Геотермальная энергия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра технологии важнейших  отраслей промышленности

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

      по дисциплине: Основы энергосбережения

      на тему: Геотермальная энергия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студентка

ФМ, 1-й курс, ДКУ                                                              Т.С. Корнеевец

 

Проверила

ассистент                                                                               С.В. Некраха

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНСК 2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2

1 Технологии  и технологически ограничения  геотермальной энергетики 3

2 Особенности  развития геотермальной энергетики  в Беларуси 6

3 Воздействие  геотермальной энергетики на  окружающую среду 8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9

библиографический список 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Геотермальная энергия—это энергия  внутренних областей Земли. Извержение вулканов наглядно свидетельствует  об огромном жаре внутри планеты. Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия. Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра, где, как полагают, металлы и породы могут существовать только в расплавленном состоянии до поверхности Земли.

Геотермальные ресурсы огромны. Истоки их освоения уходят еще в глубокую древность. Тепло Земли уже сейчас вносит вклад в современную энергетику, но он не соответствует ни экономической  и экологической эффективности, ни ресурсам, пригодным для освоения имеющимися техническими средствами. Остается надеяться, что повсеместное введение новой интенсивной циркуляционной технологии для производства геотермальной  энергии приведет к более широкому ее использованию.

Геотермальная энергия может быть использована двумя основными способами  — для выработки электроэнергии и для обогрева домов, учреждений и промышленных предприятии. Для какой из этих целей она будет использоваться зависит от формы, в которой она поступает в наше распоряжение. Иногда вода вырывается из-под земли в виде чистого "сухого пара", т. е. пара без примеси водяных капелек. Этот сухой пар может быть непосредственно использован для вращения турбины и выработки электроэнергии. Конденсационную воду можно возвращать в землю и при ее достаточно хорошем качестве — сбрасывать в ближний водоем.

В других местах, где имеется смесь  воды с паром (влажный пар), этот пар  отделяют и затем используют для  вращения турбин; капли воды повредили  бы турбину. Наконец, в большинстве  месторождений есть только горячая  вода, и энергию здесь можно  вырабатывать, пользуясь этой водой  для перевода изобутана в парообразное состояние, с тем, чтобы этот изобутановый «пар» вращал турбины. Такой процесс называют системой с бинарным циклом. Горячей водой можно непосредственно обогревать жилища, общественные здания и предприятия (централизованное теплоснабжение).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Технологии и технологически ограничения геотермальной энергетики

Источник геотермальной энергии  – это внутренняя теплота нашей  планеты. Там так горячо, что плавятся камни и вытекает жидкая магма. От высокой температуры нагреваются  грунтовые воды. Они пробиваются  к поверхности земли как тепловые источники и гейзеры. Выходящую  горячую воду и пар можно использовать для выработки электроэнергии или  использовать их по прямому назначению. Также имеет смысл закачивать холодную воду внутрь пород и получать нагретую для выработки электричества. Области, которые хорошо развили  геотермические системы, расположены  в геологически активных зонах. У них есть непрерывный, сконцентрированный тепловой поток, выходящий на поверхность. Например, в Исландии геотермическая энергия, вызванная постоянным движением геологических пластин вкупе с вулканической природой острова, используется, чтобы нагреть 95 % всех домов.

К сожалению, гейзеры нельзя назвать  полностью возобновляемыми источниками. Со временем они теряют свою силу. Чтобы  сохранить их на более длительное время, нужно извлекать пар не спеша. Геотермальная энергетика –получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин. Экономически эффективна в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры. В отличие от глубинных термальных вод, используемых по технологии геотермальных циркуляционных систем и расположенных по территории Беларуси неравномерно, приповерхностные геотермальные ресурсы рассредоточены практически повсеместно (малоэффективны по ресурсам лишь районы с вечномерзлыми грунтами), в том числе по регионам, не имеющим местных источников ископаемого топлива.                  
         Извлечение геотермальной энергии приповерхностного грунта с помощью мелких скважин (из-за небольшой глубины залегания) не требует значительных    капиталовложений, обеспечивая, тем не менее, путем нетрадиционного недропользования, широчайший    спектр     объектов с малым и средним теплопотреблением.           
Технологии геотермальной энергетики.              
         Геотермальная энергетика – получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин. Экономически эффективна в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры - в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курилы, острова Японского архипелага). В широких масштабах используется в США, Мексике и на Филиппинах. Доля в энергетике Филиппин -19%, Мексики - 4%, США (с учетом использования «напрямую» для отопления) - около 1%. Суммарная энергия всех ГеоТЭС США превышает 2 ГВт.  
Развитие геотермальной энергетики по технологии использования глубинных геотермальных вод сдерживается ограниченностью числа районов, где она экономически эффективна. Кроме того, экологическую опасность представляют сильно засоленные воды, которые получаются после конденсирования горячего пара.

В отличие от глубинных термальных вод, используемых по технологии геотермальных  циркуляционных систем, приповерхностные геотермальные ресурсы рассредоточены практически повсеместно (малоэффективны по ресурсам лишь районы с вечномерзлыми грунтами), в том числе по регионам, не имеющим местных источников ископаемого топлива. Извлечение геотермальной энергии приповерхностного грунта с помощью мелких скважин (из-за небольшой глубины залегания) не требует значительных капиталовложений, обеспечивая, тем не менее, путем нетрадиционного недропользования, широчайший спектр объектов с малым и средним теплопотреблением.

Другим, возможно, перспективным направлением геотермальной энергетики является извлечение энергии, заключенной в  твердых горячих породах на глубине 4-6 км (составляет 99% от общих ресурсов подземной тепловой энергии). На этой глубине массивы с температурой 300-400 °С можно встретить лишь вблизи промежуточных очагов некоторых вулканов, но горячие породы с температурой 100-150 °С распространены на этих глубинах почти повсеместно. Для эффективной работы циркуляционных систем необходимо иметь в зоне отбора тепла достаточно развитую теплообменную поверхность. Такой поверхностью обладает нередко встречающиеся на указанных выше глубинах пористые пласты и зоны естественной трещиностойкости, проницаемость которых позволяет организовать принудительную фильтрацию теплоносителя с эффективным извлечением энергии горных пород, а также искусственного создания обширной теплообменной поверхности в слабопроницаемых пористых массивах методом гидроразрыва. Недостаток технологии – высокая стоимость сооружения скважин. Вопросы развития геотермальной энергетики широко освещаются в литературе, СМИ, на конференциях, конгрессах и т.д. 

Прогноз эффективности:

• обеспечение тепло- и электроснабжения как целых регионов, так и отдельных потребителей;
• отсутствуют выбросы вредных веществ; повышение энергобезопасности страны.

Технологические ограничения:

• месторождения глубинных термальных вод расположенных по территории России неравномерно; - запасы большинства геотермальных месторождений имеют низкие и средние температуры, что не позволяет обеспечить их конкурентоспособность с традиционными энергоносителями;
• высокая минерализация геотермальных вод, а, следовательно, снижение срока службы скважин и оборудования;
• для использования приповерхностных геотермальных ресурсов характерно фактическое отсутствие методического и нормативного обеспечения проектирования и строительства этих систем в почвенно-климатических условиях России, а также характерны повышенные единовременные капитальные вложения при сравнительно низких эксплуатационных издержках;
• для технологии с использованием глубинного тепла земли – высокая стоимость строительства скважин (от 70 до 90% основных производственных фондов).