6.1. Знакомимся с геотермальной энергетикой

Достоинства и недостатки

Определение.

Геотермальная энергетика— производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счет энергии, содержащейся в недрах Земли.

Востребованность геотермальной энергии обусловлена такими факторами:

♦ истощением запасов органического топлива;

♦ зависимостью большинства развитых стран от импорта топлива (в основном импорта нефти и газа);

♦ существенным отрицательным влиянием топливной и ядерной энергетики на среду обитания человека и на дикую природу.

Все же, применяя геотермальную энергию, следует в полной мере учитывать ее достоинства и недостатки.

Источники геотермальной энергии по классификации Междуна­родного энергетического агентства делятся на 5 типов:

♦ месторождения геотермального, сухого пара— сравнительно легко разрабатываются, но довольно редки; тем не менее, поло­вина всех действующих в мире ГеоТЭС использует тепло этих источников;

♦ источники влажного пара (смеси горячей воды и пара) — встре­чаются чаще, но при их освоении приходится решать вопросы предотвращения коррозии оборудования ГеоТЭС и загрязнения окружающей среды (удаление конденсата из-за высокой степени его засоленности);

♦ месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или пар и воду) — представляют собой так называемые геотер­мальные резервуары, которые образуются в результате наполне­ния подземных полостей водой атмосферных осадков, нагревае­мой близко лежащей магмой;

♦ сухие горячие скальные породы, разогретые магмой (на глубине 2 км и более) — их запасы энергии наиболее велики;

♦ магма, представляющая собой нагретые до 1300 °С расплавлен­ные горные породы.

Главным достоинством геотермальной энергии является возмож­ность ее использования в виде геотермальной воды или смеси воды и пара (в зависимости от их температуры):

♦ для нужд горячего водо - и теплоснабжения;

♦ для выработки электроэнергии либо одновременно для всех трех целей.

Кроме того следует отметить:

♦ ее практическую неиссякаемость;

♦ полную независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.

Тем самым использование геотермальной энергии (наряду с исполь­зованием других экологически чистых возобновляемых источников энергии) может внести существенный вклад в решение следующих неотложных проблем.

♦ Обеспечение устойчивого тепло - и электроснабжения населения в тех зонах нашей планеты, где централизованное энергоснаб­жение отсутствует или обходится слишком дорого (например, в России на Камчатке, в районах Крайнего Севера и т. п.).

♦ Обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения на­селения в зонах неустойчивого централизованного энергоснаб - ■ жения из-за дефицита электроэнергии в энергосистемах, предот­вращение ущерба от аварийных и ограничительных отключений и т. п.

♦ Снижение вредных выбросов от энергоустановок в отдельных регионах со сложной экологической обстановкой.

При этом в вулканических регионах планеты высокотемператур­ное тепло, нагревающее геотермальную воду до значений температур, превышающих 140—150 °С, экономически наиболее выгодно исполь­зовать для выработки электроэнергии.

Подземные геотермальные воды со значениями температур, не пре­вышающими 100 °С, как правило, экономически выгодно использо­вать для нужд теплоснабжения, горячего водоснабжения и для других целей (www. vashdom. ru).

Область применения геотермальной воды при ее температуре, °С:

Примечание.

Значительно повышается эффективность применения термаль­ных вод при их комплексном использовании.

Также получить содержащиеся в термальной воде ценные компо­ненты (йод, бром, литий, цезий, кухонная соль, глауберова соль, бор­ная кислота и многие другие) для их промышленного использования.

Преимуществом геотермальной энергетики является ее практи­чески полная безопасность для окружающей среды. Количество С02, выделяемого при производстве 1 кВт электроэнергии из высокотем­пературных геотермальных источников, составляет от 13 до 380 г (например, для угля он равен 1042 г на 1 кВт/ч).

Недостатки геотермальной энергии:

♦ необходимость обратной закачки отработанной воды в подзем­ный водоносный горизонт.

♦ высокая минерализация термальных вод большинства место­рождений

♦ наличие в воде токсичных соединений и металлов.

Внимание.

Эти недостатки, в большинстве случаев, исключает возмож­ность сброса этих вод в расположенные на поверхности природные водные системы.

Отмеченные выше недостатки геотермальной энергии приводят к тому, что для практического использования теплоты геотермальных вод необходимы значительные капитальные затраты:

♦ на бурение скважин;

♦ обратную закачку отработанной геотермальной воды;

♦ на создание коррозийно-стойкого теплотехнического оборудо­вания.

Говоря о недостатках, следует отметить, что тепло Земли очень «рассеянно», и в большинстве районов мира человеком может исполь­зоваться с выгодой только очень небольшая часть энергии. Из них пригодные для использования геотермальные ресурсы составляют около 1% общей теплоемкости верхней 10-километровой толщи зем­ной коры.