimento de calor (rotas térmicas), base de matérias-primas.

Vídeo: Energia geotérmica

Processo de fornecimento de calor

A temperatura da água é de 50 a 60 graus, o que é ideal para aquecimento e fornecimento de água quente de uma área residencial. A necessidade de sistemas de aquecimento depende da localização geográfica e das condições climáticas. E as pessoas precisam constantemente das necessidades de abastecimento de água quente. Para este processo, estão sendo construídas GTS (estações térmicas geotérmicas).

Se para produção clássica energia térmica é utilizada por uma casa de caldeira que consome sólidos ou combustível de gás, então uma fonte de gêiser é usada nesta produção. O processo técnico é muito simples, as mesmas comunicações, rotas térmicas e equipamentos. Basta perfurar um poço, limpá-lo dos gases e enviá-lo para a sala das caldeiras com bombas, onde o cronograma de temperatura será mantido e, em seguida, ele entrará no aquecimento principal.

A principal diferença é que não há necessidade de usar uma caldeira de combustível. Isso reduz significativamente o custo da energia térmica. No inverno, os assinantes recebem aquecimento e fornecimento de água quente e no verão apenas fornecimento de água quente.

Geração de energia

Fontes termais, gêiseres são os principais componentes na produção de eletricidade. Para isso, vários esquemas são usados, usinas especiais estão sendo construídas. Dispositivo GTS:

• tanque de água quente
• Bombear
• Separador de gás
• Separador de vapor
• turbina geradora
• Capacitor
• bomba de reforço
• Tanque - refrigerador

Como você pode ver, o principal elemento do circuito é um conversor de vapor. Isso possibilita a obtenção de vapor purificado, pois contém ácidos que destroem os equipamentos da turbina. É possível utilizar um esquema misto no ciclo tecnológico, ou seja, água e vapor estão envolvidos no processo. O líquido passa por toda a etapa de purificação dos gases, bem como do vapor.

Circuito com fonte binária

O componente de trabalho é um líquido com baixo ponto de ebulição. A água termal também está envolvida na produção de eletricidade e serve como matéria-prima secundária.

Com sua ajuda, o vapor da fonte de baixo ponto de ebulição é formado. GTS com esse ciclo de trabalho pode ser totalmente automatizado e não requer a presença de pessoal de manutenção. Estações mais poderosas usam um esquema de dois circuitos. Este tipo de usina permite atingir uma capacidade de 10 MW. Estrutura de circuito duplo:

• gerador de vapor
• Turbina
• Capacitor
• Ejetor
• Bomba de alimentação
• Economizador
• Evaporador

Uso pratico

Enormes reservas de fontes são muitas vezes maiores do que o consumo anual de energia. Mas apenas uma pequena fração é usada pela humanidade. A construção das estações remonta a 1916. Na Itália, foi criado o primeiro GeoTPP com capacidade de 7,5 MW. A indústria está se desenvolvendo ativamente em países como: EUA, Islândia, Japão, Filipinas, Itália.

A exploração ativa de locais potenciais e métodos de extração mais convenientes estão em andamento. A capacidade de produção vem crescendo ano a ano. Se levarmos em conta o indicador econômico, o custo de tal indústria é igual às usinas termelétricas a carvão. A Islândia cobre quase completamente o parque comunitário e habitacional com uma fonte de GT. 80% das casas usam água quente de poços. Especialistas dos EUA afirmam que, com o desenvolvimento adequado, os GeoTPPs podem produzir 30 vezes mais do que o consumo anual. Se falarmos sobre o potencial, então 39 países do mundo poderão se abastecer totalmente de eletricidade se usarem as entranhas da terra a 100%.

Com o desenvolvimento e formação da sociedade, a humanidade passou a buscar formas cada vez mais modernas e ao mesmo tempo econômicas de obter energia. Para isso, várias estações estão sendo construídas hoje, mas, ao mesmo tempo, a energia contida nas entranhas da terra é amplamente utilizada. Como ela é? Vamos tentar descobrir.

energia geotérmica

Já pelo nome fica claro que representa o calor do interior da Terra. Sob a crosta terrestre há uma camada de magma, que é uma fusão de silicato líquido-fogo. Segundo dados da pesquisa, o potencial energético desse calor é muito superior à energia das reservas mundiais de gás natural, além do petróleo. Magma vem à superfície - lava. Além disso, a maior atividade é observada nas camadas da terra nas quais os limites das placas tectônicas estão localizados, bem como onde a crosta terrestre é caracterizada pela espessura. energia geotérmica A Terra é obtida da seguinte forma: a lava e os recursos hídricos do planeta estão em contato, como resultado, a água começa a aquecer acentuadamente. Isso leva à erupção do gêiser, a formação dos chamados lagos quentes e subcorrentes. Ou seja, precisamente aqueles fenômenos da natureza, cujas propriedades são usadas ativamente como energias.

Fontes geotérmicas artificiais

A energia contida nas entranhas da terra deve ser usada com sabedoria. Por exemplo, há uma ideia para criar caldeiras subterrâneas. Para fazer isso, você precisa perfurar dois poços de profundidade suficiente, que serão conectados na parte inferior. Ou seja, acontece que em quase qualquer canto da terra você pode obter energia geotérmica. maneira industrial: através de um poço será injetado água fria no reservatório, e através do segundo - água quente ou vapor é extraído. As fontes artificiais de calor serão benéficas e racionais se o calor resultante fornecer mais energia. O vapor pode ser enviado para turbinas geradoras que irão gerar eletricidade.

Claro, o calor retirado é apenas uma fração do que está disponível em reservas gerais. Mas deve-se lembrar que o calor profundo será constantemente reabastecido devido aos processos de compressão das rochas, estratificação das entranhas. Segundo especialistas, a crosta terrestre acumula calor, cuja quantidade total é 5.000 vezes maior que o valor calorífico de todos os interiores fósseis da Terra como um todo. Acontece que o tempo de operação dessas estações geotérmicas criadas artificialmente pode ser ilimitado.

Recursos de origem

As fontes que possibilitam a obtenção de energia geotérmica são quase impossíveis de serem totalmente aproveitadas. Eles existem em mais de 60 países do mundo, com o maior número de vulcões terrestres no território do anel de fogo vulcânico do Pacífico. Mas, na prática, verifica-se que as fontes geotérmicas em diferentes regiões mundos são completamente diferentes em suas propriedades, ou seja, a temperatura média, mineralização, composição do gás, acidez e assim por diante.

Os gêiseres são fontes de energia na Terra, cujas peculiaridades são que expelem água fervente em determinados intervalos. Após a erupção, a piscina fica livre de água, no fundo você pode ver um canal que se aprofunda no solo. Gêiseres como fontes de energia são usados ​​em regiões como Kamchatka, Islândia, Nova Zelândia e América do Norte, e gêiseres únicos também são encontrados em algumas outras áreas.

De onde vem a energia?

O magma não resfriado está localizado muito perto da superfície da Terra. Gases e vapores são liberados dele, que sobem e passam pelas rachaduras. Misturando-se com as águas subterrâneas, elas as aquecem, elas mesmas se transformam em água quente, na qual muitas substâncias são dissolvidas. Essa água é liberada para a superfície da terra na forma de várias fontes geotérmicas: fontes termais, fontes minerais, gêiseres e assim por diante. Segundo os cientistas, as entranhas quentes da terra são cavernas ou câmaras conectadas por passagens, fendas e canais. Eles são apenas preenchidos com água subterrânea e muito perto deles estão as câmaras de magma. É assim que se forma naturalmente energia térmica terra.

Campo elétrico da Terra

Existe outra fonte de energia alternativa na natureza, que é renovável, ecologicamente correta e fácil de usar. É verdade que até agora esta fonte foi apenas estudada e não aplicada na prática. Então, energia potencial A terra está em seu campo elétrico. Você pode obter energia dessa maneira com base no estudo das leis básicas da eletrostática e dos recursos campo elétrico Terra. De fato, nosso planeta do ponto de vista elétrico é um capacitor esférico carregado até 300.000 volts. Sua esfera interna tem carga negativa, e o externo - a ionosfera - é positivo. é um isolante. Através dele há um fluxo constante de correntes iônicas e convectivas, que atingem potências de muitos milhares de amperes. No entanto, a diferença de potencial entre as placas não diminui neste caso.

Isso sugere que na natureza existe um gerador, cuja função é reabastecer constantemente o vazamento de cargas das placas do capacitor. O campo magnético da Terra atua como um gerador, girando junto com nosso planeta em um fluxo vento solar. A energia do campo magnético da Terra pode ser obtida apenas conectando um consumidor de energia a este gerador. Para fazer isso, você precisa instalar um aterramento confiável.

Fontes renováveis

Como a população do nosso planeta está crescendo constantemente, precisamos cada vez mais de energia para suprir a população. A energia contida nas entranhas da terra pode ser muito diferente. Por exemplo, existem fontes renováveis: energia eólica, solar e hídrica. Eles são ecologicamente corretos e, portanto, você pode usá-los sem medo de prejudicar o meio ambiente.

energia da água

Este método tem sido usado por muitos séculos. Hoje, um grande número de barragens e reservatórios foram construídos, nos quais a água é usada para gerar energia elétrica. A essência desse mecanismo é simples: sob a influência do fluxo do rio, as rodas das turbinas giram, respectivamente, a energia da água é convertida em energia elétrica.

Hoje há um grande número de usinas hidrelétricas que convertem a energia do fluxo de água em eletricidade. A peculiaridade deste método é que ele é renovável, respectivamente, tais projetos têm um baixo custo. É por isso que, apesar de a construção de usinas hidrelétricas levar muito tempo e o processo em si ser muito caro, essas instalações superam significativamente as indústrias eletrointensivas.

Energia solar: moderna e promissora

A energia solar é obtida usando painéis solares, no entanto, a tecnologia moderna permite o uso de novos métodos para isso. O maior sistema do mundo foi construído no deserto da Califórnia. Fornece energia total para 2.000 residências. O design funciona da seguinte forma: espelhos refletem raios solares, que são enviados para a caldeira de água central. Ele ferve e se transforma em vapor, que aciona a turbina. Este, por sua vez, está ligado a um gerador elétrico. O vento também pode ser usado como a energia que a Terra nos dá. O vento sopra as velas, gira os moinhos de vento. E agora, com sua ajuda, você pode criar dispositivos que gerarão energia elétrica. Ao girar as pás do moinho de vento, ele aciona o eixo da turbina, que, por sua vez, é conectado a um gerador elétrico.

Energia interna da Terra

Surgiu como resultado de vários processos, sendo os principais a acreção e a radioatividade. Segundo os cientistas, a formação da Terra e sua massa ocorreu ao longo de vários milhões de anos, e isso aconteceu devido à formação de planetesimais. Eles ficaram juntos, respectivamente, a massa da Terra tornou-se cada vez mais. Depois que nosso planeta começou a ter uma massa moderna, mas ainda estava desprovido de atmosfera, corpos meteóricos e asteróides caíram sobre ele sem impedimentos. Este processo é chamado apenas de acreção e levou ao fato de que uma quantidade significativa de energia gravitacional. E os corpos maiores atingem o planeta, o mais liberou a energia contida nas entranhas da Terra.

Essa diferenciação gravitacional levou ao fato de que as substâncias começaram a se separar: as substâncias pesadas simplesmente afundaram, enquanto as substâncias leves e voláteis flutuaram. A diferenciação também afetou a liberação adicional de energia gravitacional.

Energia Atômica

O uso da energia terrestre pode ocorrer de diferentes maneiras. Por exemplo, com a ajuda da construção de usinas nucleares, quando a energia térmica é liberada devido ao decaimento partículas menores matéria de átomos. O principal combustível é o urânio, que está contido na crosta terrestre. Muitos acreditam que esse método de obtenção de energia é o mais promissor, mas seu uso está associado a uma série de problemas. Primeiro, o urânio emite radiação que mata todos os organismos vivos. Além disso, se esta substância entrar no solo ou na atmosfera, haverá um real desastre tecnológico. Consequências tristes acidentes em Usina nuclear de Chernobyl experimentamos até hoje. O perigo está no fato de que resíduos radioativos pode ameaçar todos os seres vivos muito, muito por muito tempo por milênios.

Novo tempo - novas ideias

Claro, as pessoas não param por aí, e a cada ano mais e mais tentativas são feitas para encontrar novas maneiras de obter energia. Se a energia do calor da Terra é obtida de forma bastante simples, alguns métodos não são tão simples. Por exemplo, como fonte de energia, é bem possível usar o gás biológico, que é obtido durante a decomposição dos resíduos. Pode ser usado para aquecimento de casas e aquecimento de água.

Cada vez mais, eles estão sendo construídos quando barragens e turbinas são instaladas nas bocas dos reservatórios, que são movidos por vazantes e fluxos, respectivamente, a eletricidade é obtida.

Queimando lixo, obtemos energia

Outro método que já está sendo utilizado no Japão é a criação de incineradores. Hoje eles são construídos na Inglaterra, Itália, Dinamarca, Alemanha, França, Holanda e EUA, mas somente no Japão esses empreendimentos começaram a ser usados ​​não apenas para a finalidade a que se destinavam, mas também para geração de eletricidade. Nas fábricas locais, 2/3 de todo o lixo é queimado, enquanto as fábricas são equipadas com turbinas a vapor. Assim, eles fornecem calor e eletricidade para áreas próximas. Ao mesmo tempo, em termos de custos, construir tal empreendimento é muito mais lucrativo do que construir uma usina termelétrica.

Mais tentadora é a perspectiva de usar o calor da Terra onde os vulcões estão concentrados. Nesse caso, não será necessário perfurar a Terra muito profundamente, pois já a uma profundidade de 300 a 500 metros a temperatura será pelo menos duas vezes maior que o ponto de ebulição da água.

Existe também essa forma de gerar eletricidade, pois o Hidrogênio - o elemento químico mais simples e leve - pode ser considerado um combustível ideal, pois é onde há água. Se você queimar hidrogênio, poderá obter água, que se decompõe em oxigênio e hidrogênio. A própria chama de hidrogênio é inofensiva, ou seja, não haverá danos ao meio ambiente. A peculiaridade deste elemento é que possui um alto poder calorífico.

O que há no futuro?

Claro que a energia campo magnético A Terra ou aquela obtida em usinas nucleares não pode satisfazer plenamente todas as necessidades da humanidade, que crescem a cada ano. No entanto, especialistas dizem que não há motivo para preocupação, já que os recursos de combustível do planeta ainda são suficientes. Além disso, cada vez mais novas fontes estão sendo usadas, ecologicamente corretas e renováveis.

O problema da poluição continua meio Ambiente, e está crescendo exponencialmente rápido. Quantidade emissões nocivas sai de escala, respectivamente, o ar que respiramos é nocivo, a água tem impurezas perigosas e o solo se esgota gradualmente. É por isso que é tão importante estudar oportunamente um fenômeno como a energia nas entranhas da Terra, a fim de buscar maneiras de reduzir a necessidade de combustíveis fósseis e fazer uso mais ativo de fontes de energia não tradicionais.

ELES. Kapitonov

O calor nuclear da Terra

Calor da Terra

A terra é um corpo bastante aquecido e é uma fonte de calor. Ele aquece principalmente devido à radiação solar que absorve. Mas a Terra também tem seu próprio recurso térmico comparável ao calor recebido do Sol. Acredita-se que esta própria energia da Terra tenha a seguinte origem. A Terra surgiu cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, após a formação do Sol a partir de um disco protoplanetário de gás-poeira girando em torno dele e se condensando. Em um estágio inicial de sua formação, a substância da Terra foi aquecida devido à compressão gravitacional relativamente lenta. Um papel importante no equilíbrio térmico da Terra também foi desempenhado pela energia liberada durante a queda de pequenos corpos cósmicos sobre ela. Portanto, a jovem Terra foi fundida. Esfriando, aos poucos chegou ao seu estado atual com uma superfície sólida, uma parte significativa da qual é coberta por mares oceânicos e águas do mar. Tão difícil camada externa chamado a crosta terrestre e em média em terrenos sua espessura é de cerca de 40 km, e sob águas do oceano- 5-10km. A camada mais profunda da terra, chamada manto, também consiste em matéria sólida. Estende-se a uma profundidade de quase 3.000 km e contém a maior parte da matéria da Terra. Finalmente, a parte mais interna da Terra é sua núcleo. Consiste em duas camadas - externa e interna. núcleo externo esta é uma camada de ferro fundido e níquel a uma temperatura de 4500-6500 K com uma espessura de 2000-2500 km. núcleo interno com um raio de 1000-1500 km é uma liga sólida de ferro-níquel aquecida a uma temperatura de 4000-5000 K com uma densidade de cerca de 14 g / cm 3, que surgiu a uma pressão enorme (quase 4 milhões de bar).
Além do calor interno da Terra, herdado desde o primeiro estágio quente de sua formação, e cuja quantidade deve diminuir com o tempo, existe outro, de longo prazo, associado ao decaimento radioativo de núcleos com meia longa duração. vida - em primeiro lugar, 232 Th, 235 U , 238 U e 40 K. A energia liberada nesses decaimentos - eles respondem por quase 99% da energia radioativa da Terra - reabastece constantemente as reservas térmicas da Terra. Os núcleos acima estão contidos na crosta e no manto. Sua decadência leva ao aquecimento das camadas externas e internas da Terra.
Parte do enorme calor contido no interior da Terra sai constantemente à sua superfície, muitas vezes em processos vulcânicos de grande escala. O fluxo de calor que flui das profundezas da Terra através de sua superfície é conhecido. É (47±2)·10 12 watts, o que equivale ao calor que pode ser gerado por 50 mil usinas nucleares (a potência média de uma usina nuclear é de cerca de 10 9 watts). Surge a questão se a energia radioativa desempenha algum papel significativo no balanço térmico total da Terra e, em caso afirmativo, qual papel? A resposta a essas perguntas permaneceu desconhecida por muito tempo. Agora há oportunidades para responder a essas perguntas. O papel principal aqui pertence aos neutrinos (antineutrinos), que são produzidos nos processos decaimento radioativo núcleos que compõem a substância da Terra e que são chamados geoneutrino.

Geo-neutrino

Geo-neutrinoé o nome combinado para neutrinos ou antineutrinos, que são emitidos como resultado do decaimento beta de núcleos localizados sob a superfície da Terra. Obviamente, devido à capacidade de penetração sem precedentes, o registro destes (e apenas deles) por detectores de neutrinos terrestres pode fornecer informações objetivas sobre os processos de decaimento radioativo que ocorrem nas profundezas da Terra. Um exemplo de tal decaimento é o decaimento β do núcleo 228 Ra, que é o produto do decaimento α do núcleo 232 Th de vida longa (ver tabela):

A meia-vida (T 1/2) do núcleo de 228 Ra é de 5,75 anos e a energia liberada é de cerca de 46 keV. O espectro de energia dos antineutrinos é contínuo com um limite superior próximo à energia liberada.
Os decaimentos dos núcleos 232 Th, 235 U, 238 U são cadeias de decaimentos sucessivos que formam os chamados série radioativa. Nessas cadeias, os decaimentos α são intercalados com os decaimentos β −, já que nos decaimentos α os núcleos finais acabam sendo deslocados da linha de estabilidade β para a região de núcleos sobrecarregados com nêutrons. Após uma cadeia de decaimentos sucessivos no final de cada linha, núcleos estáveis ​​são formados com o número de prótons e nêutrons próximos ou iguais aos números mágicos (Z = 82,N= 126). Esses núcleos finais são isótopos estáveis ​​de chumbo ou bismuto. Assim, o decaimento de T 1/2 termina com a formação do núcleo duplamente mágico 208 Pb, e no caminho 232 Th → 208 Pb, ocorrem seis decaimentos α, alternados com quatro decaimentos β (na cadeia 238 U → 206 Pb, oito decaimentos α- e seis β - -; há sete decaimentos α- e quatro β − na cadeia 235 U → 207 Pb). Assim, o espectro de energia dos antineutrinos de cada série radioativa é uma superposição de espectros parciais de decaimentos β − individuais que compõem esta série. Os espectros de antineutrinos produzidos em decaimentos 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K são mostrados nas Figs. 1. O decaimento de 40 K é um único decaimento β − (ver tabela). a maior energia(até 3,26 MeV) os antineutrinos atingem o decaimento
214 Bi → 214 Po, que é um link na série radioativa 238 U. A energia total liberada durante a passagem de todos os links de decaimento na série 232 Th → 208 Pb é 42,65 MeV. Para as séries radioativas 235 U e 238 U, essas energias são 46,39 e 51,69 MeV, respectivamente. Energia liberada na decomposição
40 K → 40 Ca é 1,31 MeV.

Características dos núcleos 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K

Núcleo	Partilhar em % em uma mistura isótopos	Número de núcleos relaciona. Núcleos de Si	T 1/2 bilhões de anos	Primeiros links decair
232º	100	0.0335	14.0
235 U	0.7204	6,48 10 -5	0.704
238 U	99.2742	0.00893	4.47
40K	0.0117	0.440	1.25

A estimativa do fluxo de geoneutrinos, feita com base no decaimento dos núcleos 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K contidos na composição da matéria da Terra, leva a um valor da ordem de 10 6 cm -2 seg -1 . Ao registrar esses geoneutrinos, pode-se obter informações sobre o papel do calor radioativo no balanço térmico total da Terra e testar nossas ideias sobre o conteúdo de radioisótopos de vida longa na composição da matéria terrestre.

Arroz. 1. Espectro de energia de antineutrinos de decaimento nuclear

232 Th, 235 U, 238 U, 40 K normalizado para um decaimento do núcleo pai

A reação é usada para registrar antineutrinos de elétrons

P → e + + n, (1)

em que esta partícula foi realmente descoberta. O limiar para esta reação é de 1,8 MeV. Portanto, apenas geoneutrinos formados em cadeias de decaimento a partir de núcleos 232 Th e 238 U podem ser registrados na reação acima. A seção de choque efetiva da reação em discussão é extremamente pequena: σ ≈ 10 -43 cm 2. Portanto, um detector de neutrinos com um volume sensível de 1 m 3 registrará não mais do que alguns eventos por ano. Obviamente, para a fixação confiável de fluxos de geoneutrinos, são necessários detectores de neutrinos de grande volume, localizados em laboratórios subterrâneos para proteção máxima do fundo. A ideia de usar detectores projetados para estudar neutrinos solares e de reatores para registro de geoneutrinos surgiu em 1998. Atualmente, existem dois detectores de neutrinos de grande volume usando um cintilador líquido e adequados para resolver o problema. Estes são os detectores de neutrinos dos experimentos KamLAND (Japão, ) e Borexino (Itália, ). Abaixo consideramos o dispositivo do detector Borexino e os resultados obtidos neste detector no registro de geoneutrinos.

Detector de Borexino e registro de geoneutrinos

O detector de neutrinos Borexino está localizado no centro da Itália em um laboratório subterrâneo sob a cordilheira Gran Sasso, cujos picos de montanhas atingem 2,9 km (Fig. 2).

Arroz. Fig. 2. Diagrama de localização do laboratório de neutrinos sob a cordilheira Gran Sasso (Itália central)

Borexino é um detector massivo não segmentado cujo meio ativo é
280 toneladas de cintilador líquido orgânico. Preencheu um vaso esférico de nylon de 8,5 m de diâmetro (Fig. 3). O cintilador foi pseudocumeno (C 9 H 12) com um aditivo PPO de deslocamento de espectro (1,5 g/l). A luz do cintilador é coletada por 2212 fotomultiplicadores de oito polegadas (PMTs) colocados em uma esfera de aço inoxidável (SSS).

Arroz. 3. Esquema do dispositivo do detector Borexino

Um vaso de nylon com pseudocumeno é um detector interno cuja função é registrar neutrinos (antineutrinos). O detector interno é cercado por duas zonas tampão concêntricas que o protegem dos raios gama e nêutrons externos. A zona interna é preenchida com um meio não cintilante composto por 900 toneladas de pseudocumeno com aditivos de dimetil ftalato para extinguir as cintilações. A zona externa está localizada no topo do SNS e é um detector Cherenkov de água contendo 2.000 toneladas de água ultrapura e cortando sinais de múons que entram na instalação de fora. Para cada interação que ocorre no detector interno, a energia e o tempo são determinados. A calibração do detector usando várias fontes radioativas permitiu determinar com muita precisão sua escala de energia e o grau de reprodutibilidade do sinal de luz.
Borexino é um detector de pureza de radiação muito alta. Todos os materiais foram rigorosamente selecionados e o cintilador foi limpo para minimizar o fundo interno. Devido à sua alta pureza de radiação, o Borexino é um excelente detector para detectar antineutrinos.
Na reação (1), o pósitron dá um sinal instantâneo, que após algum tempo é seguido pela captura de um nêutron por um núcleo de hidrogênio, o que leva ao aparecimento de um γ-quântico com uma energia de 2,22 MeV, que cria um sinal atrasado em relação ao primeiro. Em Borexino, o tempo de captura de nêutrons é de cerca de 260 μs. Os sinais instantâneos e atrasados ​​são correlacionados no espaço e no tempo, proporcionando um reconhecimento preciso do evento causado por e .
O limiar para a reação (1) é 1,806 MeV e, como pode ser visto na Fig. 1, todos os geoneutrinos dos decaimentos de 40 K e 235 U estão abaixo desse limiar, e apenas uma parte dos geoneutrinos originados nos decaimentos de 232 Th e 238 U pode ser detectada.
O detector Borexino detectou pela primeira vez sinais de geoneutrinos em 2010 e recentemente publicou novos resultados com base em observações ao longo de 2056 dias de dezembro de 2007 a março de 2015. Abaixo apresentamos os dados obtidos e os resultados de sua discussão, com base no artigo.
Como resultado da análise dos dados experimentais, foram identificados 77 candidatos a antineutrinos de elétrons que passaram em todos os critérios de seleção. O background dos eventos simulando e foi estimado por . Assim, a relação sinal/fundo foi ≈100.
A principal fonte de fundo foram os antineutrinos do reator. Para Borexino, a situação era bastante favorável, já que não há reatores nucleares próximos ao laboratório Gran Sasso. Além disso, os antineutrinos do reator são mais energéticos que os geoneutrinos, o que possibilitou a separação desses antineutrinos do pósitron pela força do sinal. Os resultados da análise das contribuições de geoneutrinos e antineutrinos de reator para o número total de eventos registrados de e são mostrados nas Figs. 4. O número de geoneutrinos registrados dado por esta análise (a área sombreada corresponde a eles na Fig. 4) é igual a . No espectro de geoneutrinos extraídos como resultado da análise, são visíveis dois grupos - menos energéticos, mais intensos e mais energéticos, menos intensos. Os autores do estudo descrito associam esses grupos aos decaimentos do tório e do urânio, respectivamente.
Na análise em discussão, usamos a razão das massas de tório e urânio na matéria da Terra
m(Th)/m(U) = 3,9 (na tabela este valor é ≈3,8). Esta figura reflete o conteúdo relativo desses elementos químicos em condritos - o grupo mais comum de meteoritos (mais de 90% dos meteoritos que caíram na Terra pertencem a este grupo). Acredita-se que a composição dos condritos, com exceção dos gases leves (hidrogênio e hélio), repete a composição do sistema solar e do disco protoplanetário a partir do qual a Terra foi formada.

Arroz. Fig. 4. Espectro da saída de luz de pósitrons em unidades do número de fotoelétrons para eventos candidatos a antineutrinos (pontos experimentais). A área sombreada é a contribuição dos geoneutrinos. A linha sólida é a contribuição dos antineutrinos do reator.

No nosso país, rico em hidrocarbonetos, a energia geotérmica é uma espécie de recurso exótico que, na situação atual, dificilmente concorrerá com o petróleo e o gás. No entanto, este visão alternativa a energia pode ser usada em quase todos os lugares e com bastante eficiência.

A energia geotérmica é o calor do interior da Terra. É produzido nas profundezas e chega à superfície da Terra em diferentes formas e com diferentes intensidades.

A temperatura das camadas superiores do solo depende principalmente de fatores externos (exógenos) - luz solar e temperatura do ar. No verão e durante o dia, o solo aquece até certas profundidades, e no inverno e à noite esfria acompanhando a mudança da temperatura do ar e com algum atraso, aumentando com a profundidade. A influência das flutuações diárias na temperatura do ar termina em profundidades de algumas a várias dezenas de centímetros. flutuações sazonais capturar camadas mais profundas de solo - até dezenas de metros.

A uma certa profundidade - de dezenas a centenas de metros - a temperatura do solo é mantida constante, igual à temperatura média anual do ar próximo à superfície da Terra. Isso é fácil de verificar descendo em uma caverna bastante profunda.

Quando a temperatura média anual do ar em uma determinada área está abaixo de zero, isso se manifesta como permafrost (mais precisamente, permafrost). Na Sibéria Oriental, a espessura, ou seja, a espessura, dos solos congelados durante todo o ano atinge 200-300 m em alguns lugares.

A partir de uma certa profundidade (a própria para cada ponto do mapa), a ação do Sol e da atmosfera enfraquece tanto que os fatores endógenos (internos) vêm primeiro e o interior da Terra é aquecido por dentro, de modo que a temperatura começa a subir com profundidade.

O aquecimento das camadas profundas da Terra está associado principalmente ao decaimento dos elementos radioativos ali localizados, embora outras fontes de calor também sejam chamadas, por exemplo, de processos físico-químicos, tectônicos em camadas profundas crosta e manto terrestre. Mas seja qual for a causa, a temperatura das rochas e das substâncias líquidas e gasosas associadas aumenta com a profundidade. Os mineiros enfrentam esse fenômeno - está sempre quente em minas profundas. A uma profundidade de 1 km, o calor de trinta graus é normal e, mais profundamente, a temperatura é ainda mais alta.

O fluxo de calor do interior da Terra, atingindo a superfície da Terra, é pequeno - em média, sua potência é de 0,03 a 0,05 W/m 2, ou aproximadamente 350 W h/m 2 por ano. No fundo fluxo de calor do Sol e do ar aquecido por ele, este é um valor imperceptível: o Sol dá a cada metro quadrado da superfície da Terra cerca de 4.000 kWh por ano, ou seja, 10.000 vezes mais (claro, isso é em média, com uma enorme propagação entre as latitudes polares e equatoriais e dependendo de outros fatores climáticos e meteorológicos).

A insignificância do fluxo de calor das profundezas para a superfície na maior parte do planeta está associada à baixa condutividade térmica das rochas e às peculiaridades da estrutura geológica. Mas há exceções - lugares onde o fluxo de calor é alto. São, em primeiro lugar, zonas de falhas tectónicas, aumento da actividade sísmica e vulcanismo, onde a energia do interior da Terra encontra uma saída. Tais zonas são caracterizadas por anomalias térmicas da litosfera, aqui o fluxo de calor que atinge a superfície da Terra pode ser muitas vezes e até ordens de magnitude mais poderoso do que o "normal". Uma enorme quantidade de calor é trazida à superfície nessas zonas por erupções vulcânicas e fontes termais de água.

São essas áreas que são mais favoráveis ​​para o desenvolvimento da energia geotérmica. No território da Rússia, são, em primeiro lugar, Kamchatka, as Ilhas Curilas e o Cáucaso.

Ao mesmo tempo, o desenvolvimento da energia geotérmica é possível em quase todos os lugares, pois o aumento da temperatura com a profundidade é um fenômeno onipresente, e a tarefa é “extrair” calor das entranhas, assim como as matérias-primas minerais são extraídas de lá.

Em média, a temperatura aumenta com a profundidade de 2,5 a 3°C a cada 100 m. A razão entre a diferença de temperatura entre dois pontos situados em diferentes profundidades e a diferença de profundidade entre eles é chamada de gradiente geotérmico.

O recíproco é o passo geotérmico, ou o intervalo de profundidade no qual a temperatura aumenta em 1°C.

Quanto maior o gradiente e, consequentemente, menor o degrau, mais próximo o calor das profundezas da Terra se aproxima da superfície e mais promissora é essa área para o desenvolvimento de energia geotérmica.

NO Áreas diferentes, dependendo da estrutura geológica e de outras condições regionais e locais, a taxa de aumento da temperatura com a profundidade pode variar drasticamente. Na escala da Terra, as flutuações nos valores dos gradientes e degraus geotérmicos chegam a 25 vezes. Por exemplo, no estado de Oregon (EUA) o gradiente é de 150°C por 1 km, e na África do Sul é de 6°C por 1 km.

A questão é: qual é a temperatura em grandes profundidades - 5, 10 km ou mais? Se a tendência continuar, as temperaturas a uma profundidade de 10 km devem ficar em torno de 250–300°C. Isso é mais ou menos confirmado por observações diretas em poços ultraprofundos, embora o quadro seja muito mais complicado do que o aumento linear da temperatura.

Por exemplo, no poço superprofundo de Kola perfurado no Escudo Cristalino Báltico, a temperatura muda a uma taxa de 10°C/1 km até uma profundidade de 3 km e, em seguida, o gradiente geotérmico torna-se 2 a 2,5 vezes maior. A uma profundidade de 7 km, já foi registrada uma temperatura de 120°C, a 10 km - 180°C e a 12 km - 220°C.

Outro exemplo é um poço colocado no norte do Cáspio, onde a uma profundidade de 500 m foi registrada uma temperatura de 42°C, a 1,5 km - 70°C, a 2 km - 80°C, a 3 km - 108°C.

Supõe-se que o gradiente geotérmico diminui a partir de uma profundidade de 20 a 30 km: a uma profundidade de 100 km, as temperaturas estimadas são de cerca de 1300 a 1500°C, a uma profundidade de 400 km - 1600°C, na superfície da Terra. núcleo (profundidades de mais de 6000 km) - 4000–5000°C C.

Em profundidades de até 10–12 km, a temperatura é medida através de poços perfurados; onde eles não existem, é determinado por sinais indiretos da mesma forma que em maiores profundidades. Tais sinais indiretos podem ser a natureza da passagem ondas sísmicas ou a temperatura da lava em erupção.

No entanto, para fins de energia geotérmica, os dados sobre temperaturas em profundidades superiores a 10 km ainda não são de interesse prático.

Há muito calor em profundidades de vários quilômetros, mas como aumentá-lo? Às vezes, a própria natureza resolve esse problema para nós com a ajuda de um refrigerante natural - águas termais aquecidas que vêm à superfície ou ficam a uma profundidade acessível a nós. Em alguns casos, a água nas profundezas é aquecida ao estado de vapor.

Não existe uma definição estrita do conceito de "águas termais". Em regra, significam águas subterrâneas quentes em estado líquido ou na forma de vapor, incluindo aquelas que chegam à superfície da Terra com uma temperatura superior a 20 ° C, ou seja, em regra, superior à temperatura do ar.

O calor das águas subterrâneas, vapor, misturas de água e vapor é energia hidrotérmica. Assim, a energia baseada em seu uso é chamada de hidrotermal.

A situação é mais complicada com a produção de calor diretamente de rochas secas - energia petrotérmica, especialmente porque temperaturas suficientemente altas, como regra, começam em profundidades de vários quilômetros.

No território da Rússia, o potencial da energia petrotérmica é cem vezes maior que o da energia hidrotérmica - 3.500 e 35 trilhões de toneladas de combustível padrão, respectivamente. Isso é bastante natural - o calor das profundezas da Terra está em toda parte e as águas termais são encontradas localmente. No entanto, devido a óbvias dificuldades técnicas, o calor e a eletricidade são atualmente usados em geraláguas termais.

Temperaturas da água de 20-30 a 100°C são adequadas para aquecimento, temperaturas de 150°C e acima - e para a geração de eletricidade em usinas geotérmicas.

Em geral, os recursos geotérmicos no território da Rússia, em termos de toneladas de combustível padrão ou qualquer outra unidade de medida de energia, são cerca de 10 vezes maiores que as reservas de combustíveis fósseis.

Teoricamente, apenas a energia geotérmica poderia atender plenamente as necessidades energéticas do país. Na prática, no momento, na maior parte de seu território, isso não é viável por questões técnicas e econômicas.

No mundo, o uso da energia geotérmica é mais frequentemente associado à Islândia - um país localizado no extremo norte da Dorsal Meso-Atlântica, em uma zona tectônica e vulcânica extremamente ativa. Provavelmente todos se lembram da poderosa erupção do vulcão Eyyafyatlayokudl ( Eyjafjallajokull) no ano de 2010.

É graças a essa especificidade geológica que a Islândia possui enormes reservas de energia geotérmica, incluindo fontes termais que chegam à superfície da Terra e até jorram na forma de gêiseres.

Na Islândia, mais de 60% de toda a energia consumida atualmente é retirada da Terra. Incluindo devido às fontes geotérmicas, 90% do aquecimento e 30% da geração de eletricidade são fornecidos. Acrescentamos que o restante da eletricidade do país é produzida por usinas hidrelétricas, ou seja, utilizando também uma fonte de energia renovável, graças à qual a Islândia parece uma espécie de padrão ambiental global.

A "domesticação" da energia geotérmica no século 20 ajudou significativamente a Islândia na termos econômicos. Até meados do século passado, era um país muito pobre, agora ocupa o primeiro lugar no mundo em termos de capacidade instalada e produção de energia geotérmica per capita, e está entre os dez primeiros em termos de capacidade instalada absoluta de energia geotérmica plantas. No entanto, sua população é de apenas 300 mil pessoas, o que simplifica a tarefa de mudar para fontes de energia ecologicamente corretas: a necessidade geralmente é pequena.

Além da Islândia, uma alta participação da energia geotérmica no saldo total da produção de eletricidade é fornecida na Nova Zelândia e nos estados insulares do Sudeste Asiático (Filipinas e Indonésia), nos países da América Central e da África Oriental, cujo território também é caracterizado por alta sísmica e atividade vulcânica. Para esses países, em seu nível atual de desenvolvimento e necessidades, a energia geotérmica contribui significativamente para o desenvolvimento socioeconômico.

O uso da energia geotérmica tem uma longa história. Um dos primeiros exemplos famosos- Itália, um lugar na província da Toscana, agora chamado Larderello, onde mais início do XIX séculos, as águas termais quentes locais, fluindo naturalmente ou extraídas de poços rasos, foram usadas para fins energéticos.

A água de fontes subterrâneas, rica em boro, foi usada aqui para obter ácido bórico. Inicialmente, esse ácido era obtido por evaporação em caldeiras de ferro, e a lenha comum era retirada como combustível das florestas próximas, mas em 1827 Francesco Larderel criou um sistema que funcionava com o calor das próprias águas. Ao mesmo tempo, a energia do vapor de água natural começou a ser utilizada para o funcionamento das sondas de perfuração e, no início do século XX, para o aquecimento de casas e estufas locais. No mesmo local, em Larderello, em 1904, o vapor de água termal tornou-se uma fonte de energia para geração de eletricidade.

O exemplo da Itália no final do século XIX e início do século XX foi seguido por alguns outros países. Por exemplo, em 1892, as águas termais foram usadas pela primeira vez para aquecimento local nos Estados Unidos (Boise, Idaho), em 1919 - no Japão, em 1928 - na Islândia.

Nos Estados Unidos, a primeira usina hidrotermal apareceu na Califórnia no início da década de 1930, na Nova Zelândia - em 1958, no México - em 1959, na Rússia (o primeiro GeoPP binário do mundo) - em 1965 .

Um velho princípio em uma nova fonte

A geração de eletricidade requer uma temperatura da fonte de água mais alta do que o aquecimento, acima de 150°C. O princípio de operação de uma usina geotérmica (GeoES) é semelhante ao princípio de operação de uma usina termelétrica convencional (UTE). Na verdade, uma usina geotérmica é um tipo de usina termelétrica.

Em usinas termelétricas, como regra, carvão, gás ou óleo combustível atuam como fonte primária de energia e o vapor de água serve como fluido de trabalho. O combustível, queimando, aquece a água a um estado de vapor, que gira a turbina a vapor e gera eletricidade.

A diferença entre o GeoPP é que a fonte primária de energia aqui é o calor do interior da Terra e corpo de trabalho na forma de vapor entra nas pás da turbina do gerador elétrico de forma "pronta" diretamente do poço de produção.

Existem três esquemas principais de operação do GeoPP: direto, usando vapor seco (geotérmico); indireta, à base de água hidrotermal, e mista, ou binária.

O uso de um ou outro esquema depende do estado de agregação e da temperatura do portador de energia.

O mais simples e, portanto, o primeiro dos esquemas dominados é o direto, no qual o vapor proveniente do poço passa diretamente pela turbina. O primeiro GeoPP do mundo em Larderello em 1904 também operava a vapor seco.

GeoPPs com esquema indireto de operação são os mais comuns em nosso tempo. Eles usam quente água subterrânea, que é injetado sob alta pressão no evaporador, onde parte dele é evaporado, e o vapor resultante gira a turbina. Em alguns casos, são necessários dispositivos e circuitos adicionais para purificar a água geotérmica e o vapor de compostos agressivos.

O vapor de exaustão entra no poço de injeção ou é usado para aquecimento do ambiente - neste caso, o princípio é o mesmo que durante a operação de um CHP.

Nos GeoPPs binários, a água termal quente interage com outro líquido que atua como fluido de trabalho com um ponto de ebulição mais baixo. Ambos os líquidos passam por um trocador de calor, onde a água térmica evapora o líquido de trabalho, cujos vapores giram a turbina.

O princípio de funcionamento de um GeoPP binário. A água termal quente interage com outro líquido que atua como fluido de trabalho e tem um ponto de ebulição mais baixo. Ambos os líquidos passam por um trocador de calor, onde a água termal evapora o líquido de trabalho, cujos vapores, por sua vez, fazem girar a turbina.

Este sistema é fechado, o que resolve o problema das emissões para a atmosfera. Além disso, os fluidos de trabalho com um ponto de ebulição relativamente baixo possibilitam o uso de águas termais não muito quentes como fonte primária de energia.

Todos os três esquemas usam uma fonte hidrotérmica, mas a energia petrotérmica também pode ser usada para gerar eletricidade.

O diagrama de circuito neste caso também é bastante simples. É necessário perfurar dois poços interligados - injeção e produção. A água é bombeada para o poço de injeção. Em profundidade, ele aquece e, em seguida, a água aquecida ou o vapor formado como resultado do forte aquecimento é fornecido à superfície através de um poço de produção. Além disso, tudo depende de como a energia petrotérmica é usada - para aquecimento ou para a produção de eletricidade. Um ciclo fechado é possível com o bombeamento de vapor de exaustão e água de volta ao poço de injeção ou outro método de descarte.

Esquema do sistema petrotérmico. O sistema baseia-se na utilização de um gradiente de temperatura entre a superfície terrestre e o seu interior, onde a temperatura é mais elevada. A água da superfície é bombeada para o poço de injeção e aquecida em profundidade, em seguida, a água aquecida ou o vapor formado como resultado do aquecimento é fornecido à superfície através do poço de produção.

A desvantagem de tal sistema é óbvia: para obter uma temperatura suficientemente alta do fluido de trabalho, é necessário perfurar poços a uma grande profundidade. E este é um custo sério e o risco de perda significativa de calor quando o fluido sobe. Portanto, os sistemas petrotérmicos ainda são menos comuns do que os hidrotermais, embora o potencial da energia petrotérmica seja de ordem de magnitude maior.

Atualmente, o líder na criação dos chamados sistemas circulantes petrotérmicos (PCS) é a Austrália. Além disso, essa direção da energia geotérmica está se desenvolvendo ativamente nos EUA, Suíça, Grã-Bretanha e Japão.

Presente de Lord Kelvin

A invenção da bomba de calor em 1852 pelo físico William Thompson (também conhecido como Lord Kelvin) deu à humanidade uma oportunidade real de usar calor de baixo grau camadas superiores do solo. O sistema de bomba de calor, ou multiplicador de calor como Thompson o chamou, é baseado em processo físico transferência de calor do ambiente para o refrigerante. Na verdade, ele usa o mesmo princípio dos sistemas petrotérmicos. A diferença está na fonte de calor, em relação à qual pode surgir uma questão terminológica: até que ponto uma bomba de calor pode ser considerada um sistema geotérmico? O fato é que nas camadas superiores, a profundidades de dezenas ou centenas de metros, as rochas e os fluidos nelas contidos são aquecidos não pelo calor profundo da terra, mas pelo sol. Assim, é o sol este caso- a fonte primária de calor, embora seja retirado, como nos sistemas geotérmicos, do solo.

O funcionamento de uma bomba de calor baseia-se no atraso no aquecimento e arrefecimento do solo em relação à atmosfera, pelo que se forma um gradiente de temperatura entre a superfície e as camadas mais profundas, que retêm calor mesmo no inverno, semelhante ao o que acontece nos reservatórios. O principal objetivo das bombas de calor é o aquecimento do ambiente. Na verdade, é uma “geladeira ao contrário”. Tanto a bomba de calor como o frigorífico interagem com três componentes: ambiente interno(no primeiro caso - uma sala aquecida, no segundo - uma câmara de refrigeração refrigerada), o ambiente externo - uma fonte de energia e um refrigerante (refrigerante), também é um refrigerante que fornece transferência de calor ou frio.

Uma substância com baixo ponto de ebulição atua como um refrigerante, o que permite que ela receba calor de uma fonte que tenha uma temperatura relativamente baixa.

No refrigerador, o refrigerante líquido entra no evaporador através de um acelerador (regulador de pressão), onde, devido a uma queda acentuada na pressão, o líquido evapora. A evaporação é um processo endotérmico que requer que o calor seja absorvido do exterior. Como resultado, o calor é retirado das paredes internas do evaporador, o que proporciona um efeito de resfriamento na câmara do refrigerador. Além do evaporador, o refrigerante é sugado para dentro do compressor, onde retorna ao estado líquido de agregação. Este é o processo inverso, levando à liberação do calor extraído durante ambiente externo. Como regra, ele é jogado na sala e a parede traseira da geladeira é relativamente quente.

A bomba de calor funciona quase da mesma forma, com a diferença de que o calor é retirado do ambiente externo e entra no ambiente interno através do evaporador - o sistema de aquecimento do ambiente.

Em uma bomba de calor real, a água é aquecida, passando por um circuito externo colocado no solo ou em um reservatório, e depois entra no evaporador.

No evaporador, o calor é transferido para um circuito interno preenchido com um refrigerante de baixo ponto de ebulição, que, passando pelo evaporador, passa do estado líquido para o gasoso, absorvendo calor.

Além disso, o refrigerante gasoso entra no compressor, onde é comprimido a alta pressão e temperatura, e entra no condensador, onde ocorre a troca de calor entre o gás quente e o transportador de calor do sistema de aquecimento.

O compressor necessita de energia elétrica para funcionar, porém, a relação de transformação (a relação entre energia consumida e gerada) em sistemas modernos alto o suficiente para ser eficaz.

Atualmente, as bombas de calor são amplamente utilizadas para aquecimento de ambientes, principalmente em países economicamente desenvolvidos.

Energia eco-correta

A energia geotérmica é considerada ecologicamente correta, o que geralmente é verdade. Em primeiro lugar, utiliza um recurso renovável e praticamente inesgotável. A energia geotérmica não requer Grandes áreas, ao contrário das grandes hidrelétricas ou parques eólicos, e não polui a atmosfera, ao contrário da energia de hidrocarbonetos. Em média, o GeoPP ocupa 400 m 2 em termos de 1 GW de eletricidade gerada. O mesmo valor para uma usina termelétrica a carvão, por exemplo, é de 3600 m 2. Os benefícios ambientais dos GeoPPs também incluem baixo consumo de água - 20 litros de água doce por 1 kW, enquanto as usinas termelétricas e nucleares requerem cerca de 1.000 litros. Observe que esses são os indicadores ambientais do GeoPP "médio".

Mas negativo efeitos colaterais ainda existem. Entre eles, o ruído é mais frequentemente distinguido, poluição térmica atmosfera e química - água e solo, bem como a formação de resíduos sólidos.

A principal fonte de poluição química do meio ambiente é a própria água termal (com alta temperatura e mineralização), muitas vezes contendo grandes quantidades compostos tóxicos, em relação aos quais existe um problema de eliminação de águas residuais e substâncias perigosas.

Os efeitos negativos da energia geotérmica podem ser rastreados em várias etapas, começando com a perfuração de poços. Aqui surgem os mesmos perigos da perfuração de qualquer poço: destruição do solo e da cobertura vegetal, poluição do solo e das águas subterrâneas.

Na fase de operação do GeoPP, os problemas de poluição ambiental persistem. Fluidos térmicos - água e vapor - normalmente contêm dióxido de carbono (CO 2), sulfeto de enxofre (H 2 S), amônia (NH 3), metano (CH 4), sal comum (NaCl), boro (B), arsênico (As ), mercúrio (Hg). Quando liberados no meio ambiente, tornam-se fontes de poluição. Além disso, um ambiente químico agressivo pode causar danos por corrosão às estruturas GeoTPP.

Ao mesmo tempo, as emissões de poluentes nas GeoPPs são, em média, menores do que nas UTEs. Por exemplo, as emissões dióxido de carbono para cada quilowatt-hora de eletricidade gerada, são 380 g em GeoPPs, 1042 g - em termelétricas a carvão, 906 g - em óleo combustível e 453 g - em termelétricas a gás.

Surge a pergunta: o que fazer com as águas residuais? Com baixa salinidade, após o resfriamento, pode ser descarregado em águas superficiais. A outra maneira é bombeá-lo de volta ao aquífero através de um poço de injeção, que é a prática preferida e predominante no momento.

A extração de água termal de aquíferos (bem como o bombeamento de água comum) pode causar subsidência e movimentos do solo, outras deformações de camadas geológicas e micro-sismos. A probabilidade de tais fenômenos é geralmente baixa, embora casos individuais tenham sido registrados (por exemplo, no GeoPP em Staufen im Breisgau na Alemanha).

Deve-se enfatizar que o máximo de O GeoPP está localizado em áreas relativamente pouco povoadas e em países do terceiro mundo, onde os requisitos ambientais são menos rigorosos do que nos países desenvolvidos. Além disso, no momento o número de GeoPPs e suas capacidades são relativamente pequenos. Com um maior desenvolvimento da energia geotérmica riscos ambientais pode crescer e se multiplicar.

Quanto é a energia da Terra?

Os custos de investimento para a construção de sistemas geotérmicos variam muito. ampla variedade- de 200 a 5.000 dólares por 1 kW de capacidade instalada, ou seja, as opções mais baratas são comparáveis ​​ao custo de construção de uma usina termelétrica. Dependem, em primeiro lugar, das condições de ocorrência das águas termais, da sua composição e do desenho do sistema. Perfurando a grandes profundidades, criando um sistema fechado com dois poços, a necessidade de tratamento de água pode multiplicar o custo.

Por exemplo, os investimentos na criação de um sistema de circulação petrotérmica (PTS) são estimados em 1,6-4 mil dólares por 1 kW de capacidade instalada, o que supera os custos de construção de uma usina nuclear e é comparável aos custos de construção eólica e usinas de energia solar.

A vantagem econômica óbvia do GeoTPP é um transportador de energia gratuito. Para efeito de comparação, na estrutura de custos de uma usina termelétrica ou usina nuclear em operação, o combustível representa 50–80% ou até mais, dependendo dos preços atuais da energia. Daí, outra vantagem do sistema geotérmico: os custos operacionais são mais estáveis ​​e previsíveis, pois não dependem da conjuntura externa dos preços da energia. Em geral, os custos operacionais do GeoTPP são estimados em 2–10 centavos (60 copeques–3 rublos) por 1 kWh de capacidade gerada.

O segundo maior (e muito significativo) item de despesa depois do transportador de energia é, em regra, remuneração pessoal da fábrica, que pode variar drasticamente entre países e regiões.

Em média, o custo de 1 kWh de energia geotérmica é comparável ao de usinas termelétricas (em Condições russas- cerca de 1 rublo/1 kWh) e dez vezes superior ao custo de geração de eletricidade nas UHEs (5–10 copeques/1 kWh).

Parte do motivo do alto custo é que, diferentemente das usinas termelétricas e hidráulicas, o GeoTPP tem uma capacidade relativamente pequena. Além disso, é necessário comparar sistemas localizados na mesma região e em condições semelhantes. Assim, por exemplo, em Kamchatka, de acordo com especialistas, 1 kWh de eletricidade geotérmica custa 2-3 vezes mais barato que a eletricidade produzida em usinas térmicas locais.

Indicadores eficiência econômica O funcionamento de um sistema geotérmico depende, por exemplo, da necessidade de disposição das águas residuais e de que formas isso é feito, se o uso combinado do recurso é possível. Então, elementos químicos e os compostos extraídos da água termal podem proporcionar uma renda adicional. Lembre-se do exemplo de Larderello: ali era a produção química que era primária, e o uso da energia geotérmica era inicialmente de natureza auxiliar.

Energia geotérmica para a frente

A energia geotérmica está se desenvolvendo de maneira um pouco diferente da eólica e solar. Atualmente, depende muito da natureza do próprio recurso, que difere muito por região, e as maiores concentrações estão ligadas a estreitas zonas de anomalias geotérmicas, geralmente associadas a áreas de falhas tectônicas e vulcanismo.

Além disso, a energia geotérmica é tecnologicamente menos abrangente que a eólica e ainda mais a energia solar: os sistemas de estações geotérmicas são bastante simples.

Na estrutura geral da produção mundial de eletricidade, o componente geotérmico representa menos de 1%, mas em algumas regiões e países sua participação chega a 25-30%. Devido à vinculação às condições geológicas, uma parte significativa das capacidades de energia geotérmica está concentrada em países do terceiro mundo, onde existem três clusters de maior desenvolvimento da indústria - as ilhas do Sudeste Asiático, América Central e este de África. As duas primeiras regiões fazem parte do "Cinturão de Fogo da Terra" do Pacífico, a terceira está ligada ao Rift da África Oriental. Com a maior probabilidade, a energia geotérmica continuará a se desenvolver nesses cinturões. Uma perspectiva mais distante é o desenvolvimento da energia petrotérmica, usando o calor das camadas da Terra situadas a vários quilômetros de profundidade. Este é um recurso quase onipresente, mas sua extração exige altos custos, de modo que a energia petrotérmica está se desenvolvendo principalmente nos países mais poderosos econômica e tecnologicamente.

Em geral, dada a onipresença dos recursos geotérmicos e um nível aceitável segurança ambiental, há razões para acreditar que a energia geotérmica tem boas perspectivas de desenvolvimento. Especialmente com a crescente ameaça de escassez de transportadores de energia tradicionais e aumento de preços para eles.

De Kamchatka ao Cáucaso

Na Rússia, o desenvolvimento da energia geotérmica tem uma história bastante longa e, em várias posições, estamos entre os líderes mundiais, embora a participação da energia geotérmica no balanço energético geral de um país enorme ainda seja insignificante.

Os pioneiros e centros para o desenvolvimento de energia geotérmica na Rússia foram duas regiões - Kamchatka e o norte do Cáucaso, e se no primeiro caso estamos falando principalmente sobre a indústria de energia elétrica, no segundo - sobre o uso de energia térmica de Água termal.

No norte do Cáucaso, em Território de Krasnodar, Chechênia, Daguestão - o calor das águas termais para fins energéticos foi usado mesmo antes da Grande Guerra Patriótica. Nos anos 1980-1990, o desenvolvimento da energia geotérmica na região, por razões óbvias, estagnou e ainda não se recuperou do estado de estagnação. No entanto, o abastecimento de água geotérmica no norte do Cáucaso fornece calor para cerca de 500 mil pessoas e, por exemplo, a cidade de Labinsk, no território de Krasnodar, com uma população de 60 mil pessoas, é completamente aquecida pelas águas geotérmicas.

Em Kamchatka, a história da energia geotérmica está associada principalmente à construção do GeoPP. O primeiro deles, ainda operando as estações Pauzhetskaya e Paratunskaya, foi construído em 1965-1967, enquanto o Paratunskaya GeoPP com capacidade de 600 kW tornou-se a primeira estação do mundo com um ciclo binário. Foi o desenvolvimento dos cientistas soviéticos S. S. Kutateladze e A. M. Rosenfeld do Instituto de Física Térmica do Ramo Siberiano da Academia Russa de Ciências, que receberam em 1965 um certificado de direitos autorais para extrair eletricidade da água com temperatura de 70 ° C. Essa tecnologia posteriormente se tornou o protótipo para mais de 400 GeoPPs binários no mundo.

A capacidade do GeoPP Pauzhetskaya, comissionado em 1966, era inicialmente de 5 MW e posteriormente aumentada para 12 MW. Atualmente, a estação está em construção de um bloco binário, que aumentará sua capacidade em mais 2,5 MW.

O desenvolvimento da energia geotérmica na URSS e na Rússia foi dificultado pela disponibilidade de fontes de energia tradicionais - petróleo, gás, carvão, mas nunca parou. As maiores instalações de energia geotérmica no momento são a Verkhne-Mutnovskaya GeoPP com uma capacidade total de 12 MW unidades de energia, comissionadas em 1999, e a Mutnovskaya GeoPP com uma capacidade de 50 MW (2002).

Mutnovskaya e Verkhne-Mutnovskaya GeoPP são objetos únicos não apenas para a Rússia, mas também em escala global. As estações estão localizadas no sopé do vulcão Mutnovsky, a uma altitude de 800 metros acima do nível do mar, e operam em condições climáticas extremas, onde é inverno por 9 a 10 meses por ano. Os equipamentos dos GeoPPs Mutnovsky, atualmente um dos mais modernos do mundo, foram totalmente criados em empresas nacionais de engenharia de energia.

Atualmente, a participação das estações Mutnovsky na estrutura geral do consumo de energia do hub de energia Central Kamchatka é de 40%. Está previsto um aumento da capacidade nos próximos anos.

Separadamente, deve ser dito sobre os desenvolvimentos petrotérmicos russos. Ainda não temos grandes PDS, no entanto, existem tecnologias avançadas para perfuração a grandes profundidades (cerca de 10 km), que também não possuem análogos no mundo. Eles desenvolvimento adicional reduzirá drasticamente o custo de criação de sistemas petrotérmicos. Os desenvolvedores dessas tecnologias e projetos são N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (Instituto Geológico da Academia Russa de Ciências), A. S. Nekrasov (Instituto de Previsão Econômica da Academia Russa de Ciências) e especialistas da Usina de Turbinas Kaluga. Atualmente, o projeto do sistema de circulação petrotérmica na Rússia está em fase piloto.

Há perspectivas de energia geotérmica na Rússia, embora sejam relativamente distantes: no momento, o potencial é bastante grande e as posições da energia tradicional são fortes. Ao mesmo tempo, em várias regiões remotas do país, o uso de energia geotérmica é economicamente lucrativo e em demanda até agora. São territórios com alto potencial geoenergético (Chukotka, Kamchatka, Kuriles - a parte russa do Pacífico "Fire Belt of the Earth", as montanhas do sul da Sibéria e do Cáucaso) e ao mesmo tempo remotos e isolados do fornecimento centralizado de energia.

É provável que nas próximas décadas a energia geotérmica em nosso país se desenvolva justamente nessas regiões.

Kirill Degtyarev,
Pesquisador, Universidade Estatal de Moscou M.V. Lomonossov
"Ciência e Vida" Nº 9, Nº 10 2013