Введение
Использование альтернативных источников энергии приобретает все большее значение в структуре мирового потребления электроэнергии. В целях уменьшения давления на природу во многих странах активно внедряют геотермальную энергетику, которая в течение многих десятилетий доказала рентабельность и неоспоримое преимущество перед другими видами энергии.
Развитие вопроса.
Использование альтернативных источников энергии приобретает все большее значение в структуре мирового потребления электроэнергии. В целях уменьшения давления на природу во многих странах активно внедряют геотермальную энергетику, которая в течение многих десятилетий доказала рентабельность и неоспоримое преимущество перед другими видами энергии.
Источниками геотермальной энергии служат радиоактивные процессы, химические реакции и другие явления в земной коре. Температура на глубинах 2 - 3 тыс. м превышает 100 С. Циркулирующие на таких глубинах воды нагреваются до значительных температур и могут быть выведены на поверхность по буровым скважинам. В районах вулканической деятельности глубинные воды, нагреваясь, поднимаются по трещинам в земной коре. В таких районах термальные воды имеют наиболее высокую температуру; они нередко расположены ближе к поверхности. Иногда они выделяются на поверхность в виде перегретого пара. Термальные воды с температурами до 100 С выходят на поверхность во многих районах России. Значительные запасы таких вод имеются в Западной Сибири, на Северном Кавказе и в Закавказье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке
Использование геотермальной энергии в современных условиях в значительной степени зависит от затрат, необходимых для вывода на поверхность геотермального теплоносителя в виде пара или горячей воды.
Использование геотермальной энергии имеет отрицательные экологические последствия. Строительство геотермальных станций нарушает работу гейзеров, что наносит невосполнимый ущерб национальным паркам и природным заповедникам. Для конденсации пара на геотермальных станциях используется большое количество охлаждающей воды, поэтому геотермальные станции являются источниками теплового загрязнения. При одинаковой мощности с тепловой или атомной станцией геотермальная электростанция потребляет для охлаждения значительно большее количество воды, так как ее КПД ниже.
Схема 1 - Схемы получения энергии за счет геотермальных ресурсов.
А - использование сухого пара, В - использование горячей воды, В - использование горячей воды путем нагревания рабочей жидкости.
Использование геотермальной энергии.
Использование геотермальной энергии сводится в основном к испрльзова-ник Гтшла вулканов и горячих источников. В некоторых регионах мира применение этой энергии высокоэкономичное, к тому же безвредно для окружающей среды. Практическое использование этого вида энергии невелико, хотя в литературе существуют весьма оптимистические оценки запасов геотермальной энергии и возможностей ее широкого применения. В США предполагается в 1977 г. сдать в эксплуатацию геотермальную электростанцию мощностью 650 МВт. Основное препятствие для широкого использования геотермальной энергии заключается в том, что для получения горячих вод. надо бурить очень глубокие скважины.
Богат геотермальной энергией полуостров Камчатка.
В Италии геотермальная энергия используется в КРУПНЫХ масштабах фирмой Умпреса, деятельность которой на 8U % контролируется государством. Эта фирма владеет несколькими геотермальными электростанциями общей установленной мощностью 390 МВт. В Новой Зеландии подобные электростанции расположены в вулканическом поясе о-ва Северный, их общая установленная мощность составляет 200 МВт. В США близ Сан-Франциско действует геотермальная электростанция мощностью 200 МВт, в Мексике - две электростанции мощностью 76 МВт, в Японии эксплуатируются две геотермальных электростанции и в Исландии - две.
Особенности использования геотермальной энергии в процессе применения ГТМ заключаются в следующем: минимальные потери тепла; экологическая безопасность; локальное совпадение источника энергии с потребителем.
О наличии геотермальной энергии давно известно в Дагестане. В 60 - 70 - х гг. при бурении на нефть и газ в ряде скважин были обнаружены пароводяные смеси с температурами до 200 С.
При использовании геотермальной энергии на теплоснабжение экономится топливо и иногда водопроводная вода по сравнению с традиционными решениями.
Широкое освоение геотермальной энергии будет возможно, когда она станет конкурентоспособной по сравнению с другими энергоресурсами. Большая часть затрат на ее освоение связана в настоящее время с бурением скважин, необходимых для извлечения из недр пара или горячей воды. Высокое содержание солей в геотермальной воде приводит к тому, что через несколько лет работы происходит закупорка скважин. В результате их необходимо прочищать или требуется пробуривать новые скважины в другом месте, что связано с дополнительными расходами. По большинству скважин поступает не пар, а горячая вода; в этом случае КПД процесса выработки электроэнергии меньше. Отбор теплоты из геотермально -; го источника происходит обычно быстрее, чем ее возмещение за счет естественного процесса. В результате со временем температура пара или горячей воды начинает снижаться, уменьшается также их поступление на поверхность. Это означает, что наступает исчерпание источника геотермальной энергии. Чтобы предотвратить этот процесс, под землю под высоким давлением должна закачиваться вода, что связано с определенным риском.