Zdroj geotermálnej energie. Geotermálna energia a zdroje Ruska

Už prečítané: 3 179

Geotermálna energia – odkiaľ táto energia pochádza?

Hlavné zdroje energie, ktoré sa dnes využívajú, plne poskytujú všetko aktuálne potreby populácia. Podľa výpočtov vedcov však po 20 rokoch začne ľudstvo pociťovať nedostatok energie. Stane sa tak v dôsledku neustále sa zvyšujúcich potrieb obyvateľstva a najmä priemyselné podniky. Do tej doby také zdroje ako uhoľná ropa a plynové polia a vodné elektrárne sú už značne opotrebované a potrebujú vonkajšiu podporu.

Vedci vidia východisko vo využívaní alternatívnych ( a ) alebo obnoviteľných druhov energie (OZE), ktorých jednou z odrôd je geotermálna energia.

Podľa výsledkov výskumu teplota zemského jadra je asi 6000°C. Ako sa približuje k zemskej kôre, postupne klesá. Rýchlosť ochladzovania zemského jadra je asi 400 °C za miliardu rokov, čo vám umožňuje nebáť sa, že zdroj vyschne. Za príčinu tohto zahrievania sa považuje neustála reakcia rádioaktívneho rozpadu prvkov, ktoré tvoria významnú časť zemského jadra uránu, tória a rádioaktívneho draslíka.

Využitie tohto tepla človekom je stále výrazne obmedzené, keďže technologické možnosti sú nízke a neumožňujú získavať energiu v žiadnom geografický bod. Dnes sa využívajú len termálne anomálne zóny, kde sú výstupné body na povrch horúcich hornín alebo vodných zdrojov.

Existujú tieto typy zdrojov tepelnej energie:

• povrchu, ktorý sa nachádza v hĺbkach niekoľkých desiatok metrov
• podzemné hydrotermálne nádrže
• parné hydrotermálne lokality
• petrotermálne systémy so „suchým“ teplom hornín
• magmatické oblasti, kde sa roztavené pohoria približujú k povrchu

Hlavné typy geo termálne pramene sú priestory s nosičmi tepla (voda alebo para) a so suchým vykurovaním skaly. Poďme sa na ne pozrieť bližšie.

petrotermálnej energie

Petrotermálna energia je založená na získavaní energie pomocou podzemného tepla získaného z horúcich hornín. Technologicky tento smer ešte nie je vypracovaný, pretože na získanie energie je potrebný prístup k vyhrievaným horninám a dokonca aj v oblastiach so zvýšeným teplotným gradientom ležia v hĺbke asi 2 km od povrchu. Preto sa dnes využívajú len oblasti blízko povrchu, v skutočnosti sa využívajú anomálne oblasti. zemská kôra s prístupom na povrch horúcich masívov.

Kedy technologická spôsobilosť vŕtaním do hĺbky 8-10 km bude možné postaviť geotermálne elektrárne (GeoTPP) na akomkoľvek mieste, kde to bude potrebné.

Výroba elektriny sa plánuje čerpaním vody do podzemných dutín, ktorá sa mení na prehriatu paru. Pod tlakom je vynesený na povrch, kde je napojený na turbínové elektrárne, ktoré vyrábajú elektrinu. Problém spočíva v potrebe veľkej kontaktnej plochy, aby sa získal dostatočný výkon. Má využívať podzemné zlomy, puklinové systémy a iné dutiny s vysokými teplotami.

hydrotermálnej energie

Tento smer dnes aktívne využívané. Krajiny, ktoré majú na svojom území oblasti s bohatými horúcimi prameňmi, ich využívajú na vykurovanie svojich domovov a výrobu elektriny.

Najvýznamnejšími používateľmi v tomto smere sú:

• Island
• Nový Zéland
• Mexiko
• Japonsko
• Taliansko
• Salvador

V závislosti od charakteru zdrojov, teploty a výkonu podzemných procesov sú inštalované elektrárne, mestské vykurovacie siete sú napojené na podzemné nádrže s horúcou vodou pod tlakom. Teplota pary vhodné na výrobu energie v priemyselnom meradle, musí mať aspoň 200°Cčo nie je možné všade. Takmer všetky existujúce elektrárne využívajúce geotermálnu energiu sú špeciálne, pracujú v samostatných jedinečných podmienkach.

PREČÍTAJTE SI TIEŽ: Ako funguje tepelné čerpadlo zem-voda – klady a zápory, výber zariadenia

Princípy prevádzky geotermálnych elektrární

Geotermálne elektrárne využívajú buď horúce kamene na ohrev vody čerpanej do podzemných dutín, alebo prírodnej Horúce pramene už existujúci na zemi. Prehriata para generovaná geotermálnymi procesmi sa privádza na povrch zeme a aktivuje lopatky turbín parných generátorov.

Uvedený princíp správne odráža schému, ale v praxi je všetko oveľa komplikovanejšie. Po prvé, zloženie pary vypúšťanej z podzemných nádrží je zložité a nasýtené agresívnymi a toxickými plynmi a zlúčeninami. Po druhé, množstvo odobratého nosiča sa musí doplniť vstrekovaním čerstvých objemov, inak dôjde k narušeniu hydrodynamickej rovnováhy, čo môže spôsobiť narušenie alebo až zastavenie fungovania zdroja.

V závislosti od typu zdroja existujú nasledujúce typy GeoTPP:

• konštrukcie inštalované na prírodných zdrojoch horúcej pary alebo vody (parné hydrotermy)
• dvojokruhové geotermálne elektrárne využívajúce horúcu vodnú paru zo zdroja a sekundárnu paru získanú z privádzanej a ohrievanej vody
• dvojokruhové geotermálne elektrárne využívajúce prehriatu vodu prírodného pôvodu

Dizajn každej konkrétnej inštalácie je špecializovaný na miestne podmienky, teploty a zloženie vody alebo pary. Vo väčšine prípadov sa používajú výmenníky tepla, ktoré odoberajú teplo z nosiča odvádzaného z podzemných dutín, ktoré sa potom čerpá späť. Používajú sa rôzne cykly čistenia pary od toxických alebo agresívnych nečistôt, zlúčenín síry, sírovodíka a iných látok.

Výhody GeoTPP

Medzi výhody hydrotermálnych elektrární patria:

• zdroj energie je takmer nevyčerpateľný
• uhľovodíkové zdroje energie sa nepoužívajú
• Výstavba GeoTPP nemení prírodnú krajinu, nevyžaduje využitie veľkých plôch zemského povrchu
• potreba externého zdroja energie je prítomná iba v čase spustenia zariadenia. Len čo stanica dáva prvý prúd, zabezpečuje vlastnú prácu.
  neexistujú žiadne iné investície ako počiatočné náklady na výstavbu. Vyžaduje iba údržbu a opravy zariadení podľa potreby
• existujú možnosti dodatočného využitia zariadení staníc (napríklad ako zariadenia na odsoľovanie vody)
• ekologická čistota, žiadne nebezpečenstvo infekcie alebo znečistenia okolia (táto položka platí s výhradou)

nevýhody

• viazanie stanice na miesto vzniku horúcich prameňov, ktoré sa niekedy nachádzajú v odľahlých oblastiach
• Prevádzka GeoTPP prispieva k zmenám v toku prírody prirodzené procesy, z čoho vyplýva nebezpečenstvo ich zániku
• studne alebo iné výstupné body sa môžu stať zdrojmi emisií škodlivých alebo korozívnych prchavých zlúčenín
• náklady na výstavbu stanice sú pomerne vysoké, čo prispieva k zvýšeniu nákladov na energiu pre koncového užívateľa

Hlavným dôvodom týchto nedostatkov je nestabilita prírodných procesov pre priemyselné využitie . Akýkoľvek zásah môže narušiť krehkú rovnováhu a v hydrodynamických systémoch sa nebezpečenstvo zvyšuje v dôsledku možnosti vzniku krasových dutín. Prevádzka GeoTPP si vyžaduje starostlivý a starostlivý prístup k prírodným systémom, obnove vodných objemov a ďalším preventívnym opatreniam.

Aplikácie

geotermálnej energie v súčasnosti nie je dominantný ale aktívne sa používa. V regiónoch, kde je to možné, sú GeoTPP, bytové teplárne resp priemyselné budovy a priestory. Zvážte najobľúbenejšie oblasti použitia geotermálnej energie:

Poľnohospodárstvo a záhradníctvo

Prístup k ohriatej vode alebo pare umožňuje ich využitie v poľnohospodárskych alebo záhradníckych komplexoch a farmách. Vykurovanie a zalievanie rastlín, plodiny v skleníkoch, skleníky. Je možné vykurovať poľnohospodárske komplexy na chov a chov zvierat a hydiny. Možnosti tohto smeru do značnej miery závisia od charakteristík zdroja, jeho špecifických parametrov a zloženia vody. Aktívne využívanie geotermálnej energie v poľnohospodárstve sa pozoruje v Izraeli, Mexiku, Keni, Grécku, Guatemale.

Geotermálne zdroje v celkovej palivovej a energetickej bilancii môžu dosiahnuť 5-10%. Existujú hydrogeotermálne zdroje (zdroje geotermálnych vôd), uzavreté v prírodných podzemných nádržiach, a petrogeotermálne zdroje akumulované v blokoch vyhrievaných (do 350 °C a viac), prakticky bezvodých (tzv. suchých) hornín. Technológia ťažby petrogeotermálnych zdrojov je založená na vytváraní systémov umelej cirkulácie (tzv. tepelných kotlov). Hydrogeotermálne zdroje sa využívajú pomocou vrtov pomocou prietokových a čerpacích metód, ako aj metódou udržiavania tlaku v nádrži (RPM) - spätným vstrekovaním odpadovej geotermálnej vody do nádrže. Praktický význam majú hydrogeotermálne zdroje, ktorých stabilný režim, relatívna nenáročnosť ťažby a veľké plochy rozvodu umožnili využiť tieto vody na zásobovanie teplom (pri teplotách od 40°C do 100-150°C) a výrobu elektriny. (100-300 °C). Na základe odoberanej podzemnej pary a parovo-vodných zmesí sa budujú geotermálne elektrárne (GeoTPP). Hydrogeotermálne zdroje sú obmedzené na rezervoárové vodné systémy nachádzajúce sa v zónach depresie vyplnených hrubými vrstvami sedimentárnych nánosov druhohorného a kenozoického veku a na puklinové vodné systémy vyvinuté v oblastiach moderného a mladého vulkanizmu a v zvrásnených oblastiach, ktoré zažili vplyv tzv. najnovšie tektonické pohyby. Puklinové vodné systémy sa nachádzajú lokálne vo veľkých zónach tektonických porúch.

V Rusku najvyššia hodnota majú rezervoárové hydrogeotermálne zdroje, v menšej miere - puklinové. Perspektívne oblasti nádrží hydrogeotermálnych zdrojov - Západná Sibír, Ciscaucasia, Severný Sachalin; v týchto oblastiach je hĺbka vody 1500-5000 m, teplota 40-200°C, slanosť 1-150 g/l. Najväčšie rezervoárové hydrogeotermálne ložiská sa nachádzajú v Ciscaucasia: Machačkala, Izberbash, Kizlyar - v Dagestane; Čerkesský - v Karačajsko-Čerkesku; Mostovskoye, Maykopskoye, Voznesenskoye - in Krasnodarské územie. Oblasti rozvoja puklinových termálnych vôd: Kamčatka (ložiská Pauzhetskoye, Paratunskoye) a Kurilské ostrovy, kde sú objavené produktívne zóny v hĺbkach 500-2000 m, teplota vody od 40 do 200-300 ° C, slanosť 10-20 g / l; oblasť Bajkal; severný svah Veľkého Kaukazu, kde je hĺbka vody 500-1000 m, teplota 40-100°C, slanosť 1-2 g/l. V Rusku sa celkové zásoby tepelnej energie vo vodách s mineralizáciou do 35 g/l (pri čerpacej prevádzke studní a účinnosti tepelného potenciálu 0,5) odhadujú na 850 – 1200 miliónov GJ/rok, čo zodpovedá spáleniu 30 -40 miliónov ton štandardného paliva (pozri článok Obnoviteľné zdroje energie); pri prevádzke metódou RPM možno ekvivalentné palivo ušetriť 130-140 miliárd ton ročne. Hydrogeotermálna energia sa využíva na vykurovanie a zásobovanie teplou vodou miest Machačkala, Čerkessk atď., na zásobovanie teplom skleníkových komplexov na Severnom Kaukaze, Kamčatke, na výrobu elektriny (GeoTPP fungujú na Kamčatke – Paužetskej a Mutnovskej; navrhnutý na území Stavropol a v Dagestane).

V zahraničí sa využívajú najmä hydrogeotermálne zdroje sústredené v oblastiach moderného alebo mladého vulkanizmu, kde majú vody teplotu 200-300°C a dajú sa priamo využiť na výrobu elektriny. Takéto oblasti sú známe v USA (pole Big Geysers v Kalifornii, kde sú postavené najväčšie geotermálne elektrárne na svete), Taliansku (pole Larderello v Toskánsku), na Novom Zélande (pole Wyra-Key), Japonsku (Atagawa, Otaka, polia Matsukawa na ostrovoch Hokkaido, Kyushu, Honshu), Mexiko (pole Cerro Prieto v Baja California), Island, ako aj Filipíny, Indonézia atď. Okrem toho v mnohých krajinách (vrátane Islandu) sú hydrogeotermálne vody s teplotou 40-110 °C používaná na mestské vykurovanie.

Pri využívaní hydrogeotermálnych zdrojov dochádza k chemickému a tepelnému znečisteniu životné prostredie. V záujme ochrany životného prostredia sa termálne vody po ich použití prečerpávajú späť do produktívnych útvarov (zlomových zón). Boj proti korozívnym účinkom prírodných chladív na zariadenia, spotrebiče, konštrukčné materiály sa rieši v štádiu prevádzky špecifických usadenín pridaním chemických činidiel do chladiacej kvapaliny, predbežným odplynením, ako aj výberom vhodných kovov a povlakov odolných voči korózii. Nárast geotermálnych zdrojov je spojený s objavovaním nových ložísk v budúcnosti, ich umelou stimuláciou a zlepšovaním metód výroby elektriny.

Lit .: Geotermálna energia. Zdroje, vývoj, využitie. M., 1975; Berman E. Geotermálna energia. M., 1978; Golitsyn M. V., Golitsyn A. M., Pronina N. M. Alternatívne nosiče energie. M., 2004.

Geotermálna energia v Rusku môže poskytnúť obyvateľstvu určité zdroje pre komunálne, priemyselné a poľnohospodárske potreby.

V Rusku a bývalom Sovietskom zväze sa už viac ako 60 rokov vykonávajú vrty na extrakciu horúcej vody a pary z vnútra Zeme. Dnes je takmer celé územie krajiny dobre preštudované. Ukázalo sa, že mnohé regióny majú zásoby horúcej vody a pary s teplotou 50 až 200 0 C v hĺbke 200 až 3000 m.

Geotermálne zdroje v Rusku

Centrálny región, Severný Kaukaz, Dagestan, Sibír, bajkalská trhlina, Krasnojarský kraj, Čukotka, Sachalin, polostrov Kamčatka a Kurilské ostrovy majú najbohatšie zdroje geotermálnej energie na výrobu až 2000 MW elektriny a viac ako 3000 MW tepla pre systém diaľkového vykurovania. Využívanie geotermálnych zdrojov v Rusku je obzvlášť dôležité pre zásobovanie severných území krajiny.

V Rusku sa v dôsledku chladného podnebia viac ako 45 % celkových energetických zdrojov využíva na zásobovanie teplom miest, obcí a priemyselných komplexov. Až 30 % týchto energetických zdrojov možno v niektorých oblastiach zabezpečiť využitím tepla z vnútra Zeme.

Využívanie geotermálnej energie sa plánuje realizovať v týchto regiónoch Ruska: na území Krasnodar (zásobovanie teplom mesta Labinsk, ako aj komplex v obci Pink), Kaliningradská oblasť a na Kamčatke (dodávka tepla do elektrární Elizovskaja a Paužetskaja s výkonom 12 MW a rozšírenie existujúceho GeoPP Mutnovskaja na 50 MW, kde sa na výrobu elektriny využíva sekundárna para.

Ekonomické a politické zmeny, ktoré sa udiali v Rusku, majú významný vplyv na rozvoj energetiky.

Elektrina v Rusku je založená najmä na využívaní fosílnych palív a prevádzke jadrových a vodných elektrární. V súčasnosti je geotermálna energia pomerne skromná, hoci krajina má značné zdroje.

Súčasná ekonomická situácia v Rusku závisí od rozvoja jeho energetického potenciálu. Ťažkosti ekonomiky robia problém zásobovania energiou významným najmä v severnej a východných regiónoch krajín. Za týchto okolností je prirodzené, že regióny by sa mali snažiť využívať vlastné energetické zdroje a rozvíjať obnoviteľné zdroje energie. V regiónoch Ďaleký východ, Sachalin, Kuriles, Kamčatka, využitie sa stáva ekonomicky životaschopným.

Existuje niekoľko hlavných oblastí sľubujúcich „priame“ využitie (zásobovanie teplom obytné budovy a priemyselné budovy, vykurovanie skleníkov a pôdy, pri chove zvierat, rybolove, priemyselná produkcia, na ťažbu chemických prvkov, zvýšenú ťažbu ropy, na tavenie zamrznutých hornín, v balneológii a pod.), ako aj na teplo pomocou tepelných čerpadiel a na výrobu elektriny v binárnom GeoPP (geotermálna elektráreň).

Jeden z týchto regiónov (Kamčatka a Kurilské ostrovy) sa nachádza v oblasti aktívnych sopiek, najsľubnejšej oblasti pre „priame“ využitie geotermálnej energie a výstavbu GeoPP. Doteraz bolo v Rusku preskúmaných 66 studní termálnej vody a pary. Polovica z nich je v prevádzke a ročne poskytuje asi 1,5 milióna Gcal tepla, čo sa rovná takmer 300 000 tonám referenčného paliva.

Južná časť Ruska

Dagestan na severnom Kaukaze je jedným z najväčších v oblasti rozvoja geotermálnej energie. Celkové množstvo zdrojov v hĺbke 0,5-5,5 km umožňuje získať približne 4 milióny m 3 /deň teplej vody. V súčasnosti sa v Dagestane spotrebuje viac ako 7,5 milióna m 3 /rok vody s teplotou 50-110 0 C. Medzi nimi 17% ako horúcich; 43 % na diaľkové vykurovanie; 20 % na skleníky a 3 % na balneológiu a výrobu minerálnej vody. V Dagestane bolo vyvŕtaných asi 180 vrtov v hĺbkach od 200 do 5500 m Mestá ako Kizlyar, Tarumovka a Južno-Sukhokumsk majú jedinečné zásoby teplej vody. Napríklad pole Tarumorskoye má zásoby horúcej vody s vysokou slanosťou (200 g/l) s teplotou až 95 0 C. Do hĺbky asi 5500 m bolo vyvŕtaných šesť vrtov, najhlbších vrtov v Rusku. Testy ukazujú vysokú priepustnosť vrtov pre formáciu medzi 7500 a 11000 m 3 /da tlak v hlave vrtu 140-150 barov.

Na Kaukaze a Ciscaukaze sa termálne vody vytvorili vďaka viacvrstvovým artézskym panvám v ložiskách geologickej éry mezozoika a kenozoika.

Mineralizácia a teplota týchto vôd sa výrazne líšia: v hĺbkach 1-2 km - od 0,5 do 65 g / kg a od 70 do 100 0 С, zatiaľ čo na skýtskej platforme v hĺbkach 4-5 km - od 1 do 200 g/kg a od 50 °C do 170 °C.

V Dagestane celková suma preskúmané zásoby termálnej vody sú 278 tis. m3/deň a pri využití rezervoáru vody 400 tis. m3/deň. Tepelný potenciál sa tu rovná ročnej výmene 600 tisíc ton referenčného paliva.

Geotermálna energia využíva zdroje pri teplotách od 40-107 0 С a mineralizácii od 1,5-27 g/l nachádzajúce sa v Severnom Dagestane. Za posledných 40 rokov bolo v regióne objavených 12 veľkých termálnych vôd a vyvŕtaných 130 vrtov a pripravených na využitie.

V súčasnosti sa však využíva len 15 % potenciálnych známych zásob termálnej vody.

Krasnodarské územie má tiež značné zásoby geotermálnej energie. Oblasť má široké skúsenosti použitie geotermálne zdroje energie. V prevádzke je asi 50 studní, ktoré prijímajú vodu v objeme do 10 miliónov m 3 s teplotou 75 až 110 °C. Široké oblasti Využitie energie na území Krasnodar umožní do roku 2020 pokryť až 10 % dopytu po všetkom teple a až 3 % všetkých energetických potrieb v regióne. Spolu tepelná energia polí v prevádzke je 238 MW.

Stredné Rusko a Sibír

Ekonomická uskutočniteľnosť využitia geotermálnych zdrojov na výrobu tepla a elektriny sa stáva zrejmejšou, ak sú zdroje dostupné hlavne s teplotami od 30 do 80 0 С (niekedy dokonca až do 100 0 С) v hĺbkach 1-2 km. Takéto zdroje sa nachádzajú v centrálnej časti centrálnej ruskej kotliny (sekcia v Moskve), ktorá zahŕňa 8 okresov: Vologda, Ivanovo, Kostroma, Moskva, Nižný Novgorod,

Novgorod, Tver a Jaroslavľ. Sľubné možnosti efektívneho využívania termálnych vôd sú aj v Leningradskej oblasti a najmä v Kaliningradskej oblasti. Efektívnosť ich využitia je možné zabezpečiť použitím tepelných čerpadiel a binárnych obehových systémov. Široké využitie geotermálnej energie je možné v centre európskej časti Ruska.

Sibír má aj zásoby tepla z útrob, ktoré sa dá využiť na zásobovanie teplom a poľnohospodárstvo. Termálne vody plošiny Západnej Sibíri majú veľkú artézsku panvu s rozlohou takmer 3 milióny km2. V hĺbkach do 3 km sa nachádzajú zdroje termálnej vody s teplotou 35 až 75 0 C a mineralizáciou 1 až 25 g/kg a odhadujú sa na 180 m 3 /sec.

Vysoká slanosť týchto termálnych vôd si vyžaduje ich opätovnú injektáž po využití tepelného potenciálu, aby sa zabránilo znečisteniu životného prostredia.

Využitie aj 5 % jeho zásob umožní vyrobiť 834 miliónov Gcal/rok, čím sa ušetrí 119 miliónov ton štandardného paliva.

Na Bajkale a priľahlom území je veľa termálnych prameňov, ktorých energia môže dosahovať mnoho tisíc. Metre kubické za deň s teplotou 30 až 80 0 C a viac. Obvykle mineralizácia takýchto vôd nepresahuje 0,6 g/l.

Ak uvažujeme chemické zloženie termálne vody majú zásadne alkalickú reakciu, síran alebo hydrogénuhličitan sodný. Väčšina týchto zdrojov sa nachádza v dutinách Tunka a Barguzin a pozdĺž pobrežia jazera Bajkal.

Kamčatka a Kurilské ostrovy

Kurilské ostrovy sú poháňané hlavne dieselovými generátormi elektriny a vykurované kotlami na dovážané uhlie. Kurilské ostrovy sú zároveň bohaté na geotermálnu energiu. Očakáva sa, že ich kapacita dosiahne 300 MW. geotermálnej energie požadovaný výkon je možné realizovať v bezprostrednej blízkosti každého hlavného lokalite prevádzkové alebo plánované zariadenia Kurilských ostrovov - na ostrovoch Kunashir, Iturup, Paramushir atď.

Na spomínaných ostrovoch bolo skúmaných viacero zdrojov geotermálnej energie. Napríklad na ostrove Kunashir sa podľa údajov z prieskumu očakáva, že zásoby geotermálnych nádrží sa odhadujú na 52 MW. Predpokladané zásoby najsevernejšieho ostrova Kurilského reťazca - Paramušir, vypočítané pomocou rôzne metódy, môže podporovať prevádzku geotermálnych elektrární s výkonom 15 - 100 MW.

Priame využitie geotermálnych zdrojov sa rozvíja najmä v Kurilsko-Kamčatskej oblasti, Dagestane a Krasnodarskom kraji, a to predovšetkým na zásobovanie teplom a vykurovanie skleníkov. Rozvoj geotermálnych zdrojov je celkom sľubný v regiónoch ako západná Sibír, Bajkal, Chukotka, Primorye, Sachalin.

Ekonomická realizovateľnosť využívania geotermálnych zdrojov s teplotou vody medzi 30 a 80/dokonca 100ºС v hĺbkach 1-2 km.

Prírodné zdroje Ruska

Rusko má na rozdiel od mnohých iných krajín jedinečné prírodné zdroje.

Zásoby fosílnych palív sú v Rusku obrovské a v porovnaní so svetovými sú: 35% plynu, 33% dreva, 12% ropy, no zároveň majú obrovské množstvo teplej vody zo zeme – teplo z hlbiny.

Potenciálna energia je 8-12 krát vyššia ako energetický potenciál uhľovodíkového paliva, čo môže radikálne zmeniť energetickú bilanciu.

Ak zhrnieme situáciu s využívaním geotermálnej energie v Rusku, v prvom rade treba ešte raz poznamenať, že na Kamčatke úspešne fungujú tri geotermálne elektrárne: 12 MW a 50 MW (Verchne-Mutnovskaja a Mutnovskaja) a 11 MW na Kamčatke. Pauzhetskaya oblasť. Na Kurilských ostrovoch (Kunašír a Iturup) sú dve malé 3,6 MW geotermálne elektrárne, ktoré tiež úspešne fungujú.

Všeobecné informácie o geotermálnych zdrojoch

Hlboké zásoby tepla Zeme sú geotermálne zdroje. Geotermálna energia zemského vnútra vzniká v dôsledku štiepenia rádionuklidov.

Rusko má k dispozícii tento typ zdrojov, ktorých energia rádovo prevyšuje celý potenciál organického paliva. Vo všeobecnej bilancii dodávok tepla v Rusku môže byť teplo Zeme 10%. V krajine bolo preskúmaných 66 geotermálnych ložísk, bolo vyvŕtaných viac ako 4000 vrtov na využitie geotermálnych zdrojov.

Perspektívne z hľadiska rozvoja sú regióny Kamčatka-Kuril, Západosibír, Severný Kaukaz.

geotermálne ložiská Severný Kaukaz dobre naštudované. Ležia v hĺbke 300 až 5000 m a majú teplotu až 180 stupňov. Termálne vody tohto regiónu tvoria viacvrstvové artézske bazény.

Preskúmané geotermálne ložiská Krasnodarského územia majú tepelný potenciál presahujúci 3800 GJ za rok. Len 5 % z tohto potenciálu sa využíva v systémoch zásobovania teplom kraja.

Termálne ložiská západosibírskej platne sú perspektívne pre priame využitie. Priame využívanie termálnych vôd zahŕňa vykurovanie obytných budov, skleníkov, pestovanie rýb, húb a pod.

Definícia 1

Geotermálne zdroje sú neustále aktualizovaným a ekologickým zdrojom energie.

V blízkosti zemského povrchu sa voda zahrieva na bod varu a vo forme vodnej pary sa môže privádzať do turbín na výrobu elektriny.

Odborníci rozdeľujú geotermálne zdroje na hydrotermálne a petrotermálne. Tento typ zdroje v Rusku sa študovali už dlho, v roku 1983 existoval „Atlas zdrojov termálnych vôd ZSSR“. Súčasťou atlasu bola mapa potenciálnych tepelných zdrojov krajiny.

Termálne vody sa v závislosti od podmienok dodávky tepla delia do dvoch skupín:

1. Termálne vody, ktoré sa ohrievajú v regionálnom termálnom poli. Patria sem najmä vrstevné podzemné vody veľkých artézskych panví;
2. Termálne vody vznikajúce v anomálnych geotermálnych podmienkach ovplyvnených vulkanickými procesmi. Ide o porézno-vrstvové, puklinovo-vrstvové, puklinovo-žilové, spojené so systémami vulkano-tektonických depresií.

Geotermálna energia v Rusku

Lídrami vo využívaní vnútorného tepla Zeme sú Spojené štáty americké, no Rusko v tejto veci nezostáva bokom, pretože geotermálna energia je jedným z perspektívnych odvetví hospodárstva.

Elektrárne využívajúce vnútorné teplo Zeme sa nachádzajú v oblastiach so sopečnou činnosťou. Vysvetľuje to skutočnosť, že sopečná láva pri kontakte s vodnými zdrojmi ich silne zahrieva a v miestach zlomov vystupuje na povrch horúca voda, ktorá vytvára gejzíry, geotermálne jazerá a podvodné prúdy. Pri absencii otvorených zdrojov sa termálna voda získava vŕtaním studní.

Najrozšírenejšie sú nepriame geotermálne elektrárne pracujúce na tepelných zdrojoch. Zmiešané elektrárne sú ekologicky čistejšie. Napriek prítomnosti bohatých zásob geotermálnych zdrojov je rozsah jeho využitia v Rusku veľmi skromný.

Skúsenosti s využívaním geotermálneho tepla v krajine sa uskutočnili v roku 1967. Na poli Paratunskoje na Kamčatke bola vytvorená pilotná priemyselná geotermálna elektráreň. Jeho výkon bol približne 500 kW. V tom istom čase začala prvá priemyselná výroba elektriny v krajine v Pauzhetskaya GeoPP, ktorá poskytuje Kamčatke najlacnejšiu elektrinu. V podmienkach moderného trhového hospodárstva však cena vykurovacieho oleja prudko vzrástla a cena kedysi lacnej elektriny sa zvýšila. Napriek prítomnosti geotermálnych zdrojov nie je rozvoj geotermálnej energie na Kamčatke veľmi aktívny, čo si vyžaduje ekonomika regiónu a environmentálna situácia.

Geotermálna energia má svoje výhody:

• Tento typ elektrárne je možné využívať počas celého roka a v rôznych klimatické podmienky s mierou využitia viac ako 90 %;
• Nákladová cena elektrická energia v porovnaní s inými typmi elektrární by mala byť v zásade nižšia;
• Žiadne škodlivé emisie vrátane emisií oxidu uhličitého;
• Nevyžaduje výraznú údržbu.

V Rusku bolo vybudovaných päť elektrární využívajúcich geotermálne zdroje.

Problém zásobovania severnými, riedko osídlenými oblasťami krajiny, pre ktoré je centralizované zásobovanie energiou z ekonomického hľadiska neprijateľné, možno do veľkej miery vyriešiť rozvojom geotermálnej energie.

Geotermálne elektrárne v Rusku

Prvá ruská geotermálna elektráreň bola postavená v roku 1966 a dostala názov Paužetskaja. Účelom jeho vytvorenia bola potreba poskytnúť elektrinu obytným obciam a podnikom na spracovanie rýb. Názov elektrárne dostala podľa obce na západnom pobreží Kamčatky, kde sa nachádzajú sopky Kambalnyj a Košelev.

Výkon Pauzhetskaya GeoPP v čase spustenia bol 5 MW. Zavedením binárneho energetického bloku sa kapacita elektrárne zvýši na 17 MW. Elektráreň vypúšťa geotermálnu vodu do vo veľkom počte v neresiacej sa rieke Ozernaya. Teplota vody dosahuje 120 stupňov, čo samozrejme zhoršuje ekológiu rieky. Okrem toho dochádza k stratám tepelného potenciálu geotermálneho nosiča.

Experimental-Industrial Verkhne-Mutnovskaya GeoPP sa nachádza v nadmorskej výške 780 m nad morom, na juhovýchode Kamčatky. Do prevádzky bol uvedený v roku 1999 s projektovaným výkonom 12 MW.

V blízkosti sopky Mutnovsky, 120 km od Petropavlovska-Kamčatského, sa nachádza elektráreň, najväčšia v regióne. Toto je Mutnovskaya GeoPP. Do prevádzky bol uvedený v roku 2003 s inštalovaným výkonom 50 MW. Elektráreň má automatizovanú údržbu. Para, ktorej teplota je 250 stupňov, poháňa turbíny GeoPP. Pochádza z hĺbky 300 m Voda skondenzovaná z pary ohrieva susedné sídlisko.

Ocean GeoTPP bol uvedený do prevádzky v roku 2006. Bol postavený na ostrove Iturup v Kurilskom hrebeni v Sachalinskej oblasti. V súčasnosti je táto elektráreň zastavená kvôli sérii nehôd, ktoré sa stali v roku 2013.

Na hrebeni Kuril, na ostrove Kunashir, ktorý sa nachádza na úpätí sopky Mendeleev, ďalší GeoTPP - Mendeleevskaya. Elektráreň sa začala stavať v roku 1993. Úlohou elektrárne je zabezpečovať Južno-Kurilsk teplo a elektrinu. V rámci federálneho programu prebieha modernizácia elektrárne na zvýšenie kapacity.

Všetky zdroje geotermálnej energie Kamčatky zabezpečujú jej potreby 25 % z celkovej spotreby energie.

Rozvoj geotermálnej energie má svoje negatívne stránky:

• Emisie pary obsahujú škodlivé látky, ktoré sa dostávajú do ovzdušia;
• Voda použitá z hlbokých horizontov sa musí zlikvidovať;
• Konštrukcia GeoPP je pomerne drahá;
• Vysoké náklady na inštaláciu a nízky energetický výnos;
• Potenciál chladiacej kvapaliny je nízky;
• Neprepravnosť produktu;
• Značné ťažkosti pri skladovaní.

V závislosti od typu a možností využitia geotermálnej energie sa teda v Rusku rozlišujú tri hydroenergetické zóny:

1. "Horúce miesta" - Kamčatka a Kurilské ostrovy;
2. Zóna severného Kaukazu a zóna priľahlá k jazeru Bajkal;
3. Zóna pokrývajúca 2/3 územia Ruska. Ide o potenciálne rozľahlé územie s možnosťou využitia nekvalitnej energie pomocou tepelných čerpadiel.

Poznámka 1

Ruskí vedci pomocou geotermálnych zdrojov vyriešili mnohé dôležité problémy. Krajina má patenty a autorské práva, má zachovaný vedecký potenciál. Ostáva už len toto všetko využiť v prospech krajiny a jej obyvateľov. Nevyhnutné sú aj investície, ako aj pozornosť vlády tejto problematike.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostené na http://www.allbest.ru/

TEST

na tému: "Geotermálne zdroje"

1. Pojem a klasifikácia geotermálnych zdrojov

2. Etapy a etapy geologického štúdia podložia

3. Princípy a metódy štúdia a hodnotenia geotermálnych zdrojov

4. Geotermálna stanica v Bielorusku

Záver

Bibliografia

základná geotermálna zdrojová stanica

1. Koncept a triedaidentifikácia geotermálnych zdrojov

Geotermálna energia - výroba elektriny, ako aj tepelnej energie vďaka energii obsiahnutej v útrobách zeme.

Výhodou geotermálnej energie je jej takmer úplná bezpečnosť pre životné prostredie. Množstvo uvoľneného CO2 pri výrobe 1 kW elektriny z vysokoteplotných geotermálnych zdrojov sa pohybuje od 13 do 380 g (napr. pri uhlí je to 1042 g na 1 kW/h).

Zdroje geotermálnej energie sa podľa klasifikácie Medzinárodnej energetickej agentúry delia na 5 typov:

Ložiská geotermálnej suchej pary - relatívne ľahko sa rozvíjajú, ale sú pomerne zriedkavé; napriek tomu polovica všetkých geotermálnych elektrární prevádzkovaných na svete využíva teplo z týchto zdrojov;

Častejšie sú zdroje mokrej pary (zmesi horúcej vody a pary), pri ich vývoji je však potrebné riešiť otázky zamedzenia korózie zariadení GeoTPP a znečistenia životného prostredia (odstraňovanie kondenzátu z dôvodu jeho vysokého stupňa zasolenia);

Ložiská geotermálnej vody (s obsahom horúcej vody alebo pary a vody) sú tzv. geotermálne rezervoáre, ktoré vznikajú napĺňaním podzemných dutín zrážkovou vodou ohrievanou blízkou magmou;

Suché horúce horniny vyhrievané magmou (v hĺbke 2 km alebo viac) - ich energetické zásoby sú najväčšie;

Magma, čo sú roztavené horniny zahriate na 1300 °C.

Skúsenosti z rôznych krajín sa týkajú najmä využívania prírodnej pary a termálnych vôd, ktoré sú stále najreálnejším základom geotermálnej energie. Jeho rozsiahly rozvoj v budúcnosti je však možný len s rozvojom petrogeotermálnych zdrojov, t.j. tepelná energia horúcich hornín, ktorých teplota v hĺbke 3-5 km bežne presahuje 100 °C.

Pri porovnaní s tradičné zdroje energie, sú zrejmé tieto výhody geotermálnych zdrojov: nevyčerpateľnosť, všadeprítomnosť distribúcie, blízkosť k spotrebiteľovi, lokalita zásobovania spotrebiteľa teplom a elektrinou, príslušnosť k lokálnym zdrojom, plná automatizácia, bezpečnosť a praktická dezercia výroby geotermálnej energie, ekonomická konkurencieschopnosť, možnosť budovania nízkoenergetických zariadení, čistota prostredia.

K špecifikám geotermálnych zdrojov však patrí aj množstvo nevýhod: nízky teplotný potenciál chladiva, neprenosnosť, ťažkosti so skladovaním, rozptýlené zdroje a obmedzené priemyselné skúsenosti.

V súčasnosti je zvykom rozlišovať 2 hlavné triedy geotermálnych zdrojov – vodné a petrogeotermálne. Prvé predstavujú tú časť zdrojov geotermálnej energie, ktorá je obmedzená na prírodné kolektory a predstavujú prírodné nosiče tepla: podzemná voda, para alebo zmesi pary a vody. Priemyselne sú prevádzkované obehovými systémami (Francúzsko, USA, Nemecko, Dánsko, Ukrajina, Poľsko, Švajčiarsko, Rusko atď.). Petrogeotermálna - tá časť tepelnej energie podložia, ktorá je priamo spojená so skeletom zvodnených hornín alebo s prakticky nepriepustnými horninami. Technológia ťažby petrogeotermálnych zdrojov (hĺbka vrtu do 10 km) je na experimentálnej úrovni. V USA, Anglicku, Japonsku, Rusku (Tyrnyauz), Nemecku a Francúzsku boli vytvorené iba jednotlivé experimentálne cirkulačné systémy s umelými kolektormi.

Prevádzkovými zásobami (zdrojmi) hydrogeotermálnej energie sa vo všeobecnosti rozumejú množstvá tepla a vody, ktoré je možné získať z posudzovanej zvodnenej vrstvy (komplexu) technicky, ekonomicky a environmentálne racionálnymi odbernými zariadeniami vody pri danom spôsobe ich prevádzky a príslušnom kvalita nosiča tepla (teplota, chemické a plynové zloženie) počas celej predpokladanej životnosti. Prevádzkové zásoby tepla sú vyjadrené buď v jednotkách výkonu alebo v tonách paliva (podmienené) za rok, prevádzkové zásoby termálnych vôd majú rozmer objemového prietoku pre vodu (l/s, m3/deň) alebo hmotnosti. prietok pre paru a zmesi pary a vody (kg/s, t/deň).

Najkompletnejšiu klasifikáciu zdrojov a zásob geotermálnej energie vypracoval E. I. Boguslavsky.

Pre dolnú hranicu teploty termálnych vôd je vhodné vziať 20º C, berúc do úvahy možné použitie tepelných čerpadiel a prítomnosť v mnohých priemyselných odvetviach. Národné hospodárstvo potreba subtermálnych chladív s teplotami 20-40ºC.

Nízkopotenciálne vody (s teplotou 20-100ºC), v ktorých je vhodné rozlišovať podtriedu vôd s teplotou 20-40ºC. Tieto vody je možné spotrebovať pre potreby tepelnej techniky najmä s využitím tepelných čerpadiel . Môžu byť tiež efektívne použité na rozmrazovanie zamrznutých skál a umývanie sypačov, zintenzívnenie rybolovu, vyhrievanie otvorených plôch, čerpanie do ropných formácií a technologické procesy vyžadujúce chladiace kvapaliny nízkej kvality. Hlavným účelom - zásobovanie teplom, priemyselné, poľnohospodárske a domáce zariadenia.

Vody so stredným potenciálom (100-150º C) možno efektívne využiť ako na zásobovanie teplom priemyselných, poľnohospodárskych a domácich zariadení, tak aj na výrobu elektriny pomocou medziproduktových pracovných kvapalín.

Voda s vysokým potenciálom (viac ako 150 °C) sa dá efektívne využiť na výrobu elektriny v priamom cykle. V zložení takýchto vôd je vhodné izolovať prehriatych vôd(150-250ºC), vysoko prehriaty (250-350ºC) a extrémne prehriaty (viac ako 350ºC).

Kvalita termálnych vôd určených pre liečebné využitie(z hľadiska teploty, slanosti, iónového a plynového zloženia, nasýtenia plynom, obsahu farmakologicky aktívnych stopových prvkov vo vode, rádioaktivity, pH) posudzovať podľa osobitných požiadaviek na štúdium a klasifikáciu minerálnych liečivých vôd.

2. Etapy a etapy štúdia geotermálnych zdrojov podložia

Zdroje zdrojov geotermálneho podložia sú:

podzemné geotermálne vody;

Teplo horského pásma útrob.

Zdroje geotermálneho podložia možno využiť na:

Príjem elektriny;

Dodávka teplej vody;

Zásobovanie teplom obytných a priemyselných priestorov;

Terapeutické, rekreačné a iné účely, vzhľadom na hodnotu, užitočnosť a iné charakteristiky geotermálnych zdrojov podložia.

1) Regionálny geologický prieskum podložia sa vykonáva v týchto etapách:

Geologické prieskumy malého rozsahu;

Geologické prieskumy stredného rozsahu;

Veľkoplošné geologické prieskumy.

2) Vyhľadávanie zdrojov geotermálneho podložia a vyhodnotenie ložiska sa vykonáva s cieľom identifikovať a predbežne zhodnotiť ložisko vhodné na zástavbu. Vyhľadávanie geotermálnych zdrojov podložia a zhodnotenie ložiska prebieha v týchto etapách: - prieskum; - posúdenie vkladu.

3) Prieskum geotermálnych zdrojov podložia a príprava ložiska na rozvoj sa vykonávajú s cieľom získať informácie o javoch a procesoch vyskytujúcich sa v podloží, geologickej stavbe ložiska, technologických a iných vlastnostiach ložiska, kvalita a množstvo geotermálnych zdrojov podložia, ktoré sa v ňom nachádza, podmienky rozvoja ložiska umožňujúce vykonať geologické a ekonomické posúdenie tohto poľa. Prieskum zdrojov geotermálneho podložia a príprava ložiska na rozvoj prebieha v týchto etapách:

Predbežný prieskum geotermálnych zdrojov podložia, realizovaný za účelom získania spoľahlivých podkladov na predbežné posúdenie kvality a množstva zistených zásob geotermálnych zdrojov podložia, na získanie ekonomicky opodstatneného priemyselného hodnotenia ložiska, na zdôvodnenie uskutočniteľnosť financovania ďalších prieskumných prác;

Podrobný prieskum geotermálnych zdrojov podložia, realizovaný za účelom prípravy ložiska pre zástavbu. Na základe výsledkov podrobného prieskumu geotermálnych zdrojov podložia sa vypracujú trvalé podmienky prieskumu geotermálnych zdrojov podložia, podľa ktorých sa vypočítajú zásoby geotermálnych zdrojov podložia;

Dodatočný prieskum geotermálnych zdrojov podložia, realizovaný na poli, ktoré bolo podrobne preskúmané, ale nepresunuté do vývoja v prípade nedostatočných znalostí v tejto oblasti, ako aj na poli vo vývoji, ak je v súvislosti s tým potrebné ďalšie štúdium s revíziou objemov a technológie výroby, primárneho spracovania (čistenie, obohacovanie) využívaných zdrojov geotermálneho podložia;

Operatívny prieskum geotermálnych zdrojov podložia, realizovaný v procese rozvoja ložiska na objasnenie množstva a kvality zásob geotermálnych zdrojov podložia, na získanie ďalších geologických informácií potrebných na vypracovanie ročných plánov rozvoja ťažby operácií.

3. Princípy a metódy štúdiaa hodnotenie geotermálnych zdrojov

Dôležité v cykle úloh širokého zapojenia hydrogeotermálnych zdrojov do palivovej a energetickej bilancie krajiny je zvyšovanie efektívnosti prieskumu a prieskumu, čo je naopak možné za predpokladu, že budú dodržané zásady a metodické základy ich plánovania a realizácie. neustále zlepšoval. Metodika plánovania prieskumu a prieskumu termálnych vôd, ako aj iných druhov minerálov, by mala byť založená na základnom princípe environmentálnej a ekonomickej realizovateľnosti. Jeho efektívna implementácia je možná pod podmienkou vedenia všeobecné zásadyštúdium ložísk: úplnosť štúdie, dôsledná aproximácia, rovnaká spoľahlivosť, minimalizácia spoločensky nutných pracovných, materiálových a časových nákladov.

Jednou z najdôležitejších je požiadavka postupného prieskumu a prieskumu, ktorý umožňuje pri minimálnych spoločensky nevyhnutných nákladoch vypracovať postupné geologické a ekonomické hodnotenie ložísk a lokalít.

Vrcholnou úlohou celého výskumného cyklu je objavenie, geologické, ekonomické a environmentálne hodnotenie ložísk prírodných chladív, t.j. stanovenie hodnoty ich prevádzkových zásob a tepelno-energetického potenciálu, ako aj posúdenie podmienok a súhrnných technicko-ekonomických ukazovateľov pre rozvoj produktívnych zvodnených vrstiev, komplexov alebo puklinových zón.

Pri štúdiu geotermálnych zdrojov sa používa pomerne široká škála metód, ktorá je v každom konkrétnom prípade určená zložitosťou a charakteristikami skúmaného objektu a stupňom jeho štúdia v predchádzajúcom období.

Vo všeobecnosti sú hlavnými druhmi terénnych prác: geologické a hydrologické prieskumy, špeciálne prieskumy (geotermálne, plyno-hydrochemické a pod.), rekognoskačný prieskum miesta prieskumu, vŕtanie a termohydrodynamické štúdie studní, geofyzikálne a hydrologické práce, stacionárne pozorovania. prirodzených a narušených režimov termálnej a studenej vody, kontrola predtým vyvŕtaných hĺbkových vrtov a existujúcich zariadení na odber vody, odber vzoriek vody a jadrového materiálu, špeciálne typy výskum (geofyzikálny, hydrogeochemický, geotermálny, izotopový, jadrová fyzika atď.).

Geologický a hydrogeologický prieskum sa v závislosti od veľkosti a zložitosti skúmaných objektov vykonáva v mierke 1:50 000 - 1:10 000 (v niektorých prípadoch 1:5000), najmä pri vyhľadávaní ložísk puklinovo-žilového typu. . Účelom prieskumu je štúdium geologickej stavby, geotermálnych a hydrogeologických pomerov ložiska a priľahlých území a vytýčenie najproduktívnejších oblastí. Osobitná pozornosť by sa malo venovať štúdiu podmienok pre vypúšťanie termálnych a studených vôd, paroplynových prúdov, vyhrievaných oblastí a zón zmenených hornín, ako aj identifikácii zón tektonických porúch.

Špeciálne prieskumy sa vykonávajú spravidla v kombinácii s geologickými a hydrogeologickými prieskumami, alebo ako samostatný druh prác v štádiu prieskumu (spravidla, keď sa geologické a hydrogeologické prieskumy vykonali skôr). Úlohou týchto prieskumov je mapovanie jednotlivých (alebo komplexných) parametrov, ktoré sú priamymi alebo nepriamymi vyhľadávacími ukazovateľmi (kritériami): teplota, zložky chemických a izotopové zloženie plyny, podzemné a povrchové vody. tieto štúdie sa vykonávajú vykonávaním termometrických (v dierach alebo v plytkých vrtoch), kozmického (IR prieskum) a plyno-hydrochemických prieskumov (testovanie všetkých prejavov pary, plynu a vody, odber vzoriek podzemného plynu atď.).

Rekognoskačný prieskum prieskumných lokalít sa vykonáva najmä na začiatku prieskumných prác (zastavanosť, lesnatosť, priechodnosť, dostupnosť komunikácií, zásobovanie energiou a pod.).

Vŕtacie operácie zahŕňajú vŕtanie prieskumných, prieskumných, prieskumných a ťažobných, pozorovacích a (ak je to potrebné) injekčných vrtov. Hlavným typom výskumu na získanie informácií potrebných na posúdenie prevádzkových zásob chladiva sú špeciálne experimentálne filtračné práce. Metodiku vykonávania týchto prác určuje ich zamýšľaný účel, etapa výskumu, náročnosť hydrogeologických a hydrogeotermálnych pomerov. Experimentálne filtračné práce sa podľa spôsobu ich realizácie delia na výpusty realizované využitím elastickej energie formácie (zlomová zóna), tepelným zdvihom (parný zdvih), plynovým zdvihom, čerpaním, vykonávané pomocou špeciálneho zariadenia na prečerpávanie vody, a injekciou.

V závislosti od zamýšľaného účelu sa výpusty (odčerpávanie) delia na skúšobné, experimentálne a experimentálne-prevádzkové.

Skúšobné uvoľnenie (odčerpanie) sa vykonáva vo fáze vyhľadávania; v niektorých prípadoch - vo fázach predbežného a podrobného prieskumu. V štádiu prieskumu je úlohou skúšobných výpustí (čerpanie) získať predbežné informácie o filtračných a kapacitných vlastnostiach hornín, ich vodnatosti, kvalite a teplote termálnych vôd, parovo-vodných zmesí a pary.

Pilotné vypúšťanie (čerpanie) sa vykonáva v etapách predbežného a podrobného prieskumu a delí sa na jednotlivé, skupinové a skupinové. Ich úlohami sú: určenie vypočítaných hydrogeologických parametrov produktívnych horizontov a filtračných vlastností puklinových zón, identifikácia zákonitostí ich zmeny pôdorysu a rezu; stanovenie vzťahu medzi prietokom v studni a poklesom hladiny vody; stanovenie hodnôt výrubov pri hodnotení zásob hydraulickou metódou a pod.

Na ložiskách puklinového typu sa realizujú poloprevádzkové výroby (čerpania) za účelom získania prvotných informácií pre posúdenie prevádzkových zásob termálnych vôd hydraulickou metódou. Hlavnou úlohou je identifikovať závislosť poklesu hladiny v čase pri danom návrhovom prietoku. Vykonávajú sa dovtedy, kým sa nezískajú stabilné vzorce zmien hladín a (alebo) kvality vody v pozorovacích studniach v priebehu času, ktoré umožňujú predpovedať ich čerpanie na konci odhadovanej životnosti ložiska (lokality).

Pred vykonaním skúšobnej, experimentálnej a poloprevádzkovej výroby (čerpania) je potrebné zmerať polohu hladín podzemných vôd v prirodzenom prostredí (alebo rezervoáru a pretlaky), teplotu vody v ústí vrtu a v podmienkach nádrže a odobrať vzorky vody na všeobecnú analýzu.

Hydrologické štúdie sa vykonávajú pri vyhľadávaní a prieskume ložísk termálnych vôd puklinovo-žilového typu, ktoré sú v rôznej miere v spojení s povrchovými vodami. V procese výskumu by sa mali získavať údaje o prietokovom režime, hladine, teplotnom a chemickom režime riek, studených prameňov v oblasti ložiska a v priľahlých oblastiach nad a pod vodnou tepnou.

Stacionárne pozorovania prirodzeného režimu termálnych vôd sa realizujú pri studniach aj pri zdrojoch termálnej vody. Zahŕňajú pozorovanie režimu prietokov zdrojov, paroplynových prúdov, chemického (vrátane plynu) zloženia a teploty. Úlohy:

Objasnenie podmienok vzťahu podzemných termálnych a povrchových studených vôd;

Stanovenie sezónnych a dlhodobých zmien jarného odtoku termálnych vôd;

Štúdium charakteru zmien mineralizácie, chemického a plynového zloženia, teploty termálnych vôd v ročných a dlhodobých úsekoch;

Stanovenie parametrov vzťahu termálnych vôd jednotlivých puklinových zón.

Pozorovania narušeného režimu termálnych vôd v priestoroch existujúcich odberných zariadení vody by mali zahŕňať sledovanie hladín vôd vo výrobných a špeciálne vybavených pozorovacích vrtoch, chemického a plynového zloženia termálnych vôd, teploty vody na odtoku a pozdĺž vrt a prietok vody zo studní.

Špeciálne výskumné metódy (hydrogeochemické, geotermálne, izotopové, jadrová fyzika) sú určené na určenie podmienok pre tvorbu prevádzkových zásob termálnych vôd, identifikáciu a lokalizáciu oblastí nabíjania a vypúšťania, štúdium podmienok interakcie medzi zvodnenými vrstvami prostredníctvom separácie nízkopriepustných vrstiev a interakcie medzi puklinovými zónami, ako aj na štúdium procesov pohybu vstrekovanej vody do nádrží, jej ochladzovania atď. Patria sem aj geobotanické štúdie, ktoré sa vykonávajú v štádiu prieskumu v ložiskách puklinovej žily. typu. Spočívajú v štúdiu rastlinných spoločenstiev, ktoré slúžia na identifikáciu a vytýčenie oblastí ohrevu a skrytých tepelných prejavov.

Geofyzikálne metódy. Pri štúdiu ložísk termálnych vôd sa využívajú takmer všetky typy geofyzikálnych metód: vrt, zem, airbrush atď. Pomocou nich sa zisťuje geologická stavba študovaného územia (najmä hlbinná), hydrogeologická stratifikácia a korelácia rezov. Študujú sa hydrogeodynamické, hydrogeochemické a hydrogeotermálne charakteristiky študovaných vrstiev.

Pozemné, vodné (morské) a aerografické metódy poskytujú takmer nepretržité štúdium územia. Zahŕňajú elektrický, seizmický, gravitačno-magnetický prieskum, rádio a termometriu, najčastejšie vykonávané na zemi, ale možno ich vykonávať na dne nádrží alebo z vodnej hladiny: realizujú sa rovnaké metódy, s výnimkou seizmického prieskumu. pomocou lietadiel. Rovnako ako geofyzikálne prieskumy vrtov (GIS), pozemné a aerografické práce sa vykonávajú zriaďovaním špeciálnych terénnych pozorovaní, prípadne na základe reinterpretácie dostupných viacúčelových materiálov.

Krajinnoindikačné metódy vo vzťahu k objektu výskumu delíme na pozemné a vzdialené.

Pozemné metódy sa v geotermálnom výskume využívajú vo veľmi obmedzenej miere, len na geologické referencie a interpretáciu anomálií zistených diaľkovými metódami. Zároveň sa riešia úlohy generelu geologického a hydrogeologického plánu a špeciálneho geotermálneho smeru.

Pri vyhľadávaní termálnych vôd a iných druhoch geologických prác sa široko využívajú vzdialené (letecké) metódy. Používajú ich na streľbu zemského povrchu, registrujúce svetelné, infračervené a decimetrové elektromagnetické polia, t.j. ktoré majú dĺžku od 0,3 mikrónov do 1,0 m Moderné vzdialené metódy sú v podstate súborom metód na elektrický prieskum, termometriu, krajinné štúdie, pričom sa využívajú vyššie uvedené metódy aj vizuálne pozorovania.

Pri diaľkovom štúdiu zemského povrchu sa používajú letecké dopravné prostriedky (lietadlá, helikoptéry) a vesmírne dopravné prostriedky (s posádkou vesmírne lode, umelé satelity Zem, orbitálne vedecké stanice). Výška leteckých pozorovaní sa pohybuje od niekoľkých desiatok metrov do niekoľkých kilometrov a vesmírnych pozorovaní - od 300 do 3 000 km.

Predovšetkým dôležitosti pri predpovedaní, prieskume a prieskume termálnych vôd má veľký význam letecká fotografia (AFS a FSC) a infračervená fotografia.

Letecká fotografia je v súčasnosti hlavným typom pozorovania na diaľku. Pri streľbe z kozmickej lode je pokrytá obrovská plocha, meraná v stovkách tisíc kilometrov štvorcových, zatiaľ čo z lietadiel - iba desiatky kilometrov štvorcových. Vo všeobecnosti APS a CPS umožňujú riešiť sériu geologických a hydrogeologických problémov, avšak tieto informácie nie vždy postačujú pre hydrogeotermálne štúdie.

Infračervená fotografia je založená na schopnosti prírodných telies vyžarovať infračervené lúče. Ich intenzita je určená teplotou a emisivitou týchto telies. IČ zobrazovanie je najdôležitejšou metódou diaľkového prieskumu zeme pri geotermálnych štúdiách, najmä pri štúdiu hydrotermálneho vulkanizmu, ktorý sa prejavuje v pripovrchovej časti rezu. V podmienkach oparu a hmly má IR zobrazovanie významnú výhodu oproti APS a FSC a umožňuje vám získať obraz dobrá kvalita. Pomocou IR prieskumu je možné riešiť sériu hydrogeologických problémov: posúdiť vlhkosť pôdy, určiť hladinu podzemnej vody, identifikovať zóny vypúšťania podzemnej vody vo vodných oblastiach, vysledovať tektonické poruchy, ktoré sú zaplavené, načrtnúť talikové zóny, odhaliť vyhrievané oblasti zemského povrchu a identifikovať výstupy termálnej vody.

4 . Ggeotermálnej stanice v Bielorusku

V republike sa našli dve územia v regiónoch Gomel a Brest so zásobami geotermálnych vôd s hustotou viac ako 2 tony konvenčných jednotiek. t./m² a teplotou 50°C v hĺbke 1,4-1,8 km a 90-100°C v hĺbke 3,8-4,2 km. Teplotné podmienky v útrobách republiky však nie sú dostatočne študované. Veľká hĺbka výskytu termálnych vôd, ich relatívne nízka teplota, vysoká slanosť a nízky prietok vrtov (100-1150 m3/deň) v súčasnosti neumožňujú považovať termálne vody republiky za pozoruhodný zdroj energie.

Vo februári 2010 spoločnosť Brest spustila prvú geotermálnu stanicu v Bielorusku.

Začala sa práca na prvej geotermálnej stanici v krajine. Pilotný projekt realizoval skleníkový komplex Berestye. V skutočnosti ide o nové slovo vo využívaní alternatívnych zdrojov energie.

Na území závodu bol vyvŕtaný vrt do hĺbky 1520 metrov, kde teplota vody presahuje 40 stupňov. Je pravda, že objem zdroja sa ukázal byť malý. Počas ďalšiu prácu zistilo sa, že v hĺbke 1000-1100 metrov sú veľmi hrubé vrstvy dostatočne teplej, asi 30 stupňovej vody vhodnej na priemyselné využitie. Je neslaná Vysoká kvalita. Ďalším krokom bol nákup tepelných čerpadiel a ďalšej špeciálnej techniky.

Geotermálna stanica je elektronicko-mechanický systém, ktorý umožňuje, relatívne povedané, z 1000 litrov vody s teplotou 30 stupňov získať napríklad 300 litrov vody s teplotou 65 stupňov a 700 litrov s teplotou 4 stupňov. stupňa. horúce voda prichádza na vykurovanie skleníkov. A chlad sa podľa projektu bude čistiť a zásobovať pitnou sieťou mesta v rozsahu jeden a pol tisíc ton denne. Bude sa plniť do fliaš a predávať.

Systém zatiaľ poskytuje 1,5 hektára skleníkov a je zviazaný do spoločného cyklu s kotolňami. Prirodzené teplo je distribuované do časti plochy, ktorú zaberajú kvety, šalát, uhorky a paradajky. Je vyrobený tak, že ak teplota vzduchu prudko klesne, centrálna kotolňa sa okamžite zapne. Podľa výpočtov sa ročne vymení 1 milión kubických metrov plynu, čím sa ušetrí viac ako 200 tisíc dolárov. Napríklad ušetrené palivo dokáže ohriať viac ako jeden a pol stovky dvojpodlažné chaty. Výkon stanice je jedna gigakalória za hodinu. Stanica vyrobí viac tepla, ako sa počíta podľa projektu.

Celý riadiaci systém pracuje v automatickom režime a všetky potrebné parametre sa zobrazujú na monitore v centrálnej kotolni.

Hlavným problémom bolo a stále zostáva, že prakticky neexistujú žiadni špecialisti na navrhovanie a nastavovanie takýchto systémov.

Vrt bol vyvŕtaný belgeológiou za účelom hľadania ropy, plynu a iných nerastov. Práce financovalo ministerstvo prírodné zdroje a ochrany životného prostredia Bieloruskej republiky. Dve výkonné tepelné čerpadlá stoja približne 100-tisíc eur. Pomohol krajský výkonný výbor, použili vlastné prostriedky. Celkovo bol projekt lacný. Navyše by sa to malo splatiť do 5 rokov.

Ak sa voda odčerpáva z hĺbky, potom v žiadnom prípade nevzniká vákuum. Vrstvy piesku, nasýtené vodou, sa neustále obnovujú. A zahrievanie je spôsobené teplotou zeme.

Záver

Geotermálne zdroje - množstvo tepla obsiahnutého v litosfére alebo jej úsekoch do hĺbky technicky dosiahnuteľnej pomocou vrtov na prognózované obdobie.

Hlavné fázy štúdia geotermálnych zdrojov podložia sú:

Regionálna geologická štúdia podložia;

Vyhľadávanie zdrojov geotermálneho podložia a vyhodnotenie ložiska;

Prieskum zdrojov geotermálneho podložia (vrátane skúšobnej prevádzky uhľovodíkových polí alebo individuálnych vrtov), ​​príprava poľa na zástavbu.

Hlavnými druhmi terénnych prác sú: geologické a hydrologické prieskumy, špeciálne prieskumy (geotermálne, plyno-hydrochemické a pod.), prieskumný prieskum prieskumného územia, vrtné a termohydrodynamické štúdie studní, geofyzikálne a hydrologické práce, stacionárne pozorovania prírodných a príp. narušené režimy termálnych a studených vôd, kontrola predtým vyvŕtaných hlbinných vrtov a existujúcich zariadení na odber vody, odber vzoriek vody a jadrového materiálu, špeciálne typy výskumu (geofyzikálny, hydrogeochemický, geotermálny, izotopový, jadrová fyzika atď.).

Teplotné podmienky v útrobách územia Bieloruskej republiky neboli dostatočne preštudované. Veľká hĺbka výskytu termálnych vôd, ich relatívne nízka teplota, vysoká slanosť a nízky prietok vrtov (100-1150 m3/deň) v súčasnosti neumožňujú považovať termálne vody republiky za pozoruhodný zdroj energie.

Bibliografia

1. A.A. Shpak, I.M. Melkanovickij, A.I. Sereznikov "Metódy štúdia a hodnotenia geotermálnych zdrojov". M.: Nedra, 1992. - 316 s.

3. www.baltfriends.ru

4. www.news.tut.by

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Koncepcia a štruktúra geotermálnych zdrojov ako zásob hlbinného tepla Zeme, ktorých využitie je ekonomicky realizovateľné modernými technickými prostriedkami. Ich zdroje a odrody. Princípy a etapy využitia „suchého“ hĺbkového tepla.

prezentácia, pridané 30.09.2014


Vývoj a hodnotenie účinnosti opatrení na zlepšenie technológie výroby jódu (brómu) z geotermálnych a pridružených priemyselných vôd ropných a plynových polí. Smery a význam zjednodušenia mechanizmu extrakcie jódu a brómu.

článok, pridaný 30.11.2015


Etapizácia prieskumných prác, určená stupňom prieskumu objektov, ktorý sa odhaduje podľa kategórií zásob a predpokladaných zdrojov pevných nerastov. Porovnávacia analýza geologické štúdium útrob Kazachstanu a svetová prax.

abstrakt, pridaný 11.1.2016


Rozloženie aktívnych sopiek, geotermálne systémy, oblasti zemetrasení a známe vektory migrácie platní. Sopečné horniny a plytké intrúzie. Spodné magnetické reverzné štruktúry. Chémia primárnych hornín, diagnostika hlavných porúch.

abstrakt, pridaný 08.06.2009


Prieskum ložísk zlata. Maximálne zmeny teploty a tlaku. Kolísanie tlaku a hydraulické drvenie, var a zmeny hydrogeologických pomerov systému. Koncentrácie kovov v sedimentoch z geotermálnych vrtov a prameňov.

abstrakt, pridaný 08.04.2009


Štúdium obsahu uhlia v sedimentárnej pokrývke Bieloruska. Analýza štruktúry a zloženia paleogénno-neogénneho uhoľného súvrstvia. Charakteristika preskúmaných ložísk neogénneho veku. Zváženie zdrojov a ďalších perspektív využitia hnedého uhlia.

semestrálna práca, pridaná 28.04.2014


Geotermálna energia: súčasný stav a perspektívy rozvoja. Hydrogeotermálne štúdie; hlavné ložiská tepelných a minerálne vody. Prediktívne hodnotenie zdrojov Dagestanskej republiky, metódy vyhľadávania a prieskumu plynu a ropy.

semestrálna práca, pridaná 15.01.2011


Všeobecný pohľad o zdrojoch a zásobách ropy a plynu. Ekonomické kritériá v novej klasifikácii rezerv a odvodených zdrojov. Príklad prehodnotenia zásob ložísk plôch neprideleného podložného fondu sibírskej platformy podľa novej klasifikácie.

abstrakt, pridaný 19.04.2011


Sférická štruktúra planéty podľa E. Wiecherta a E. Suessa. Moderné programy na štúdium podpovrchu vŕtaním ultra hlbokých vrtov a seizmických vĺn. Vlastnosti zemskej kôry, litosféry, astenosféry, plášťa a zemského jadra, gravitačná diferenciácia.

abstrakt, pridaný 20.05.2010


Metodika štúdia svahov a svahových uloženín. Schéma popisu zosuvu pôdy. Metodika štúdia fluviálneho reliéfu a aluviálnych usadenín. Naplaveniny rokliny a rokliny. Štúdia záplavových terás. metodika štúdia krasového terénu.