Геотермальная энергия

редактировать
тепловая энергия, генерируемая и хранимая на Земле Геотермальный энергоцентр в департаменте Усулутан, Сальвадор. Пар, поднимающийся от геотермальной электростанции Несьявеллир в Исландии геотермальная энергетическая установка недалеко от Солтон-Си, Калифорния.

Геотермальная энергия - это тепловая энергия, генерируемая и хранимая на Земле. Тепловая энергия - это энергия, определяющая температуру вещества. Геотермальная энергия коры Земли происходит от первоначального образования планеты и от радиоактивного распада материалов (в настоящее время неопределенных, но, возможно, примерно равных пропорциях). Прилагательное геотермальный происходит от греческих корней γῆ (gê), что означает Земля, и θερμός (thermós), что означает горячий.

Внутреннее тепло Земли - это тепловая энергия, вырабатываемая в результате радиоактивного распада и постоянных потерь тепла от образования Земли. Температура на границе ядро-мантия может достигать более 4000 ° C (7200 ° F). Высокая температура и давление внутри Земли заставляют некоторые породы плавиться, а твердая мантия ведет себя пластически, в результате чего части мантии конвектируют вверх, поскольку она легче окружающей породы. Камни и вода нагреваются в коре, иногда до 370 ° C (700 ° F).

С водой из горячих источников геотермальная энергия используется для купания с Палеолит времена и обогрев помещений с древнеримских времен, но сейчас он более известен выработкой электроэнергии. Во всем мире в 2013 году было доступно 11700 мегаватт (МВт) геотермальной энергии. Дополнительные 28 гигаватт мощности прямого геотермального отопления установлены для централизованного теплоснабжения, отопления помещений, спа, промышленных процессов, опреснение и сельское хозяйство по состоянию на 2010 год.

Геотермальная энергия является рентабельной, надежной, устойчивой и экологически чистой, но исторически ограничивалась территориями вблизи границ тектонических плит. Последние технологические достижения резко расширили диапазон и размер жизнеспособных ресурсов, особенно для таких применений, как домашнее отопление, открыв потенциал для широкого использования. Геотермальные скважины выбрасывают парниковые газы, задержанные глубоко под землей, но эти выбросы на единицу энергии намного ниже, чем выбросы ископаемого топлива.

Геотермальные ресурсы Земли теоретически более чем достаточны для удовлетворения потребностей человечества в энергии, но только очень небольшая их часть может быть использована с прибылью. Бурение и разведка глубоких ресурсов очень дороги. Прогнозы на будущее геотермальной энергетики зависят от предположений о технологиях, ценах на энергию, субсидиях, перемещении границ плит и процентных ставках. Пилотные программы, такие как выбор клиента EWEB в программе Green Power Program, показывают, что клиенты будут готовы платить немного больше за возобновляемый источник энергии, такой как геотермальная. Но в результате правительственных исследований и отраслевого опыта стоимость производства геотермальной энергии снизилась на 25% за 1980-е и 1990-е годы. В 2001 году геотермальная энергия стоит от двух до десяти центов США за кВтч. В отрасли занято около 100 тысяч человек.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Электроэнергия
  • 3 Типа
    • 3.1 Установки с преобладанием жидкости
    • 3.2 Тепловая энергия
    • 3.3 Усовершенствованная геотермальная энергия
  • 4 Экономика
  • 5 Ресурсы
  • 6 Производство
  • 7 Возобновляемость и устойчивость
  • 8 Воздействие на окружающую среду
  • 9 Правовая база
  • 10 См. Также
  • 11 Ссылки
  • 12 Библиография
История
Самый старый известный бассейн, питаемый горячим источником, построенный в династии Цинь в 3 веке до нашей эры

Горячие источники использовались для купания по крайней мере с Палеолит времен. Самый старый известный курорт - это каменный бассейн на горе Лисан в Китае, построенный в династии Цинь в 3 веке до нашей эры, на том же месте, где позже был построен дворец Хуацин Чи. В I веке н. Э. Римляне завоевали Aquae Sulis, ныне Бат, Сомерсет, Англия, и использовали горячие источники там, чтобы питать общественные бани и теплые полы. Плата за вход в эти бани, вероятно, представляет собой первое коммерческое использование геотермальной энергии. Самая старая геотермальная система централизованного теплоснабжения в Chaudes-Aigues, Франция, работает с 15 века. Самая ранняя промышленная эксплуатация началась в 1827 году с использования гейзерного пара для извлечения борной кислоты из вулканической грязи в Лардерелло, Италия.

В 1892 году первая в Америке система централизованного теплоснабжения в Бойсе, штат Айдахо питалась непосредственно от геотермальной энергии и была скопирована в Кламат-Фолс, штат Орегон в 1900 году. Первым известным зданием в мире, где в качестве основного источника тепла использовалась геотермальная энергия, был отель Hot Lake в округе Юнион, штат Орегон, строительство которого было завершено в 1907 году. Глубокая геотермальная скважина использовалась для обогрева теплиц в Бойсе в 1926 году, а гейзеры использовались для обогрева теплиц в Исландии и Тоскане примерно в то же время. Чарли Либ разработал первый внутрискважинный теплообменник в 1930 году для обогрева своего дома. Пар и горячая вода из гейзеров начали обогревать дома в Исландии с 1943 года.

Мировые геотермальные электрические мощности. Верхняя красная линия - установленная мощность; нижняя зеленая линия - это реализованное производство.

В 20 веке спрос на электроэнергию привел к рассмотрению геотермальной энергии в качестве источника генерации. Принц Пьеро Джинори Конти испытал первый геотермальный электрогенератор 4 июля 1904 года на том же месторождении сухого пара Лардерелло, где началась добыча геотермальной кислоты. Он удачно зажег четыре лампочки. Позже, в 1911 году, здесь была построена первая в мире коммерческая геотермальная электростанция. Он был единственным в мире промышленным производителем геотермальной электроэнергии, пока Новая Зеландия не построила станцию ​​в 1958 году. В 2012 году она произвела около 594 мегаватт.

Лорд Кельвин изобрел тепловой насос в 1852 году, и Генрих Зелли запатентовал идею использования его для извлечения тепла из земли в 1912 году. Но только в конце 1940-х годов геотермальный тепловой насос был успешно реализован. Самой ранней из них, вероятно, была самодельная система прямого обмена мощностью 2,2 кВт Роберта К. Уэббера, но источники расходятся во мнениях относительно точных сроков его изобретения. Дж. Дональд Крукер разработал первый коммерческий геотермальный тепловой насос для обогрева Здания Содружества (Портленд, Орегон) и продемонстрировал его в 1946 году. Профессор Карл Нильсен из Государственного университета Огайо построил первый жилой дом Версия с открытым контуром в его доме в 1948 году. Эта технология стала популярной в Швеции в результате нефтяного кризиса 1973 года, и с тех пор ее признание во всем мире медленно растет. Разработка в 1979 году трубы из полибутилена значительно увеличила экономическую эффективность теплового насоса.

В 1960 году Pacific Gas and Electric начала эксплуатацию первой успешной геотермальной электростанции в Соединенные Штаты в Гейзерах в Калифорнии. Оригинальная турбина прослужила более 30 лет и вырабатывала полезную мощность 11 МВт.

Электростанция с двойным циклом была впервые продемонстрирована в 1967 году в СССР. и позже представленная в США в 1981 году. Эта технология позволяет вырабатывать электроэнергию из источников с гораздо более низкой температурой, чем раньше. В 2006 году в Чена Хот Спрингс, Аляска была запущена установка с бинарным циклом, вырабатывающая электроэнергию при рекордно низкой температуре жидкости 57 ° C (135 ° F).

Электроэнергия
Установленная мощность геотермальной энергии
Данные прямого использования за 2015 г.
СтранаМощность (МВт) 2015
США 17 415,91
Филиппины 3,30
Индонезия 2,30
Мексика 155,82
Италия 1014,00
Новая Зеландия 487,45
Исландия 2040,00
Япония 2186,17
81,50
Сальвадор 3,36
Кения 22,40
Коста-Рика 1,00
Россия 308,20
Турция 2,886,30
0,10
2,31
Португалия 35,20
Китай 17,870,00
2346,90
Эфиопия 2,20
Германия 2,848,60
903,40
Австралия 16,09
128,51

Международная геотермальная ассоциация (IGA) сообщила, что к сети подключено 10715 мегаватт (МВт) геотермальной энергии в 24 странах, что, как ожидалось, даст 67 246 ГВтч o f электричество в 2010 году. Это представляет собой 20% -ное увеличение сетевой мощности с 2005 года. IGA прогнозирует рост до 18 500 МВт к 2015 году благодаря проектам, находящимся в настоящее время на рассмотрении, часто в районах, ранее считавшихся мало пригодными для эксплуатации.

В 2010 году Соединенные Штаты лидировали в мире по производству геотермальной электроэнергии с установленной мощностью 3 086 МВт на 77 электростанциях. Самая большая группа геотермальных электростанций в мире расположена на Гейзерах, геотермальном поле в Калифорнии. Филиппины являются вторым по величине производителем с 1 904 МВт сетевой мощности. Геотермальная энергия составляет примерно 13% от производства электроэнергии на Филиппинах.

В 2016 году Индонезия заняла третье место с 1647 МВт в сети, после США (3450 МВт) и Филиппин (1870 МВт), но Индонезия станет второй из-за дополнительных онлайн 130 МВт на конец 2016 года и 255 МВт в 2017. 28 994 МВт Индонезии являются крупнейшими геотермальными запасами в мире, и, по прогнозам, в следующем десятилетии они обгонят США.

Установленные геотермальные электрические мощности
СтранаМощность (МВт). 2007Мощность (МВт). 2010% национальной. электроэнергии. производства% мировой. геотермальной. добычи
США 268730860,329
Филиппины 1969,719042718
Индонезия 99211973.711
Мексика 95395839
Италия 810,58431,58
Новая Зеландия 471,6628106
Исландия 421,2575305
Япония 535,25360,15
250250
Сальвадор 204,220425
Кения 128,816711,2
Коста-Рика 162,516614
87,48810
Россия 7982
Турция 3882
5656
5352
Португалия 2329
Китай 27,824
14,716
Эфиопия 7,37,3
Германия 8,46,6
1,11,4
Австралия 0,21,1
0,30,3
Всего9 981,910 959,7

Геотермальные электростанции традиционно строились исключительно на краях тектонических плит, где у поверхности доступны высокотемпературные геотермальные ресурсы. Разработка электростанций с двойным циклом и усовершенствование технологий бурения и добычи позволяет усовершенствовать геотермальные системы в гораздо большем географическом диапазоне. Демонстрационные проекты осуществляются в Ландау-Пфальц, Германия, и Сульс-су-Форе, Франция, в то время как предыдущие проекты в Базеле, Швейцария, были закрыты после землетрясения. Другие демонстрационные проекты находятся в стадии строительства в Австралии, Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах Америки.

тепловой КПД геотермальных электростанций. низкая, около 10–23%, потому что геотермальные жидкости не достигают высоких температур пара от котлов. Законы термодинамики ограничивают эффективность тепловых двигателей при извлечении полезной энергии. Вытяжное тепло тратится впустую, если его нельзя использовать напрямую и на месте, например, в теплицах, лесопилках и централизованном теплоснабжении. Эффективность системы не оказывает существенного влияния на эксплуатационные расходы, как это было бы для станций, использующих топливо, но она влияет на рентабельность капитала, использованного для строительства станции. Чтобы производить больше энергии, чем потребляют насосы, для выработки электроэнергии требуются относительно горячие поля и специальные тепловые циклы. Поскольку геотермальная энергия не зависит от переменных источников энергии, в отличие, например, от ветра или солнца, ее коэффициент использования может быть довольно большим - до 96%. В 2005 году средний мировой показатель составлял 73%.

Типы

Геотермальная энергия бывает в форме с преобладанием пара или жидкости. Лардерелло и Гейзеры доминируют над паром. Площадки с преобладанием пара предлагают температуру от 240 до 300 ° C, что приводит к образованию перегретого пара.

Растения с преобладанием жидкости

Водохранилища с преобладанием жидкости (LDR) чаще встречаются с температурами выше 200 ° C (392 ° F) и встречаются возле молодых вулканов, окружающих Тихий океан, и в рифтовые зоны и горячие точки. Флэш-установки являются обычным способом производства электроэнергии из этих источников. Насосы обычно не требуются, вместо них приводятся в действие, когда вода превращается в пар. Большинство скважин вырабатывают 2–10 МВт электроэнергии. Пар отделяется от жидкости с помощью циклонных сепараторов, а жидкость возвращается в резервуар для повторного нагрева / повторного использования. По состоянию на 2013 год самой крупной жидкой системой является Cerro Prieto в Мексике, которая вырабатывает 750 МВт электроэнергии при температурах, достигающих 350 ° C (662 ° F). Месторождение Солтон-Си в Южной Калифорнии предлагает потенциал для выработки 2000 МВт электроэнергии.

Низкотемпературные LDR (120–200 ° C) требуют откачки. Они распространены на протяженных территориях, где нагревание происходит за счет глубокой циркуляции по разломам, например, на западе США и в Турции. Вода проходит через теплообменник в бинарной установке цикла Ренкина. Вода испаряет органическую рабочую жидкость, которая приводит в движение турбину . Эти бинарные растения возникли в Советском Союзе в конце 1960-х годов и преобладают на новых заводах США. Бинарные установки не имеют выбросов.

Тепловая энергия

Источники с температурой 30–150 ° C используются без преобразования в электричество в качестве централизованного теплоснабжения, теплиц, рыболовство, добыча полезных ископаемых, промышленное отопление и купание в 75 странах. Тепловые насосы извлекают энергию из неглубоких источников при температуре 10–20 ° C в 43 странах для использования в обогреве и охлаждении помещений. Домашнее отопление является наиболее быстрорастущим способом использования геотермальной энергии, с глобальными ежегодными темпами роста 30% в 2005 году и 20% в 2012 году.

В 2004 году было использовано около 270 петаджоулей (ПДж) геотермального отопления. Подробнее более половины пошло на отопление помещений, а еще треть - на бассейны с подогревом. Остальные поддерживали промышленные и сельскохозяйственные приложения. Общая установленная мощность составила 28 ГВт, но коэффициенты мощности, как правило, низкие (в среднем 30%), поскольку тепло в основном требуется зимой. Около 88 ПДж для отопления помещений было извлечено примерно 1,3 миллиона геотермальных тепловых насосов общей мощностью 15 ГВт.

Тепло для этих целей также может быть извлечено из когенерации на геотермальная электрическая установка.

Отопление гораздо более экономично, чем производство электроэнергии. В природных горячих источниках или гейзерах воду можно направить непосредственно в радиаторы. В горячей сухой земле заземляющие трубы или скважинные теплообменники могут собирать тепло. Однако даже в тех областях, где температура почвы ниже комнатной, тепло часто можно отводить с помощью геотермального теплового насоса более экономично и чисто, чем с помощью обычных печей. Эти устройства используют гораздо более мелкие и холодные ресурсы, чем традиционные геотермальные методы. Они часто совмещают функции, включая кондиционирование, сезонное накопление тепловой энергии, сбор солнечной энергии и электрическое отопление. Тепловые насосы можно использовать для обогрева помещений практически везде. Геотермальная энергия может также использоваться для снабжения систем холодного централизованного теплоснабжения.

Исландия является мировым лидером в области прямого применения. Около 92,5% домов отапливаются за счет геотермальной энергии, что позволяет Исландии ежегодно экономить более 100 миллионов долларов благодаря предотвращению импорта нефти. Рейкьявик, Исландия имеет самую большую в мире систему централизованного теплоснабжения, которая часто используется для обогрева троп и дорог, чтобы предотвратить накопление льда. Когда-то известный как самый загрязненный город в мире, теперь он является одним из самых чистых.

Усовершенствованные геотермальные источники

Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) активно нагнетают воду в колодцы для обогрева и обратной откачки вне. Вода нагнетается под высоким давлением для расширения существующих трещин в горных породах, чтобы вода могла свободно течь внутрь и наружу. Метод был адаптирован из методов добычи нефти и газа. Однако геологические образования более глубокие, и токсичные химические вещества не используются, что снижает возможность нанесения ущерба окружающей среде. Буровики могут использовать наклонно-направленное бурение для увеличения размера пласта.

Мелкомасштабные EGS были установлены на Рейнский грабен в Сультс-су- Форец во Франции и Ландау и Инсхайм в Германии.

Экономика

Геотермальная энергия не требует топлива (кроме насосов), и поэтому невосприимчив к колебаниям стоимости топлива. Однако капитальные затраты значительны. На бурение приходится более половины затрат, а разведка глубоких ресурсов связана со значительными рисками. Типичная двойная скважина (добывающая и нагнетательная) в Неваде может выдерживать 4,5 мегаватт (МВт) и стоит около 10 миллионов долларов на бурение с 20% -ной интенсивностью отказов.

A электростанция на Гейзерах

В целом строительство электростанции и бурение скважин обходятся примерно в 2–5 миллионов евро за МВт электрической мощности, тогда как безубыточная цена составляет 0,04–0,10 евро за кВт · час Усовершенствованные геотермальные системы, как правило, находятся на верхней стороне этих диапазонов, с капитальными затратами выше 4 миллионов долларов на МВт и безубыточностью выше 0,054 доллара на кВт · ч в 2007 году. В приложениях прямого нагрева могут использоваться более мелкие скважины с более низкими температурами, поэтому системы меньшего размера с меньшими затратами и рисками. Жилые геотермальные тепловые насосы мощностью 10 киловатт (кВт) обычно устанавливаются по цене около 1–3 000 долларов за киловатт. Системы централизованного теплоснабжения могут получить выгоду от эффекта масштаба, если спрос является географически плотным, как в городах и теплицах, но в остальном установка трубопроводов доминирует над капитальными затратами. Капитальные затраты на одну такую ​​систему централизованного теплоснабжения в Баварии оцениваются примерно в 1 миллион евро за МВт. Прямые системы любого размера намного проще, чем электрические генераторы, и имеют более низкие затраты на техническое обслуживание на кВт · ч, но они должны потреблять электроэнергию для работы насосов и компрессоров. Некоторые правительства субсидируют геотермальные проекты.

Геотермальная энергия легко масштабируется: от сельской деревни до целого города, что делает ее жизненно важной частью перехода на возобновляемые источники энергии.

Наиболее развитое геотермальное поле в США - Гейзеры в Северной Калифорнии.

Геотермальные проекты проходят несколько этапов разработки. Каждая фаза связана с рисками. На ранних этапах разведки и геофизических исследований многие проекты отменяются, что делает этот этап непригодным для традиционного кредитования. Проекты, продвигающиеся вперед от идентификации, разведки и разведочного бурения, часто требуют финансирования за счет долевого участия.

Ресурсы
Усовершенствованная геотермальная система 1: Резервуар 2: Насосная станция 3: Теплообменник 4: Машинный зал 5: Добывающая скважина 6: Нагнетательная скважина 7: Горячая вода для централизованного теплоснабжения 8: Пористые отложения 9: Наблюдательная скважина 10: Кристаллическая коренная порода

Внутренняя тепловая энергия Земли течет к поверхности за счет теплопроводности со скоростью 44,2 тераватт (ТВт.), И пополняется за счет радиоактивного распада минералов в размере 30 ТВт. Эти показатели мощности более чем вдвое превышают текущее потребление энергии человечеством из всех первичных источников, но большая часть этого потока энергии не подлежит восстановлению. Помимо внутренних тепловых потоков, верхний слой поверхности на глубине до 10 м (33 фута) нагревается летом за счет солнечной энергии, высвобождает эту энергию и охлаждает зимой.

Помимо сезонных колебаний, геотермический градиент температур в земной коре составляет 25–30 ° C (77–86 ° F) на километр глубины в большей части мира. Теплопроводный поток в среднем составляет 0,1 МВт / км. Эти значения намного выше вблизи границ тектонических плит, где кора более тонкая. Они могут быть дополнительно усилены циркуляцией жидкости через магматические каналы, горячие источники, гидротермальная циркуляция или их комбинация.

Геотермальный тепловой насос может извлекать достаточно тепла из мелководья в любой точке мира, чтобы обеспечить отопление дома, но промышленные применения требуют более высоких температур глубоких ресурсов. Тепловой КПД и рентабельность производства электроэнергии особенно чувствительны к температуре. Самые требовательные приложения получают наибольшую выгоду от высокого естественного теплового потока, в идеале от использования горячего источника. Следующий лучший вариант - пробурить скважину в горячем водоносном горизонте. Если нет подходящего водоносного горизонта, можно построить искусственный, закачав воду для гидравлического разрыва коренных пород. Этот последний подход называется геотермальной энергией горячих сухих пород в Европе или улучшенными геотермальными системами в Северной Америке. Такой подход может иметь гораздо больший потенциал, чем традиционный отбор природных водоносных горизонтов.

Оценки потенциала производства электроэнергии из геотермальной энергии варьируются в шесть раз, от 0,035 до 2 ТВт в зависимости от масштаба инвестиций. Верхние оценки геотермальных ресурсов предполагают глубину улучшенных геотермальных скважин до 10 километров (6 миль), тогда как существующие геотермальные скважины редко бывают глубиной более 3 километров (2 миль). Скважины такой глубины сейчас обычное дело в нефтяной промышленности. Самая глубокая исследовательская скважина в мире, Кольская сверхглубокая скважина, имеет глубину 12 километров (7 миль).

выявил не менее 39 мест (в Мьянме ) способные производить геотермальную энергию, и некоторые из этих гидротермальных резервуаров расположены довольно близко к Янгон, который является значительным недоиспользуемым ресурсом.

Производство

По данным Ассоциации геотермальной энергии (GEA)) установленная геотермальная мощность в США выросла на 5%, или 147,05 МВт, с момента последнего ежегодного исследования в марте 2012 года. Это увеличение произошло за счет семи геотермальных проектов, производство которых началось в 2012 году. Компания GEA также пересмотрела свою оценку установленной мощности на 2011 год в сторону увеличения на 128 МВт, в результате чего текущая установленная геотермальная мощность в США составляет 3386 МВт.

Возобновляемая энергия и устойчивость

Геотермальная энергия считается возобновляемой, потому что любой прогнозируемый отбор тепла невелик по сравнению с теплосодержание Земли. Земля имеет внутреннее теплосодержание 10 джоулей (3 · 10 ТВтч ), что примерно в 100 миллиардов раз превышает мировое годовое потребление энергии в 2010 году. Около 20% из них - остаточное тепло от планетарной аккреции ; остальное объясняется более высокой скоростью радиоактивного распада, существовавшей в прошлом. Естественные тепловые потоки не находятся в равновесии, и планета медленно остывает в геологических масштабах времени. Экстракция человека улавливает незначительную часть естественного оттока, часто не ускоряя его. Согласно большинству официальных описаний использования геотермальной энергии, в настоящее время она называется возобновляемой и устойчивой, поскольку она возвращает равный объем воды в область, в которой происходит отбор тепла, но при несколько более низкой температуре. Например, температура воды, выходящей из земли, составляет 300 градусов, а возврат воды составляет 200 градусов, полученная энергия является разницей в извлеченном тепле. Текущие исследовательские оценки воздействия на потери тепла из ядра Земли основаны на исследованиях, проведенных до 2012 года. Однако, если бытовое и промышленное использование этого источника энергии резко расширилось в ближайшие годы из-за сокращения предложения ископаемого топлива и Если население планеты растет и быстро индустриализируется, требуя дополнительных источников энергии, то оценки воздействия на скорость охлаждения Земли необходимо будет пересмотреть.

Геотермальная энергия также считается устойчивой благодаря своей способности поддерживать сложные экосистемы Земли. Используя геотермальные источники энергии, нынешние поколения людей не поставят под угрозу способность будущих поколений использовать свои собственные ресурсы в том же объеме, в каком эти источники энергии используются в настоящее время. Кроме того, считается, что из-за низкого уровня выбросов геотермальная энергия обладает прекрасным потенциалом для смягчения последствий глобального потепления.

Производство электроэнергии в Поихипи, Новая Зеландия Производство электроэнергии в Охааки, Новая Зеландия Производство электроэнергии в Вайракей, Новая Зеландия

Несмотря на то, что геотермальная энергия является устойчивой в глобальном масштабе, добычу все же необходимо контролировать, чтобы избежать местного истощения. В течение десятилетий отдельные скважины снижают температуру и уровень воды до тех пор, пока не будет достигнуто новое равновесие с естественными стоками. На трех самых старых участках, в Лардерелло, Вайракей и Гейзерах, объем добычи снизился из-за местного истощения. Тепло и вода в неопределенных пропорциях извлекались быстрее, чем пополнялись. Если добыча сократится и вода будет закачана повторно, эти скважины теоретически могут полностью восстановить свой потенциал. Такие стратегии смягчения последствий уже реализованы на некоторых объектах. Долгосрочная устойчивость геотермальной энергии была продемонстрирована на месторождении Лардарелло в Италии с 1913 года, на месторождении Вайракей в Новой Зеландии с 1958 года и на месторождении Гейзеры в Калифорнии с тех пор. 1960.

Падение выработки электроэнергии может быть увеличено за счет бурения дополнительных питающих скважин, например, Поихипи и Охаки. Электростанция Wairakei проработала намного дольше: ее первый блок был введен в эксплуатацию в ноябре 1958 года, и она достигла пика выработки в 173 МВт в 1965 году, но уже обеспечила поставки высокой мощности. пар под давлением был неустойчивым, в 1982 году он был понижен до среднего давления и мощность станции составляла 157 МВт. Примерно в начале 21 века она управляла мощностью около 150 МВт, затем в 2005 году были добавлены две изопентановые системы мощностью 8 МВт, что увеличило мощность станции примерно на 14 МВт. Детальных данных нет, они утеряны из-за реорганизации. Одна из таких реорганизаций в 1996 г. привела к отсутствию ранних данных по Поихипи (начат в 1996 г.) и к пробелу в 1996/7 г. для Вайракей и Охаки; Получасовые данные за первые несколько месяцев работы Ohaaki также отсутствуют, как и за большую часть истории Wairakei.

Воздействие на окружающую среду
Геотермальная электростанция на Филиппинах Геотермальная станция Крафла на северо-востоке Исландии

Жидкости, извлекаемые из глубин Земли, несут смесь газов, в частности двуокиси углерода (CO. 2), сероводород (H. 2S), метан (CH. 4) и аммиак (NH. 3). Эти загрязнители способствуют глобальному потеплению, кислотным дождям и появлению ядовитых запахов в случае их выброса. Существующие геотермальные электростанции выбрасывают в среднем 122 килограмма (269 фунтов) CO. 2на мегаватт-час (МВт · ч) электроэнергии, что составляет небольшую часть интенсивности выбросов традиционных станций, работающих на ископаемом топливе. Заводы, которые подвергаются воздействию высоких уровней кислот и летучих химикатов, обычно оснащены системами контроля выбросов для уменьшения выбросов.

Помимо растворенных газов, горячая вода из геотермальных источников может содержать в растворе следовые количества токсичных элементов, таких как ртуть, мышьяк, бор и сурьма. Эти химические вещества осаждаются при охлаждении воды и могут нанести вред окружающей среде в случае выброса. Современная практика закачки охлажденных геотермальных жидкостей обратно в Землю для стимулирования добычи имеет побочное преимущество в снижении этого экологического риска.

Системы прямого геотермального отопления содержат насосы и компрессоры, которые могут потреблять энергию из источников загрязнения. Эта паразитная нагрузка обычно составляет часть тепловой мощности, поэтому она всегда меньше загрязняет окружающую среду, чем электрический нагрев. Однако, если электричество производится путем сжигания ископаемого топлива, чистые выбросы от геотермального отопления могут быть сопоставимы с непосредственным сжиганием топлива для получения тепла. Например, геотермальный тепловой насос, работающий на электричестве от установки комбинированного цикла природного газа, будет производить столько же загрязнения, сколько и газовая конденсационная печь того же размер. Таким образом, экологическая ценность прямого геотермального отопления сильно зависит от интенсивности выбросов соседней электрической сети.

Строительство завода может отрицательно повлиять на устойчивость земли. Проседание произошло на месторождении Вайракей в Новой Зеландии. В Штауфен-им-Брайсгау, Германия, вместо этого произошло тектоническое поднятие из-за того, что ранее изолированный слой ангидрита вступил в контакт с водой и превратился в гипс, увеличив его объем вдвое.. Усовершенствованные геотермальные системы могут вызывать землетрясения как часть гидроразрыва пласта. Проект в Базеле, Швейцария был приостановлен, так как более 10 000 сейсмических событий силой до 3,4 баллов по шкале Рихтера произошло в течение первых 6 дней закачки воды.

Геотермальная энергия имеет минимальные потребности в земле и пресной воде. Геотермальные станции используют 3,5 квадратных километра (1,4 квадратных мили) на гигаватт электроэнергии (не мощности) по сравнению с 32 квадратными километрами (12 квадратных миль) и 12 квадратных километров (4,6 квадратных миль) для угольных объектов и ветряные электростанции соответственно. Они используют 20 литров (5,3 галлона США) пресной воды на МВт · ч по сравнению с более чем 1000 литров (260 галлонов США) на МВт · час для атомной энергетики, угля или нефти.

Правовая база

Некоторые из правовых вопросов, связанных с геотермальными энергетическими ресурсами, включают вопросы владения и распределения ресурса, предоставления разрешений на разведку, прав на разработку, лицензионных отчислений и степени признания вопросов геотермальной энергии в существующих законах о планировании и охране окружающей среды. Другие вопросы касаются частичного совпадения геотермальных и минеральных или нефтяных жилых домов. Более широкие вопросы касаются того, в какой степени правовая база для поощрения использования возобновляемых источников энергии способствует стимулированию инноваций и развития геотермальной промышленности.

См. Также
  • icon Портал возобновляемых источников энергии
Ссылки
Библиография
Look up geothermal in Wiktionary, the free dictionary.
Wikimedia Commons has media related to Geothermal energy.

Последняя правка сделана 2021-05-21 05:50:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте