Doktor ng teknikal na agham SA. Sumusumpa ako, propesor,
Academician ng Russian Academy of Technological Sciences, Moscow

Sa nakalipas na mga dekada, isinasaalang-alang ng mundo ang direksyon ng mas mahusay na paggamit ng enerhiya ng malalim na init ng Earth upang bahagyang palitan ang natural na gas, langis, at karbon. Magiging posible ito hindi lamang sa mga lugar na may mataas na mga parameter ng geothermal, kundi pati na rin sa anumang lugar ng mundo kapag nag-drill ng injection at mga balon ng produksyon at lumilikha ng mga sistema ng sirkulasyon sa pagitan nila.

Ang tumaas na interes sa mga alternatibong pinagkukunan ng enerhiya sa mundo sa mga nakalipas na dekada ay sanhi ng pagkaubos ng mga reserbang hydrocarbon fuel at ang pangangailangang lutasin ang ilang mga problema sa kapaligiran. Ang mga layunin na kadahilanan (mga reserba ng fossil fuel at uranium, pati na rin ang mga pagbabago sa kapaligiran na dulot ng tradisyunal na sunog at nuclear power) ay nagpapahintulot sa amin na igiit na ang paglipat sa mga bagong pamamaraan at anyo ng produksyon ng enerhiya ay hindi maiiwasan.

Ang ekonomiya ng mundo ay kasalukuyang patungo sa paglipat sa isang makatwirang kumbinasyon ng tradisyonal at bagong mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang init ng Earth ay sumasakop sa isa sa mga unang lugar sa kanila.

Ang mga mapagkukunan ng geothermal na enerhiya ay nahahati sa hydrogeological at petrogeothermal. Ang una sa kanila ay kinakatawan ng mga heat carrier (binubuo lamang ng 1% ng kabuuang geothermal na mapagkukunan ng enerhiya) - tubig sa lupa, singaw at steam-water mixtures. Ang pangalawa ay ang geothermal energy na nasa mainit na bato.

Ang teknolohiya ng fountain (self-spill) na ginagamit sa ating bansa at sa ibang bansa para sa pagkuha ng natural na singaw at geothermal na tubig ay simple, ngunit hindi epektibo. Sa mababang daloy ng mga balon na umaagos sa sarili, mababawi ng kanilang produksyon ng init ang halaga ng pagbabarena sa mababaw na lalim ng mga geothermal reservoir na may mataas na temperatura sa mga lugar na may mga thermal anomalya. Ang buhay ng serbisyo ng naturang mga balon sa maraming bansa ay hindi pa umabot ng 10 taon.

Kasabay nito, kinumpirma ng karanasan na sa pagkakaroon ng mababaw na mga collectors ng natural na singaw, ang pagtatayo ng isang Geothermal power plant ay ang pinaka kumikitang opsyon para sa paggamit ng geothermal energy. Ang pagpapatakbo ng naturang mga GeoTPP ay nagpakita ng kanilang pagiging mapagkumpitensya kumpara sa iba pang uri ng mga planta ng kuryente. Samakatuwid, ang paggamit ng mga reserbang geothermal na tubig at steam hydrotherms sa ating bansa sa Kamchatka Peninsula at sa mga isla ng Kuril chain, sa mga rehiyon ng North Caucasus, at posibleng sa iba pang mga lugar, ay angkop at napapanahon. Ngunit ang mga deposito ng singaw ay pambihira, ang kilala at hinulaang mga reserba nito ay maliit. Karamihan sa mas karaniwang mga deposito ng init at tubig ng kuryente ay hindi palaging matatagpuan malapit sa consumer - ang bagay na nagbibigay ng init. Ibinubukod nito ang posibilidad ng malalaking sukat ng kanilang epektibong paggamit.

Kadalasan, nagiging kumplikadong problema ang mga isyu ng paglaban sa scaling. Ang paggamit ng geothermal, bilang panuntunan, ang mga mineralized na mapagkukunan bilang isang heat carrier ay humahantong sa labis na paglaki ng mga borehole zone na may iron oxide, calcium carbonate at silicate formations. Bilang karagdagan, ang mga problema ng erosion-corrosion at scaling ay negatibong nakakaapekto sa pagpapatakbo ng kagamitan. Ang problema, din, ay ang paglabas ng mineralized at wastewater na naglalaman ng mga nakakalason na impurities. Samakatuwid, ang pinakasimpleng teknolohiya ng fountain ay hindi maaaring magsilbing batayan para sa malawakang pag-unlad ng geothermal resources.

Ayon sa mga paunang pagtatantya sa teritoryo ng Russian Federation, ang hinulaang reserba ng mga thermal water na may temperatura na 40-250 °C, kaasinan ng 35-200 g/l at lalim na hanggang 3000 m ay 21-22 milyong m3 /day, na katumbas ng pagsunog ng 30-40 milyong tonelada ng .t. Sa taong.

Ang hinulaang reserba ng steam-air mixture na may temperatura na 150-250 °C sa Kamchatka Peninsula at Kuril Islands ay 500 thousand m3/day. at mga reserba ng thermal water na may temperatura na 40-100 ° C - 150 thousand m3 / araw.

Ang mga reserba ng thermal water na may daloy na rate na humigit-kumulang 8 milyong m3/araw, na may kaasinan na hanggang 10 g/l at temperaturang higit sa 50 °C ay itinuturing na pangunahing priyoridad para sa pag-unlad.

Ang higit na kahalagahan para sa enerhiya ng hinaharap ay ang pagkuha ng thermal energy, halos hindi mauubos na petrogeothermal resources. Ang geothermal energy na ito, na nakapaloob sa solid hot rocks, ay 99% ng kabuuang mapagkukunan ng underground thermal energy. Sa lalim na hanggang 4-6 km, ang mga massif na may temperatura na 300-400 °C ay matatagpuan lamang malapit sa mga intermediate chamber ng ilang mga bulkan, ngunit ang mga maiinit na bato na may temperatura na 100-150 °C ay ipinamamahagi halos saanman sa ang mga kalaliman na ito, at may temperatura na 180-200 °C sa isang medyo makabuluhang bahagi ng teritoryo ng Russia.

Sa bilyun-bilyong taon, ang nuclear, gravitational at iba pang mga proseso sa loob ng Earth ay nakabuo at patuloy na gumagawa ng thermal energy. Ang ilan sa mga ito ay radiated sa outer space, at init ay naipon sa kailaliman, i.e. ang init na nilalaman ng solid, likido at gas na mga phase ng terrestrial matter ay tinatawag na geothermal energy.

Ang tuluy-tuloy na henerasyon ng intraterrestrial na init ay nagbabayad para sa mga panlabas na pagkalugi nito, nagsisilbing mapagkukunan ng akumulasyon ng geothermal na enerhiya at tinutukoy ang nababagong bahagi ng mga mapagkukunan nito. Ang kabuuang pag-alis ng init mula sa loob patungo sa ibabaw ng lupa ay tatlong beses na mas mataas kaysa sa kasalukuyang kapasidad ng mga power plant sa mundo at tinatayang nasa 30 TW.

Gayunpaman, malinaw na ang renewability ay mahalaga lamang para sa limitadong likas na yaman, at ang kabuuang potensyal ng geothermal energy ay halos hindi mauubos, dahil dapat itong tukuyin bilang kabuuang dami ng init na magagamit sa Earth.

Ito ay hindi nagkataon na sa mga nakalipas na dekada, ang mundo ay isinasaalang-alang ang direksyon ng mas mahusay na paggamit ng enerhiya ng malalim na init ng Earth upang bahagyang palitan ang natural na gas, langis, at karbon. Magiging posible ito hindi lamang sa mga lugar na may mataas na mga parameter ng geothermal, kundi pati na rin sa anumang lugar ng mundo kapag nag-drill ng injection at mga balon ng produksyon at lumilikha ng mga sistema ng sirkulasyon sa pagitan nila.

Siyempre, na may mababang thermal conductivity ng mga bato, para sa mahusay na operasyon ng mga sistema ng sirkulasyon, kinakailangan na magkaroon o lumikha ng isang sapat na binuo na ibabaw ng palitan ng init sa heat extraction zone. Ang ganitong ibabaw ay madalas na matatagpuan sa mga porous formations at mga zone ng natural na paglaban sa bali, na madalas na matatagpuan sa mga kalaliman sa itaas, ang pagkamatagusin na ginagawang posible upang ayusin ang sapilitang pagsasala ng coolant na may mahusay na pagkuha ng enerhiya ng bato, pati na rin ang artipisyal na paglikha ng isang malawak na init exchange surface sa mababang-permeable porous massifs sa pamamagitan ng hydraulic fracturing (tingnan ang figure).

Sa kasalukuyan, ginagamit ang hydraulic fracturing sa industriya ng langis at gas bilang isang paraan upang mapataas ang reservoir permeability upang mapahusay ang pagbawi ng langis sa pagbuo ng mga patlang ng langis. Ginagawang posible ng modernong teknolohiya na lumikha ng isang makitid ngunit mahabang crack, o isang maikli ngunit malawak. Ang mga halimbawa ng hydraulic fracture na may mga bali na hanggang 2-3 km ang haba ay kilala.

Ang lokal na ideya ng pagkuha ng mga pangunahing mapagkukunan ng geothermal na nakapaloob sa mga solidong bato ay ipinahayag noon pang 1914 ni K.E. Obruchev.

Noong 1963, ang unang GCC ay nilikha sa Paris upang kumuha ng init mula sa mga buhaghag na formation rock para sa pagpainit at air conditioning sa lugar ng Broadcasting Chaos complex. Noong 1985, 64 na GCC ang nagpapatakbo na sa France na may kabuuang thermal capacity na 450 MW, na may taunang pagtitipid na humigit-kumulang 150,000 tonelada ng langis. Sa parehong taon, ang unang naturang GCC ay nilikha sa USSR sa lambak ng Khankala malapit sa lungsod ng Grozny.

Noong 1977, sa ilalim ng proyekto ng Los Alamos National Laboratory ng USA, ang mga pagsubok ng isang eksperimentong GCC na may hydraulic fracturing ng halos hindi natatagusan na massif ay nagsimula sa Fenton Hill site sa estado ng New Mexico. Ang malamig na sariwang tubig na iniksyon sa pamamagitan ng balon (injection) ay pinainit dahil sa pagpapalitan ng init na may mass ng bato (185 OC) sa isang vertical fracture na may lugar na 8000 m2, na nabuo sa pamamagitan ng hydraulic fracturing sa lalim na 2.7 km. Sa isa pang balon (produksyon), tumatawid din sa crack na ito, ang sobrang init na tubig ay dumating sa ibabaw sa anyo ng isang steam jet. Kapag nagpapalipat-lipat sa isang closed circuit sa ilalim ng presyon, ang temperatura ng superheated na tubig sa ibabaw ay umabot sa 160-180 °C, at ang thermal power ng system - 4-5 MW. Ang pagtagas ng coolant sa nakapalibot na massif ay humigit-kumulang 1% ng kabuuang daloy. Ang konsentrasyon ng mga impurities sa makina at kemikal (hanggang sa 0.2 g/l) ay tumutugma sa mga kondisyon ng sariwang inuming tubig. Ang hydraulic fracture ay hindi nangangailangan ng pag-aayos at pinananatiling bukas ng hydrostatic pressure ng fluid. Ang libreng convection na umuunlad dito ay nagsisiguro ng epektibong pakikilahok sa pagpapalitan ng init ng halos buong ibabaw ng outcrop ng mainit na masa ng bato.

Ang pagkuha ng underground thermal energy mula sa mainit na hindi natatagusan na mga bato, batay sa mga pamamaraan ng inclined drilling at hydraulic fracturing na pinagkadalubhasaan at isinagawa sa industriya ng langis at gas sa mahabang panahon, ay hindi nagdulot ng aktibidad ng seismic o anumang iba pang nakakapinsalang epekto sa kapaligiran.

Noong 1983, inulit ng mga siyentipikong British ang karanasang Amerikano sa pamamagitan ng paglikha ng isang eksperimentong GCC na may hydraulic fracturing ng mga granite sa Carnwell. Ang katulad na gawain ay isinagawa sa Germany, Sweden. Mahigit sa 224 geothermal heating projects ang ipinatupad sa USA. Ipinapalagay, gayunpaman, na ang mga mapagkukunang geothermal ay maaaring magbigay ng bulto ng hinaharap na hindi-electric na thermal energy ng US. Sa Japan, ang kapasidad ng GeoTPP noong 2000 ay umabot sa humigit-kumulang 50 GW.

Sa kasalukuyan, ang pagsasaliksik at paggalugad ng geothermal resources ay isinasagawa sa 65 na bansa. Sa mundo, batay sa geothermal energy, ang mga istasyon na may kabuuang kapasidad na humigit-kumulang 10 GW ay nilikha. Ang United Nations ay aktibong sumusuporta sa pagbuo ng geothermal energy.

Ang karanasan na naipon sa maraming mga bansa sa mundo sa paggamit ng mga geothermal coolant ay nagpapakita na sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon sila ay 2-5 beses na mas kumikita kaysa sa mga thermal at nuclear power plant. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang isang balon ng geothermal ay maaaring palitan ang 158 libong tonelada ng karbon bawat taon.

Kaya, ang init ng Earth ay, marahil, ang tanging pangunahing mapagkukunan ng nababagong enerhiya, ang makatwirang pag-unlad na nangangako na bawasan ang halaga ng enerhiya kumpara sa modernong enerhiya ng gasolina. Sa isang hindi mauubos na potensyal na enerhiya, ang solar at thermonuclear installation, sa kasamaang-palad, ay magiging mas mahal kaysa sa mga umiiral na gasolina.

Sa kabila ng napakahabang kasaysayan ng pag-unlad ng init ng Earth, ngayon ang geothermal na teknolohiya ay hindi pa umabot sa mataas na pag-unlad nito. Ang pag-unlad ng thermal energy ng Earth ay nakakaranas ng malaking kahirapan sa pagtatayo ng mga malalim na balon, na isang channel para sa pagdadala ng coolant sa ibabaw. Dahil sa mataas na temperatura sa ilalim ng butas (200-250 °C), ang mga tradisyunal na tool sa pagputol ng bato ay hindi angkop para sa pagtatrabaho sa ganitong mga kondisyon, may mga espesyal na kinakailangan para sa pagpili ng mga drill at casing pipe, mga slurries ng semento, teknolohiya ng pagbabarena, pambalot at pagkumpleto. ng mga balon. Ang mga domestic na kagamitan sa pagsukat, serial operational fitting at kagamitan ay ginawa sa isang disenyo na nagpapahintulot sa mga temperatura na hindi mas mataas sa 150-200 ° C. Ang tradisyonal na malalim na mekanikal na pagbabarena ng mga balon ay minsan naaantala ng maraming taon at nangangailangan ng malaking gastos sa pananalapi. Sa pangunahing mga asset ng produksyon, ang halaga ng mga balon ay mula 70 hanggang 90%. Ang problemang ito ay maaari at dapat malutas lamang sa pamamagitan ng paglikha ng isang progresibong teknolohiya para sa pagpapaunlad ng pangunahing bahagi ng geothermal resources, i.e. pagkuha ng enerhiya mula sa mainit na bato.

Ang aming grupo ng mga Russian scientist at specialist ay nakikitungo sa problema ng pagkuha at paggamit ng hindi mauubos, nababagong malalim na thermal energy ng mga maiinit na bato ng Earth sa teritoryo ng Russian Federation nang higit sa isang taon. Ang layunin ng gawain ay lumikha, batay sa domestic, mataas na teknolohiya, mga teknikal na paraan para sa malalim na pagtagos sa mga bituka ng crust ng lupa. Sa kasalukuyan, maraming mga variant ng mga tool sa pagbabarena (BS) ang binuo, na walang mga analogue sa pagsasanay sa mundo.

Ang pagpapatakbo ng unang bersyon ng BS ay naka-link sa kasalukuyang kumbensyonal na teknolohiya sa pagbabarena ng balon. Ang bilis ng pagbabarena ng hard rock (average na density 2500-3300 kg/m3) hanggang 30 m/h, diameter ng butas 200-500 mm. Ang pangalawang variant ng BS ay nagsasagawa ng pagbabarena ng mga balon sa isang autonomous at awtomatikong mode. Ang paglulunsad ay isinasagawa mula sa isang espesyal na platform ng paglulunsad at pagtanggap, kung saan kinokontrol ang paggalaw nito. Isang libong metro ng BS sa matitigas na bato ang makakadaan sa loob ng ilang oras. Well diameter mula 500 hanggang 1000 mm. Ang mga reusable na variant ng BS ay may mahusay na cost-effectiveness at malaking potensyal na halaga. Ang pagpapakilala ng BS sa produksyon ay magbubukas ng bagong yugto sa pagtatayo ng mga balon at magbibigay ng access sa hindi mauubos na pinagmumulan ng thermal energy ng Earth.

Para sa mga pangangailangan ng supply ng init, ang kinakailangang lalim ng mga balon sa buong bansa ay nasa hanay na hanggang 3-4.5 libong metro at hindi lalampas sa 5-6 libong metro Ang temperatura ng heat carrier para sa pabahay at communal na supply ng init ay huwag lumampas sa 150 °C. Para sa mga pasilidad na pang-industriya, ang temperatura, bilang panuntunan, ay hindi lalampas sa 180-200 °C.

Ang layunin ng paglikha ng GCC ay upang magbigay ng pare-pareho, abot-kaya, murang init sa liblib, mahirap maabot at hindi maunlad na mga rehiyon ng Russian Federation. Ang tagal ng operasyon ng GCS ay 25-30 taon o higit pa. Ang payback period ng mga istasyon (isinasaalang-alang ang pinakabagong mga teknolohiya sa pagbabarena) ay 3-4 na taon.

Ang paglikha sa Russian Federation sa mga darating na taon ng naaangkop na mga kapasidad para sa paggamit ng geothermal na enerhiya para sa mga di-electric na pangangailangan ay papalitan ang humigit-kumulang 600 milyong tonelada ng katumbas na gasolina. Ang pagtitipid ay maaaring hanggang 2 trilyong rubles.

Hanggang 2030, nagiging posible na lumikha ng mga kapasidad ng enerhiya upang palitan ang enerhiya ng apoy ng hanggang 30%, at hanggang 2040 upang halos ganap na alisin ang mga organikong hilaw na materyales bilang gasolina mula sa balanse ng enerhiya ng Russian Federation.

Panitikan

1. Goncharov S.A. Thermodynamics. Moscow: MGTUim. N.E. Bauman, 2002. 440 p.

2. Dyadkin Yu.D. atbp. Geothermal thermal physics. St. Petersburg: Nauka, 1993. 255 p.

3. Mineral resource base ng fuel at energy complex ng Russia. Katayuan at pagbabala / V.K. Branchhugov, E.A. Gavrilov, V.S. Litvinenko at iba pa Ed. V.Z. Garipova, E.A. Kozlovsky. M. 2004. 548 p.

4. Novikov G. P. et al. Mga balon ng pagbabarena para sa mga thermal water. M.: Nedra, 1986. 229 p.

Ang enerhiya na ito ay kabilang sa mga alternatibong mapagkukunan. Sa ngayon, mas at mas madalas nilang binabanggit ang mga posibilidad na makakuha ng mga mapagkukunan na ibinibigay sa atin ng planeta. Masasabi nating nabubuhay tayo sa isang panahon ng uso para sa renewable energy. Maraming mga teknikal na solusyon, plano, teorya sa lugar na ito ang nalilikha.

Ito ay malalim sa mga bituka ng lupa at may mga katangian ng pag-renew, sa madaling salita ito ay walang katapusan. Ang mga klasikal na mapagkukunan, ayon sa mga siyentipiko, ay nagsisimula nang maubos, ang langis, karbon, gas ay mauubos.

Nesjavellir Geothermal Power Plant, Iceland

Samakatuwid, ang isa ay maaaring unti-unting maghanda upang magpatibay ng mga bagong alternatibong pamamaraan ng paggawa ng enerhiya. Sa ilalim ng crust ng lupa ay isang malakas na core. Ang temperatura nito ay mula 3000 hanggang 6000 degrees. Ang paggalaw ng mga lithospheric plate ay nagpapakita ng napakalaking kapangyarihan nito. Ito ay nagpapakita ng sarili sa anyo ng bulkan na sloshing ng magma. Sa kailaliman, nangyayari ang radioactive decay, kung minsan ay nag-uudyok sa mga natural na sakuna.

Karaniwang pinapainit ng magma ang ibabaw nang hindi lumalampas dito. Ito ay kung paano nakuha ang mga geyser o mainit na pool ng tubig. Sa ganitong paraan, maaaring gamitin ang mga pisikal na proseso para sa tamang layunin para sa sangkatauhan.

Mga uri ng geothermal na pinagmumulan ng enerhiya

Karaniwan itong nahahati sa dalawang uri: hydrothermal at petrothermal energy. Ang una ay nabuo dahil sa mainit na pinagmumulan, at ang pangalawang uri ay ang pagkakaiba sa temperatura sa ibabaw at sa kailaliman ng lupa. Upang ilagay ito sa iyong sariling mga salita, ang isang hydrothermal spring ay binubuo ng singaw at mainit na tubig, habang ang isang petrothermal spring ay nakatago sa ilalim ng lupa.

Mapa ng potensyal ng pag-unlad ng geothermal energy sa mundo

Para sa petrothermal energy, kinakailangan na mag-drill ng dalawang balon, punan ang isa ng tubig, pagkatapos nito ay magaganap ang isang salimbay na proseso, na darating sa ibabaw. May tatlong klase ng geothermal na lugar:

• Geothermal - matatagpuan malapit sa continental plates. Temperature gradient na higit sa 80C/km. Bilang halimbawa, ang Italian commune ng Larderello. May power plant
• Semi-thermal - temperatura 40 - 80 C / km. Ito ay mga likas na aquifer, na binubuo ng mga durog na bato. Sa ilang lugar sa France, ang mga gusali ay pinainit sa ganitong paraan.
• Normal - gradient na mas mababa sa 40 C/km. Ang representasyon ng naturang mga lugar ay pinaka-karaniwan

Ang mga ito ay isang mahusay na mapagkukunan para sa pagkonsumo. Sila ay nasa bato, sa isang tiyak na lalim. Tingnan natin ang klasipikasyon:

• Epithermal - temperatura mula 50 hanggang 90 s
• Mesothermal - 100 - 120 s
• Hypothermal - higit sa 200 s

Ang mga species na ito ay binubuo ng iba't ibang komposisyon ng kemikal. Depende dito, ang tubig ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin. Halimbawa, sa produksyon ng kuryente, supply ng init (mga ruta ng init), base ng hilaw na materyales.

Video: Geothermal na enerhiya

Proseso ng supply ng init

Ang temperatura ng tubig ay 50 -60 degrees, na pinakamainam para sa pagpainit at mainit na supply ng isang lugar ng tirahan. Ang pangangailangan para sa mga sistema ng pag-init ay nakasalalay sa lokasyon ng heograpiya at mga kondisyon ng klima. At ang mga tao ay patuloy na nangangailangan ng mga pangangailangan ng mainit na supply ng tubig. Para sa prosesong ito, itinatayo ang GTS (geothermal thermal stations).

Kung para sa klasikal na produksyon ng thermal energy ang isang boiler house ay ginagamit na kumonsumo ng solid o gas fuel, kung gayon ang isang geyser source ay ginagamit sa produksyon na ito. Ang teknikal na proseso ay napaka-simple, ang parehong mga komunikasyon, thermal ruta at kagamitan. Ito ay sapat na upang mag-drill ng isang balon, linisin ito ng mga gas, pagkatapos ay ipadala ito sa boiler room na may mga bomba, kung saan ang iskedyul ng temperatura ay pananatilihin, at pagkatapos ay papasok ito sa heating main.

Ang pangunahing pagkakaiba ay hindi na kailangang gumamit ng fuel boiler. Ito ay makabuluhang binabawasan ang halaga ng thermal energy. Sa taglamig, ang mga tagasuskribi ay tumatanggap ng supply ng init at mainit na tubig, at sa tag-araw ay mainit na supply lamang ng tubig.

Power generation

Ang mga hot spring, geyser ay ang mga pangunahing bahagi sa paggawa ng kuryente. Para dito, maraming mga scheme ang ginagamit, ang mga espesyal na halaman ng kuryente ay itinatayo. GTS device:

• tangke ng DHW
• Pump
• Gas separator
• Steam separator
• pagbuo ng turbine
• Kapasitor
• booster pump
• Tank - mas malamig

Tulad ng nakikita mo, ang pangunahing elemento ng circuit ay isang steam converter. Ginagawa nitong posible na makakuha ng purified steam, dahil naglalaman ito ng mga acid na sumisira sa mga kagamitan sa turbine. Posibleng gumamit ng halo-halong pamamaraan sa teknolohikal na cycle, iyon ay, tubig at singaw ay kasangkot sa proseso. Ang likido ay dumadaan sa buong yugto ng paglilinis mula sa mga gas, pati na rin ang singaw.

Circuit na may binary source

Ang gumaganang bahagi ay isang likido na may mababang punto ng kumukulo. Ang thermal water ay kasangkot din sa paggawa ng kuryente at nagsisilbing pangalawang hilaw na materyal.

Sa tulong nito, nabuo ang mababang kumukulo na singaw ng pinagmulan. Ang GTS na may ganitong cycle ng trabaho ay maaaring ganap na awtomatiko at hindi nangangailangan ng pagkakaroon ng mga tauhan ng pagpapanatili. Gumagamit ang mas makapangyarihang mga istasyon ng two-circuit scheme. Ang ganitong uri ng power plant ay nagbibigay-daan sa pag-abot sa kapasidad na 10 MW. Dobleng istraktura ng circuit:

• generator ng singaw
• turbina
• Kapasitor
• Ejector
• Feed pump
• Economizer
• Evaporator

Praktikal na paggamit

Ang malalaking reserba ng mga mapagkukunan ay maraming beses na mas malaki kaysa sa taunang pagkonsumo ng enerhiya. Ngunit isang maliit na bahagi lamang ang ginagamit ng sangkatauhan. Ang pagtatayo ng mga istasyon ay nagsimula noong 1916. Sa Italya, nilikha ang unang GeoTPP na may kapasidad na 7.5 MW. Ang industriya ay aktibong umuunlad sa mga bansa tulad ng: USA, Iceland, Japan, Philippines, Italy.

Ang aktibong paggalugad ng mga potensyal na site at mas maginhawang paraan ng pagkuha ay isinasagawa. Ang kapasidad ng produksyon ay lumalaki taun-taon. Kung isasaalang-alang natin ang tagapagpahiwatig ng ekonomiya, kung gayon ang halaga ng naturang industriya ay katumbas ng mga planta ng thermal power na pinaputok ng karbon. Halos ganap na sakop ng Iceland ang communal at housing stock na may GT source. 80% ng mga tahanan ay gumagamit ng mainit na tubig mula sa mga balon para sa pagpainit. Sinasabi ng mga eksperto mula sa USA na, sa wastong pag-unlad, ang mga GeoTPP ay maaaring makagawa ng 30 beses na higit pa sa taunang pagkonsumo. Kung pag-uusapan natin ang potensyal, kung gayon 39 na bansa sa mundo ang ganap na makakapagbigay ng kuryente sa kanilang sarili kung gagamitin nila ang bituka ng lupa hanggang 100 porsyento.

Sa pag-unlad at pagbuo ng lipunan, ang sangkatauhan ay nagsimulang maghanap ng higit pa at mas moderno at sa parehong oras matipid na mga paraan upang makakuha ng enerhiya. Para dito, ang iba't ibang mga istasyon ay itinatayo ngayon, ngunit sa parehong oras, ang enerhiya na nakapaloob sa mga bituka ng lupa ay malawakang ginagamit. Ano siya? Subukan nating malaman ito.

enerhiyang geothermal

Mula na sa pangalan ay malinaw na ito ay kumakatawan sa init ng loob ng daigdig. Sa ilalim ng crust ng lupa ay isang layer ng magma, na isang maapoy na likido na silicate na natunaw. Ayon sa data ng pananaliksik, ang potensyal ng enerhiya ng init na ito ay mas mataas kaysa sa enerhiya ng mga reserbang natural na gas sa mundo, pati na rin ang langis. Dumarating ang magma sa ibabaw - lava. Bukod dito, ang pinakadakilang aktibidad ay sinusunod sa mga layer ng lupa kung saan matatagpuan ang mga hangganan ng mga tectonic plate, pati na rin kung saan ang crust ng lupa ay nailalarawan sa pamamagitan ng manipis. Ang geothermal energy ng lupa ay nakuha tulad ng sumusunod: ang lava at ang mga mapagkukunan ng tubig ng planeta ay nakikipag-ugnay, bilang isang resulta kung saan ang tubig ay nagsisimulang uminit nang husto. Ito ay humahantong sa pagsabog ng geyser, ang pagbuo ng tinatawag na mainit na lawa at undercurrents. Iyon ay, tiyak na ang mga phenomena ng kalikasan, ang mga katangian na kung saan ay aktibong ginagamit bilang mga enerhiya.

Mga artipisyal na mapagkukunan ng geothermal

Ang enerhiya na nakapaloob sa bituka ng lupa ay dapat gamitin nang matalino. Halimbawa, may ideya na lumikha ng mga underground boiler. Upang gawin ito, kailangan mong mag-drill ng dalawang balon na may sapat na lalim, na konektado sa ibaba. Iyon ay, lumalabas na ang geothermal energy ay maaaring makuha sa industriya sa halos anumang sulok ng lupain: ang malamig na tubig ay ibobomba sa reservoir sa pamamagitan ng isang balon, at ang mainit na tubig o singaw ay makukuha sa pangalawa. Ang mga artipisyal na pinagmumulan ng init ay magiging kumikita at makatuwiran kung ang magreresultang init ay magbibigay ng mas maraming enerhiya. Ang singaw ay maaaring ipadala sa mga turbine generator na bubuo ng kuryente.

Siyempre, ang nakuhang init ay bahagi lamang ng kung ano ang magagamit sa kabuuang reserba. Ngunit dapat tandaan na ang malalim na init ay patuloy na mapupunan dahil sa mga proseso ng compression ng mga bato, stratification ng mga bituka. Ayon sa mga eksperto, ang crust ng lupa ay nag-iipon ng init, ang kabuuang halaga nito ay 5,000 beses na mas malaki kaysa sa calorific value ng lahat ng fossil interior ng mundo sa kabuuan. Lumalabas na ang oras ng pagpapatakbo ng mga naturang artipisyal na nilikhang geothermal na istasyon ay maaaring walang limitasyon.

Mga Tampok ng Pinagmulan

Ang mga mapagkukunan na ginagawang posible upang makakuha ng geothermal na enerhiya ay halos imposibleng ganap na magamit. Umiiral sila sa higit sa 60 mga bansa sa mundo, na may pinakamalaking bilang ng mga terrestrial na bulkan sa teritoryo ng Pacific volcanic ring of fire. Ngunit sa pagsasagawa, lumalabas na ang mga mapagkukunan ng geothermal sa iba't ibang mga rehiyon ng mundo ay ganap na naiiba sa kanilang mga katangian, ibig sabihin, average na temperatura, kaasinan, komposisyon ng gas, kaasiman, at iba pa.

Ang mga geyser ay pinagmumulan ng enerhiya sa Earth, ang mga kakaiba nito ay ang pagbuga nila ng kumukulong tubig sa ilang mga pagitan. Pagkatapos ng pagsabog, ang pool ay nawalan ng tubig, sa ilalim nito ay makikita mo ang isang channel na malalim sa lupa. Ang mga geyser ay ginagamit bilang mga mapagkukunan ng enerhiya sa mga rehiyon tulad ng Kamchatka, Iceland, New Zealand at North America, at ang mga solong geyser ay matatagpuan sa ilang iba pang mga lugar.

Saan nanggagaling ang enerhiya?

Ang hindi malamig na magma ay matatagpuan malapit sa ibabaw ng lupa. Ang mga gas at singaw ay inilabas mula dito, na tumataas at dumadaan sa mga bitak. Ang paghahalo sa tubig sa lupa, nagiging sanhi sila ng pag-init, sila mismo ay nagiging mainit na tubig, kung saan maraming mga sangkap ang natutunaw. Ang nasabing tubig ay inilalabas sa ibabaw ng lupa sa anyo ng iba't ibang geothermal sources: hot spring, mineral spring, geysers, at iba pa. Ayon sa mga siyentista, ang mainit na bituka ng daigdig ay mga kuweba o mga silid na pinagdugtong ng mga sipi, bitak at daluyan. Ang mga ito ay napuno lamang ng tubig sa lupa, at napakalapit sa kanila ay mga silid ng magma. Sa natural na paraan na ito, nabuo ang thermal energy ng earth.

Ang electric field ng Earth

May isa pang alternatibong pinagkukunan ng enerhiya sa kalikasan, na nababago, nakakapagbigay ng kapaligiran, at madaling gamitin. Totoo, sa ngayon ang mapagkukunang ito ay pinag-aralan lamang at hindi inilapat sa pagsasanay. Kaya, ang potensyal na enerhiya ng Earth ay nasa electric field nito. Posibleng makakuha ng enerhiya sa ganitong paraan batay sa pag-aaral ng mga pangunahing batas ng electrostatics at mga tampok ng electric field ng Earth. Sa katunayan, ang ating planeta mula sa isang de-koryenteng punto ng view ay isang spherical capacitor na sisingilin hanggang sa 300,000 volts. Ang panloob na globo nito ay may negatibong singil, at ang panlabas - ang ionosphere - ay positibo. ay isang insulator. Sa pamamagitan nito ay may patuloy na daloy ng ionic at convective currents, na umaabot sa lakas ng maraming libu-libong amperes. Gayunpaman, ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga plato ay hindi bumababa sa kasong ito.

Ito ay nagpapahiwatig na sa likas na katangian mayroong isang generator, ang papel na kung saan ay upang patuloy na lagyang muli ang pagtagas ng mga singil mula sa mga capacitor plate. Ang papel ng naturang generator ay ginagampanan ng magnetic field ng Earth, na umiikot kasama ng ating planeta sa daloy ng solar wind. Ang enerhiya ng magnetic field ng Earth ay maaaring makuha sa pamamagitan lamang ng pagkonekta ng consumer ng enerhiya sa generator na ito. Upang gawin ito, kailangan mong mag-install ng isang maaasahang lupa.

Nababagong pinagkukunan

Habang ang populasyon ng ating planeta ay patuloy na lumalaki, kailangan natin ng higit at higit na enerhiya upang maibigay ang populasyon. Ang enerhiya na nakapaloob sa bituka ng lupa ay maaaring ibang-iba. Halimbawa, may mga nababagong mapagkukunan: hangin, solar at tubig na enerhiya. Ang mga ito ay palakaibigan sa kapaligiran, at samakatuwid ay maaari mong gamitin ang mga ito nang walang takot na makapinsala sa kapaligiran.

enerhiya ng tubig

Ang pamamaraang ito ay ginamit sa loob ng maraming siglo. Ngayon, isang malaking bilang ng mga dam at reservoir ang naitayo, kung saan ang tubig ay ginagamit upang makabuo ng elektrikal na enerhiya. Ang kakanyahan ng mekanismong ito ay simple: sa ilalim ng impluwensya ng daloy ng ilog, ang mga gulong ng mga turbine ay umiikot, ayon sa pagkakabanggit, ang enerhiya ng tubig ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Ngayon, mayroong isang malaking bilang ng mga hydroelectric power plant na nagko-convert ng enerhiya ng daloy ng tubig sa kuryente. Ang kakaiba ng pamamaraang ito ay na ito ay nababagong, ayon sa pagkakabanggit, ang mga naturang disenyo ay may mababang gastos. Iyon ang dahilan kung bakit, sa kabila ng katotohanan na ang pagtatayo ng mga hydroelectric power plant ay tumatagal ng medyo mahabang panahon, at ang proseso mismo ay napakamahal, gayunpaman, ang mga pasilidad na ito ay makabuluhang lumalampas sa mga industriyang masinsinang kuryente.

Enerhiya ng solar: moderno at maaasahan

Ang enerhiya ng solar ay nakuha gamit ang mga solar panel, ngunit pinapayagan ng mga modernong teknolohiya ang paggamit ng mga bagong pamamaraan para dito. Ang pinakamalaking sistema sa mundo ay itinayo sa disyerto ng California. Ito ay ganap na nagbibigay ng enerhiya para sa 2,000 mga tahanan. Ang disenyo ay gumagana tulad ng sumusunod: ang mga sinag ng araw ay makikita mula sa mga salamin, na ipinadala sa gitnang boiler na may tubig. Ito ay kumukulo at nagiging singaw, na nagpapaikot sa turbine. Ito naman ay konektado sa isang electric generator. Ang hangin ay maaari ding gamitin bilang enerhiya na ibinibigay sa atin ng Earth. Hinihipan ng hangin ang mga layag, pinaikot ang mga windmill. At ngayon sa tulong nito maaari kang lumikha ng mga aparato na bubuo ng elektrikal na enerhiya. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng mga blades ng windmill, pinatatakbo nito ang turbine shaft, na, naman, ay konektado sa isang electric generator.

Panloob na enerhiya ng Earth

Ito ay lumitaw bilang isang resulta ng ilang mga proseso, ang pangunahing kung saan ay accretion at radioactivity. Ayon sa mga siyentipiko, ang pagbuo ng Earth at ang masa nito ay naganap sa loob ng ilang milyong taon, at nangyari ito dahil sa pagbuo ng mga planetasimal. Nagdikit sila, ayon sa pagkakabanggit, ang masa ng Earth ay naging mas at higit pa. Matapos ang ating planeta ay nagsimulang magkaroon ng modernong masa, ngunit wala pa ring kapaligiran, ang mga meteoric at asteroid na katawan ay nahulog dito nang walang hadlang. Ang prosesong ito ay tinatawag lamang na accretion, at ito ay humantong sa ang katunayan na ang makabuluhang gravitational energy ay pinakawalan. At ang mas malalaking katawan ay tumama sa planeta, mas malaki ang dami ng enerhiya na nakapaloob sa mga bituka ng Earth ay inilabas.

Ang pagkakaiba-iba ng gravitational na ito ay humantong sa katotohanan na ang mga sangkap ay nagsimulang maghiwalay: ang mga mabibigat na sangkap ay lumubog lamang, habang ang mga magaan at pabagu-bagong mga sangkap ay lumulutang pataas. Naapektuhan din ng differentiation ang karagdagang paglabas ng gravitational energy.

Atomic Energy

Ang paggamit ng enerhiya ng lupa ay maaaring mangyari sa iba't ibang paraan. Halimbawa, sa tulong ng pagtatayo ng mga nuclear power plant, kapag ang thermal energy ay inilabas dahil sa pagkabulok ng pinakamaliit na particle ng atomic matter. Ang pangunahing gasolina ay uranium, na nakapaloob sa crust ng lupa. Maraming naniniwala na ang pamamaraang ito ng pagkuha ng enerhiya ay ang pinaka-promising, ngunit ang paggamit nito ay nauugnay sa isang bilang ng mga problema. Una, ang uranium ay naglalabas ng radiation na pumapatay sa lahat ng nabubuhay na organismo. Bilang karagdagan, kung ang sangkap na ito ay pumasok sa lupa o kapaligiran, kung gayon ang isang tunay na sakuna na gawa ng tao ay magaganap. Nararanasan natin ang malungkot na bunga ng aksidente sa Chernobyl nuclear power plant hanggang ngayon. Ang panganib ay nakasalalay sa katotohanan na ang radioactive na basura ay maaaring magbanta sa lahat ng nabubuhay na bagay sa napakatagal na panahon, sa loob ng millennia.

Bagong panahon - bagong ideya

Siyempre, ang mga tao ay hindi titigil doon, at bawat taon parami nang parami ang mga pagtatangka na ginagawa upang makahanap ng mga bagong paraan upang makakuha ng enerhiya. Kung ang enerhiya ng init ng lupa ay nakuha nang simple, kung gayon ang ilang mga pamamaraan ay hindi gaanong simple. Halimbawa, bilang isang mapagkukunan ng enerhiya, posible na gumamit ng biological gas, na nakuha sa panahon ng pagkabulok ng basura. Maaari itong magamit para sa pagpainit ng mga bahay at pag-init ng tubig.

Ang pagtaas, ang mga ito ay itinatayo kapag ang mga dam at turbine ay naka-install sa mga bibig ng mga reservoir, na hinihimok ng mga ebbs at daloy, ayon sa pagkakabanggit, ang kuryente ay nakuha.

Pagsusunog ng basura, nakakakuha tayo ng enerhiya

Ang isa pang paraan na ginagamit na sa Japan ay ang paglikha ng mga incinerator. Ngayon sila ay itinayo sa England, Italy, Denmark, Germany, France, Netherlands at USA, ngunit sa Japan lamang ang mga negosyong ito ay nagsimulang gamitin hindi lamang para sa kanilang nilalayon na layunin, kundi pati na rin para sa pagbuo ng kuryente. Sa mga lokal na pabrika, 2/3 ng lahat ng basura ay sinusunog, habang ang mga pabrika ay nilagyan ng mga steam turbine. Alinsunod dito, nagbibigay sila ng init at kuryente sa mga kalapit na lugar. Kasabay nito, sa mga tuntunin ng mga gastos, ang pagtatayo ng naturang negosyo ay mas kumikita kaysa sa pagtatayo ng thermal power plant.

Ang higit na nakatutukso ay ang posibilidad na gamitin ang init ng Earth kung saan ang mga bulkan ay puro. Sa kasong ito, hindi na kailangang i-drill ang Earth nang masyadong malalim, dahil nasa lalim na ng 300-500 metro ang temperatura ay hindi bababa sa dalawang beses na mas mataas kaysa sa kumukulong punto ng tubig.

Mayroon ding paraan upang makabuo ng kuryente, dahil ang Hydrogen - ang pinakasimple at pinakamagaan na elemento ng kemikal - ay maaaring ituring na isang mainam na gasolina, dahil dito mayroong tubig. Kung magsunog ka ng hydrogen, maaari kang makakuha ng tubig, na nabubulok sa oxygen at hydrogen. Ang apoy ng hydrogen mismo ay hindi nakakapinsala, iyon ay, walang pinsala sa kapaligiran. Ang kakaiba ng elementong ito ay mayroon itong mataas na calorific value.

Ano ang hinaharap?

Siyempre, ang enerhiya ng magnetic field ng Earth o ang nakuha sa mga nuclear power plant ay hindi maaaring ganap na matugunan ang lahat ng mga pangangailangan ng sangkatauhan, na lumalaki bawat taon. Gayunpaman, sinasabi ng mga eksperto na walang dahilan upang mag-alala, dahil ang mga mapagkukunan ng gasolina ng planeta ay sapat pa rin. Higit pa rito, parami nang parami ang mga bagong pinagkukunan na ginagamit, pangkalikasan at nababagong.

Ang problema ng polusyon sa kapaligiran ay nananatili, at ito ay mabilis na lumalaki. Ang dami ng mga mapaminsalang emisyon ay lumalayo sa sukat, ayon sa pagkakabanggit, ang hangin na ating nilalanghap ay nakakapinsala, ang tubig ay may mga mapanganib na dumi, at ang lupa ay unti-unting nauubos. Iyon ang dahilan kung bakit napakahalaga na napapanahong pag-aralan ang isang kababalaghan tulad ng enerhiya sa bituka ng Earth upang maghanap ng mga paraan upang mabawasan ang pangangailangan para sa mga fossil fuel at gumawa ng mas aktibong paggamit ng mga hindi tradisyonal na mapagkukunan ng enerhiya.

SILA. Kapitonov

Ang init ng nuklear ng lupa

init ng lupa

Ang lupa ay isang medyo malakas na pinainit na katawan at pinagmumulan ng init. Ito ay umiinit pangunahin dahil sa solar radiation na sinisipsip nito. Ngunit ang Earth ay mayroon ding sariling thermal resource na maihahambing sa init na natanggap mula sa Araw. Ito ay pinaniniwalaan na ang sariling enerhiya ng Earth ay may sumusunod na pinagmulan. Ang Earth ay bumangon mga 4.5 bilyon na taon na ang nakalilipas kasunod ng pagbuo ng Araw mula sa isang protoplanetary gas-dust disk na umiikot sa paligid nito at nag-condensate. Sa isang maagang yugto ng pagbuo nito, ang sangkap ng lupa ay pinainit dahil sa medyo mabagal na gravitational compression. Ang isang mahalagang papel sa balanse ng init ng Earth ay nilalaro din ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbagsak ng maliliit na cosmic na katawan dito. Samakatuwid, ang batang Earth ay natunaw. Paglamig, unti-unti itong dumating sa kasalukuyang estado na may matibay na ibabaw, na ang malaking bahagi nito ay sakop ng karagatan at tubig dagat. Ang matigas na panlabas na layer na ito ay tinatawag ang crust ng lupa at sa karaniwan, sa lupa, ang kapal nito ay halos 40 km, at sa ilalim ng karagatang tubig - 5-10 km. Ang mas malalim na layer ng lupa, tinatawag mantle binubuo din ng isang solid. Ito ay umaabot sa lalim na halos 3000 km at naglalaman ng bulto ng bagay ng Earth. Sa wakas, ang pinakaloob na bahagi ng Earth ay ito core. Binubuo ito ng dalawang layer - panlabas at panloob. panlabas na core ito ay isang layer ng molten iron at nickel sa temperatura na 4500-6500 K na may kapal na 2000-2500 km. panloob na core na may radius na 1000-1500 km ay isang solidong iron-nickel alloy na pinainit sa temperatura na 4000-5000 K na may density na halos 14 g / cm 3, na bumangon sa isang malaking (halos 4 milyong bar) na presyon.
Bilang karagdagan sa panloob na init ng Earth, na minana mula sa pinakamaagang mainit na yugto ng pagbuo nito, at ang halaga nito ay dapat bumaba sa paglipas ng panahon, mayroong isa pang pangmatagalang, na nauugnay sa radioactive decay ng nuclei na may mahabang kalahati- buhay - una sa lahat, 232 Th, 235 U , 238 U at 40 K. Ang enerhiya na inilabas sa mga pagkabulok na ito - ang mga ito ay nagkakahalaga ng halos 99% ng radioactive energy ng lupa - patuloy na pinupunan ang mga thermal reserves ng Earth. Ang itaas na nuclei ay nakapaloob sa crust at mantle. Ang kanilang pagkabulok ay humahantong sa pag-init ng parehong panlabas at panloob na mga layer ng Earth.
Ang bahagi ng malaking init na nasa loob ng Earth ay patuloy na lumalabas sa ibabaw nito, kadalasan sa napakalaking proseso ng bulkan. Ang daloy ng init na dumadaloy mula sa kailaliman ng Earth sa ibabaw nito ay kilala. Ito ay (47±2)·10 12 watts, na katumbas ng init na maaaring mabuo ng 50 libong nuclear power plant (ang average na kapangyarihan ng isang nuclear power plant ay humigit-kumulang 10 9 watts). Ang tanong ay lumitaw kung ang radioactive energy ay gumaganap ng anumang makabuluhang papel sa kabuuang thermal budget ng Earth, at kung gayon, anong papel? Ang sagot sa mga tanong na ito ay nanatiling hindi alam sa loob ng mahabang panahon. Ngayon ay may mga pagkakataon upang sagutin ang mga tanong na ito. Ang pangunahing papel dito ay kabilang sa mga neutrino (antineutrinos), na ipinanganak sa mga proseso ng radioactive decay ng nuclei na bumubuo sa bagay ng Earth at tinatawag na geo-neutrino.

Geo-neutrino

Geo-neutrino ay ang pinagsamang pangalan para sa mga neutrino o antineutrino, na ibinubuga bilang resulta ng beta decay ng nuclei na matatagpuan sa ilalim ng ibabaw ng mundo. Malinaw, dahil sa hindi pa naganap na kakayahang tumagos, ang pagpaparehistro ng mga ito (at ang mga ito lamang) sa pamamagitan ng ground-based na mga neutrino detector ay maaaring magbigay ng layuning impormasyon tungkol sa mga proseso ng radioactive decay na nagaganap sa kaloob-looban ng Earth. Ang isang halimbawa ng naturang pagkabulok ay ang β - decay ng 228 Ra nucleus, na produkto ng α decay ng long-lived 232 Th nucleus (tingnan ang talahanayan):

Ang kalahating buhay (T 1/2) ng 228 Ra nucleus ay 5.75 taon, at ang inilabas na enerhiya ay humigit-kumulang 46 keV. Ang spectrum ng enerhiya ng mga antineutrino ay tuloy-tuloy na may pinakamataas na limitasyon na malapit sa inilabas na enerhiya.
Ang mga pagkabulok ng 232 Th, 235 U, 238 U nuclei ay mga kadena ng sunud-sunod na pagkabulok na bumubuo sa tinatawag na radioactive na serye. Sa gayong mga kadena, ang α-decays ay pinagsalubungan ng β − -decays, dahil sa α-decays ang huling nuclei ay lumilipat mula sa β-stability line patungo sa rehiyon ng nuclei na overloaded ng mga neutron. Pagkatapos ng sunud-sunod na pagkabulok sa dulo ng bawat hilera, nabuo ang stable nuclei na may bilang ng mga proton at neutron na malapit sa o katumbas ng mga magic number (Z = 82,N= 126). Ang nasabing huling nuclei ay mga matatag na isotopes ng lead o bismuth. Kaya, ang pagkabulok ng T 1/2 ay nagtatapos sa pagbuo ng isang dobleng magic nucleus 208 Pb, at sa landas na 232 Th → 208 Pb, anim na α-decays ang nagaganap, na alternating na may apat na β - decays (sa chain 238 U → 206 Pb, walong α- at anim na β - - nabubulok; mayroong pitong α- at apat na β − nabubulok sa 235 U → 207 Pb chain). Kaya, ang spectrum ng enerhiya ng mga antineutrino mula sa bawat radioactive na serye ay isang superposisyon ng bahagyang spectra mula sa mga indibidwal na β − decay na bumubuo sa seryeng ito. Ang spectra ng mga antineutrino na ginawa noong 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K decays ay ipinapakita sa Fig. 1. Ang 40 K decay ay isang solong β − decay (tingnan ang talahanayan). Naabot ng mga antineutrino ang kanilang pinakamataas na enerhiya (hanggang sa 3.26 MeV) sa pagkabulok
214 Bi → 214 Po, na isang link sa 238 U radioactive series. Ang kabuuang enerhiya na inilabas sa panahon ng pagpasa ng lahat ng decay link sa 232 Th → 208 Pb series ay 42.65 MeV. Para sa radioactive series na 235 U at 238 U, ang mga enerhiyang ito ay 46.39 at 51.69 MeV, ayon sa pagkakabanggit. Ang enerhiya na inilabas sa pagkabulok
40 K → 40 Ca ay 1.31 MeV.

Mga katangian ng 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K nuclei

Core	Ibahagi sa % sa pinaghalong isotopes	Bilang ng mga core nauugnay. Ang nuclei	T 1/2 bilyong taon	Mga unang link pagkabulok
232th	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

Ang pagtatantya ng geo-neutrino flux, na ginawa batay sa pagkabulok ng 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K nuclei na nakapaloob sa komposisyon ng bagay ng Earth, ay humahantong sa isang halaga ng pagkakasunud-sunod ng 10 6 cm -2 seg -1 . Sa pamamagitan ng pagrehistro ng mga geo-neutrino na ito, makakakuha ang isang tao ng impormasyon tungkol sa papel ng radioactive heat sa kabuuang balanse ng init ng Earth at subukan ang aming mga ideya tungkol sa nilalaman ng mahabang buhay na radioisotopes sa komposisyon ng terrestrial matter.

kanin. 1. Energy spectra ng antineutrino mula sa nuclear decay

232 Th, 235 U, 238 U, 40 K na-normalize sa isang pagkabulok ng parent nucleus

Ang reaksyon ay ginagamit upang irehistro ang mga electron antineutrino

P → e ++ n, (1)

kung saan ang butil na ito ay aktwal na natuklasan. Ang threshold para sa reaksyong ito ay 1.8 MeV. Samakatuwid, ang mga geo-neutrino lamang na nabuo sa mga decay chain na nagsisimula sa 232 Th at 238 U nuclei ay maaaring mairehistro sa reaksyon sa itaas. Ang epektibong cross section ng reaksyong tinatalakay ay napakaliit: σ ≈ 10 -43 cm 2. Kaya naman sumusunod na ang isang neutrino detector na may sensitibong volume na 1 m 3 ay magrerehistro ng hindi hihigit sa ilang mga kaganapan bawat taon. Malinaw, para sa maaasahang pag-aayos ng mga geo-neutrino flux, kailangan ang malalaking volume na neutrino detector, na matatagpuan sa mga laboratoryo sa ilalim ng lupa para sa maximum na proteksyon mula sa background. Ang ideya na gumamit ng mga detektor na idinisenyo upang pag-aralan ang solar at reactor neutrino para sa pagpaparehistro ng mga geo-neutrino ay lumitaw noong 1998. Sa kasalukuyan, mayroong dalawang malalaking volume na neutrino detector na gumagamit ng likidong scintillator at angkop para sa paglutas ng problema. Ito ang mga neutrino detector ng KamLAND experiments (Japan, ) at Borexino (Italy, ). Sa ibaba ay isinasaalang-alang namin ang aparato ng Borexino detector at ang mga resulta na nakuha sa detector na ito sa pagpaparehistro ng mga geo-neutrino.

Detektor ng Borexino at pagpaparehistro ng mga geo-neutrino

Ang Borexino neutrino detector ay matatagpuan sa gitnang Italya sa isang laboratoryo sa ilalim ng lupa sa ilalim ng hanay ng bundok ng Gran Sasso, na ang mga taluktok ng bundok ay umabot sa 2.9 km (Larawan 2).

kanin. Fig. 2. Location diagram ng neutrino laboratory sa ilalim ng kabundukan ng Gran Sasso (gitnang Italya)

Ang Borexino ay isang non-segmented na massive detector na ang aktibong medium ay
280 tonelada ng organic liquid scintillator. Pinuno nito ang isang naylon spherical vessel na 8.5 m ang lapad (Larawan 3). Ang scintillator ay pseudocumene (C 9 H 12) na may isang spectrum-shifting PPO additive (1.5 g/l). Ang liwanag mula sa scintillator ay kinokolekta ng 2212 eight-inch photomultipliers (PMTs) na inilagay sa isang stainless steel sphere (SSS).

kanin. 3. Scheme ng device ng Borexino detector

Ang isang nylon na sisidlan na may pseudocumene ay isang panloob na detektor na ang gawain ay irehistro ang mga neutrino (antineutrino). Ang panloob na detektor ay napapalibutan ng dalawang concentric buffer zone na nagpoprotekta dito mula sa mga panlabas na gamma ray at neutron. Ang panloob na zone ay puno ng isang non-scintillating medium na binubuo ng 900 tonelada ng pseudocumene na may dimethyl phthalate additives upang pawiin ang scintillations. Ang outer zone ay matatagpuan sa ibabaw ng SNS at isang water Cherenkov detector na naglalaman ng 2000 tonelada ng ultrapure na tubig at pinuputol ang mga signal mula sa mga muon na pumapasok sa pasilidad mula sa labas. Para sa bawat pakikipag-ugnayan na nagaganap sa panloob na detektor, ang enerhiya at oras ay tinutukoy. Ang pagkakalibrate ng detektor gamit ang iba't ibang mga radioactive na mapagkukunan ay naging posible upang tumpak na matukoy ang sukat ng enerhiya nito at ang antas ng muling paggawa ng light signal.
Ang Borexino ay isang napakataas na radiation purity detector. Ang lahat ng mga materyales ay mahigpit na pinili, at ang scintillator ay nalinis upang mabawasan ang panloob na background. Dahil sa mataas na kadalisayan ng radiation, ang Borexino ay isang mahusay na detektor para sa pag-detect ng mga antineutrino.
Sa reaksyon (1), ang positron ay nagbibigay ng agarang signal, na pagkaraan ng ilang oras ay sinusundan ng pagkuha ng isang neutron ng isang hydrogen nucleus, na humahantong sa paglitaw ng isang γ-quantum na may enerhiya na 2.22 MeV, na lumilikha ng isang naantala ang signal kaugnay ng una. Sa Borexino, ang oras ng pagkuha ng neutron ay halos 260 μs. Ang madalian at naantala na mga signal ay nakakaugnay sa espasyo at oras, na nagbibigay ng tumpak na pagkilala sa kaganapang dulot ng e .
Ang threshold para sa reaksyon (1) ay 1.806 MeV at, tulad ng makikita mula sa Fig. 1, lahat ng geo-neutrino mula sa mga pagkabulok ng 40 K at 235 U ay nasa ibaba ng threshold na ito, at isang bahagi lamang ng mga geo-neutrino na nagmula sa mga pagkabulok ng 232 Th at 238 U ang maaaring matukoy.
Ang Borexino detector ay unang nakakita ng mga signal mula sa mga geo-neutrino noong 2010 at kamakailan ay nag-publish ng mga bagong resulta batay sa mga obserbasyon sa loob ng 2056 araw mula Disyembre 2007 hanggang Marso 2015. Sa ibaba ay ipinakita namin ang nakuhang data at ang mga resulta ng kanilang talakayan, batay sa artikulo.
Bilang resulta ng pagsusuri ng pang-eksperimentong data, natukoy ang 77 kandidato para sa mga electron antineutrino na nakapasa sa lahat ng pamantayan sa pagpili. Ang background mula sa mga kaganapan na ginagaya sa e ay tinantya ng . Kaya, ang ratio ng signal/background ay ≈100.
Ang pangunahing pinagmulan ng background ay reactor antineutrino. Para sa Borexino, medyo paborable ang sitwasyon, dahil walang mga nuclear reactor malapit sa laboratoryo ng Gran Sasso. Bilang karagdagan, ang mga antineutrino ng reactor ay mas masigla kaysa sa mga geo-neutrino, na naging posible upang paghiwalayin ang mga antineutrino na ito mula sa positron sa pamamagitan ng lakas ng signal. Ang mga resulta ng pagsusuri ng mga kontribusyon ng geo-neutrino at reactor antineutrino sa kabuuang bilang ng mga naitala na kaganapan mula sa e ay ipinapakita sa Fig. 4. Ang bilang ng mga rehistradong geo-neutrino na ibinigay ng pagsusuring ito (ang may kulay na lugar ay tumutugma sa kanila sa Fig. 4) ay katumbas ng . Sa spectrum ng mga geo-neutrino na nakuha bilang resulta ng pagsusuri, dalawang grupo ang nakikita - hindi gaanong masigla, mas matindi at mas masigla, hindi gaanong matindi. Iniuugnay ng mga may-akda ng inilarawang pag-aaral ang mga pangkat na ito sa mga pagkabulok ng thorium at uranium, ayon sa pagkakabanggit.
Sa pagsusuri na tinatalakay, ginamit namin ang ratio ng masa ng thorium at uranium sa usapin ng Earth
m(Th)/m(U) = 3.9 (sa talahanayan ang halagang ito ay ≈3.8). Ang figure na ito ay sumasalamin sa kamag-anak na nilalaman ng mga kemikal na elemento sa chondrites - ang pinakakaraniwang pangkat ng mga meteorite (higit sa 90% ng mga meteorite na nahulog sa Earth ay nabibilang sa pangkat na ito). Ito ay pinaniniwalaan na ang komposisyon ng mga chondrites, maliban sa mga magaan na gas (hydrogen at helium), ay inuulit ang komposisyon ng solar system at ang protoplanetary disk kung saan nabuo ang Earth.

kanin. Fig. 4. Spectrum ng liwanag na output mula sa mga positron sa mga yunit ng bilang ng mga photoelectron para sa mga kaganapan ng kandidato ng antineutrino (mga eksperimentong puntos). Ang may kulay na lugar ay ang kontribusyon ng mga geo-neutrino. Ang solidong linya ay ang kontribusyon ng mga reactor antineutrino.

Sa ating bansa, na mayaman sa hydrocarbons, ang geothermal energy ay isang uri ng kakaibang mapagkukunan na, sa kasalukuyang estado ng mga gawain, ay malamang na hindi makipagkumpitensya sa langis at gas. Gayunpaman, ang alternatibong anyo ng enerhiya na ito ay maaaring gamitin sa halos lahat ng dako at medyo mahusay.

Ang geothermal energy ay ang init ng loob ng daigdig. Ginagawa ito sa kalaliman at dumarating sa ibabaw ng Earth sa iba't ibang anyo at may iba't ibang intensity.

Ang temperatura ng itaas na mga layer ng lupa ay higit sa lahat ay nakasalalay sa panlabas (exogenous) na mga kadahilanan - sikat ng araw at temperatura ng hangin. Sa tag-araw at sa araw, ang lupa ay umiinit hanggang sa ilang kalaliman, at sa taglamig at gabi ay lumalamig ito kasunod ng pagbabago sa temperatura ng hangin at may ilang pagkaantala, na tumataas nang may lalim. Ang impluwensya ng pang-araw-araw na pagbabagu-bago sa temperatura ng hangin ay nagtatapos sa lalim mula sa ilang hanggang ilang sampu-sampung sentimetro. Ang mga pana-panahong pagbabagu-bago ay nakakakuha ng mas malalim na mga layer ng lupa - hanggang sampu-sampung metro.

Sa isang tiyak na lalim - mula sampu hanggang daan-daang metro - ang temperatura ng lupa ay pinananatiling pare-pareho, katumbas ng average na taunang temperatura ng hangin malapit sa ibabaw ng Earth. Ito ay madaling i-verify sa pamamagitan ng pagpunta sa isang medyo malalim na kuweba.

Kapag ang average na taunang temperatura ng hangin sa isang partikular na lugar ay mas mababa sa zero, ito ay nagpapakita ng sarili bilang permafrost (mas tiyak, permafrost). Sa Silangang Siberia, ang kapal, iyon ay, ang kapal, ng buong taon na mga frozen na lupa ay umabot sa 200-300 m sa mga lugar.

Mula sa isang tiyak na lalim (sa sarili nito para sa bawat punto sa mapa), ang pagkilos ng Araw at ng atmospera ay humihina nang husto na ang mga endogenous (panloob) na mga kadahilanan ay mauna at ang loob ng lupa ay pinainit mula sa loob, upang ang temperatura ay magsimulang uminit. tumaas nang may lalim.

Ang pag-init ng malalim na mga layer ng Earth ay pangunahing nauugnay sa pagkabulok ng mga radioactive na elemento na matatagpuan doon, bagaman ang iba pang mga mapagkukunan ng init ay pinangalanan din, halimbawa, physicochemical, tectonic na mga proseso sa malalim na mga layer ng crust at mantle ng earth. Ngunit anuman ang dahilan, ang temperatura ng mga bato at nauugnay na likido at gas na mga sangkap ay tumataas nang may lalim. Ang mga minero ay nahaharap sa hindi pangkaraniwang bagay na ito - ito ay palaging mainit sa malalim na mga minahan. Sa lalim na 1 km, ang tatlumpung degree na init ay normal, at mas malalim ang temperatura ay mas mataas pa.

Ang daloy ng init ng loob ng lupa, na umaabot sa ibabaw ng Earth, ay maliit - sa karaniwan, ang kapangyarihan nito ay 0.03–0.05 W / m 2, o humigit-kumulang 350 W h / m 2 bawat taon. Laban sa background ng daloy ng init mula sa Araw at sa hangin na pinainit nito, ito ay isang hindi mahahalata na halaga: ang Araw ay nagbibigay sa bawat square meter ng ibabaw ng lupa ng halos 4,000 kWh taun-taon, iyon ay, 10,000 beses na higit pa (siyempre, ito ay sa karaniwan, na may malaking pagkalat sa pagitan ng mga polar at equatorial latitude at depende sa iba pang mga kadahilanan sa klima at panahon).

Ang kawalang-halaga ng daloy ng init mula sa kalaliman hanggang sa ibabaw sa karamihan ng planeta ay nauugnay sa mababang thermal conductivity ng mga bato at ang mga kakaibang istraktura ng geological. Ngunit may mga pagbubukod - mga lugar kung saan mataas ang daloy ng init. Ang mga ito ay, una sa lahat, mga zone ng tectonic faults, tumaas na aktibidad ng seismic at volcanism, kung saan ang enerhiya ng loob ng lupa ay nakakahanap ng paraan palabas. Ang ganitong mga zone ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga thermal anomalya ng lithosphere, dito ang daloy ng init na umaabot sa ibabaw ng Earth ay maaaring maraming beses at kahit na mga order ng magnitude na mas malakas kaysa sa "karaniwan". Ang isang malaking halaga ng init ay dinadala sa ibabaw sa mga zone na ito sa pamamagitan ng mga pagsabog ng bulkan at mga mainit na bukal ng tubig.

Ang mga lugar na ito ang pinaka-kanais-nais para sa pagbuo ng geothermal energy. Sa teritoryo ng Russia, ito ay, una sa lahat, Kamchatka, Kuril Islands at Caucasus.

Kasabay nito, ang pag-unlad ng geothermal na enerhiya ay posible halos lahat ng dako, dahil ang pagtaas ng temperatura na may lalim ay isang ubiquitous phenomenon, at ang gawain ay "kunin" ang init mula sa mga bituka, tulad ng mineral na hilaw na materyales ay nakuha mula doon.

Sa karaniwan, ang temperatura ay tumataas nang may lalim ng 2.5-3°C para sa bawat 100 m. Ang ratio ng pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang puntong nasa magkaibang lalim sa pagkakaiba ng lalim sa pagitan ng mga ito ay tinatawag na geothermal gradient.

Ang reciprocal ay ang geothermal step, o ang depth interval kung saan tumataas ang temperatura ng 1°C.

Kung mas mataas ang gradient at, nang naaayon, mas mababa ang hakbang, mas malapit ang init ng lalim ng Earth sa ibabaw at mas promising ang lugar na ito para sa pagbuo ng geothermal energy.

Sa iba't ibang lugar, depende sa geological na istraktura at iba pang rehiyon at lokal na kondisyon, ang rate ng pagtaas ng temperatura na may lalim ay maaaring mag-iba nang malaki. Sa sukat ng Earth, ang mga pagbabago sa mga halaga ng geothermal gradient at mga hakbang ay umaabot ng 25 beses. Halimbawa, sa estado ng Oregon (USA) ang gradient ay 150°C bawat 1 km, at sa South Africa ito ay 6°C bawat 1 km.

Ang tanong ay, ano ang temperatura sa napakalalim - 5, 10 km o higit pa? Kung magpapatuloy ang trend, ang mga temperatura sa lalim na 10 km ay dapat na nasa average sa paligid ng 250–300°C. Ito ay higit pa o hindi gaanong nakumpirma ng mga direktang obserbasyon sa mga ultradeep na balon, bagaman ang larawan ay mas kumplikado kaysa sa linear na pagtaas ng temperatura.

Halimbawa, sa Kola superdeep well na na-drill sa Baltic Crystalline Shield, nagbabago ang temperatura sa bilis na 10°C/1 km sa lalim na 3 km, at pagkatapos ay nagiging 2–2.5 beses na mas mataas ang geothermal gradient. Sa lalim na 7 km, ang temperaturang 120°C ay naitala na, sa 10 km - 180°C, at sa 12 km - 220°C.

Ang isa pang halimbawa ay isang balon na inilatag sa Northern Caspian, kung saan sa lalim na 500 m ang temperatura na 42°C ay naitala, sa 1.5 km - 70°C, sa 2 km - 80°C, sa 3 km - 108°C.

Ipinapalagay na bumababa ang geothermal gradient simula sa lalim na 20–30 km: sa lalim na 100 km, ang tinantyang temperatura ay humigit-kumulang 1300–1500°C, sa lalim na 400 km - 1600°C, sa Earth's core (malalim na higit sa 6000 km) - 4000–5000° C.

Sa lalim na hanggang 10–12 km, ang temperatura ay sinusukat sa pamamagitan ng mga drilled well; kung saan wala ang mga ito, ito ay tinutukoy ng hindi direktang mga palatandaan sa parehong paraan tulad ng sa mas malalim. Ang ganitong mga di-tuwirang palatandaan ay maaaring ang likas na katangian ng pagdaan ng mga seismic wave o ang temperatura ng pag-aalburoto ng lava.

Gayunpaman, para sa mga layunin ng geothermal energy, ang data sa mga temperatura sa lalim na higit sa 10 km ay hindi pa praktikal na interes.

Mayroong maraming init sa lalim ng ilang kilometro, ngunit paano ito itataas? Minsan nalulutas mismo ng kalikasan ang problemang ito para sa atin sa tulong ng isang natural na coolant - pinainit na thermal water na lumalabas sa ibabaw o nakahiga sa lalim na naa-access sa atin. Sa ilang mga kaso, ang tubig sa kalaliman ay pinainit hanggang sa estado ng singaw.

Walang mahigpit na kahulugan ng konsepto ng "thermal waters". Bilang isang patakaran, ang ibig nilang sabihin ay mainit na tubig sa lupa sa isang likidong estado o sa anyo ng singaw, kabilang ang mga dumarating sa ibabaw ng Earth na may temperatura na higit sa 20 ° C, iyon ay, bilang panuntunan, mas mataas kaysa sa temperatura ng hangin.

Ang init ng tubig sa lupa, singaw, steam-water mixtures ay hydrothermal energy. Alinsunod dito, ang enerhiya batay sa paggamit nito ay tinatawag na hydrothermal.

Ang sitwasyon ay mas kumplikado sa paggawa ng init nang direkta mula sa mga tuyong bato - petrothermal energy, lalo na dahil ang sapat na mataas na temperatura, bilang panuntunan, ay nagsisimula mula sa lalim ng ilang kilometro.

Sa teritoryo ng Russia, ang potensyal ng petrothermal energy ay isang daang beses na mas mataas kaysa sa hydrothermal energy - 3,500 at 35 trilyon tonelada ng karaniwang gasolina, ayon sa pagkakabanggit. Ito ay medyo natural - ang init ng kalaliman ng Earth ay nasa lahat ng dako, at ang mga thermal water ay matatagpuan sa lokal. Gayunpaman, dahil sa mga halatang teknikal na kahirapan, karamihan sa mga thermal water ay kasalukuyang ginagamit upang makabuo ng init at kuryente.

Ang mga temperatura ng tubig mula 20-30 hanggang 100°C ay angkop para sa pagpainit, mga temperatura mula 150°C pataas - at para sa pagbuo ng kuryente sa mga geothermal power plant.

Sa pangkalahatan, ang mga mapagkukunang geothermal sa teritoryo ng Russia, sa mga tuntunin ng tonelada ng karaniwang gasolina o anumang iba pang yunit ng pagsukat ng enerhiya, ay halos 10 beses na mas mataas kaysa sa mga reserbang fossil fuel.

Sa teorya, tanging ang geothermal na enerhiya ang ganap na makakatugon sa mga pangangailangan ng enerhiya ng bansa. Sa pagsasagawa, sa ngayon, sa karamihan ng teritoryo nito, hindi ito magagawa para sa teknikal at pang-ekonomiyang mga kadahilanan.

Sa mundo, ang paggamit ng geothermal energy ay kadalasang nauugnay sa Iceland - isang bansang matatagpuan sa hilagang dulo ng Mid-Atlantic Ridge, sa isang napakaaktibong tectonic at volcanic zone. Marahil naaalala ng lahat ang malakas na pagsabog ng bulkang Eyyafyatlayokudl ( Eyjafjallajokull) sa 2010.

Ito ay salamat sa geological specificity na ang Iceland ay may malaking reserba ng geothermal energy, kabilang ang mga hot spring na dumarating sa ibabaw ng Earth at kahit na bumubulusok sa anyo ng mga geyser.

Sa Iceland, higit sa 60% ng lahat ng enerhiya na natupok ay kasalukuyang kinukuha mula sa Earth. Kabilang dahil sa mga geothermal na pinagmumulan, 90% ng heating at 30% ng pagbuo ng kuryente ay ibinibigay. Idinagdag namin na ang natitirang bahagi ng kuryente sa bansa ay ginawa ng mga hydroelectric power plant, iyon ay, gumagamit din ng isang nababagong mapagkukunan ng enerhiya, salamat sa kung saan ang Iceland ay mukhang isang uri ng pandaigdigang pamantayan sa kapaligiran.

Ang "pagpaamo" ng geothermal energy noong ika-20 siglo ay nakatulong nang malaki sa ekonomiya ng Iceland. Hanggang sa kalagitnaan ng huling siglo, ito ay isang napakahirap na bansa, ngayon ito ay nangunguna sa ranggo sa mundo sa mga tuntunin ng naka-install na kapasidad at produksyon ng geothermal energy per capita, at nasa nangungunang sampung sa mga tuntunin ng ganap na naka-install na kapasidad ng geothermal power halaman. Gayunpaman, ang populasyon nito ay 300 libong mga tao lamang, na nagpapadali sa gawain ng paglipat sa mga mapagkukunan ng enerhiya sa kapaligiran: ang pangangailangan para dito ay karaniwang maliit.

Bilang karagdagan sa Iceland, ang isang mataas na bahagi ng geothermal na enerhiya sa kabuuang balanse ng produksyon ng kuryente ay ibinibigay sa New Zealand at mga isla na estado ng Timog-silangang Asya (Pilipinas at Indonesia), ang mga bansa ng Central America at East Africa, na ang teritoryo ay nailalarawan din. sa pamamagitan ng mataas na aktibidad ng seismic at bulkan. Para sa mga bansang ito, sa kanilang kasalukuyang antas ng pag-unlad at pangangailangan, ang enerhiyang geothermal ay gumagawa ng malaking kontribusyon sa pag-unlad ng sosyo-ekonomiko.

Ang paggamit ng geothermal energy ay may napakahabang kasaysayan. Ang isa sa mga unang kilalang halimbawa ay ang Italya, isang lugar sa lalawigan ng Tuscany, na ngayon ay tinatawag na Larderello, kung saan, sa simula pa lamang ng ika-19 na siglo, ang mga lokal na mainit na thermal water, natural na umaagos o nakuha mula sa mababaw na balon, ay ginamit para sa enerhiya. mga layunin.

Ang tubig mula sa mga pinagmumulan sa ilalim ng lupa, na mayaman sa boron, ay ginamit dito upang makakuha ng boric acid. Sa una, ang acid na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagsingaw sa mga bakal na boiler, at ang ordinaryong kahoy na panggatong ay kinuha bilang gasolina mula sa kalapit na kagubatan, ngunit noong 1827 si Francesco Larderel ay lumikha ng isang sistema na nagtrabaho sa init ng tubig mismo. Kasabay nito, ang enerhiya ng natural na singaw ng tubig ay nagsimulang gamitin para sa pagpapatakbo ng mga drilling rig, at sa simula ng ika-20 siglo, para sa pagpainit ng mga lokal na bahay at greenhouses. Sa parehong lugar, sa Larderello, noong 1904, ang thermal water vapor ay naging mapagkukunan ng enerhiya para sa pagbuo ng kuryente.

Ang halimbawa ng Italya sa pagtatapos ng ika-19 at simula ng ika-20 siglo ay sinundan ng ilang ibang mga bansa. Halimbawa, noong 1892, ang mga thermal water ay unang ginamit para sa lokal na pagpainit sa Estados Unidos (Boise, Idaho), noong 1919 - sa Japan, noong 1928 - sa Iceland.

Sa Estados Unidos, ang unang hydrothermal power plant ay lumitaw sa California noong unang bahagi ng 1930s, sa New Zealand - noong 1958, sa Mexico - noong 1959, sa Russia (ang unang binary GeoPP sa mundo) - noong 1965 .

Isang lumang prinsipyo sa isang bagong pinagmulan

Ang pagbuo ng kuryente ay nangangailangan ng mas mataas na temperatura ng pinagmumulan ng tubig kaysa sa pagpainit, higit sa 150°C. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang geothermal power plant (GeoES) ay katulad ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang conventional thermal power plant (TPP). Sa katunayan, ang geothermal power plant ay isang uri ng thermal power plant.

Sa mga thermal power plant, bilang panuntunan, ang coal, gas o fuel oil ay kumikilos bilang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya, at ang singaw ng tubig ay nagsisilbing working fluid. Ang gasolina, nasusunog, ay nagpapainit ng tubig sa isang estado ng singaw, na nagpapaikot sa steam turbine, at ito ay bumubuo ng kuryente.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng GeoPP ay ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya dito ay ang init ng loob ng lupa at ang gumaganang likido sa anyo ng singaw ay pumapasok sa mga blades ng turbine ng electric generator sa isang "handa" na anyo nang direkta mula sa balon ng produksyon.

Mayroong tatlong pangunahing mga scheme ng pagpapatakbo ng GeoPP: direkta, gamit ang tuyo (geothermal) singaw; hindi direkta, batay sa hydrothermal na tubig, at halo-halong, o binary.

Ang paggamit ng isa o isa pang scheme ay depende sa estado ng pagsasama-sama at ang temperatura ng carrier ng enerhiya.

Ang pinakasimpleng at samakatuwid ang una sa mga pinagkadalubhasaan na mga scheme ay ang direktang isa, kung saan ang singaw na nagmumula sa balon ay direktang dumaan sa turbine. Ang unang GeoPP sa mundo sa Larderello noong 1904 ay nagpatakbo din sa tuyong singaw.

Ang mga GeoPP na may hindi direktang pamamaraan ng pagpapatakbo ay ang pinakakaraniwan sa ating panahon. Gumagamit sila ng mainit na tubig sa ilalim ng lupa, na ibinobomba sa ilalim ng mataas na presyon sa isang evaporator, kung saan ang bahagi nito ay sumingaw, at ang nagresultang singaw ay umiikot sa isang turbine. Sa ilang mga kaso, ang mga karagdagang aparato at circuit ay kinakailangan upang linisin ang geothermal na tubig at singaw mula sa mga agresibong compound.

Ang singaw ng tambutso ay pumapasok nang maayos sa iniksyon o ginagamit para sa pagpainit ng espasyo - sa kasong ito, ang prinsipyo ay kapareho ng sa panahon ng pagpapatakbo ng isang CHP.

Sa binary GeoPPs, ang mainit na thermal water ay nakikipag-ugnayan sa isa pang likido na nagsisilbing gumaganang fluid na may mas mababang boiling point. Ang parehong mga likido ay dumaan sa isang heat exchanger, kung saan ang thermal water ay sumisingaw sa gumaganang likido, ang mga singaw nito ay umiikot sa turbine.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang binary GeoPP. Ang mainit na thermal water ay nakikipag-ugnayan sa isa pang likido na gumaganap bilang isang gumaganang likido at may mas mababang punto ng kumukulo. Ang parehong mga likido ay dumaan sa isang heat exchanger, kung saan ang thermal water ay sumisingaw sa gumaganang likido, ang mga singaw na kung saan, sa turn, ay paikutin ang turbine.

Ang sistemang ito ay sarado, na lumulutas sa problema ng mga emisyon sa kapaligiran. Bilang karagdagan, ginagawang posible ng mga gumaganang likido na may medyo mababang boiling point na gumamit ng hindi masyadong mainit na thermal water bilang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya.

Ang lahat ng tatlong scheme ay gumagamit ng hydrothermal source, ngunit ang petrothermal energy ay maaari ding gamitin upang makabuo ng kuryente.

Ang circuit diagram sa kasong ito ay medyo simple din. Kinakailangan na mag-drill ng dalawang magkakaugnay na balon - iniksyon at produksyon. Ang tubig ay binomba sa balon ng iniksyon. Sa lalim, ito ay umiinit, pagkatapos ay pinainit na tubig o singaw na nabuo bilang isang resulta ng malakas na pag-init ay ibinibigay sa ibabaw sa pamamagitan ng isang balon ng produksyon. Dagdag pa, ang lahat ay nakasalalay sa kung paano ginagamit ang petrothermal energy - para sa pagpainit o para sa produksyon ng kuryente. Posible ang isang closed cycle sa pagbomba ng tambutso na singaw at tubig pabalik sa balon ng iniksyon o ibang paraan ng pagtatapon.

Scheme ng petrothermal system. Ang sistema ay batay sa paggamit ng gradient ng temperatura sa pagitan ng ibabaw ng daigdig at sa loob nito, kung saan mas mataas ang temperatura. Ang tubig mula sa ibabaw ay ibinobomba sa balon ng iniksyon at pinainit sa lalim, pagkatapos ay ang pinainit na tubig o ang singaw na nabuo bilang resulta ng pag-init ay ibinibigay sa ibabaw sa pamamagitan ng balon ng produksyon.

Ang kawalan ng naturang sistema ay halata: upang makakuha ng sapat na mataas na temperatura ng gumaganang likido, kinakailangan upang mag-drill ng mga balon sa isang mahusay na lalim. At ito ay isang malubhang gastos at ang panganib ng makabuluhang pagkawala ng init kapag ang likido ay gumagalaw pataas. Samakatuwid, ang mga petrothermal system ay hindi gaanong karaniwan kaysa sa mga hydrothermal, bagama't ang potensyal ng petrothermal na enerhiya ay mga order ng magnitude na mas mataas.

Sa kasalukuyan, ang nangunguna sa paglikha ng tinatawag na petrothermal circulating systems (PCS) ay ang Australia. Bilang karagdagan, ang direksyong ito ng geothermal energy ay aktibong umuunlad sa USA, Switzerland, Great Britain, at Japan.

Regalo mula kay Lord Kelvin

Ang pag-imbento ng heat pump noong 1852 ng physicist na si William Thompson (aka Lord Kelvin) ay nagbigay sa sangkatauhan ng isang tunay na pagkakataon na gamitin ang mababang antas ng init ng itaas na mga layer ng lupa. Ang sistema ng heat pump, o heat multiplier bilang tawag dito ni Thompson, ay batay sa pisikal na proseso ng paglilipat ng init mula sa kapaligiran patungo sa nagpapalamig. Sa katunayan, ginagamit nito ang parehong prinsipyo tulad ng sa mga petrothermal system. Ang pagkakaiba ay nasa pinagmumulan ng init, na may kaugnayan kung saan maaaring lumitaw ang isang terminolohikal na tanong: hanggang saan ang isang heat pump ay maaaring ituring na isang geothermal system? Ang katotohanan ay na sa itaas na mga layer, sa lalim ng sampu o daan-daang metro, ang mga bato at ang mga likidong nakapaloob sa mga ito ay pinainit hindi sa malalim na init ng lupa, ngunit sa pamamagitan ng araw. Kaya, ang araw sa kasong ito ang pangunahing pinagmumulan ng init, bagaman ito ay kinuha, tulad ng sa mga geothermal system, mula sa lupa.

Ang pagpapatakbo ng isang heat pump ay batay sa pagkaantala sa pag-init at paglamig ng lupa kumpara sa atmospera, bilang isang resulta kung saan ang isang gradient ng temperatura ay nabuo sa pagitan ng ibabaw at mas malalim na mga layer, na nagpapanatili ng init kahit na sa taglamig, katulad ng ano ang nangyayari sa mga reservoir. Ang pangunahing layunin ng mga heat pump ay ang pagpainit ng espasyo. Sa katunayan, ito ay isang "refrigerator in reverse". Parehong ang heat pump at ang refrigerator ay nakikipag-ugnayan sa tatlong bahagi: ang panloob na kapaligiran (sa unang kaso - isang pinainit na silid, sa pangalawa - isang cooled refrigerator chamber), ang panlabas na kapaligiran - isang mapagkukunan ng enerhiya at isang nagpapalamig (nagpapalamig), na ay isa ring coolant na nagbibigay ng heat transfer o malamig.

Ang isang sangkap na may mababang punto ng kumukulo ay nagsisilbing isang nagpapalamig, na nagpapahintulot dito na kumuha ng init mula sa isang pinagmumulan na kahit na medyo mababa ang temperatura.

Sa refrigerator, ang likidong nagpapalamig ay pumapasok sa evaporator sa pamamagitan ng isang throttle (pressure regulator), kung saan, dahil sa isang matalim na pagbaba sa presyon, ang likido ay sumingaw. Ang evaporation ay isang endothermic na proseso na nangangailangan ng init na masipsip mula sa labas. Bilang isang resulta, ang init ay kinukuha mula sa panloob na mga dingding ng evaporator, na nagbibigay ng epekto sa paglamig sa silid ng refrigerator. Dagdag pa mula sa evaporator, ang nagpapalamig ay sinipsip sa compressor, kung saan ito ay bumalik sa likidong estado ng pagsasama-sama. Ito ang kabaligtaran na proseso, na humahantong sa paglabas ng kinuhang init sa panlabas na kapaligiran. Bilang isang patakaran, ito ay itinapon sa silid, at ang likod na dingding ng refrigerator ay medyo mainit.

Ang heat pump ay gumagana sa halos parehong paraan, na may pagkakaiba na ang init ay kinuha mula sa panlabas na kapaligiran at pumapasok sa panloob na kapaligiran sa pamamagitan ng evaporator - ang sistema ng pag-init ng silid.

Sa isang tunay na heat pump, ang tubig ay pinainit, na dumadaan sa isang panlabas na circuit na inilatag sa lupa o isang reservoir, pagkatapos ay pumapasok sa evaporator.

Sa evaporator, ang init ay inililipat sa isang panloob na circuit na puno ng isang nagpapalamig na may mababang punto ng kumukulo, na, na dumadaan sa evaporator, ay nagbabago mula sa isang likidong estado sa isang gas na estado, na kumukuha ng init.

Dagdag pa, ang gaseous refrigerant ay pumapasok sa compressor, kung saan ito ay na-compress sa mataas na presyon at temperatura, at pumapasok sa condenser, kung saan ang palitan ng init ay nagaganap sa pagitan ng mainit na gas at ng heat carrier mula sa heating system.

Ang compressor ay nangangailangan ng kuryente upang gumana, gayunpaman, ang ratio ng pagbabagong-anyo (ang ratio ng enerhiya na natupok at ginawa) sa mga modernong sistema ay sapat na mataas upang matiyak ang kanilang kahusayan.

Sa kasalukuyan, ang mga heat pump ay malawakang ginagamit para sa pagpainit ng espasyo, pangunahin sa mga maunlad na bansa.

Eco-correct na enerhiya

Ang geothermal energy ay itinuturing na environment friendly, na karaniwang totoo. Una sa lahat, gumagamit ito ng nababagong at halos hindi mauubos na mapagkukunan. Ang geothermal na enerhiya ay hindi nangangailangan ng malalaking lugar, hindi tulad ng malalaking hydroelectric power plant o wind farm, at hindi nagpaparumi sa kapaligiran, hindi katulad ng hydrocarbon energy. Sa karaniwan, sinasakop ng GeoPP ang 400 m 2 sa mga tuntunin ng 1 GW ng kuryenteng nabuo. Ang parehong figure para sa isang coal-fired thermal power plant, halimbawa, ay 3600 m 2. Kasama rin sa mga benepisyo sa kapaligiran ng mga GeoPP ang mababang pagkonsumo ng tubig - 20 litro ng sariwang tubig bawat 1 kW, habang nangangailangan ng humigit-kumulang 1000 litro ang mga thermal power plant at nuclear power plant. Tandaan na ito ang mga environmental indicator ng "average" na GeoPP.

Ngunit mayroon pa ring mga negatibong epekto. Kabilang sa mga ito, ang ingay, thermal pollution ng kapaligiran at kemikal na polusyon ng tubig at lupa, pati na rin ang pagbuo ng solidong basura ay madalas na nakikilala.

Ang pangunahing pinagmumulan ng kemikal na polusyon sa kapaligiran ay ang thermal water mismo (na may mataas na temperatura at mineralization), na kadalasang naglalaman ng malalaking halaga ng mga nakakalason na compound, at samakatuwid ay may problema sa waste water at mga mapanganib na sangkap na pagtatapon.

Ang mga negatibong epekto ng geothermal energy ay maaaring masubaybayan sa ilang yugto, simula sa mga balon sa pagbabarena. Dito, ang parehong mga panganib ay lumitaw tulad ng kapag ang pagbabarena ng anumang balon: pagkasira ng lupa at takip ng mga halaman, polusyon sa lupa at tubig sa lupa.

Sa yugto ng pagpapatakbo ng GeoPP, nagpapatuloy ang mga problema ng polusyon sa kapaligiran. Ang mga thermal fluid - tubig at singaw - karaniwang naglalaman ng carbon dioxide (CO 2), sulfur sulfide (H 2 S), ammonia (NH 3), methane (CH 4), common salt (NaCl), boron (B), arsenic (As). ), mercury (Hg). Kapag inilabas sa kapaligiran, nagiging mapagkukunan sila ng polusyon. Bilang karagdagan, ang isang agresibong kemikal na kapaligiran ay maaaring magdulot ng pagkasira ng kaagnasan sa mga istruktura ng GeoTPP.

Kasabay nito, ang mga pollutant emissions sa GeoPPs ay nasa average na mas mababa kaysa sa TPPs. Halimbawa, ang carbon dioxide emissions kada kilowatt-hour ng kuryenteng nabuo ay hanggang 380 g sa GeoPPs, 1042 g sa coal-fired thermal power plants, 906 g sa fuel oil at 453 g sa gas-fired thermal power plants.

Ang tanong ay lumitaw: ano ang gagawin sa basurang tubig? Sa mababang kaasinan, pagkatapos ng paglamig, maaari itong ilabas sa ibabaw ng tubig. Ang isa pang paraan ay ang pagbomba nito pabalik sa aquifer sa pamamagitan ng isang balon ng iniksyon, na siyang mas gusto at nangingibabaw na pagsasanay sa kasalukuyan.

Ang pagkuha ng thermal water mula sa mga aquifers (pati na rin ang pagbomba ng ordinaryong tubig) ay maaaring magdulot ng paghupa at paggalaw ng lupa, iba pang mga deformasyon ng mga geological layer, at micro-earthquakes. Karaniwang mababa ang posibilidad ng gayong mga kababalaghan, bagama't naitala ang mga indibidwal na kaso (halimbawa, sa GeoPP sa Staufen im Breisgau sa Germany).

Dapat bigyang-diin na ang karamihan sa mga GeoPP ay matatagpuan sa mga lugar na medyo kakaunti ang populasyon at sa mga bansa sa ikatlong mundo, kung saan ang mga kinakailangan sa kapaligiran ay hindi gaanong mahigpit kaysa sa mga binuo na bansa. Bilang karagdagan, sa ngayon ang bilang ng mga GeoPP at ang kanilang mga kapasidad ay medyo maliit. Sa mas malaking pag-unlad ng geothermal energy, maaaring tumaas at dumami ang mga panganib sa kapaligiran.

Magkano ang enerhiya ng Earth?

Ang mga gastos sa pamumuhunan para sa pagtatayo ng mga geothermal system ay nag-iiba sa isang napakalawak na saklaw - mula 200 hanggang 5000 dolyar bawat 1 kW ng naka-install na kapasidad, iyon ay, ang mga pinakamurang opsyon ay maihahambing sa gastos ng pagbuo ng isang thermal power plant. Nakasalalay sila, una sa lahat, sa mga kondisyon ng paglitaw ng mga thermal water, ang kanilang komposisyon, at ang disenyo ng system. Ang pagbabarena sa napakalalim, ang paglikha ng isang saradong sistema na may dalawang balon, ang pangangailangan para sa paggamot ng tubig ay maaaring magparami ng gastos.

Halimbawa, ang mga pamumuhunan sa paglikha ng isang petrothermal circulation system (PTS) ay tinatantya sa 1.6–4 na libong dolyar bawat 1 kW ng naka-install na kapasidad, na lumalampas sa mga gastos sa pagtatayo ng nuclear power plant at maihahambing sa mga gastos sa pagtatayo ng hangin at solar power plants.

Ang halatang bentahe sa ekonomiya ng GeoTPP ay isang libreng carrier ng enerhiya. Para sa paghahambing, sa istraktura ng gastos ng isang operating thermal power plant o nuclear power plant, ang gasolina ay nagkakahalaga ng 50–80% o higit pa, depende sa kasalukuyang mga presyo ng enerhiya. Samakatuwid, ang isa pang bentahe ng geothermal system: ang mga gastos sa pagpapatakbo ay mas matatag at mahuhulaan, dahil hindi sila nakadepende sa panlabas na pagkakaugnay ng mga presyo ng enerhiya. Sa pangkalahatan, ang mga gastos sa pagpapatakbo ng GeoTPP ay tinatantya sa 2–10 cents (60 kopecks–3 rubles) bawat 1 kWh ng nabuong kapasidad.

Ang pangalawang pinakamalaking (at napakalaking halaga) na item ng paggasta pagkatapos ng carrier ng enerhiya ay, bilang panuntunan, ang sahod ng mga kawani ng istasyon, na maaaring mag-iba nang malaki ayon sa bansa at rehiyon.

Sa karaniwan, ang halaga ng 1 kWh ng geothermal energy ay maihahambing sa para sa mga thermal power plant (sa mga kondisyon ng Russia - mga 1 ruble / 1 kWh) at sampung beses na mas mataas kaysa sa halaga ng pagbuo ng kuryente sa hydroelectric power plants (5-10 kopecks / 1 kWh).

Bahagi ng dahilan ng mataas na gastos ay, hindi tulad ng mga thermal at hydraulic power plant, ang GeoTPP ay may medyo maliit na kapasidad. Bilang karagdagan, kinakailangan upang ihambing ang mga sistema na matatagpuan sa parehong rehiyon at sa mga katulad na kondisyon. Kaya, halimbawa, sa Kamchatka, ayon sa mga eksperto, ang 1 kWh ng geothermal na kuryente ay nagkakahalaga ng 2-3 beses na mas mura kaysa sa kuryente na ginawa sa mga lokal na thermal power plant.

Ang mga tagapagpahiwatig ng kahusayan sa ekonomiya ng geothermal system ay nakasalalay, halimbawa, sa kung kinakailangan upang itapon ang basurang tubig at sa kung anong mga paraan ito ginagawa, kung posible ang pinagsamang paggamit ng mapagkukunan. Kaya, ang mga kemikal na elemento at compound na nakuha mula sa thermal water ay maaaring magbigay ng karagdagang kita. Alalahanin ang halimbawa ng Larderello: ito ay kemikal na produksyon ang pangunahin doon, at ang paggamit ng geothermal na enerhiya sa una ay pantulong na kalikasan.

Geothermal Energy Forward

Medyo iba ang pagbuo ng geothermal energy kaysa sa hangin at solar. Sa kasalukuyan, ito ay higit na nakasalalay sa likas na katangian ng mapagkukunan mismo, na naiiba nang husto sa pamamagitan ng rehiyon, at ang pinakamataas na konsentrasyon ay nakatali sa makitid na mga zone ng geothermal anomalya, kadalasang nauugnay sa mga lugar ng tectonic faults at volcanism.

Bilang karagdagan, ang geothermal na enerhiya ay hindi gaanong teknolohikal na kapasidad kumpara sa hangin at higit pa sa solar energy: ang mga sistema ng geothermal station ay medyo simple.

Sa pangkalahatang istraktura ng produksyon ng kuryente sa mundo, ang bahagi ng geothermal ay nagkakahalaga ng mas mababa sa 1%, ngunit sa ilang mga rehiyon at bansa ang bahagi nito ay umabot sa 25-30%. Dahil sa pagkakaugnay sa mga geological na kondisyon, ang isang makabuluhang bahagi ng kapasidad ng geothermal na enerhiya ay puro sa mga bansa sa ikatlong daigdig, kung saan mayroong tatlong kumpol ng pinakamalaking pag-unlad ng industriya - ang mga isla ng Timog-silangang Asya, Central America at East Africa. Ang unang dalawang rehiyon ay bahagi ng Pacific "Fire Belt of the Earth", ang pangatlo ay nakatali sa East African Rift. Sa pinakamalaking posibilidad, patuloy na bubuo ang geothermal energy sa mga sinturong ito. Ang isang mas malayong pag-asa ay ang pagbuo ng petrothermal energy, gamit ang init ng mga layer ng lupa na nakahiga sa lalim ng ilang kilometro. Ito ay halos nasa lahat ng dako ng mapagkukunan, ngunit ang pagkuha nito ay nangangailangan ng mataas na gastos, kaya ang petrothermal na enerhiya ay pangunahing umuunlad sa pinakamalakas na mga bansa sa ekonomiya at teknolohiya.

Sa pangkalahatan, dahil sa ubiquity ng geothermal resources at isang katanggap-tanggap na antas ng kaligtasan sa kapaligiran, may dahilan upang maniwala na ang geothermal energy ay may magandang prospect ng pag-unlad. Lalo na sa lumalaking banta ng kakulangan ng mga tradisyunal na carrier ng enerhiya at pagtaas ng mga presyo para sa kanila.

Mula sa Kamchatka hanggang sa Caucasus

Sa Russia, ang pag-unlad ng geothermal energy ay may medyo mahabang kasaysayan, at sa ilang mga posisyon ay kabilang tayo sa mga pinuno ng mundo, kahit na ang bahagi ng geothermal energy sa kabuuang balanse ng enerhiya ng isang malaking bansa ay bale-wala pa rin.

Ang mga pioneer at sentro para sa pagpapaunlad ng geothermal energy sa Russia ay dalawang rehiyon - Kamchatka at North Caucasus, at kung sa unang kaso ay pinag-uusapan natin ang tungkol sa industriya ng kuryente, pagkatapos ay sa pangalawa - tungkol sa paggamit ng thermal energy ng mainit na tubig.

Sa North Caucasus - sa Krasnodar Territory, Chechnya, Dagestan - ang init ng thermal water ay ginamit para sa mga layunin ng enerhiya kahit na bago ang Great Patriotic War. Noong 1980s–1990s, ang pag-unlad ng geothermal energy sa rehiyon, para sa malinaw na mga kadahilanan, ay tumigil at hindi pa nakakabawi mula sa estado ng pagwawalang-kilos. Gayunpaman, ang supply ng geothermal na tubig sa North Caucasus ay nagbibigay ng init para sa halos 500 libong mga tao, at, halimbawa, ang lungsod ng Labinsk sa Teritoryo ng Krasnodar na may populasyon na 60 libong mga tao ay ganap na pinainit ng geothermal na tubig.

Sa Kamchatka, ang kasaysayan ng geothermal energy ay pangunahing nauugnay sa pagtatayo ng GeoPP. Ang una sa kanila, na nagpapatakbo pa rin ng mga istasyon ng Pauzhetskaya at Paratunskaya, ay itinayo noong 1965–1967, habang ang Paratunskaya GeoPP na may kapasidad na 600 kW ay naging unang istasyon sa mundo na may binary cycle. Ito ay ang pagbuo ng mga siyentipiko ng Sobyet na sina S. S. Kutateladze at A. M. Rosenfeld mula sa Institute of Thermal Physics ng Siberian Branch ng Russian Academy of Sciences, na nakatanggap noong 1965 ng isang sertipiko ng copyright para sa pagkuha ng kuryente mula sa tubig na may temperatura na 70 ° C. Ang teknolohiyang ito ay naging prototype ng higit sa 400 binary GeoPP sa mundo.

Ang kapasidad ng Pauzhetskaya GeoPP, na kinomisyon noong 1966, sa una ay 5 MW at pagkatapos ay tumaas sa 12 MW. Sa kasalukuyan, ang istasyon ay nasa ilalim ng pagtatayo ng isang binary block, na tataas ang kapasidad nito ng isa pang 2.5 MW.

Ang pag-unlad ng geothermal na enerhiya sa USSR at Russia ay nahahadlangan ng pagkakaroon ng tradisyonal na mapagkukunan ng enerhiya - langis, gas, karbon, ngunit hindi tumigil. Ang pinakamalaking geothermal power facility sa ngayon ay ang Verkhne-Mutnovskaya GeoPP na may kabuuang kapasidad na 12 MW power units, na kinomisyon noong 1999, at ang Mutnovskaya GeoPP na may kapasidad na 50 MW (2002).

Ang Mutnovskaya at Verkhne-Mutnovskaya GeoPP ay mga natatanging bagay hindi lamang para sa Russia, kundi pati na rin sa isang pandaigdigang saklaw. Ang mga istasyon ay matatagpuan sa paanan ng Mutnovsky volcano, sa taas na 800 metro sa ibabaw ng antas ng dagat, at nagpapatakbo sa matinding klimatiko na kondisyon, kung saan ito ay taglamig sa loob ng 9-10 buwan sa isang taon. Ang kagamitan ng Mutnovsky GeoPPs, na kasalukuyang isa sa pinakamoderno sa mundo, ay ganap na nilikha sa mga domestic enterprise ng power engineering.

Sa kasalukuyan, ang bahagi ng mga istasyon ng Mutnovsky sa pangkalahatang istraktura ng pagkonsumo ng enerhiya ng sentro ng enerhiya ng Central Kamchatka ay 40%. Ang pagtaas ng kapasidad ay binalak sa mga darating na taon.

Hiwalay, dapat itong sabihin tungkol sa mga pagpapaunlad ng petrothermal ng Russia. Wala pa kaming malaking PDS, gayunpaman, may mga advanced na teknolohiya para sa pagbabarena sa napakalalim (mga 10 km), na wala ring mga analogue sa mundo. Ang kanilang karagdagang pag-unlad ay gagawing posible upang lubos na mabawasan ang mga gastos sa paglikha ng mga petrothermal system. Ang mga nag-develop ng mga teknolohiya at proyektong ito ay N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (Geological Institute ng Russian Academy of Sciences), A. S. Nekrasov (Institute of Economic Forecasting ng Russian Academy of Sciences) at mga espesyalista mula sa Kaluga Turbine Plant. Sa kasalukuyan, ang proyekto ng petrothermal circulation system sa Russia ay nasa pilot stage.

May mga prospect para sa geothermal energy sa Russia, kahit na medyo malayo sila: sa ngayon, ang potensyal ay medyo malaki at ang mga posisyon ng tradisyonal na enerhiya ay malakas. Kasabay nito, sa ilang liblib na rehiyon ng bansa, ang paggamit ng geothermal energy ay kumikita sa ekonomiya at hinihiling kahit ngayon. Ito ang mga teritoryo na may mataas na potensyal na geo-enerhiya (Chukotka, Kamchatka, ang Kuriles - ang bahagi ng Russia ng Pacific "Fire Belt of the Earth", ang mga bundok ng Southern Siberia at ang Caucasus) at sa parehong oras ay malayo at pinutol. mula sa sentralisadong suplay ng enerhiya.

Malamang na sa mga darating na dekada, tiyak na uunlad ang geothermal energy sa ating bansa sa mga naturang rehiyon.

Kirill Degtyarev,
Mananaliksik, Moscow State University M. V. Lomonosov
"Agham at Buhay" No. 9, No. 10 2013