Геотермальная энергетика ГОУ Лицей 1535 Геотермальная энергетика Выполнила ученица 9 Д класса Дюрягина Анастасия Руководители: Белых Н.Г. Алехина Г.Ф. Москва 2009

Что такое геотермальная энергетика? Геотермальная энергетика – это производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли.

Что такое геотермальная энергетика? Тепловая энергия недр образуется за счет расщепления радионуклидов в раскаленном ядре нашей планеты. Тепло Земли выходит наружу посредством жерла вулканов и гейзеров. Геотермальные ресурсы среди нетрадиционных источников энергии занимают ведущее место. В частности, в мировом производстве электроэнергии они занимают более 60 %.

Использование геотермальной энергии Главными потребителями геотермальных ресурсов на ближайшую и отдаленную перспективу несомненно будут теплоснабжение (обогрев помещений, купален, рыболовства и теплиц) и, в значительно меньшей мере, выработка электроэнергии.

Геотермальная энергетика в эпоху античности и Средневековья Человек давно понял важность использования подземного тепла и долгое время стремится использовать его в собственных целях. Однако много веков использовались только целебные свойства подземных вод. Всем известны знаменитые римские бани – термы.

Геотермальная энергетика в эпоху античности и Средневековья В III в.до н.э., китайский император Цинь Шихуанди позаботился о создании курорта, расположенного возле горячего источника Хуакинчи. Его императорское величество присмотрел это место для собственного отдыха и поправки здоровья.

Из истории развития геотермальной энергетики В ХІV веке подземную энергию впервые применяют для отопления во Франции, в городке Шод-Эг. Там до сих пор успешно работает аналогичная система отопления. Идея об использовании тепла Земли для получения электричества пришла в голову итальянскому маркизу Джинори Конти, наследнику фарфорового бизнеса. В 1904 году Конти провёл научный опыт при помощи экспериментальной установки, им же созданной. Всего девять лет понадобилось для запуска первой промышленной геотермальной электростанции. Её мощность составляла 250 к Вт. С 1916 г. в Италии началось организованное производство установок.

Классификация источников Разработать их не составляет труда, но месторождения эти довольно немногочисленны и встречаются крайне редко. Тем не менее, в настоящее время каждая вторая геотермальная станция использует именно эти источники. 1. Месторождения геотермального сухого пара.

Классификация источников 2. Источники горячего пара. Фактически это соединение горячей воды и пара. Для использования этого дара природы необходимо решить комплекс вопросов, позволяющих избежать коррозии применяемого на станции оборудования. Также может ухудшиться экологическое состояние окружающей среды.

Классификация источников 3. Месторождения геотермальной воды. Они, в свою очередь, бывают двух типов: чисто водные месторождения или смеси воды и пара. Это своеобразные резервуары, которые образуются вследствие заполнения влагой подземных полостей. Там скапливаются атмосферные осадки, которые нагреваются магмой.

Классификация источников 4. Сухие горячие скальные породы. Вследствие воздействия магмы они сильно нагреваются, их залежи находятся примерно на двухкилометровой глубине, именно этот вид геотермальных источников наиболее распространён. 5. Магма, которая представляет собой сильно разогретые (до 1300 градусов) горные породы.

Использования тепла Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду и смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии, либо одновременно для всех трех целей. Высокотемпературное тепло около вулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.

Виды геотермальных станций. Существует 3 типа геотермальных установок. К первому относятся станции, основой для работы которых являются месторождения сухого пара. Чтобы получить требующуюся энергию пар пропускается через турбину или генератор.

Виды геотермальных станций Второй тип – это станции с сепаратором. Они эксплуатируют месторождения горячей воды под давлением. Вода поднимается вверх по скважине и поступает в сепаратор. Не прямая схема получения - наиболее популярный тип геотермальных станций в мире. Их работу обеспечивают горячие подземные воды, которые закачиваются под высоким давлением в генераторные установки. Происходит нагнетание гидротермального раствора в испаритель для снижения давления. Часть раствора испаряется, образовавшийся пар, заставляет работать турбину. Оставшаяся жидкость также может приносить пользу.

Виды геотермальных станций Третий тип - станции, применяющие бинарный цикл работы, заключающийся в использовании двух типов вод – горячей и умеренной. Оба потока пропускаются через теплообменник. Более горячая жидкость выпаривает более холодную, и образуемые вследствие этого процесса пары приводят в действие турбины. Система является замкнутой, и это позволяет избежать выбросов в атмосферу.

Геотермальная энергетика в мире Из опыта эксплуатации крупных ГеоЭС следует, что себестоимость 1 к Вт·ч электроэнергии часто не превышает 1 цента, при этом следует иметь в виду, что коэффициент использования мощности на ГеоЭС достигает значения 0,95. Из опыта эксплуатации крупных ГеоЭС следует, что себестоимость 1 к Вт·ч электроэнергии часто не превышает 1 цента, при этом следует иметь в виду, что коэффициент использования мощности на ГеоЭС достигает значения 0,95.

Запасы геотермальной энергии Проведенные исследования указывают на то, что сердцевина Земли содержит гораздо большее количество теплоты, чем можно получить, расщепляя при помощи ядерных реакторов уран или торий.

Запасы геотермальной энергии Конечно, геотермальные источники энергии теоретически нельзя назвать возобновляемыми. Но представить, что они действительно в какой-то момент могут иссякнуть, невозможно.

Запасы геотермальной энергии Если вообразить, что только тепло Земли по каким- либо причинам останется пригодным для использования, то продёт сорок один миллион лет до того времени, когда температура недр понизится всего на полградуса.

Запасы геотермальной энергии На территории России прогнозные геотермальные ресурсы на доступных глубинах (до 5-6 км) в 4-6 раз превышают ресурсы углеводородов и по оценке ученых составляют для нужд теплоснабжения 57 трлн. тонн условного топлива, в том числе для нужд отопления 30,5 трлн. тонн условного топлива.

Геотермальные ресурсы России Регионы Потенциальные ресурсы, тонн условного топлива Дальневосточный 696 Восточно-сибирский 364 Западно-сибирский 258 Северный 132 Уральский 64 Поволжский 59 Северо-Кавказский 45 Итого по России 1702

Геотермальная энергия на Камчатке Камчатку и Курильские острова по своим климатическим условиям и по потенциалам в геотермальной энергетике можно сравнить лишь с Исландией. Здесь, согласно исследованиям, геотермальная энергия способна полностью покрыть все энергозатраты.

Геотермальная энергия на Камчатке В настоящее время геотермальные источники энергии обеспечивают на Камчатке до 25 процентов от общего энергопотребления: 50 МВт производится на Мутновской геотермальной электростанции, 12 МВт – на Верхне- Мутновской и 11 на Паужетской ГеоЭС. Таким образом, общая мощность энергообъектов, действующих на основе геотермальных источников, в области составляет 73 МВт – а это значительно помогает ослабить зависимость полуострова от дорого- стоящего привозного мазута.

Геотермальная энергия на Камчатке Электростанция Мутновская, самая большая в регионе, находится в 120 километрах от города Петропавловск-Камчатский на высоте 1 км над уровнем моря, у подножья одноименного вулкана и состоит из двух энергоблоков, каждый мощностью по 25 МВт.

Геотермальная энергия на Камчатке Первая установка вступила в действие в декабре 2001, вторая – в октябре Турбины приводятся в движение при помощи пара, температура которого составляет примерно 250°C, поступающего с глубины 300 метров. Кроме того, сконденсированная вода из недр земли используется так же и для отопления соседнего населенного пункта.

Районы Земли, богатые геотермальной энергией Природные возможности для развития отрасли присутствуют в 80 странах мира. Однако только пятьдесят восемь государств пользуются этими запасами. Мировыми лидерами является: Исландия, Италия, Япония, Филлипины, Новая Зеландия, Мексика, США.

Тепловое использование геотермальной энергии в 2000 г. Страна Тепловая мощность, МВт Произведен- ная энергия, ТДж/г Экономия топлива, тыс. т/г США ,99 Китай ,04 Исландия ,31 Япония ,15 Турция ,51 Швеция ,50 Россия ,68 Всего в 58 странах ,53

Преимущества и недостатки Достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд тепло электроэнергетики и медицины. Недостатками ее являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает сброс вод в природные водоемы.

Перспективы развития геотермальной энергетики Говорить об общих перспективах развития геотермальной энергетики можно, лишь рассматривая перспективы развития в конкретной стране. Каждый регион характеризуется собственными природными условиями, и это требует разных подходов к решению проблемы.

Перспективы развития геотермальной энергетики В заключение можно сказать, что геотермальная энергетика уже в течении ста лет находится под пристальным вниманием лучших учёных мира и заставляет говорить о себе всё больше и чаще…