1.1.3. Общая характеристика геотермальной энергетики

Геотермальная энергия – это физическое тепло глубинных слоев земли, которые характеризуются значительно большей температурой, чем температура воздуха на поверхности. Носителями такой энергии могут быть жидкие флюиды в виде воды или пароводяной смеси, а также сухая горная порода, расположенная в соответствующих глубинах.

На сегодняшний день целесообразно и экономически выгодно в получении энергии использование только тепло термальных вод и парогидротермов. При производстве электроэнергии с учетом адекватных технико-экономических затрат температура должна составлять не меньше ста градусов по Цельсию. Мест на Земле с такими температурами крайне мало.

Согласно Милошенко геотермальные источники классифицируются на следующие виды:

1. Месторождения геотермального сухого пара.

2. Источники влажного пара (представляющие собой смесь горячей воды и пара). Месторождения геотермальной воды (они имеют горячую воду или пари воду).

3. Сухие горячие скальные породы, которые разогреваются магмой.

Геотермальная энергия может быть использована двумя основными методами – при получении электроэнергии и при обеспечении обогрева домов, учреждений и различных промышленных предприятии. Конденсационную воду имеется возможность возвращать [28].

К настоящему времени используются разные подходы по получению энергии на ГеоТЭС. Можно отметить перспективное направление геотермальной энергетики – получение энергии, содержащейся в твердых горячих породах на глубине 4-6 км (содержит 99 % от суммарных ресурсов тепловой энергии под землей). Для этой глубины области с температурой 300-400 °С можно встретить лишь около промежуточных очагов некоторых вулканов, но горячие породы с температурой 100-150°С распространены на этих глубинах почти повсеместно, а с температурой 180-200 °С на довольно значительной части территории России. Недостаток технологии – высокая стоимость сооружения скважин [25].

Основными достоинствами геотермальной энергии являются ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Недостатками данного вида энергии являются большая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы [21].

1.1.4. Общая характеристика приливной энергетики

Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.

Для производства электроэнергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов).

Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в регионах, в которых приливные колебания уровня моря превышают четыре метра.

Классическая ПЭС состоит из плотины, отсекающей от моря залив, и здания с гидроагрегатами. Во время прилива вода перемещается в залив через гидроагрегаты ПЭС, в отлив - обратно, при этом происходит выработка электроэнергии. Для сглаживания суточной неравномерности выработки можно разделить залив дамбами на несколько бассейнов, но на практике такая схема не используется из-за высокой стоимости. В здании ПЭС обычно устанавливают горизонтальные капсульные гидроагрегаты относительно небольшой мощности, аналогичные гидроагрегатам, размещаемым на низконапорных ГЭС. В последнее время введено в опытную эксплуатацию несколько приливных электростанций бесплотинной конструкции. Такие ПЭС очень похожи на ветроустановки, погруженные в воду. Состоят они из металлической башни, к которой прикреплен ротор с лопастями [13].

Приливные электростанции обладают рядом достоинств: 1) использует возобновляемый источник энергии; 2) устойчиво работает в энергосистемах с гарантированной постоянной месячной выработкой электроэнергии; 3) не загрязняет атмосферу вредными выбросами; 4) не приводит к затоплению земель в отличие от гидроэлектростанций, т.к. отсутствует необходимость создания водохранилищ; 5) капитальные вложения для сооружения ПЭС не превышают затраты на строительство ГЭС благодаря апробированному в России наплавному способу; 6) относительно дешевая стоимость производимой электроэнергии.

Отрицательная сторона использования приливных установок: 1) большая стоимость проектов; 2) непостоянная выработка электроэнергии (требуется замещение энергией, вырабатываемой другими средствами); 3) появление береговой эрозии, размыв песчаных отмелей и заполнение песком существующих судоходных русел; 4) изменение баланса между видами в приливной зоне; 5) причинение вреда мигрирующим видам птиц; 6) усиление туманов и морских ветров; 7) громоздкость сооружений и их дороговизна [13].