Geotermalni izvor energije. Geotermalna energija i resursi Rusije

Već pročitano: 3 179

Geotermalna energija - odakle dolazi energija?

Glavni izvori energije koji se danas koriste u potpunosti pružaju sve trenutne potrebe stanovništvo. Međutim, prema izračunima znanstvenika, nakon 20 godina čovječanstvo će početi osjećati nedostatak energije. To će se dogoditi zbog sve većih potreba stanovništva, a posebno industrijska poduzeća. Do tog vremena, takvi izvori kao što su ugljeno ulje i plinska polja, a hidroenergetski objekti su već znatno dotrajali i potrebna im je vanjska potpora.

Znanstvenici izlaz vide u korištenju alternativnih ( i ) ili obnovljivih vrsta energije (OIE), od kojih je jedna od varijanti geotermalna energija.

Prema rezultatima istraživanja, temperatura zemljine jezgre je oko 6000°C. Kako se približava zemljinoj kori, postupno se smanjuje. Brzina hlađenja Zemljine jezgre je oko 400°C na milijardu godina, što vam omogućuje da ne brinete da će se izvor presušiti. Razlog za ovo zagrijavanje smatra se stalna reakcija radioaktivnog raspada elemenata koji čine značajan dio zemljine jezgre urana, torija i radioaktivnog kalija.

Korištenje ove topline od strane ljudi još uvijek je značajno ograničeno, budući da su tehnološke mogućnosti niske i ne dopuštaju dobivanje energije u bilo kojem geografska točka. Danas se koriste samo termalne anomalne zone, gdje postoje točke izlaza na površinu vrućih stijena ili izvora vode.

Postoje sljedeće vrste izvora toplinske energije:

• površine, smještene na dubinama od nekoliko desetaka metara
• podzemni hidrotermalni rezervoari
• parna hidrotermalna mjesta
• petrotermalni sustavi sa "suhom" toplinom stijena
• magmatska područja gdje se rastaljeni planinski lanci približavaju površini

Glavne vrste geo termalni izvori su prostori s nosačima topline (voda ili para) i sa suhom grijanom stijene. Pogledajmo ih pobliže.

petrotermalna energija

Petrotermalna energija temelji se na dobivanju energije uz pomoć podzemne topline dobivene iz vrućih stijena. Tehnološki, ovaj smjer još nije razrađen, jer je za dobivanje energije potreban pristup zagrijanim stijenama, pa čak i u regijama s povećanim temperaturnim gradijentom leže na dubini od oko 2 km od površine. Stoga se danas koriste samo područja blizu površine, zapravo, anomalna područja. Zemljina kora s pristupom površini vrućih masiva.

Kada tehnološka sposobnost bušenjem do dubine od 8-10 km, moći će se graditi geotermalne elektrane (GeoTPP) na bilo kojem mjestu gdje je to potrebno.

Proizvodnja električne energije planira se pumpanjem vode u podzemne šupljine, koja se pretvara u pregrijanu paru. Pod pritiskom se dovodi na površinu, gdje se spaja na turbinska postrojenja koja proizvode električnu energiju. Poteškoća leži u potrebi za velikom kontaktnom površinom kako bi se dobila dovoljna snaga. Treba koristiti podzemne pukotine, sustave pukotina i druge šupljine s visokim temperaturama.

hidrotermalna energija

Ovaj smjer danas se aktivno koristi. Zemlje koje na svom teritoriju imaju područja s bogatim toplim izvorima koriste ih za grijanje svojih domova i proizvodnju električne energije.

Najpoznatiji korisnici u ovom smjeru su:

• Island
• Novi Zeland
• Meksiko
• Japan
• Italija
• Salvador

Ovisno o prirodi izvora, temperaturi i snazi ​​podzemnih procesa ugrađuju se elektrane, gradske toplinske mreže spajaju na podzemne spremnike s toplom vodom pod pritiskom. Temperatura pare pogodan za proizvodnju električne energije u industrijske razmjere, mora biti najmanje 200°Cšto nije svugdje moguće. Gotovo sve postojeće elektrane koje koriste geotermalnu energiju su posebne, rade u posebnim jedinstvenim uvjetima.

PROČITAJTE TAKOĐER: Kako radi toplinska pumpa zemlja-voda - prednosti i nedostaci, odabir opreme

Principi rada geotermalnih elektrana

Geotermalne elektrane koriste bilo koje vruće stijene za grijanje vode pumpane u podzemne šupljine, ili prirodne Izvori vruće vode već postoje u zemlji. Pregrijana para nastala geotermalnim procesima dovodi se na površinu zemlje i aktivira lopatice turbine generatora parne energije.

Navedeni princip ispravno odražava shemu, ali u praksi je sve puno kompliciranije. Prvo, sastav pare koja se ispušta iz podzemnih spremnika je složen i zasićen agresivnim i otrovnim plinovima i spojevima. Drugo, količina povučenog nosača mora se nadopuniti ubrizgavanjem svježih volumena, inače će se poremetiti hidrodinamička ravnoteža, što može uzrokovati poremećaj ili čak zaustavljanje rada izvora.

Ovisno o vrsti izvora, postoje sljedeće vrste GeoTPP-a:

• konstrukcije postavljene na prirodnim izvorima tople pare ili vode (parne hidroterme)
• geotermalne elektrane s dva kruga koje koriste toplu vodenu paru iz izvora i sekundarnu paru dobivenu iz opskrbljene i zagrijane vode
• geotermalne elektrane s dva kruga koje koriste pregrijanu vodu prirodnog podrijetla

Dizajn svake pojedine instalacije specijaliziran je za lokalne uvjete, temperature i sastav vode ili pare. U većini slučajeva koriste se izmjenjivači topline koji uzimaju toplinu iz nosača uklonjenog iz podzemnih šupljina, a zatim se pumpa natrag. Koriste se različiti ciklusi pročišćavanja parom od toksičnih ili agresivnih nečistoća, sumpornih spojeva, sumporovodika i drugih tvari.

Prednosti GeoTPP-a

Prednosti hidrotermalnih elektrana uključuju:

• izvor energije je gotovo neiscrpan
• ne koriste se izvori energije ugljikovodika
• GeoTPP izgradnja ne mijenja prirodni krajolik, ne zahtijeva korištenje velikih površina zemljine površine
• potreba za vanjskim izvorom napajanja prisutna je samo u trenutku pokretanja opreme. Čim stanica da prvu struju, ona osigurava svoj rad.
  nema ulaganja osim početnih troškova izgradnje. Zahtijeva samo održavanje i popravak opreme prema potrebi
• postoje mogućnosti za dodatnu upotrebu opreme stanice (na primjer, kao postrojenja za desalinizaciju vode)
• ekološka čistoća, bez opasnosti od zaraze ili onečišćenja prostora (ova stavka vrijedi uz određene rezerve)

nedostatke

• vezujući stanicu do točke izbijanja toplih izvora, ponekad smještenih u udaljenim područjima
• Rad GeoTPP-a doprinosi promjenama u prirodnom tijeku prirodni procesi, što za posljedicu ima opasnost njihovog prestanka
• bunari ili druge izlazne točke mogu postati izvori emisija štetnih ili korozivnih hlapljivih spojeva
• cijena izgradnje stanice je dosta visoka, što pridonosi povećanju cijene energije za krajnjeg korisnika

Glavni razlog ovih nedostataka je nestabilnost prirodnih procesa za industrijska upotreba . Svaki zahvat može narušiti osjetljivu ravnotežu, a u hidrodinamičkim sustavima opasnost se povećava zbog mogućnosti nastanka krških šupljina. Rad GeoTPP-a zahtijeva pažljiv i pažljiv odnos prema prirodnim sustavima, obnavljanje volumena vode i druge preventivne mjere.

Prijave

geotermalna energija trenutno nije dominantan ali se aktivno koristi. U regijama gdje je to moguće, GeoTPP, stambene toplinske stanice odn industrijske zgrade i prostorije. Razmotrite najpopularnija područja upotrebe geotermalna energija:

Poljoprivreda i hortikultura

Pristup grijanoj vodi ili pari omogućuje im korištenje u poljoprivrednim ili hortikulturnim kompleksima i farmama. Postrojenja za grijanje i zalijevanje, usjevi u staklenicima, plastenici. Moguće je grijati poljoprivredne komplekse za držanje i uzgoj životinja i peradi. Mogućnosti ovog smjera uvelike ovise o karakteristikama izvora, njegovim specifičnim parametrima i sastavu vode. Aktivno korištenje geotermalne energije u poljoprivredi uočeno je u Izraelu, Meksiku, Keniji, Grčkoj, Gvatemali.

Geotermalni resursi u ukupnoj bilanci goriva i energije mogu doseći 5-10%. Postoje hidrogeotermalni resursi (resursi geotermalne vode), zatvoreni u prirodnim podzemnim rezervoarima, i petrogeotermalnim resursima akumuliranim u blokovima zagrijanih (do 350 ° C i više), praktički bezvodnih (tzv. suhih) stijena. Tehnologija vađenja petrogeotermalnih resursa temelji se na stvaranju sustava umjetne cirkulacije (tzv. termalnih kotlova). Hidrogeotermalni resursi se iskorištavaju korištenjem bušotina protočnim i crpnim metodama, kao i metodom održavanja ležišnog tlaka (RPM) - ponovnim utiskivanjem otpadne geotermalne vode u ležište. Od praktične važnosti su hidrogeotermalni resursi čiji stabilan režim, relativna lakoća vađenja i velika područja distribucije omogućili su korištenje ovih voda za opskrbu toplinom (na temperaturama od 40°C do 100-150°C) i proizvodnju električne energije. (100-300°C). Na temelju povučene podzemne pare i mješavine pare i vode grade se geotermalne elektrane (GeoTPP). Hidrogeotermalni resursi ograničeni su na akumulacijske vodne sustave smještene u zonama depresija ispunjenim debelim naslagama sedimentnih naslaga mezozojskog i kenozojskog doba, te na pukotinske vodene sustave razvijene u područjima modernog i mladog vulkanizma te u naboranim područjima koja su iskusila utjecaj najnovijih tektonskih pokreta. Pukotinski vodni sustavi smješteni su lokalno u velikim zonama tektonskih rasjeda.

U Rusiji najviša vrijednost imaju hidrogeotermalne resurse ležišta, u manjoj mjeri - pukotinu. Obećavajuća područja akumulacijskih hidrogeotermalnih resursa - Zapadni Sibir, Ciscaucasia, Sjeverni Sahalin; u tim područjima dubina vode je 1500-5000 m, temperatura je 40-200°C, salinitet 1-150 g/l. Najveća hidrogeotermalna ležišta rezervoara nalaze se u Ciscaucasia: Makhachkala, Izberbash, Kizlyar - u Dagestanu; Čerkez - u Karachay-Cherkessia; Mostovskoye, Maykopskoye, Voznesenskoye - in Krasnodarski teritorij. Područja razvoja pukotinskih termalnih voda: Kamčatka (naslage Pauzhetskoye, Paratunskoye) i Kurilski otoci, gdje su produktivne zone otkrivene na dubinama od 500-2000 m, temperatura vode od 40 do 200-300 ° C, salinitet 10-20 g / l; Bajkalska regija; sjeverna padina Velikog Kavkaza, gdje je dubina vode 500-1000 m, temperatura 40-100°C, salinitet 1-2 g/l. U Rusiji se ukupne rezerve toplinske energije u vodama s mineralizacijom do 35 g/l (s crpnim radom bunara i učinkovitosti toplinskog potencijala od 0,5) procjenjuju na 850-1200 milijuna GJ/god, što je ekvivalentno sagorijevanju 30 -40 milijuna tona standardnog goriva (vidi članak Obnovljivi izvori energije); kada se radi po RPM metodi, ekvivalentno gorivo može se uštedjeti za 130-140 milijardi tona godišnje. Hidrogeotermalna energija se koristi za grijanje i opskrbu toplom vodom gradova Makhachkala, Cherkessk i drugih, za opskrbu toplinom stakleničkih kompleksa na Sjevernom Kavkazu, Kamčatki, za proizvodnju električne energije (GeoTPP rade na Kamčatki - Pauzhetskaya i Mutnovskaya; oni se projektiraju na Stavropoljskom teritoriju i u Dagestanu).

U inozemstvu se uglavnom koriste hidrogeotermalni resursi, koncentrirani u područjima modernog ili mladog vulkanizma, gdje vode imaju temperaturu od 200-300°C i mogu se izravno koristiti za proizvodnju električne energije. Takva su područja poznata u SAD-u (polje Veliki gejziri u Kaliforniji, gdje se grade najveće svjetske geotermalne elektrane), Italiji (polje Larderello u Toskani), Novom Zelandu (polje Wyra-Key), Japanu (Atagawa, Polja Otaka, Matsukawa na otocima Hokkaido, Kyushu, Honshu), Meksiku (polje Cerro Prieto u Baja California), Islandu, kao i na Filipinima, Indoneziji, itd. Osim toga, u mnogim zemljama (uključujući Island) hidrogeotermalne vode s temperaturom od 40-110 °C koji se koristi za gradsko grijanje.

Pri korištenju hidrogeotermalnih resursa dolazi do kemijskog i toplinskog onečišćenja okoliš. U svrhu zaštite okoliša, nakon korištenja termalne vode se pumpaju natrag u produktivne formacije (pukotine). Borba protiv korozivnog djelovanja prirodnih rashladnih tekućina na opremu, uređaje, građevinski materijali rješava se u fazi rada specifičnih naslaga dodavanjem kemijskih reagensa rashladnoj tekućini, prethodnim otplinjavanjem, kao i odabirom odgovarajućih metala i premaza otpornih na koroziju. Povećanje geotermalnih resursa povezano je s otkrivanjem novih nalazišta u budućnosti, njihovim umjetnim poticanjem, te poboljšanjem metoda za proizvodnju električne energije.

Lit .: Geotermalna energija. Resursi, razvoj, korištenje. M., 1975.; Berman E. Geotermalna energija. M., 1978; Golitsyn M. V., Golitsyn A. M., Pronina N. M. Alternativni nosači energije. M., 2004.

Geotermalna energija u Rusiji može osigurati stanovništvu određene resurse za komunalne, industrijske i poljoprivredne potrebe.

U Rusiji i bivšem Sovjetskom Savezu bušenje se provodi više od 60 godina kako bi se iz unutrašnjosti Zemlje izvukla topla voda i para. Danas je gotovo cijeli teritorij zemlje dobro proučen. Pokazalo se da mnoge regije imaju rezerve tople vode i pare s temperaturom od 50 do 200 0 C na dubini od 200 do 3000 m.

Geotermalni izvori u Rusiji

Središnja regija, Sjeverni Kavkaz, Dagestan, Sibir, Bajkalska rift zona, Krasnojarsk regija, Čukotka, Sahalin, poluotok Kamčatka i Kurilski otoci imaju najbogatije geotermalne energetske resurse za proizvodnju do 2000 MW električne energije i više od 3000 MW topline za sustav daljinskog grijanja. Korištenje geotermalnih resursa u Rusiji posebno je važno za opskrbu sjevernih teritorija zemlje.

U Rusiji se, zbog hladne klime, više od 45% ukupnih energetskih resursa koristi za opskrbu toplinom gradova, mjesta i industrijskih kompleksa. Do 30% tih energetskih resursa u nekim područjima može se osigurati korištenjem topline iz unutrašnjosti Zemlje.

Planirano je korištenje geotermalne energije u sljedećim regijama Rusije: na Krasnodarskom teritoriju (opskrba toplinom grada Labinska, kao i kompleks u selu Pink), Kalinjingradska regija i na Kamčatki (opskrba toplinom elektrana Elizovskaya i Pauzhetskaya kapaciteta 12 MW i proširenje postojećeg GeoPP-a Mutnovskaya na 50 MW, gdje se sekundarna para koristi za proizvodnju električne energije.

Ekonomske i političke promjene koje su se dogodile u Rusiji imaju značajan utjecaj na razvoj elektroprivrede.

Električna energija u Rusiji se uglavnom temelji na korištenju fosilnih goriva i radu nuklearnih i hidroelektrana. Trenutno je geotermalna energija relativno skromna, iako zemlja ima značajne resurse.

Trenutna gospodarska situacija u Rusiji ovisi o razvoju njezina energetskog potencijala. Teškoće gospodarstva čine problem opskrbe energijom značajnim, posebice u sjevernom i istočne regije zemlje. U takvim okolnostima sasvim je prirodno da regije nastoje koristiti vlastite energetske resurse i razvijati obnovljive izvore energije. U regijama Daleki istok, Sahalin, Kuriles, Kamčatka, korištenje postaje ekonomski isplativo.

Postoji nekoliko glavnih regija koje obećavaju "izravnu" upotrebu (opskrba toplinom stambene zgrade i industrijske zgrade, grijanje staklenika i tla, u stočarstvu, ribarstvu, industrijska proizvodnja, za vađenje kemijskih elemenata, pojačano dobivanje nafte, za topljenje smrznutih stijena, u balneologiji itd.), kao i za toplinu korištenjem dizalica topline i proizvodnju električne energije u binarnoj GeoPP (geotermalnoj elektrani).

Jedna od tih regija (Kamčatka i Kurilski otoci) nalazi se u području aktivnih vulkana, najperspektivnijem području za "izravno" korištenje geotermalne energije i izgradnju GeoPP-a. Do sada je u Rusiji istraženo 66 bušotina termalne vode i pare. Polovica ih je u pogonu i daju oko 1,5 milijuna Gcal topline godišnje, što je jednako gotovo 300.000 tona referentnog goriva.

Južni dio Rusije

Dagestan na Sjevernom Kavkazu jedan je od najvećih u području razvoja geotermalne energije. Ukupna količina resursa na dubini od 0,5-5,5 km omogućuje dobivanje približno 4 milijuna m 3 /dan tople vode. Trenutno se u Dagestanu koristi više od 7,5 milijuna m 3 vode s temperaturom od 50-110 0 C. Među njima 17% vrućih; 43% za daljinsko grijanje; 20% za staklenike i 3% za balneologiju i proizvodnju mineralne vode. U Dagestanu je izbušeno oko 180 bušotina na dubinama od 200 do 5500 m. Gradovi kao što su Kizlyar, Tarumovka i Južno-Suhokumsk imaju jedinstvene rezerve tople vode. Na primjer, polje Tarumorskoye ima rezerve tople vode visokog saliniteta (200 g/l) s temperaturom do 95 0 C. Izbušeno je šest bušotina do dubine od oko 5500 m, najdublje bušotine u Rusiji. Ispitivanja pokazuju visoku propusnost formacije bušotina između 7500 i 11000 m 3 /d i tlak na ušću bušotine od 140-150 bara.

Na Kavkazu i Ciscaucasia termalne vode nastale su zbog višeslojnih arteških bazena u naslagama geološke ere mezozoika i kenozoika.

Mineralizacija i temperatura ovih voda značajno se razlikuju: na dubinama od 1-2 km - od 0,5 do 65 g / kg, odnosno od 70 do 100 0 C, dok na skitskoj platformi na dubinama od 4-5 km - od 1 do 200 g/kg i od 50°C do 170°C.

U Dagestanu ukupan iznos istražene rezerve termalne vode iznose 278 tisuća m3/dan, a uz korištenje akumulacije vode - 400 tisuća m3/dan. Toplinski potencijal ovdje je jednak godišnjoj zamjeni 600 tisuća tona referentnog goriva.

Geotermalna energija koristi resurse na temperaturama od 40-107 0 C i mineralizaciji od 1,5-27 g/l koja se nalazi u sjevernom Dagestanu. Tijekom proteklih 40 godina otkriveno je 12 velikih termalnih voda te je izbušeno i pripremljeno za eksploataciju 130 bušotina u regiji.

Međutim, trenutno se koristi samo 15% potencijalno poznatih rezervi termalne vode.

Krasnodarski teritorij također ima značajne rezerve geotermalne energije. Područje ima široko iskustvo koristiti geotermalni izvori energije. U pogonu je oko 50 bušotina koje primaju vodu u volumenu do 10 milijuna m 3 s temperaturom od 75 do 110 °C. Široka područja Korištenje energije na Krasnodarskom teritoriju omogućit će do 2020. zadovoljiti do 10% potreba za cjelokupnom toplinskom energijom i do 3% svih energetskih potreba u regiji. Ukupno toplinska snaga polja u pogonu iznosi 238 MW.

Središnja Rusija i Sibir

Ekonomska isplativost korištenja geotermalnih resursa za proizvodnju topline i električne energije postaje očitija ako su resursi uglavnom dostupni s temperaturama od 30 do 80 0 C (ponekad i do 100 0 C) na dubinama od 1-2 km. Takvi resursi nalaze se u središnjem dijelu središnjeg ruskog bazena (moskovska sinekliza (odjeljak)), koji uključuje 8 okruga: Vologda, Ivanovsky, Kostroma, Moskva, Nižnji Novgorod,

Novgorod, Tver i Jaroslavlj. Također postoje obećavajuće mogućnosti za učinkovito korištenje termalnih voda u Lenjingradskoj regiji, a posebno u Kalinjingradskoj regiji. Učinkovitost njihove uporabe može se osigurati korištenjem dizalica topline i binarnih cirkulacijskih sustava. Široko korištenje geotermalne energije moguće je u središtu europskog dijela Rusije.

Sibir također ima zalihe topline iz crijeva, koja se može koristiti za opskrbu toplinom i poljoprivredu. Termalne vode platforme Zapadnog Sibira imaju veliki arteški bazen koji pokriva površinu od gotovo 3 milijuna km2. Na dubinama do 3 km nalaze se izvori termalne vode s temperaturom od 35 do 75 0 C i mineralizacijom od 1 do 25 g/kg i procjenjuju se na 180 m 3 /sec.

Visok salinitet ovih termalnih voda zahtijeva njihovo ponovno ubrizgavanje nakon korištenja termalnog potencijala kako bi se spriječilo onečišćenje okoliša.

Korištenje čak 5% njegovih rezervi omogućit će proizvodnju 834 milijuna Gcal godišnje, što će uštedjeti 119 milijuna tona standardnog goriva.

Na Bajkalu i susjednom teritoriju postoji mnogo termalnih izvora, čija energija može doseći tisuće. kubnih metara dnevno s temperaturom od 30 do 80 0 C i više. Obično mineralizacija takvih voda ne prelazi 0,6 g/l.

Ako uzmemo u obzir kemijski sastav termalne vode, u osnovi, imaju alkalnu reakciju, sulfat ili natrijev bikarbonat. Većina tih resursa nalazi se u šupljinama Tunka i Barguzin i uz obalu Bajkalskog jezera.

Kamčatka i Kurilski otoci

Kurilski otoci uglavnom se napajaju dizelskim generatorima električne energije, a griju se kotlovima na uvezeni ugljen. Istovremeno, Kurilski otoci su bogati geotermalnom energijom. Očekuje se da će njihov kapacitet dostići 300 MW. geotermalna energija potrebna snaga može se implementirati u neposrednoj blizini svake glavne mjesto operativni ili planirani objekti Kurilskog otočja - na otocima Kunashir, Iturup, Paramushir itd.

Na spomenutim otocima proučavano je nekoliko izvora geotermalne energije. Na primjer, na otoku Kunashir, prema podacima istraživanja, očekuje se da se rezerve geotermalnih rezervoara procjenjuju na 52 MW. Očekivane rezerve najsjevernijeg otoka Kurilskog lanca - Paramushir, izračunate pomoću razne metode, može podržati rad geotermalnih elektrana snage 15 - 100 MW.

Izravno korištenje geotermalnih resursa uglavnom je razvijeno u regiji Kuril-Kamchatka, Dagestanu i Krasnodarskoj regiji, a prvenstveno za opskrbu toplinom i grijanje staklenika. Razvoj geotermalnih resursa prilično je obećavajući u regijama kao što su Zapadni Sibir, Bajkal, Čukotka, Primorje, Sahalin.

Ekonomska isplativost korištenja geotermalnih resursa s temperaturama vode između 30 i 80/čak 100ºS na dubinama od 1-2 km.

Prirodni resursi Rusije

Rusija, za razliku od mnogih drugih zemalja, ima jedinstvene prirodne resurse.

Rezerve fosilnih goriva u Rusiji su ogromne, a u usporedbi sa svjetskim, one su: 35% plina, 33% za drva, 12% za naftu, ali u isto vrijeme imaju ogromnu količinu tople vode iz zemlje - topline iz dubine.

Potencijalna energija je 8-12 puta veća od energetskog potencijala ugljikovodičnih goriva, što može radikalno promijeniti energetsku ravnotežu.

Sumirajući situaciju s korištenjem geotermalne energije u Rusiji, prije svega treba još jednom napomenuti da na Kamčatki uspješno rade tri geotermalne elektrane: 12 MW i 50 MW (Verkhne-Mutnovskaya i Mutnovskaya) i 11 MW u Pauzhetskaya regija. Na Kurilskim otocima (Kunashir i Iturup) postoje dvije male geotermalne elektrane snage 3,6 MW, koje također uspješno rade.

Opći podaci o geotermalnim resursima

Duboke Zemljine rezerve topline su geotermalni resursi. Geotermalna energija unutrašnjosti Zemlje nastaje kao rezultat fisije radionuklida.

Rusija je opskrbljena ovom vrstom resursa, čija energija za red veličine premašuje cjelokupni potencijal organskog goriva. U općoj bilanci opskrbe toplinom u Rusiji, toplina Zemlje može biti 10%. U zemlji je istraženo 66 geotermalnih ležišta, izbušeno je više od 4000 bušotina za korištenje geotermalnih resursa.

Obećavajuće u smislu razvoja su regije Kamčatka-Kuril, Zapadni Sibir, Sjeverni Kavkaz.

geotermalne naslage Sjeverni Kavkaz dobro proučeno. Leže na dubini od 300 do 5000 m i imaju temperaturu do 180 stupnjeva. Termalne vode ove regije tvore višeslojne arteške bazene.

Istražena geotermalna ležišta Krasnodarskog teritorija imaju toplinski potencijal veći od 3800 GJ godišnje. Samo 5% ovog potencijala koristi se u sustavima opskrbe toplinom u regiji.

Toplinske naslage zapadnosibirske ploče obećavaju izravnu uporabu. Izravno korištenje termalne vode uključuje grijanje stambenih zgrada, staklenika, uzgoj ribe, gljiva itd.

Definicija 1

Geotermalni resursi su stalno ažurirani i ekološki prihvatljiv izvor energije.

U blizini Zemljine površine, voda se zagrijava do točke vrelišta i u obliku vodene pare može se dovoditi u turbine za proizvodnju električne energije.

Stručnjaci dijele geotermalne resurse na hidrotermalne i petrotermalne. Ovaj tip resursi u Rusiji se proučavaju dugo vremena, davne 1983. postojao je "Atlas resursa termalnih voda SSSR-a". Atlas je uključivao kartu potencijalnih toplinskih resursa zemlje.

Termalne vode, ovisno o uvjetima toplinske opskrbe, dijele se u dvije skupine:

1. Termalne vode koje se zagrijavaju u regionalnom termalnom polju. To uključuje uglavnom stratalne podzemne vode velikih arteških bazena;
2. Termalne vode nastale su u anomalnim geotermalnim uvjetima pod utjecajem vulkanskih procesa. To su porozno-slojeviti, pukotinsko-slojeviti, pukotinsko-žilni, povezani sa sustavima vulkano-tektonskih depresija.

Geotermalna energija u Rusiji

Lideri u korištenju unutarnje topline Zemlje su Sjedinjene Američke Države, ali Rusija po tom pitanju ne stoji po strani, jer je geotermalna energija jedan od perspektivnih sektora gospodarstva.

Elektrane koje koriste unutarnju toplinu Zemlje nalaze se u područjima s vulkanskom aktivnošću. To se objašnjava činjenicom da vulkanska lava, kada dođe u dodir s vodenim resursima, snažno ih zagrijava i na mjestima rasjeda topla voda izlazi na površinu, stvarajući gejzire, geotermalna jezera i podvodne struje. U nedostatku otvorenih izvora, termalna voda se crpi bušenjem bušotina.

Najraširenije su neizravne geotermalne elektrane koje rade na toplinskim resursima. Mješovite elektrane su ekološki čistije. Unatoč prisutnosti bogatih rezervi geotermalnih resursa, opseg njegove upotrebe u Rusiji je vrlo skroman.

Iskustvo u korištenju geotermalne topline u zemlji provedeno je 1967. Na Paratunskom polju na Kamčatki stvorena je pilot industrijska geotermalna elektrana. Snaga mu je bila oko 500 kW. Istodobno je počela prva industrijska proizvodnja električne energije u zemlji u Pauzhetskaya GeoPP, koja Kamčatki osigurava najjeftiniju struju. No, u uvjetima modernog tržišnog gospodarstva, cijena loživog ulja je naglo porasla, a cijena nekada jeftine električne energije porasla je. Unatoč prisutnosti geotermalnih resursa, razvoj geotermalne energije na Kamčatki nije vrlo aktivan, što zahtijeva gospodarstvo regije i ekološka situacija.

Geotermalna energija ima svoje prednosti:

• Ovakav tip elektrane može se koristiti tijekom cijele godine iu različitim klimatskim uvjetima sa stopom iskorištenja većom od 90%;
• Cijena električna energija, u usporedbi s drugim tipovima elektrana u načelu, trebao bi biti niži;
• Nema štetnih emisija, uključujući emisije ugljičnog dioksida;
• Ne zahtijeva značajno održavanje.

U Rusiji je izgrađeno pet elektrana koje koriste geotermalne resurse.

Problem opskrbe električnom energijom sjevernih, slabo naseljenih područja zemlje za koje je centralizirana opskrba energijom neprihvatljiva u gospodarskom smislu, u velikoj se mjeri može riješiti razvojem geotermalne energije.

Geotermalne elektrane u Rusiji

Prva ruska geotermalna elektrana izgrađena je 1966. godine i nazvana je Paužetskaja. Svrha njegovog stvaranja bila je potreba za opskrbom električnom energijom stambenih naselja i poduzeća za preradu ribe. Naziv elektrane dobio je po selu na zapadnoj obali Kamčatke, gdje se nalaze vulkani Kambalny i Koshelev.

Snaga Pauzhetskaya GeoPP u trenutku lansiranja bila je 5 MW. Uvođenjem binarne elektrane, kapacitet elektrane će se povećati na 17 MW. Elektrana ispušta geotermalnu vodu u u velikom broju u mrijestnoj rijeci Ozernaya. Temperatura vode doseže 120 stupnjeva, što, naravno, pogoršava ekologiju rijeke. Osim toga, postoje gubici toplinskog potencijala geotermalnog nosača.

Eksperimentalno-industrijska Verkhne-Mutnovskaya GeoPP nalazi se na nadmorskoj visini od 780 m nadmorske visine, na jugoistoku Kamčatke. Puštena je u rad 1999. projektirane snage 12 MW.

U blizini vulkana Mutnovsky, 120 km od Petropavlovsk-Kamchatsky, nalazi se elektrana, najveća u regiji. Ovo je Mutnovskaya GeoPP. Ušao je u rad 2003. godine s instaliranom snagom od 50 MW. Elektrana ima automatizirano održavanje. Para, čija je temperatura 250 stupnjeva, pokreće turbine GeoPP-a. Dolazi s dubine od 300 m. Voda kondenzirana iz pare zagrijava susjedno naselje.

Ocean GeoTPP pušten je u rad 2006. godine. Izgrađen je na otoku Iturup na Kurilskom grebenu u Sahalinskoj regiji. Trenutno je ova elektrana ugašena zbog niza nesreća koje su se dogodile 2013. godine.

Na Kurilskom grebenu, na otoku Kunashir, koji se nalazi u podnožju vulkana Mendelejev, još jedan GeoTPP - Mendeleevskaya. Izgradnja elektrane započela je 1993. godine. Zadatak elektrane je opskrba Yuzhno-Kurilsk toplinom i električnom energijom. U sklopu federalnog programa, elektrana se modernizira radi povećanja kapaciteta.

Svi geotermalni izvori energije Kamčatke osiguravaju njezine potrebe za 25% ukupne potrošnje energije.

Razvoj geotermalne energije ima svoje negativne aspekte:

• Emisije pare sadrže štetne tvari koje ulaze u zrak;
• Voda koja se koristi iz dubokih horizonta mora se zbrinuti;
• GeoPP izgradnja je prilično skupa;
• Visoki troškovi ugradnje i niska potrošnja energije;
• Potencijal rashladne tekućine je nizak;
• Netransportabilnost proizvoda;
• Značajne poteškoće u skladištenju.

Dakle, ovisno o vrsti i mogućnostima korištenja geotermalne energije, u Rusiji se razlikuju tri hidroenergetske zone:

1. "Vruće točke" - Kamčatka i Kurilski otoci;
2. Zona Sjevernog Kavkaza i zona uz Bajkalsko jezero;
3. Zona koja pokriva 2/3 Rusije. Ovo je potencijalno golemo područje s mogućnošću korištenja energije niske kvalitete uz pomoć toplinskih pumpi.

Napomena 1

Ruski znanstvenici riješili su mnoge važne probleme koristeći geotermalne resurse. Zemlja ima patente i autorska prava, sačuvala je znanstveni potencijal. Jedino što preostaje je sve to iskoristiti za dobrobit zemlje i njenog naroda. Neophodne su i investicije, kao i pozornost vlade ovom pitanju.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

TEST

na temu: "Geotermalni resursi"

1. Pojam i klasifikacija geotermalnih resursa

2. Faze i etape geološkog proučavanja podzemlja

3. Načela i metode za proučavanje i vrednovanje geotermalnih resursa

4. Geotermalna stanica u Bjelorusiji

Zaključak

Bibliografija

podzemna geotermijska resursna stanica

1. Koncept i klasaidentifikacija geotermalnih resursa

Geotermalna energija - proizvodnja električne energije, kao i toplinske energije zbog energije sadržane u utrobi zemlje.

Prednost geotermalne energije je njezina gotovo potpuna sigurnost za okoliš. Količina CO2 koja se oslobađa tijekom proizvodnje 1 kW električne energije iz visokotemperaturnih geotermalnih izvora kreće se od 13 do 380 g (npr. za ugljen je 1042 g po 1 kW/h).

Izvori geotermalne energije prema klasifikaciji Međunarodne energetske agencije podijeljeni su u 5 vrsta:

Naslage geotermalne suhe pare - relativno lako za razvoj, ali prilično rijetke; ipak, polovica svih geotermalnih elektrana koje rade u svijetu koristi toplinu iz tih izvora;

Vlažni izvori pare (mješavine tople vode i pare) su češći, ali pri njihovom razvoju potrebno je riješiti pitanja sprječavanja korozije GeoTPP opreme i onečišćenja okoliša (uklanjanje kondenzata zbog visokog stupnja saliniteta);

Naslage geotermalne vode (sadrže toplu vodu ili paru i vodu) su takozvani geotermalni rezervoari, koji nastaju kao rezultat punjenja podzemnih šupljina oborinskom vodom koju zagrijava obližnja magma;

Suhe vruće stijene grijane magmom (na dubini od 2 km ili više) - njihove energetske rezerve su najveće;

Magma, koja je rastaljena stijena zagrijana na 1300 ° C.

Iskustva raznih zemalja odnose se uglavnom na korištenje prirodne pare i termalnih voda, koje su još uvijek najrealnija baza za geotermalnu energiju. No, njezin veliki razvoj u budućnosti moguć je samo razvojem petrogeotermalnih resursa, t.j. toplinska energija vrućih stijena čija temperatura na dubini od 3-5 km obično prelazi 100 °C.

U usporedbi s tradicionalni izvori energije, očite su sljedeće prednosti geotermalnih resursa: neiscrpnost, sveprisutnost distribucije, blizina potrošača, mjesto opskrbe potrošača toplinskom i električnom energijom, pripadnost lokalnim resursima, potpuna automatizacija, sigurnost i praktično napuštanje proizvodnje geotermalne energije, ekonomičnost konkurentnost, mogućnost izgradnje instalacija male snage, čistoća okoliša.

Međutim, specifičnosti geotermalnih resursa uključuju i niz nedostataka: niskotemperaturni potencijal rashladne tekućine, neprenosivost, poteškoće u skladištenju, raspršeni izvori i ograničeno industrijsko iskustvo.

Trenutno je uobičajeno razlikovati 2 glavne klase geotermalnih resursa - hidro i petrogeotermalne. Prvi predstavljaju onaj dio geotermalnih energetskih resursa koji je ograničen na prirodne kolektore i predstavljen je prirodnim nositeljima topline: podzemne vode, pare ili mješavine pare i vode. Industrijski upravljaju cirkulacijskim sustavima (Francuska, SAD, Njemačka, Danska, Ukrajina, Poljska, Švicarska, Rusija itd.). Petrogeotermalna - onaj dio toplinske energije podzemlja, koji je izravno povezan s kosturom vodonosnih stijena ili s praktički nepropusnim stijenama. Tehnologija vađenja petrogeotermalnih resursa (dubina bušenja do 10 km) je na eksperimentalnoj razini. U SAD-u, Engleskoj, Japanu, Rusiji (Tyrnyauz), Njemačkoj i Francuskoj stvoreni su samo pojedinačni eksperimentalni sustavi cirkulacije s umjetnim kolektorima.

Pod operativnim rezervama (resursima) hidrogeotermalne energije općenito se podrazumijevaju količine topline i vode koje se mogu dobiti iz procijenjenog vodonosnika (kompleksa) tehnički, ekonomski i ekološki racionalnim vodozahvatnim objektima uz zadani način rada i odgovarajući način rada. kvaliteta nosača topline (temperatura, kemijski i plinski sastav) tijekom cijelog procijenjenog vijeka trajanja. Radne rezerve topline izražene su ili u jedinicama snage ili u tonama goriva (uvjetno) godišnje, pogonske rezerve termalne vode imaju dimenziju volumnog protoka vode (l/s, m3/dan) ili težinu brzina protoka za paru i mješavine pare i vode (kg/s, t/dan).

Najpotpuniju klasifikaciju resursa i rezervi geotermalne energije razvio je E. I. Boguslavsky.

Za donju temperaturnu granicu termalne vode preporučljivo je uzeti 20ºC, uzimajući u obzir moguću upotrebu dizalica topline i prisutnost u mnogim industrijama Nacionalna ekonomija potrebe za subtermalnim rashladnim tekućinama s temperaturama od 20-40ºC.

Vode niskog potencijala (s temperaturom od 20-100ºC), u kojima je preporučljivo razlikovati podrazred voda s temperaturama od 20-40ºC. Ove vode se mogu koristiti za potrebe toplinske tehnike uglavnom uz korištenje toplinskih pumpi . Također se mogu učinkovito koristiti za odmrzavanje smrznutih stijena i pranje naslaga, intenziviranje ribolova, zagrijavanje otvorenog tla, pumpanje u naftonosne formacije i tehnološke procese koji zahtijevaju rashladne tekućine niske kvalitete. Glavna namjena - opskrba toplinom, industrijski, poljoprivredni i kućanski objekti.

Vode srednjeg potencijala (100-150ºC) mogu se učinkovito koristiti kako za opskrbu toplinom industrijskih, poljoprivrednih i kućanskih objekata, tako i za proizvodnju električne energije korištenjem međuradnih fluida.

Voda visokog potencijala (više od 150ºC) može se učinkovito koristiti za proizvodnju električne energije u izravnom ciklusu. U sastavu takvih voda preporučljivo je izolirati pregrijane vode(150-250ºC), jako pregrijana (250-350ºC) i izrazito pregrijana (više od 350ºC).

Kvaliteta termalne vode namijenjene za medicinska upotreba(u pogledu temperature, saliniteta, ionskog i plinovitog sastava, zasićenosti plinom, sadržaja farmakološki aktivnih elemenata u tragovima u vodi, radioaktivnosti, pH) treba ocjenjivati ​​u skladu s posebnim zahtjevima za proučavanje i razvrstavanje mineralnih ljekovitih voda.

2. Faze i etape proučavanja geotermalnih resursa podzemlja

Izvori geotermalnih podzemnih resursa su:

Podzemne geotermalne vode;

Vrućina planinskog lanca utroba.

Geotermalni podzemni resursi mogu se koristiti za:

Primanje električne energije;

Opskrba toplom vodom;

Opskrba toplinom stambenih i industrijskih prostora;

Terapijske, rekreacijske i druge namjene, zbog vrijednosti, korisnosti i drugih karakteristika geotermalnih resursa podzemlja.

1) Regionalno geološko istraživanje podzemlja provodi se u sljedećim fazama:

Geološka istraživanja malih razmjera;

Srednja geološka istraživanja;

Geološka istraživanja velikih razmjera.

2) Potraga za geotermalnim podzemnim resursima i procjena ležišta provode se radi identifikacije i preliminarne procjene ležišta pogodnog za razvoj. Potraga za geotermalnim resursima podzemlja i procjena ležišta provode se u sljedećim fazama: - prospekcija; - procjena depozita.

3) Istraživanje geotermalnih resursa podzemlja i priprema ležišta za razradu provode se radi dobivanja informacija o pojavama i procesima koji se odvijaju u podzemlju, geološkoj građi ležišta, tehnološkim i drugim značajkama ležišta, kvaliteta i količina geotermalnih resursa podzemlja koji se nalaze u njemu, uvjeti za razvoj ležišta, omogućujući provođenje geološke i ekonomske procjene ovog polja. Istraživanje geotermalnih podzemnih resursa i priprema ležišta za razradu provode se u sljedećim fazama:

Preliminarno istraživanje geotermalnih resursa podzemlja, provedeno u cilju dobivanja pouzdanih podataka za preliminarnu ocjenu kvalitete i količine utvrđenih rezervi geotermalnih resursa podzemlja, radi dobivanja ekonomski opravdane industrijske procjene ležišta, radi opravdanja izvedivost financiranja daljnjih istražnih radova;

Detaljno istraživanje geotermalnih resursa podzemlja, provedeno u cilju pripreme ležišta za razradu. Na temelju rezultata detaljnog istraživanja geotermalnih resursa podzemlja izrađuju se trajni uvjeti istraživanja geotermalnih resursa podzemlja prema kojima se izračunavaju rezerve geotermalnih resursa podzemlja;

Dodatna istraživanja geotermalnih resursa podzemlja, koja se provode na polju koje je detaljno istraženo, ali nije prebačeno u razvoj u slučaju nedovoljnog poznavanja ovog područja, kao i na polju u razvoju ako je u vezi s tim potrebno dodatno istraživanje s revizijom obujma i tehnologije proizvodnje, primarne obrade (čišćenja, obogaćivanja) korištenja geotermalnih podzemnih resursa;

Operativno istraživanje geotermalnih resursa podzemlja, koje se provodi u procesu izrade ležišta radi razjašnjenja količine i kvalitete rezervi geotermalnih resursa podzemlja, radi dobivanja drugih geoloških podataka potrebnih za izradu godišnjih planova razvoja rudarstva operacije.

3. Načela i metode proučavanjai procjena geotermalnih resursa

U ciklusu zadataka širokog uključivanja hidrogeotermalnih resursa u gorivnu i energetsku bilancu zemlje važno je povećanje učinkovitosti traženja i istraživanja, što je, pak, moguće pod uvjetom da su načela i metodološki temelji njihovog planiranja i provedbe. stalno poboljšavao. Metodologija planiranja traženja i istraživanja termalnih voda, kao i drugih vrsta minerala, treba se temeljiti na temeljnom načelu ekološke i ekonomske isplativosti. Njegova učinkovita provedba moguća je uz vodeći generalni principi studija ležišta: cjelovitost elaborata, dosljedna aproksimacija, jednaka pouzdanost, minimizacija društveno potrebnih troškova rada, materijala i vremena.

Jedan od najvažnijih je zahtjev postupnog traženja i istraživanja, koji omogućuje, uz minimalne društveno potrebne troškove, izradu fazne geološke i ekonomske procjene ležišta i nalazišta.

Konačna zadaća cjelokupnog istraživačkog ciklusa je otkrivanje, geološka, ​​ekonomska i ekološka procjena naslaga prirodnih rashladnih tekućina, t.j. utvrđivanje vrijednosti njihovih pogonskih rezervi i toplinsko-energetskog potencijala, kao i procjena uvjeta i agregiranih tehničko-ekonomskih pokazatelja za razvoj proizvodnih vodonosnika, kompleksa ili pukotinskih zona.

Pri proučavanju geotermalnih resursa koristi se prilično širok raspon metoda, što je u svakom konkretnom slučaju određeno složenošću i karakteristikama objekta koji se proučava te stupnjem njegove proučavanja u prethodnom razdoblju.

Općenito, glavne vrste terenskog rada su: geološka i hidrološka istraživanja, posebna istraživanja (geotermalna, plinsko-hidrokemijska itd.), izviđanje istražnog mjesta, bušenje i termohidrodinamička istraživanja bušotina, geofizički i hidrološki radovi, stacionarna promatranja prirodnih i poremećenih režima termalne i hladne vode, pregled prethodno izbušenih dubokih bušotina i postojećih vodozahvatnih objekata, uzorkovanje vode i materijala jezgre, posebne vrste istraživanja (geofizička, hidrogeokemijska, geotermalna, izotopska, nuklearna fizika itd.).

Geološko i hidrogeološko istraživanje, ovisno o veličini i složenosti proučavanih objekata, provodi se u mjerilu od 1:50.000 - 1:10.000 (u nekim slučajevima 1:5000), uglavnom pri traženju naslaga pukotinsko-žilnog tipa. . Svrha istraživanja je proučavanje geološke strukture, geotermalnih i hidrogeoloških uvjeta ležišta i susjednih područja te ocrtavanje najproduktivnijih područja. Posebna pažnja treba posvetiti proučavanju uvjeta za ispuštanje termalnih i hladnih voda, parno-plinskih mlaza, grijanih područja i zona izmijenjenih stijena, kao i identifikaciji zona tektonskih poremećaja.

Posebna istraživanja izvode se u pravilu u kombinaciji s geološkim i hidrogeološkim istraživanjima ili kao samostalna vrsta radova u fazi istraživanja (obično kada su geološka i hidrogeološka istraživanja obavljena ranije). Zadaci ovih istraživanja su mapiranje pojedinačnih (ili složenih) parametara koji su izravni ili neizravni pokazatelji (kriteriji): temperatura, sastojci kemijskih i izotopski sastav plinovi, podzemne i površinske vode. ove studije se provode provođenjem termometrijskih (rupa ili u plitkim bušotinama), zrakoplovnih (IR istraživanje) i plinsko-hidrokemijskih istraživanja (ispitivanje svih pojava pare, plina i vode, uzorkovanje podzemnog plina i sl.).

Izviđanje istražnih mjesta provodi se uglavnom na početku istražnih radova (izgrađenost, šumovitost, prohodnost, dostupnost komunikacija, opskrba energijom i sl.).

Poslovi bušenja uključuju bušenje istražnih, istražnih, istražnih i proizvodnih, promatračkih i (po potrebi) injekcionih bušotina. Glavna vrsta istraživanja kako bi se dobile informacije potrebne za procjenu radnih rezervi rashladne tekućine je poseban eksperimentalni rad filtracije. Metodologija izvođenja ovih radova određena je njihovom namjenom, fazama istraživanja, složenošću hidrogeoloških i hidrogeotermalnih uvjeta. Prema načinu izvođenja, eksperimentalni filtracijski radovi dijele se na ispuštanja koja se izvode korištenjem elastične energije formacije (razlomljena zona), toplinskog dizanja (parni lift), plinskog dizanja, crpljenja, izvode se pomoću posebne opreme za dizanje vode, i injekcija.

Ovisno o namjeni, ispuštanja (ispumpavanje) se dijele na probna, eksperimentalna i pokusno-operativna.

Probna puštanja (ispumpavanje) provode se u fazi prospekcije; u nekim slučajevima - u fazama preliminarnog i detaljnog istraživanja. U fazi istraživanja zadatak probnih ispuštanja (pumpanja) je dobivanje preliminarnih podataka o filtracijskim i kapacitivnim svojstvima stijena, njihovoj vodoobilnosti, kvaliteti i temperaturi termalnih voda, parovodnih smjesa i pare.

Probna puštanja (pumpanja) izvode se u fazama preliminarnog i detaljnog istraživanja i dijele se na pojedinačna, klasterska i grupna. Njihovi zadaci su: određivanje proračunskih hidrogeoloških parametara proizvodnih horizonata i filtracijskih značajki pukotinskih zona, utvrđivanje obrazaca njihove promjene u tlocrtu i presjeku; utvrđivanje odnosa između protoka bušotine i smanjenja razine vode; određivanje vrijednosti zasjeka u procjeni rezervi hidrauličkom metodom itd.

Probne proizvodnje (ispumpavanja) provode se na ležištima pukotinskog tipa radi dobivanja početnih informacija za procjenu operativnih rezervi termalnih voda hidrauličkom metodom. Glavni zadatak je identificirati ovisnost pada razine tijekom vremena pri zadanoj projektnoj brzini protoka. Provode se sve dok se ne dobiju stabilni obrasci promjene razina i (ili) kakvoće vode u promatračkim bušotinama tijekom vremena, koji omogućuju predviđanje njihovog povlačenja na kraju procijenjenog vijeka trajanja ležišta (mjesta).

Prije izvođenja probne, eksperimentalne i pilot proizvodnje (ispumpavanja) potrebno je izmjeriti položaj razine podzemne vode u prirodnom okruženju (ili rezervoara i viška tlakova), temperaturu vode na izvorištu i u rezervoarskim uvjetima, te izmjeriti uzorci vode za opću analizu.

Hidrološke studije provode se prilikom traženja i istraživanja naslaga termalnih voda pukotinsko-žilnog tipa, koje su u jednoj ili drugoj mjeri povezane s površinskim vodama. U procesu istraživanja potrebno je pribaviti podatke o režimu protoka, razini, temperaturnom i kemijskom režimu rijeka, hladnih izvora na području ležišta i u susjednim područjima uzvodno i nizvodno od vodene arterije.

Stacionarna promatranja prirodnog režima termalnih voda provode se kako na zdencima tako i na izvorima termalne vode. Oni uključuju promatranja režima protoka izvora, paro-plinskih mlaza, kemijskog (uključujući plin) sastava i temperature. Zadaci:

Pojašnjenje uvjeta za odnos podzemnih termalnih i površinskih hladnih voda;

Određivanje sezonskih i dugotrajnih promjena proljetnog otjecanja termalnih voda;

Proučavanje prirode promjena mineralizacije, kemijskog i plinovitog sastava, temperature termalnih voda u godišnjim i dugogodišnjim presjecima;

Određivanje parametara odnosa termalnih voda pojedinih zona pukotina.

Promatranja poremećenog režima termalnih voda na područjima postojećih vodozahvatnih objekata trebaju uključivati ​​promatranja vodostaja u proizvodnim i posebno opremljenim osmatračkim bunarima, kemijskog i plinovitog sastava termalnih voda, temperature vode na istjecanju i uzduž vode. bušotine, i protoka vodozahvatnih bunara.

Posebne metode istraživanja (hidrogeokemijske, geotermalne, izotopske, nuklearne fizike) osmišljene su za utvrđivanje uvjeta za formiranje operativnih rezervi termalnih voda, identificiranje i lokaliziranje područja prihranjivanja i ispuštanja, proučavanje uvjeta interakcije između vodonosnika kroz odvajanje niskopropusnih voda. slojeva i interakcije između zona loma, kao i za proučavanje procesa kretanja injektirane vode u ležišta, njenog hlađenja itd. To uključuje i geobotanička istraživanja koja se provode u fazi istraživanja u naslagama pukotine-vene. tip. Sastoje se od proučavanja biljnih zajednica koje se koriste za identifikaciju i ocrtavanje područja grijanja i skrivenih toplinskih manifestacija.

Geofizičke metode. Prilikom proučavanja ležišta termalnih voda koriste se gotovo sve vrste geofizičkih metoda: bušotina, zemlja, airbrush itd. Uz njihovu pomoć, provode se geološka građa istraživanog područja (osobito duboke), hidrogeološka stratifikacija i korelacija presjeka, Proučavaju se hidrogeodinamičke, hidrogeokemijske i hidrogeotermalne karakteristike proučavanih slojeva.

Kopnene, vodene (morske) i aerografske metode omogućuju gotovo kontinuirano proučavanje teritorija. Uključuju električna, seizmička, gravitacijsko-magnetska istraživanja, radio i termometriju, koja se najčešće izvode na tlu, ali se mogu izvoditi na dnu akumulacija ili s površine vode: provode se iste metode, osim seizmičkih istraživanja. korištenjem zrakoplova. Kao i geofizička istraživanja bušotina (GIS), prizemni i aerografski radovi izvode se postavljanjem posebnih terenskih motrenja, ili na temelju reinterpretacije raspoloživih višenamjenskih materijala.

Krajobrazno-indikacijske metode u odnosu na predmet istraživanja dijele se na prizemne i udaljene.

Prizemne metode koriste se u geotermalnim istraživanjima u vrlo ograničenom opsegu, samo za geološko referenciranje i interpretaciju anomalija otkrivenih daljinskim metodama. Istodobno se rješavaju zadaci općeg geološkog i hidrogeološkog plana i posebnog geotermalnog smjera.

U potrazi za termalnim vodama i drugim vrstama geoloških radova široko se koriste daljinske (aerosvemirske) metode. Koriste ih za pucanje Zemljina površina, registrirajući svjetlosna, infracrvena i decimetarska elektromagnetska polja, t.j. koji imaju duljinu od 0,3 mikrona do 1,0 m. Moderne daljinske metode su u biti skup metoda za električna istraživanja, termometriju, proučavanje krajolika, koristeći i gore navedene metode i vizualna promatranja.

U daljinskom proučavanju Zemljine površine, i zračna vozila (avioni, helikopteri) i svemirska vozila (sa posadom svemirski brodovi, umjetni sateliti Zemlje, orbitalne znanstvene stanice). Visina promatranja iz zraka varira od nekoliko desetaka metara do nekoliko kilometara, a svemirskih - od 300 do 3000 km.

Posebno važnost u prognozi, traženju i istraživanju termalnih voda od velike su važnosti zrakoplovne fotografije (AFS i FSC) i infracrvene fotografije.

Zračna fotografija trenutno je glavna vrsta daljinskog promatranja. Prilikom snimanja iz svemirskih letjelica pokriva se golema površina koja se mjeri u stotinama tisuća četvornih kilometara, dok iz zrakoplova - samo desecima četvornih kilometara. Općenito, APS i CPS omogućuju rješavanje niza geoloških i hidrogeoloških problema, međutim ti podaci nisu uvijek dovoljni za hidrogeotermalna istraživanja.

Infracrvena fotografija temelji se na sposobnosti prirodnih tijela da emitiraju infracrvene zrake. Njihov intenzitet je određen temperaturom i emisivnošću ovih tijela. IR snimanje je najvažnija metoda daljinskog istraživanja u geotermalnim istraživanjima, posebice u proučavanju hidrotermalnog vulkanizma, koji se očituje u prizemnom dijelu presjeka. U uvjetima magle i magle, IR snimanje ima značajnu prednost u odnosu na APS i FSC i omogućuje dobivanje slike dobra kvaliteta. Uz pomoć IR mjerenja moguće je riješiti niz hidrogeoloških problema: procijeniti vlažnost tla, odrediti razinu podzemnih voda, identificirati zone ispuštanja podzemnih voda unutar vodnih područja, pratiti tektonske poremećaje koji su poplavljeni, ocrtati zone talika, detektirati zagrijana područja zemljine površine, te identificirati izlaze termalne vode.

4 . Ggeotermalna stanica u Bjelorusiji

U republici su otkrivena dva teritorija u regiji Gomel i Brest s rezervama geotermalnih voda gustoće veće od 2 tone konvencionalnih jedinica. t./m² i temperaturom od 50°C na dubini od 1,4-1,8 km i 90-100°C na dubini od 3,8-4,2 km. Ali temperaturni uvjeti utrobe na području republike nisu dovoljno proučavani. Velika dubina pojavljivanja termalnih voda, njihova relativno niska temperatura, visok salinitet i nizak protok bušotina (100-1150 kubičnih metara / dan) trenutno ne dopuštaju razmatranje termalnih voda republike kao vrijednog izvora energije.

U veljači 2010. poduzeće Brest pokrenulo je prvu geotermalnu stanicu u Bjelorusiji.

Pokrenut je rad prve geotermalne stanice u zemlji. Pilot projekt je proveo kompleks staklenika Berestye. Zapravo, ovo je nova riječ u korištenju alternativnih izvora energije.

Na području tvornice izbušena je bušotina do dubine od 1520 metara, gdje temperatura vode prelazi 40 stupnjeva. Istina, volumen izvora se pokazao malim. Tijekom daljnji rad utvrđeno je da se na dubini od 1000-1100 metara nalaze vrlo debeli slojevi dovoljno tople, oko 30 stupnjeva, vode pogodne za industrijsku upotrebu. Ona je neslana Visoka kvaliteta. Sljedeći korak bila je kupnja dizalica topline i druge posebne opreme.

Geotermalna stanica je elektroničko-mehanički sustav koji omogućuje, relativno govoreći, iz 1000 litara vode na temperaturi od 30 stupnjeva da se dobije npr. 300 litara vode na temperaturi od 65 stupnjeva i 700 litara na temperaturi od 4 stupnjeva. vruće voda dolazi za grijanje staklenika. A hladno će se, prema projektu, čistiti i opskrbljivati ​​pitkom mrežom grada u granicama od tisuću i pol tona dnevno. To će se puniti u boce i prodavati.

Dosadašnji sustav osigurava 1,5 hektara staklenika i vezan je u zajednički ciklus s kotlovničkom industrijom. Prirodna toplina se distribuira na dio površine koju zauzimaju cvijeće, salata, krastavci i rajčice. Izrađen je tako da će se, ako temperatura zraka naglo padne, središnja kotlovnica odmah uključiti. Prema izračunima, godišnje će se zamijeniti milijun kubičnih metara plina, a time će se uštedjeti više od 200 tisuća dolara. Na primjer, ušteđeno gorivo može zagrijati više od sto i pol dvoetažne vikendice. Snaga stanice je jedna gigakalorija na sat. Stanica proizvodi više topline nego što je proračunato prema projektu.

Cijeli sustav upravljanja radi u automatskom načinu rada, a svi potrebni parametri prikazani su na monitoru u središnjoj kotlovnici.

Glavna poteškoća bila je i ostaje to što praktički nema stručnjaka za dizajn i prilagodbu takvih sustava.

Bušotinu je izbušila Belgeologija u potrazi za naftom, plinom i drugim mineralima. Radove je financiralo Ministarstvo prirodni resursi i zaštitu okoliša Republike Bjelorusije. Dvije snažne toplinske pumpe koštaju oko 100 tisuća eura. Područni izvršni odbor je pomogao, koristili su vlastita sredstva. Uglavnom, projekt je bio jeftin. Osim toga, trebao bi se isplatiti za 5 godina.

Ako se voda ispumpava iz dubine, tada se nikako ne stvara vakuum. Slojevi pijeska, zasićeni vodom, stalno se obnavljaju. A zagrijavanje je zbog temperature zemlje.

Zaključak

Geotermalni resursi - količina topline sadržana u litosferi ili njezinim dijelovima, do dubine koja je tehnički ostvariva bušenjem za predviđeno razdoblje.

Glavne faze u proučavanju geotermalnih resursa podzemlja su:

Regionalna geološka studija podzemlja;

Traženje geotermalnih podzemnih resursa i procjena ležišta;

Istraživanje geotermalnih podzemnih resursa (uključujući probni rad polja ugljikovodika ili pojedinačnih bušotina), priprema polja za razradu.

Glavne vrste terenskog rada su: geološka i hidrološka istraživanja, posebna istraživanja (geotermalna, plinsko-hidrokemijska i dr.), izviđanje istražnog područja, bušenje i termohidrodinamička istraživanja bušotina, geofizički i hidrološki radovi, stacionarna promatranja prirodnih i poremećeni režimi termalnih i hladnih voda, pregled prethodno izbušenih dubokih bušotina i postojećih vodozahvatnih objekata, uzorkovanje vode i materijala jezgre, posebne vrste istraživanja (geofizička, hidrogeokemijska, geotermalna, izotopska, nuklearna fizika i dr.).

Temperaturni uvjeti crijeva na području Republike Bjelorusije nisu dovoljno proučavani. Velika dubina pojavljivanja termalnih voda, njihova relativno niska temperatura, visok salinitet i nizak protok bušotina (100-1150 kubičnih metara / dan) trenutno ne dopuštaju razmatranje termalnih voda republike kao vrijednog izvora energije.

Bibliografija

1. A.A.Shpak, I.M. Melkanovicki, A.I. Sereznikov "Metode proučavanja i procjene geotermalnih resursa". M.: Nedra, 1992. - 316 str.

3. www.baltfriends.ru

4. www.news.tut.by

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Pojam i struktura geotermalnih resursa kao rezervi duboke topline Zemlje čije je iskorištavanje ekonomski izvedivo suvremenim tehničkim sredstvima. Njihovi izvori i sorte. Principi i faze iskorištavanja "suhe" duboke topline.

prezentacija, dodano 30.09.2014


Razvoj i ocjena učinkovitosti mjera za poboljšanje tehnologije proizvodnje joda (broma) iz geotermalnih i pripadajućih industrijskih voda naftnih i plinskih polja. Smjerovi i značaj pojednostavljivanja mehanizma ekstrakcije joda i broma.

članak, dodan 30.11.2015


Inscenacija istražnih radova određena je stupnjem istraženosti objekata, koji se procjenjuje prema kategorijama rezervi i predviđenih resursa čvrstih minerala. Komparativna analiza geološka studija utrobe Kazahstana i svjetska praksa.

sažetak, dodan 01.11.2016


Distribucija aktivnih vulkana, geotermalni sustavi, područja potresa i poznati vektori migracije ploča. Vulkanske stijene i plitke intruzije. Donje magnetske reverzne strukture. Kemija primarnih stijena, dijagnostika glavnih rasjeda.

sažetak, dodan 06.08.2009


Istraživanje nalazišta zlata. Maksimalne promjene temperature i tlaka. Fluktuacije tlaka i hidrauličko drobljenje, vrenje i promjene hidrogeoloških uvjeta sustava. Koncentracije metala u sedimentima iz geotermalnih bušotina i izvora.

sažetak, dodan 04.08.2009


Proučavanje sadržaja ugljena u sedimentnom pokrovu Bjelorusije. Analiza strukture i sastava paleogensko-neogenske ugljenonosne formacije. Karakteristike istraženih naslaga neogenog doba. Razmatranje resursa i daljnje perspektive korištenja mrkog ugljena.

seminarski rad, dodan 28.04.2014


Geotermalna energija: trenutno stanje i izgledi razvoja. Hidrogeotermalne studije; glavna ležišta termalnih i mineralne vode. Prediktivna procjena resursa Republike Dagestan, metode traženja i istraživanja plina i nafte.

seminarski rad, dodan 15.01.2011


Opći pogled o resursima i rezervama nafte i plina. Ekonomski kriteriji u novoj klasifikaciji rezervi i inferiranih resursa. Primjer ponovne procjene rezervi depozita područja neraspoređenog podzemnog fonda Sibirske platforme prema novoj klasifikaciji.

sažetak, dodan 19.04.2011


Sferna struktura planeta prema E. Wiechertu i E. Suessu. Suvremeni programi za proučavanje podzemlja bušenjem ultradubokih bušotina i seizmičkih valova. Značajke zemljine kore, litosfere, astenosfere, plašta i Zemljine jezgre, gravitacijska diferencijacija.

sažetak, dodan 20.05.2010


Metodologija proučavanja kosina i nagibnih naslaga. Shema opisa klizišta. Metodologija proučavanja fluvijalnog reljefa i aluvijalnih naslaga. Naplavine jaruga i jaruga. Proučavanje poplavnih terasa. metodologija proučavanja krškog terena.