Para sa Russia, ang enerhiya ng init ng Earth ay maaaring maging isang pare-pareho, maaasahang pinagmumulan ng pagbibigay ng mura at abot-kayang kuryente at init gamit ang mga bagong high, environment friendly na teknolohiya para sa pagkuha at supply nito sa consumer. Ito ay totoo lalo na sa sandaling ito

Limitadong mapagkukunan ng mga hilaw na materyales ng fossil energy

Ang pangangailangan para sa mga hilaw na materyales ng organikong enerhiya ay mataas sa industriyalisado at umuunlad na mga bansa(USA, Japan, estado ng nagkakaisang Europa, China, India, atbp.). Kasabay nito, ang kanilang sariling mga mapagkukunan ng hydrocarbon sa mga bansang ito ay hindi sapat o nakalaan, at ang isang bansa, halimbawa, ang Estados Unidos, ay bumibili ng mga hilaw na materyales ng enerhiya sa ibang bansa o bumuo ng mga deposito sa ibang mga bansa.

Sa Russia, isa sa pinakamayamang bansa sa mga tuntunin ng mga mapagkukunan ng enerhiya, ang mga pang-ekonomiyang pangangailangan para sa enerhiya ay nasiyahan pa rin sa pamamagitan ng mga posibilidad ng paggamit ng mga likas na yaman. Gayunpaman, ang pagkuha ng fossil hydrocarbons mula sa bituka ay napaka mabilis. Kung noong 1940s-1960s. Ang pangunahing mga rehiyon na gumagawa ng langis ay ang "Second Baku" sa Volga at Cis-Urals, pagkatapos, simula noong 1970s, at hanggang sa kasalukuyan, ang Western Siberia ay naging isang lugar. Ngunit kahit dito mayroong isang makabuluhang pagbaba sa produksyon ng mga fossil hydrocarbons. Ang panahon ng "tuyo" na Cenomanian gas ay lumilipas. Dating yugto ng malawak na pag-unlad ng produksyon natural na gas naabot na ang katapusan. Ang pagkuha nito mula sa mga higanteng deposito tulad ng Medvezhye, Urengoyskoye at Yamburgskoye ay umabot sa 84, 65 at 50%, ayon sa pagkakabanggit. Ang proporsyon ng mga reserbang langis na paborable para sa pag-unlad ay bumababa din sa paglipas ng panahon.

Dahil sa aktibong pagkonsumo ng mga hydrocarbon fuel, ang mga onshore na reserba ng langis at natural na gas ay makabuluhang nabawasan. Ngayon ang kanilang mga pangunahing reserba ay puro sa continental shelf. At bagaman hilaw na materyal na base Ang industriya ng langis at gas ay sapat pa rin para sa produksyon ng langis at gas sa Russia sa mga kinakailangang volume, sa malapit na hinaharap ay ibibigay ito sa lahat higit pa dahil sa pag-unlad ng mga deposito na may kumplikadong pagmimina at geological na kondisyon. Kasabay nito, tataas ang halaga ng produksyon ng hydrocarbon.

Karamihan sa mga hindi nababagong mapagkukunan na nakuha mula sa ilalim ng lupa ay ginagamit bilang panggatong para sa mga planta ng kuryente. Una sa lahat, ito ang bahagi kung saan sa istraktura ng gasolina ay 64%.

Sa Russia, 70% ng kuryente ay nabuo sa mga thermal power plant. Ang mga negosyo ng enerhiya ng bansa taun-taon ay nagsusunog ng humigit-kumulang 500 milyong tonelada ng c.e. tonelada para sa layunin ng pagbuo ng kuryente at init, habang ang produksyon ng init ay gumagamit ng 3-4 na beses na mas maraming hydrocarbon fuel kaysa sa pagbuo ng kuryente.

Ang halaga ng init na nakuha mula sa pagkasunog ng mga volume na ito ng mga hilaw na materyales ng hydrocarbon ay katumbas ng paggamit ng daan-daang tonelada ng nuclear fuel - ang pagkakaiba ay malaki. Gayunpaman enerhiyang nuklear Nangangailangan ng pagtiyak sa kaligtasan sa kapaligiran (upang maiwasan ang pag-ulit ng Chernobyl) at pagprotekta nito mula sa mga posibleng pagkilos ng terorista, pati na rin ang ligtas at magastos na pag-decommissioning ng mga lipas na at lumang nuclear power units. Ang napatunayang nare-recover na mga reserba ng uranium sa mundo ay humigit-kumulang 3 milyon 400 libong tonelada. Para sa buong nakaraang panahon (hanggang 2007), humigit-kumulang 2 milyong tonelada ang minahan.

RES bilang kinabukasan ng pandaigdigang enerhiya

Itinaas sa Kamakailang mga dekada sa mundo, ang interes sa alternatibong renewable energy sources (RES) ay sanhi hindi lamang ng pagkaubos ng mga reserbang hydrocarbon fuel, kundi pati na rin ng pangangailangang malutas Mga isyu sa kapaligiran. Layunin na mga kadahilanan (fossil fuel at uranium reserves, pati na rin ang mga pagbabago sa kapaligiran na nauugnay sa paggamit ng tradisyonal na apoy at nuclear energy) at mga uso sa pagbuo ng enerhiya ay nagmumungkahi na ang paglipat sa mga bagong pamamaraan at anyo ng pagbuo ng enerhiya ay hindi maiiwasan. Nasa unang kalahati ng siglo XXI. magkakaroon ng kumpleto o halos kumpletong paglipat sa hindi tradisyonal na mga mapagkukunan ng enerhiya.

Kapag mas maaga ang isang tagumpay sa direksyon na ito, hindi gaanong masakit para sa buong lipunan at mas kapaki-pakinabang para sa bansa kung saan mapagpasyang hakbang sa ipinahiwatig na direksyon.

Ang ekonomiya ng mundo ay nagtakda na ng kurso para sa paglipat sa isang makatwirang kumbinasyon ng tradisyonal at bagong mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang pagkonsumo ng enerhiya sa mundo noong 2000 ay umabot sa higit sa 18 bilyong tonelada ng katumbas ng gasolina. tonelada, at pagkonsumo ng enerhiya sa 2025 ay maaaring tumaas sa 30–38 bilyong tonelada ng katumbas ng gasolina. tonelada, ayon sa forecast data, sa pamamagitan ng 2050 consumption sa antas ng 60 bilyong tonelada ng katumbas ng gasolina ay posible. t. Ang isang katangiang kalakaran sa pag-unlad ng ekonomiya ng daigdig sa panahong sinusuri ay isang sistematikong pagbaba sa pagkonsumo ng mga fossil fuel at isang kaukulang pagtaas sa paggamit ng di-tradisyonal na mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang thermal energy ng Earth ay sumasakop sa isa sa mga unang lugar sa kanila.

Sa kasalukuyan, ang Ministri ng Enerhiya ng Russian Federation ay nagpatibay ng isang programa sa pag-unlad di-tradisyonal na enerhiya, kabilang ang 30 mga pangunahing proyekto ang paggamit ng mga pag-install ng heat pump (HPU), ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa pagkonsumo ng mababang potensyal na thermal energy ng Earth.

Mababang potensyal na enerhiya ng init at heat pump ng Earth

Ang mga pinagmumulan ng low-potential heat energy ng Earth ay solar radiation at thermal radiation mainit na bituka ng ating planeta. Sa kasalukuyan, ang paggamit ng naturang enerhiya ay isa sa mga pinaka-dynamic na pagbuo ng mga lugar ng enerhiya batay sa nababagong mga mapagkukunan ng enerhiya.

Maaaring gamitin ang init ng lupa sa iba't ibang uri mga gusali at istruktura para sa pagpainit, supply ng mainit na tubig, air conditioning (pagpapalamig), pati na rin para sa mga daanan ng pagpainit sa panahon ng taglamig taon, pag-iwas sa pag-icing, pag-init ng mga patlang sa mga bukas na istadyum, atbp. Sa teknikal na literatura sa wikang Ingles, ang mga sistema na gumagamit ng init ng Earth sa mga sistema ng pagpainit at air conditioning ay tinutukoy bilang GHP - "geothermal heat pump" (geothermal heat pumps ). Mga katangian ng klima ng mga bansa ng Central at Hilagang Europa, na, kasama ang USA at Canada, ay ang mga pangunahing lugar para sa paggamit ng mababang antas ng init ng Earth, tinutukoy ito pangunahin para sa mga layunin ng pagpainit; Ang paglamig ng hangin, kahit na sa tag-araw, ay medyo bihirang kinakailangan. Samakatuwid, hindi katulad sa USA, ang mga heat pump sa mga bansang European ay pangunahing gumagana sa heating mode. Sa US, mas madalas silang ginagamit sa mga sistema ng pagpainit ng hangin na sinamahan ng bentilasyon, na nagpapahintulot sa parehong pagpainit at paglamig ng hangin sa labas. Sa mga bansang Europa, ang mga heat pump ay karaniwang ginagamit sa mga sistema ng pagpainit ng tubig. Dahil tumataas ang kanilang kahusayan habang bumababa ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng evaporator at condenser, kadalasang ginagamit ang mga floor heating system para sa mga gusali ng pagpainit, kung saan umiikot ang isang coolant na medyo mababa ang temperatura (35–40 ° C).

Mga uri ng mga sistema para sa paggamit ng mababang potensyal na enerhiya ng init ng Earth

AT pangkalahatang kaso Mayroong dalawang uri ng mga sistema para sa paggamit ng mababang potensyal na enerhiya ng init ng Earth:

- mga bukas na sistema: bilang isang mapagkukunan ng mababang-grade thermal energy, ginagamit ang tubig sa lupa, na direktang ibinibigay sa mga heat pump;

- mga saradong sistema: ang mga heat exchanger ay matatagpuan sa massif ng lupa; kapag ang isang coolant na may temperatura na mas mababa kaysa sa lupa ay umiikot sa kanila, ang thermal energy ay "tinatanggal" mula sa lupa at inilipat sa heat pump evaporator (o kapag ang isang coolant na may mas mataas na temperatura na may kaugnayan sa lupa ay ginamit, ito ay pinalamig. ).

Mga minus bukas na mga sistema ay ang mga balon ay nangangailangan ng pagpapanatili. Bilang karagdagan, ang paggamit ng mga naturang sistema ay hindi posible sa lahat ng mga lugar. Ang mga pangunahing kinakailangan para sa lupa at tubig sa lupa ay ang mga sumusunod:

- sapat na pagkamatagusin ng tubig ng lupa, na nagpapahintulot sa muling pagdadagdag ng mga reserbang tubig;

- magandang komposisyon ng kemikal tubig sa lupa(hal. mababang nilalaman ng bakal) upang maiwasan ang sukat ng tubo at mga problema sa kaagnasan.

Mga saradong sistema para sa paggamit ng mababang potensyal na enerhiya ng init ng Earth

Ang mga saradong sistema ay pahalang at patayo (Larawan 1).

kanin. 1. Scheme ng pag-install ng geothermal heat pump na may: a - pahalang

at b - vertical ground heat exchangers.

Pahalang na pagpapalitan ng init sa lupa

Sa mga bansa ng Kanluran at Gitnang Europa, pahalang mga palitan ng init sa lupa kadalasan ang mga ito ay hiwalay na mga tubo na inilatag nang medyo mahigpit at magkakaugnay sa serye o kahanay (Larawan 2).

kanin. 2. Pahalang na mga palitan ng init sa lupa na may: a - sunud-sunod at

b - parallel na koneksyon.

Upang mai-save ang lugar ng site kung saan tinanggal ang init, ang mga pinahusay na uri ng mga heat exchanger ay binuo, halimbawa, mga heat exchanger sa anyo ng isang spiral (Larawan 3), na matatagpuan nang pahalang o patayo. Ang ganitong uri ng mga heat exchanger ay karaniwan sa USA.

Mula noong sinaunang panahon, alam ng mga tao ang tungkol sa mga kusang pagpapakita ng napakalaking enerhiya na nakatago sa kailaliman ang globo. Ang alaala ng sangkatauhan ay nagpapanatili ng mga alamat tungkol sa mga sakuna na pagsabog ng bulkan na umani ng milyun-milyon buhay ng tao, hindi nakikilalang binago ang mukha ng maraming lugar sa Earth. Napakalaki ng kapangyarihan ng pagsabog ng kahit na medyo maliit na bulkan, maraming beses itong lumampas sa kapangyarihan ng pinakamalaking power plant na nilikha ng mga kamay ng tao. Ang katotohanan tungkol sa direktang paggamit ng enerhiya pagsabog ng bulkan hindi na kailangang sabihin: ang mga tao ay wala pang pagkakataon na pigilan ang matigas na elementong ito, at, sa kabutihang palad, ang mga pagsabog na ito ay medyo bihirang mga kaganapan. Ngunit ito ay mga pagpapakita ng enerhiyang nakakubli sa mga bituka ng lupa, kapag ang isang maliit na bahagi lamang ng hindi mauubos na enerhiya na ito ay nakakahanap ng isang paraan palabas sa pamamagitan ng mga butas ng mga bulkan na humihinga ng apoy.

Maliit bansang Europeo Iceland (ang "lupain ng yelo" sa literal na pagsasalin) ganap na nagbibigay ng sarili sa mga kamatis, mansanas at kahit saging! Maraming Icelandic greenhouse ang pinapagana ng ang init ng lupa, iba pa mga lokal na mapagkukunan Halos walang enerhiya sa Iceland. Ngunit ang bansang ito ay napakayaman mga hot spring at sikat na geyser - mga bukal ng mainit na tubig, na may katumpakan ng isang chronometer na tumatakas mula sa lupa. At bagaman ang mga taga-Iceland ay walang priyoridad sa paggamit ng init ng mga pinagmumulan sa ilalim ng lupa (kahit na ang mga sinaunang Romano ay nagdala ng tubig mula sa ilalim ng lupa patungo sa mga sikat na paliguan - ang mga paliguan ng Caracalla), ang mga naninirahan sa maliit na ito. hilagang bansa patakbuhin ang underground boiler house nang napakatindi. Ang kabiserang lungsod ng Reykjavik, kung saan nakatira ang kalahati ng populasyon ng bansa, ay pinainit lamang ng mga pinagmumulan sa ilalim ng lupa. Perpekto ang Reykjavik ang panimulang punto upang makilala ang Iceland: mula dito maaari kang pumunta sa mga pinaka-kawili-wili at iba't ibang mga iskursiyon sa anumang sulok ng natatanging bansang ito: mga geyser, bulkan, talon, rhyolite na bundok, fjords ... Kahit saan sa Reykjavik mararamdaman mo ang PURE ENERGY - ang thermal enerhiya ng mga geyser na bumubulusok mula sa lupa , ang enerhiya ng kadalisayan at espasyo ng isang perpektong luntiang lungsod, ang enerhiya ng isang masayahin at masusunog. panggabing buhay Reykjavik sa buong taon.

Ngunit hindi lamang para sa pagpainit ang mga tao ay kumukuha ng enerhiya mula sa kailaliman ng lupa. Matagal nang gumagana ang mga power plant gamit ang mainit na underground spring. Ang unang naturang planta ng kuryente, na napakababa pa rin ng kapangyarihan, ay itinayo noong 1904 sa maliit na bayan ng Italyano ng Larderello, na ipinangalan sa Pranses na inhinyero na si Larderelli, na noong 1827 ay gumawa ng isang proyekto para sa paggamit ng maraming mainit na bukal sa lugar. Unti-unti, ang kapasidad ng planta ng kuryente ay lumago, parami nang parami ang mga bagong yunit na nagsimula, ang mga bagong mapagkukunan ng mainit na tubig ay ginamit, at ngayon ang kapangyarihan ng istasyon ay umabot na sa isang kahanga-hangang halaga - 360 libong kilowatts. Sa New Zealand, mayroong isang planta ng kuryente sa rehiyon ng Wairakei, ang kapasidad nito ay 160,000 kilowatts. Ang isang geothermal plant na may kapasidad na 500 libong kilowatts ay gumagawa ng kuryente 120 km mula sa San Francisco sa Estados Unidos.

enerhiyang geothermal

Mula noong sinaunang panahon, alam ng mga tao ang tungkol sa mga kusang pagpapakita ng napakalaking enerhiya na nakatago sa bituka ng mundo. Ang memorya ng sangkatauhan ay nagpapanatili ng mga alamat tungkol sa mga sakuna na pagsabog ng bulkan na kumitil sa milyun-milyong buhay ng tao, na hindi nakikilalang nagbago sa hitsura ng maraming lugar sa Earth. Ang kapangyarihan ng pagsabog ng kahit na isang medyo maliit na bulkan ay napakalaki, maraming beses itong lumampas sa kapangyarihan ng pinakamalaking planta ng kuryente na nilikha ng mga kamay ng tao. Totoo, hindi na kailangang pag-usapan ang direktang paggamit ng enerhiya ng mga pagsabog ng bulkan - sa ngayon ang mga tao ay walang pagkakataon na pigilan ang matigas na elementong ito, at, sa kabutihang palad, ang mga pagsabog na ito ay medyo bihirang mga kaganapan. Ngunit ito ay mga pagpapakita ng enerhiya na nakakubli sa mga bituka ng lupa, kapag ang isang maliit na bahagi lamang ng hindi mauubos na enerhiya na ito ay nakakahanap ng isang paraan palabas sa pamamagitan ng mga butas ng mga bulkan na humihinga ng apoy.

Ang geyser ay mainit na bukal, na nagbubuga ng tubig nito sa regular o hindi regular na taas, tulad ng isang fountain. Ang pangalan ay nagmula sa salitang Icelandic para sa "bubuhos". Ang hitsura ng mga geyser ay nangangailangan ng isang tiyak kanais-nais na kapaligiran, na nilikha lamang sa ilang mga lugar sa mundo, na humahantong sa kanilang medyo bihirang presensya. Halos 50% ng mga geyser ay matatagpuan sa Yellowstone National Park (USA). Maaaring huminto ang aktibidad ng geyser dahil sa mga pagbabago sa bituka, lindol at iba pang mga kadahilanan. Ang pagkilos ng isang geyser ay sanhi ng pakikipag-ugnay ng tubig sa magma, pagkatapos ay mabilis na uminit ang tubig at, sa ilalim ng impluwensya ng geothermal energy, ay itinapon paitaas nang may lakas. Pagkatapos ng pagsabog, ang tubig sa geyser ay unti-unting lumalamig, bumabalik sa magma, at muling bumubulusok. Ang dalas ng mga pagsabog ng iba't ibang geyser ay nag-iiba mula sa ilang minuto hanggang ilang oras. Ang pangangailangan para sa isang malaking enerhiya para sa pagpapatakbo ng isang geyser - pangunahing dahilan ang kanilang pambihira. Ang mga lugar ng bulkan ay maaaring may mga hot spring, mga putik na bulkan, fumaroles, ngunit kakaunti ang mga lugar kung saan matatagpuan ang mga geyser. Ang katotohanan ay kahit na ang isang geyser ay nabuo sa lugar ng aktibidad ng bulkan, ang mga kasunod na pagsabog ay sisira sa ibabaw ng lupa at magbabago sa estado nito, na hahantong sa paglaho ng geyser.

Ang enerhiya ng daigdig (geothermal energy) ay nakabatay sa paggamit natural na init Lupa. Ang mga bituka ng Earth ay puno ng isang napakalaki, halos hindi mauubos na mapagkukunan ng enerhiya. Ang taunang radiation ng panloob na init sa ating planeta ay 2.8 * 1014 bilyon kWh. Ito ay patuloy na binabayaran ng radioactive decay ng ilang isotopes sa crust ng lupa.

Ang mga mapagkukunan ng geothermal na enerhiya ay maaaring may dalawang uri. Ang unang uri ay mga underground pool ng natural na heat carrier - mainit na tubig (hydrothermal spring), o singaw (steam thermal spring), o isang steam-water mixture. Sa esensya, ang mga ito ay direktang handa nang gamitin na "underground boiler" mula sa kung saan ang tubig o singaw ay maaaring makuha gamit ang mga ordinaryong borehole. Ang pangalawang uri ay ang init ng mainit na mga bato. Sa pamamagitan ng pagbomba ng tubig sa gayong mga abot-tanaw, maaari ding makakuha ng singaw o sobrang init na tubig para sa karagdagang paggamit para sa mga layunin ng enerhiya.

Ngunit sa parehong mga kaso ng paggamit pangunahing kawalan namamalagi, marahil, sa isang napakahinang konsentrasyon ng geothermal energy. Gayunpaman, sa mga lugar ng pagbuo ng mga kakaibang geothermal anomalya, kung saan ang mga mainit na bukal o mga bato ay medyo malapit sa ibabaw at kung saan ang temperatura ay tumataas ng 30-40 ° C para sa bawat 100 m, ang mga konsentrasyon ng geothermal na enerhiya ay maaaring lumikha ng mga kondisyon para sa pang-ekonomiyang paggamit nito. Depende sa temperatura ng tubig, singaw o steam-water mixture geothermal spring ay nahahati sa mababa at katamtamang temperatura (na may mga temperatura hanggang 130 - 150 ° C) at mataas na temperatura (higit sa 150 °). Ang likas na katangian ng kanilang paggamit ay higit sa lahat ay nakasalalay sa temperatura.

Ito ay maaaring argued na geothermal enerhiya ay may apat na kapaki-pakinabang na mga tampok.

Una, ang mga reserba nito ay halos hindi mauubos. Ayon sa mga pagtatantya ng huling bahagi ng 70s, sa lalim ng 10 km, ang mga ito ay nagkakahalaga ng isang halaga na 3.5 libong beses na mas mataas kaysa sa mga reserba. tradisyonal na species mineral na panggatong.

Pangalawa, medyo laganap ang geothermal energy. Ang konsentrasyon nito ay pangunahing nauugnay sa mga sinturon ng aktibong aktibidad ng seismic at bulkan, na sumasakop sa 1/10 ng lugar ng Earth. Sa loob ng mga sinturong ito, maaaring makilala ang ilan sa mga pinaka-promising na "geothermal na rehiyon", ang mga halimbawa nito ay ang California sa USA, New Zealand, Japan, Iceland, Kamchatka, at North Caucasus sa Russia. Lamang sa dating USSR sa simula ng 1990s, mga 50 underground pool ng mainit na tubig at singaw ang nabuksan.

Pangatlo, ang paggamit ng geothermal energy ay hindi nangangailangan ng mataas na gastos, dahil. sa kasong ito nag-uusap kami tungkol sa "ready-to-use" na mga mapagkukunan ng enerhiya na nilikha mismo ng kalikasan.

Panghuli, pang-apat, ang geothermal na enerhiya ay ganap na hindi nakakapinsala sa kapaligiran at hindi nagpaparumi sa kapaligiran.

Matagal nang ginagamit ng tao ang enerhiya ng panloob na init ng Earth (alalahanin natin ang sikat na Roman bath), ngunit ang komersyal na paggamit nito ay nagsimula lamang noong 20s ng ating siglo sa pagtatayo ng unang geoelectric power plant sa Italya, at pagkatapos sa ibang bansa. Sa simula ng 1980s, mayroong humigit-kumulang 20 na mga istasyon na tumatakbo sa mundo na may kabuuang kapasidad na 1.5 milyong kW. Ang pinakamalaking sa kanila ay ang istasyon ng Geysers sa USA (500 thousand kW).

Ang geothermal energy ay ginagamit upang makabuo ng kuryente, init ng mga tahanan, greenhouses, atbp. Ang dry steam, superheated na tubig o anumang heat carrier na may mababang kumukulo (ammonia, freon, atbp.) ay ginagamit bilang heat carrier.

Doktor ng teknikal na agham SA. Sumusumpa ako, propesor,
akademiko Russian Academy Teknolohikal na Agham, Moscow

Sa nakalipas na mga dekada, isinasaalang-alang ng mundo ang direksyon ng higit pa mabisang paggamit enerhiya ng malalim na init ng Earth na may layunin ng bahagyang pagpapalit ng natural na gas, langis, karbon. Magiging posible ito hindi lamang sa mga lugar na may mataas na geothermal na mga parameter, 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 lumalagong interes sa mga nakalipas na dekada sa mga alternatibong mapagkukunan ang enerhiya ay sanhi ng pagkaubos ng mga reserbang hydrocarbon fuel at ang pangangailangang lutasin ang ilang 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 coolant (bumubuo lamang sila ng 1% ng karaniwang mapagkukunan geothermal energy) - pinaghalong tubig sa lupa, singaw at singaw-tubig. 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 produksyon ng init ng mga ito ang halaga ng pagbabarena sa maliit na lalim ng mga geothermal reservoir na may mataas na temperatura sa mga lugar ng 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 mga 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 Hilagang Caucasus, at posible rin sa iba pang mga lugar nang tama at nasa napapanahong paraan. Ngunit ang mga deposito ng singaw ay pambihira, ang kilala at hinulaang mga reserba nito ay maliit. Ang 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 dumi. 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 Pederasyon ng Russia 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 milyon m3/araw, na katumbas ng pagsunog ng 30-40 milyon tonelada ng katumbas na gasolina. 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.

marami mas malaking halaga para sa enerhiya ng hinaharap ay ang pagkuha ng thermal energy, halos hindi mauubos, 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 mainit na bato na may temperatura na 100-150 °C ay ipinamamahagi halos lahat ng dako sa ang mga kalaliman na ito, at may temperatura na 180-200 °C sa isang medyo makabuluhang bahagi ng teritoryo ng Russia.

Sa loob ng 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 ibinubuga sa space, at ang init ay naipon sa bituka, i.e. init na nilalaman ng solid, likido at mga yugto ng gas bagay na panlupa at 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 ng subsoil sa ibabaw ng lupa tatlong beses ang 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 geothermal na mga parameter, 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 epektibong gawain mga sistema ng sirkulasyon, kinakailangan na magkaroon o lumikha ng isang sapat na binuo na ibabaw ng palitan ng init sa lugar ng pagkuha ng init. Ang nasabing ibabaw ay nagmamay-ari ng mga porous na layer 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 malawak na init exchange surface sa mababang permeable porous na masa 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 panahon ng pag-unlad 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, ayon sa 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. Iniksyon sa pamamagitan ng balon (injection) malamig sariwang tubig ay pinainit dahil sa pagpapalitan ng init na may mass ng bato (185 °C) sa isang vertical fracture na may lawak 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 tubig Inuming Tubig. Ang hydraulic fracture ay hindi nangangailangan ng pag-aayos at pinananatiling bukas presyon ng hydrostatic mga likido. Ang libreng convection na umuunlad dito ay ibinigay epektibong pakikilahok sa pagpapalitan ng init ng halos buong ibabaw ng outcrop ng isang 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 loob ng mahabang panahon, ay hindi naging sanhi aktibidad ng seismic, o anumang iba pang mapaminsalang 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. Mga katulad na gawa ay ginanap 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. Na may pantay na hindi mauubos na potensyal na enerhiya, solar at mga pag-install ng thermonuclear, sa kasamaang-palad, ay magiging mas mahal kaysa sa 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 nararanasan malalaking paghihirap 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, mahusay na pambalot at pagkumpleto. 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 trabaho ay lumikha batay sa domestic, mataas na teknolohiya 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 gawain ng unang bersyon ng BS ay naka-link sa kasalukuyang tradisyonal na teknolohiya pagbabarena ng balon. bilis ng pagbabarena ng hard rock ( average na density 2500-3300 kg/m3) hanggang 30 m/h, well diameter 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 magagamit muli na mga opsyon sa BS ay may malaki kahusayan sa ekonomiya 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. Payback period ng mga istasyon (isinasaalang-alang ang pinakabagong mga teknolohiya pagbabarena) - 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 init ng lupa. Malamang na pinagmumulan panloob na init

Geothermy- agham na nag-aaral sa thermal field ng Earth. Ang karaniwang temperatura ng ibabaw ng daigdig ay pangkalahatang kalakaran sa pagbaba. Tatlong bilyong taon na ang nakalilipas, ang average na temperatura sa ibabaw ng Earth ay 71 o, ngayon ito ay 17 o. Pinagmumulan ng init (thermal ) Ang mga patlang ng Earth ay panloob at panlabas na mga proseso. Ang init ng Earth ay sanhi ng solar radiation at nagmumula sa bituka ng planeta. Ang mga halaga ng pag-agos ng init mula sa parehong mga mapagkukunan ay lubos na naiiba at ang kanilang mga tungkulin sa buhay ng planeta ay naiiba. Ang solar heating ng Earth ay 99.5% ng kabuuang dami ng init na natanggap ng ibabaw nito, at ang bahagi ng internal heating ay 0.5%. Bilang karagdagan, ang pag-agos ng panloob na init ay napaka hindi pantay na ipinamamahagi sa Earth at puro pangunahin sa mga lugar ng pagpapakita ng bulkan.

Panlabas na pinagmulan ay solar radiation . Kalahati ng solar energy ay hinihigop ng ibabaw, mga halaman at malapit sa ibabaw na layer ng crust ng lupa. Ang iba pang kalahati ay makikita sa kalawakan ng mundo. Solar radiation nagpapanatili ng temperatura ng ibabaw ng Earth sa average na humigit-kumulang 0 0 C. Ang araw ay nagpainit sa ibabaw na layer ng Earth sa isang average na lalim ng 8 - 30 m, na may average na lalim na 25 m, ang epekto ng solar heat ay huminto at nagiging pare-pareho ang temperatura (neutral na layer). Ang lalim na ito ay minimal sa mga lugar na may maritime na klima at pinakamalaki sa rehiyon ng Subpolar. Sa ibaba ng hangganang ito ay may sinturon ng pare-parehong temperatura na tumutugma sa average na taunang temperatura ng lugar. Kaya, halimbawa, sa Moscow sa teritoryo ng agrikultura. akademya. Timiryazev, sa lalim na 20 m, ang temperatura ay palaging nananatiling katumbas ng 4.2 o C mula noong 1882. Sa Paris, sa lalim na 28 m, ang thermometer ay patuloy na nagpapakita ng 11.83 o C sa loob ng higit sa 100 taon. Ang layer na may isang ang pare-parehong temperatura ay ang pinakamalalim kung saan ang pangmatagalan ( permafrost. Sa ibaba ng sinturon ng pare-pareho ang temperatura ay ang geothermal zone, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng init na nabuo ng Earth mismo.

Ang mga panloob na mapagkukunan ay ang mga bituka ng Earth. Ang lupa ay nagliliwanag sa kalawakan mas init kaysa natatanggap nito mula sa araw. Kasama sa mga panloob na mapagkukunan ang natitirang init mula sa oras na natunaw ang planeta, init mga reaksiyong thermonuclear dumadaloy sa bituka ng Earth, ang init ng gravitational compression ng Earth sa ilalim ng pagkilos ng gravity, ang init ng mga kemikal na reaksyon at mga proseso ng crystallization, atbp. (eg tidal friction). Ang init mula sa bituka ay pangunahing nagmumula sa mga gumagalaw na lugar. Ang pagtaas ng temperatura na may lalim ay nauugnay sa pagkakaroon panloob na mga mapagkukunan init - pagkabulok radioactive isotopes– U, Th, K, gravitational differentiation ng matter, tidal friction, exothermic redox mga reaksiyong kemikal, metamorphism at mga yugto ng paglipat. Ang rate ng pagtaas ng temperatura na may lalim ay tinutukoy ng isang bilang ng mga kadahilanan - thermal conductivity, rock permeability, kalapitan sa mga silid ng bulkan, atbp.

Sa ilalim ng sinturon ng pare-pareho ang temperatura ay may pagtaas sa temperatura, sa average na 1 o bawat 33 m ( yugto ng geothermal) o 3 o bawat 100 m ( geothermal gradient). Ang mga halagang ito ay mga tagapagpahiwatig ng thermal field ng Earth. Malinaw na ang mga halagang ito ay karaniwan at naiiba sa magnitude sa iba't ibang lugar o zone ng Earth. Ang geothermal step ay iba sa iba't ibang mga punto sa Earth. Halimbawa, sa Moscow - 38.4 m, sa Leningrad - 19.6, sa Arkhangelsk - 10. Kaya, kapag pagbabarena malalim na balon sa Kola Peninsula, sa lalim na 12 km, ang isang temperatura ng 150 degrees ay ipinapalagay, sa katotohanan ito ay naging tungkol sa 220 degrees. Kapag ang pagbabarena ng mga balon sa hilagang Caspian sa lalim na 3000 m, ang temperatura ay ipinapalagay na 150 degrees, ngunit ito ay naging 108 degrees.

Dapat pansinin na ang mga tampok na klimatiko ng lugar at ang average na taunang temperatura ay hindi nakakaapekto sa pagbabago sa halaga ng geothermal step, ang mga dahilan ay nakasalalay sa mga sumusunod:

1) sa iba't ibang thermal conductivity ng mga bato na bumubuo sa isang partikular na lugar. Sa ilalim ng sukatan ng thermal conductivity ay nauunawaan ang dami ng init sa mga calorie na inilipat sa 1 segundo. Sa pamamagitan ng isang seksyon ng 1 cm 2 na may temperatura na gradient na 1 o C;

2) sa radioactivity ng mga bato, mas malaki ang thermal conductivity at radioactivity, mas mababa ang geothermal step;

3) sa iba't ibang mga kondisyon ng paglitaw ng mga bato at ang edad ng kanilang paglitaw; ipinakita ng mga obserbasyon na ang temperatura ay tumataas nang mas mabilis sa mga layer na nakolekta sa mga fold, madalas silang may mga paglabag (mga bitak), kung saan ang pag-access ng init mula sa kalaliman ay pinadali;

4) karakter tubig sa lupa: mga daloy ng mainit na tubig sa lupa mainit-init na mga bato, malamig - malamig;

5) malayo mula sa karagatan: malapit sa karagatan dahil sa paglamig ng mga bato sa pamamagitan ng isang masa ng tubig, ang geothermal na hakbang ay mas malaki, at sa pakikipag-ugnay ay mas kaunti.

Ang pag-alam sa tiyak na halaga ng geothermal na hakbang ay may malaking praktikal na kahalagahan.

1. Ito ay mahalaga kapag nagdidisenyo ng mga minahan. Sa ilang mga kaso, kakailanganing gumawa ng mga hakbang upang artipisyal na mapababa ang temperatura sa malalim na paggana (temperatura - 50 ° C ang limitasyon para sa isang tao sa tuyong hangin at 40 ° C sa basang hangin); sa iba, magiging posible na magtrabaho nang malalim.

2. Pinakamahalaga ay may pagtatasa ng mga kondisyon ng temperatura sa panahon ng tunneling sa mga bulubunduking lugar.

3. Ginagawang posible ng pag-aaral ng geothermal na kondisyon ng interior ng Earth ang paggamit ng singaw at mga hot spring na umuusbong sa ibabaw ng Earth. Ang init sa ilalim ng lupa ay ginagamit, halimbawa, sa Italya, Iceland; sa Russia, isang pang-eksperimentong planta ng kuryente ang itinayo sa natural na init sa Kamchatka.

Gamit ang data sa laki ng geothermal step, maaaring gumawa ng ilang mga pagpapalagay tungkol sa mga kondisyon ng temperatura ng malalim na mga zone ng Earth. Kung gagawin natin ang average na halaga ng geothermal na hakbang bilang 33 m at ipagpalagay na ang pagtaas ng temperatura na may lalim ay nangyayari nang pantay-pantay, pagkatapos ay sa lalim na 100 km magkakaroon ng temperatura na 3000 ° C. Ang temperatura na ito ay lumampas sa mga punto ng pagkatunaw ng lahat. mga sangkap na kilala sa Earth, samakatuwid, sa lalim na ito ay dapat mayroong mga natunaw na masa . Ngunit dahil sa malaking presyon ng 31,000 atm. Ang sobrang init na masa ay walang mga katangian ng mga likido, ngunit pinagkalooban ng mga katangian ng isang solidong katawan.

Sa lalim, ang geothermal na hakbang ay dapat na tila tumaas nang malaki. Kung ipagpalagay natin na ang hakbang ay hindi nagbabago nang may lalim, kung gayon ang temperatura sa gitna ng Earth ay dapat na mga 200,000 degrees, at ayon sa mga kalkulasyon, hindi ito maaaring lumampas sa 5000 - 10,000 degrees.

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. Ang isang pulutong ay nilikha mga teknikal na solusyon, mga plano, mga teorya sa lugar na ito.

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 ang crust ng lupa mayroong 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. Kaya, magagamit ng isa mga pisikal na proseso sa ang mga 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 ng mainit na bukal, at ang pangalawang uri ay ang pagkakaiba ng 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 na pag-unlad ng geothermal energy sa mundo

Para sa enerhiya ng petrothermal, 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 komposisyong 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 heograpikal na lokasyon at mga kondisyong pangklima. 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 isang boiler house ang ginagamit na kumonsumo ng solid o panggatong ng gas, pagkatapos ay isang geyser source ang ginagamit sa produksyon na ito. Teknikal na proseso napakasimple, ang parehong mga komunikasyon, mga thermal na linya 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. Thermal na tubig nakikilahok 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 ang gumagamit mainit na tubig mula sa mga balon. 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.