Геотермальная энергетика плюсы и минусы: Преимущества и недостатки геотермальных электростанций

Содержание

Преимущества и недостатки геотермальных электростанций

Преимущества геотермальных электростанций

  • Запасы геотермальной энергии велики, хотя и не бесконечны. Ее можно считать возобновляемым источником энергии — во всяком случае, при условии, что в нагнетательную скважину не закачивается слишком много воды за слишком короткое время.
  • Геотермальная электростанция для работы не требует поставок топлива из внешних источников.
  • Работа геотермальных электростанций не сопровождается вредными или токсичными выбросами (см., однако, третий недостаток геотермальных электростанций ниже).
  • Помимо необходимого для первого старта насоса (или насосов) внешнего источника энергии, геотермальным электростанциям для дальнейшей работы внешняя энергия (топливо) не нужна. С началом работы геотермальной электростанции ее насосы можно запитывать электричеством, которое вырабатывается на самой станции.
  • Эксплуатация геотермальной электростанции не требует дополнительных расходов, кроме расходов на профилактическое техобслуживание или ремонт.
  • Геотермальные электростанции не портят пейзаж и не требуют значительного землеотвода.
  • Обычная геотермальная электростанция, расположенная на берегу моря или океана, может применяться и для опреснения воды, которую затем можно использовать для питья или ирригации. Опреснение происходит естественным путем в результате дистилляции — разогрева воды и охлаждения водяного пара в процессе работы электростанции.

Недостатки геотермальных электростанций

  • Найти подходящее место для строительства геотермальной электростанции и получить разрешение местных властей и согласие жителей на ее возведение может быть проблематичным.
  • Иногда действующая геотермальная электростанция может остановиться в результате естественных изменений в земной коре. Кроме того, причиной ее остановки может стать плохой выбор места или чрезмерная закачка воды в породу через нагнетательную скважину.
  • Через эксплуатационную скважину могут выделяться горючие или токсичные газы или минералы, содержащиеся в породах земной коры. Избавиться от них достаточно сложно. Правда, в некоторых случаях их можно сифонировать (собрать) и переработать в горючее (нефть-сырец или природный газ, например).

Вопрос

Можно ли построить небольшую геотермальную электростанцию, способную обеспечить электричеством дом или небольшой поселок?

Ответ

Это можно осуществить в районах, где не нужно бурить глубокие дорогие скважины. Наиболее показательным примером является, пожалуй, Исландия, которая, по сути, находится на вершине гигантского вулкана. На территории США среди таких районов можно назвать территории вокруг Йеллоустоуна, Термополиса и Саратоги в штате Вайоминг и вокруг города Хот Спрингс в Южной Дакоте (В России наиболее известным регионом с высоким потенциалом для геотермальной энергетики считается Камчатка.).

Плюсы и минусы геотермальной энергии

По мере того, как мы продолжаем наше исследование жизнеспособных, чистых источников энергии, геотермальная энергия становится следующей в списке.

Геотермальная энергия сильно отличается от более известных источников возобновляемой энергии, таких как солнечная энергия и ветер. Вместо того, чтобы использовать силу солнца, он извлекается из внутреннего источника тепла Земли.

Электростанции, которые генерируют геотермальное электричество, используют пар, полученный из естественных резервуаров горячей воды, которые можно найти в нескольких милях ниже поверхности Земли.

Подумайте об этих водоемах как о горячих источниках, кроме гораздо большего, чем в земле.

Горячая вода из этих бассейнов превращается в пар, который вращает турбину. Затем турбина питает генератор, который создает электричество.

Существует огромный потенциал для геотермальной помощи в удовлетворении быстро растущих потребностей населения в энергии.

Однако, как всегда, есть недостатки, которые необходимо учитывать. Вы можете себе представить, что вытягивание энергии из-под поверхности Земли не так просто, как кажется людям.

Возникают осложнения, которые влияют как на окружающую среду, так и на карманы тех, кто использует энергию.

Ниже мы обсудим более подробно плюсы и минусы геотермальной энергии.


Плюсы Геотермальная энергия — еще один возобновляемый, преимущественно зеленый источник энергии. Пока существует Земля, будет возможность извлечь из ее внутреннего тепла.

В то время как природа геотермальной энергии часто отличает ее от солнца и ветра, есть еще одно примечание — геотермальная энергия более надежна.

Солнечная энергия и энергия ветра в основном считаются непредсказуемыми. Вы не всегда можете оценить, сколько энергии может быть произведено в определенный день. Однако с геотермальным, это на самом деле очень предсказуемо.

Это лишь некоторые из факторов, влияющих на геотермальную энергию. Давайте теперь рассмотрим эти и более подробно.

1. Возобновляемый.
До тех пор, пока Земля существует, будет использоваться геотермальная энергия. Это ставит его в возобновляемую категорию наряду с солнечной и ветровой, и это будет до тех пор, пока солнце не проглотит нас всего за 5 миллиардов лет.

Горячие резервуары, используемые для извлечения геотермальной энергии, являются природными ресурсами на Земле. В отличие от ископаемого топлива, такого как уголь и природный газ, они, естественно, пополняются.

Это делает геотермальную не только возобновляемой, но и устойчивой. Существует предостережение, которое мы обсудим в минусах, но по большей части оно в значительной степени считается возобновляемым и устойчивым ресурсом.


2. Более экологична.
Геотермальная энергия чаще всего упоминается как источник зеленой энергии. Это означает, что его воздействие на окружающую среду минимально.

Производство геотермальной энергии создает некоторое загрязнение, о чем мы поговорим позже в минусах. Однако его углеродный след довольно крошечный по сравнению с производством энергии на ископаемом топливе.

Независимо от того, верите ли вы в глобальное потепление, продвижение геотермальной энергии станет сильным кандидатом в качестве части долгосрочного энергетического решения Земли.



3. Надежность.
В отличие от солнечной и ветровой, геотермальная энергия является очень предсказуемым источником энергии. Геотермальные электростанции имеют мощность, которую можно легко вычислить с высокой степенью точности.

Нам не нужно беспокоиться о колебаниях ветра, пасмурных дней или полной темноты. Геотермальная энергия может производиться круглосуточно с минимальным прерыванием.

Это очень важный фактор для рассмотрения, и это означает, что геотермальная энергия приемлема для удовлетворения спроса на базовую нагрузку на энергию. Говоря проще, люди нуждаются в определенном количестве энергии в течение дня, и геотермальная может надежно снабжать его без забот.

4. Не требует топлива.
Обычно, когда вы думаете о электростанциях, вы думаете, что нужно много топлива. Не для геотермальной энергии.

Подобно солнечной и ветровой, геотермальная энергия производится природой. Он не потребляется, а скорее используется и преобразуется в электричество.

Это связано с тем, что он является возобновляемым и устойчивым источником энергии. Это также означает, что нам не нужно беспокоиться о таких мероприятиях, как добыча полезных ископаемых, которые содержат тяжелую цену загрязнения окружающей среды.

5. Дорогостоящий для домовладельцев.
За последние несколько лет наблюдается значительный рост спроса на геотермальное отопление и охлаждение для личных домов.

Как возобновляемый и зеленый источник энергии, это оказывается привлекательным вариантом для многих.

Хотя это может стоить дорого, затраты, как правило, окупаются через несколько лет.

В настоящее время, насколько дороги ваши электрические и газовые счета в течение года? Если вы похожи на большинство, они обычно сильно колеблются в разные сезоны.

Геотермальная энергия обеспечивает значительную экономию в годовом исчислении как по стоимости отопления, так и по охлаждению. Опять же, вы просто должны быть готовы сделать авансовые инвестиции.


6. Быстро развивающаяся технология.
Наравне с другими источниками зеленой энергии геотермальная энергия находится на переднем крае разведки.

Появляются новые технологии, которые улучшают производство энергии

Минусы
Как вы можете себе представить, люди не имеют большого контроля над тем, где Земля решает скрыть свои водохранилища с горячей водой. Это затрудняет решение проблемы.

Эти и пара других являются минусами, о которых мы поговорим более подробно ниже.

1. Конкретная зона.
Вероятно, самым большим недостатком геотермальной энергии является то, что она невероятно специфична для местоположения. У нас действительно нет возможности выбирать, где мы строим геотермальные электростанции, что приводит к довольно неудобным местам, которые навязываются нам.

В результате есть только определенные зоны, где геотермальная энергия является опцией. Чаще всего эти зоны находятся далеко от городов и поселков.

Это означает, что геотермальная, вероятно, никогда не станет жизнеспособным вариантом для широкомасштабного производства энергии.

2. Экологические побочные эффекты.
В то время как производство геотермальной энергии обычно не выделяет никаких парниковых газов, на поверхности Земли их много, что нельзя игнорировать.

Во время процесса рытья эти газы часто выводятся в атмосферу. Да, это, как правило, происходит даже без вмешательства человека, но выбросы, как было показано, выше в непосредственной близости от геотермальных источников.

В целом загрязнение, создаваемое геотермальными электростанциями, сегодня считается низким по сравнению с традиционными заводами, работающими на ископаемом топливе.

Несмотря на то, что эти экологические побочные эффекты считаются минусом, они практически не влияют на источники энергии, которые мы используем сегодня.

3. Землетрясения.
Да, вы это правильно поняли. Геотермальная энергия стала печально известной для запуска землетрясений.

В любое время, когда вы имеете дело с тяжелым рытьем глубоко под поверхностью Земли, есть потенциал изменить его структуру. Это может привести к тектоническим сдвигам, достаточно большим, чтобы вызвать землетрясения.

По большей части эти землетрясения не опасны из-за расположения большинства геотермальных электростанций. Тем не менее, любой тип стихийного бедствия обычно сопровождается потенциальными опасными для жизни случаями.

Другие источники энергии вообще не имеют этой проблемы, что может стать большим препятствием для сторонников геотермальной энергетики.

4. Высокие первоначальные затраты.
С геотермальными, есть высокие ценовые метки, которые необходимо учитывать.

Во-первых, это стоимость строительства коммерческой электростанции. Подобно ядерному, они могут быть очень дорогими. Вы можете себе представить, что отверстия в нескольких милях на поверхности Земли могут быть довольно дорогостоящими и трудоемкими.

Несчастная реальность заключается в том, что геотермальная энергия изо всех сил пытается конкурировать с другими методами производства энергии. Несмотря на то, что вы сэкономите деньги, используя его в долгосрочной перспективе, высокие первоначальные издержки являются основным сдерживающим фактором.

Как и ветер, большинству пользователей геотермальной энергии предоставляются значительные субсидии для использования источника энергии. Пока технология не улучшится, это, вероятно, останется в силе, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет.

5. Проблемы с устойчивостью.
По большей части геотермальная энергия считается устойчивым источником энергии. Вот почему мы перечислили его в разделе плюсов.

Мы производим геотермальную энергию, принимая горячую воду из резервуаров Земли. Эти резервуары пополняются, когда дождевая вода спускается с поверхности.

Теоретически, если мы будем использовать жидкость с более высокой скоростью, чем она будет заменена, то мы в конечном итоге истощаем поставку. Это просто означает, что геотермальная энергия должна эффективно управляться.

Вывод
К настоящему времени, надеюсь, ясно, что долгосрочный план удовлетворения энергетических потребностей Земли не является показом одного человека. Это будет комбинация различных возобновляемых, чистых и зеленых источников энергии, которые мы можем использовать для будущих поколений.

Геотермальная энергия, без сомнения, является одним из тех источников энергии, которые необходимо учитывать.

Помимо того, что он является возобновляемым и в основном устойчивым, он также очень надежный, не требует топлива и имеет сильный потенциал для домовладельцев.

Недостатки геотермальной энергии включают в себя высокие первоначальные инвестиции, высокую удельную энергию и некоторые потенциально опасные побочные эффекты окружающей среды, включая землетрясения.

Прочитав списки плюсов и минусов, что вы думаете?

Геотермальная энергетика: преимущества и перспективы

Возобновляемая энергетика в мире растёт высокими темпами. Ежегодные объемы ввода новых электростанций, функционирующих на основе ВИЭ, существенно превышают рост тепловой генерации. Также и размер ежегодных инвестиций в ВИЭ-генерацию в разы превосходит вложения в газовые, угольные и атомные электростанции.

При этом основной рост приходится на ветровые и солнечные электростанции, и для многих именно они стали символами ВИЭ и «зелёной» энергетики, но и геотермальные электростанции, или ГеоЭС, — также очень интересное направление, потенциал которого высок. Некоторые исследователи полагают, что в будущем геотермальная энергетика может обеспечить до 1/6 от мирового энергоснабжения. Не в последнюю очередь из-за того, что, в отличие от солнечной или ветряной, геотермальная энергетика абсолютно не зависит от смены дня и ночи или погодных условий и времени года и имеет целый ряд других преимуществ, о которых мы и расскажем далее.

В соответствии с базой данных IRENA (Renewable capacity statistics 2019), в 2018 году глобальная установленная мощность геотермальных электростанций вросла на 540 мегаватт и составила 13 329 мегаватт.

Как это работает?

Как и во многих видах электростанций, поток горячего пара используется для вращения турбины генератора — ГеоЭС в данном случае не уникальны. И теплоэлектростанции, и, фактически, атомные электростанции используют тот же самый принцип, хотя источники энергии, которые помогают разогревать воду и вырабатывать пар, в них применяются радикально различные. ГеоЭС относятся к ВИЭ именно потому, что в качестве главной движущей силы в них используется пар или горячая вода из естественных геотермальных источников, находящихся под землёй.

С погружением в недра планеты температура будет расти примерно на 3°C каждые 100 метров спуска, хотя в различных регионах Земли этот показатель (так называемый геотермический градиент) может отличаться. Это значит, что некоторые места подходят для постройки геотермальной электростанции лучше, а некоторые — намного хуже, вплоть до момента, когда прокапывать скважину до слоёв нужной температуры становится просто экономически невыгодно. Отсюда и популярность ГеоЭС в странах с большой сейсмической/вулканической активностью.

График изменений температуры породы по мере продвижения к центру Земли. Источник: Wikimedia / Bkilli1

В зависимости от имеющегося источника геотермальной энергии ГеоЭС можно условно разделить на гидротермальные, бинарные гидротермальные и петротермальные.

В гидротермальных электростанциях из трубы, проложенной до водоносных слоёв, поднимается раскалённый пар, который вращает турбину генератора. Если вместо пара поднимается пароводяная смесь температурой выше 150 °C, её водяная часть отделяется в специальном сепараторе и может в дальнейшем тоже превратиться в пар для генератора в условиях низкого давления.

Бинарные гидротермальные электростанции применяются там, где температура воды не поднимается выше 100 °C, а копать скважину глубже уже невыгодно или по каким-то причинам невозможно. Тогда эта вода используется для разогрева другой рабочей жидкости с низкой температурой кипения, например, фреона, пар от которого и подаётся на турбину генератора.

Петротермальные станции — сравнительно новое явление. В местах, где температура земной коры подходит для ГеоЭС, но водоносные слои почти отсутствуют, бурится скважина (на глубине от 3 до 10 км) и вводятся две трубы. В одну из них закачивается под давлением вода, которая разогревается в образованном давлением гидроразрыве и возвращается через вторую трубу в виде пара для турбины. По состоянию на 2018 год в мире работало всего 22 петротермальных электростанций, большая часть которых сосредоточена в Европе. По мнению некоторых ученых, петротермальной энергии достаточно, чтобы навсегда обеспечить человечество энергией.

А в чём преимущества?

Главным преимуществом геотермальной энергетики является её неисчерпаемость, то есть та самая причина, по которой этот вид относят к ВИЭ. Бурение скважин, постройка геотермальных электростанций и закачка воды или использование воды/пара из геотермальных источников физически неспособны вызвать падение температуры ядра Земли или каким-то образом исчерпать этот ресурс.

Геотермальная энергетика более стабильна, чем другие виды энергетики. Она не зависит от погодных условий или времени дня, в отличие от своих более популярных «собратьев» по ВИЭ, солнечной и ветряной энергетики, или от поставок топлива, которое необходимо для работы ТЭС и АЭС. Также этот вид энергетики позволяет строить электростанции даже в труднодоступной местности и в отдалённых регионах с плохо развитой транспортной инфраструктурой. Геотермальная энергетика, в отличие от солнечной или ветровой энергетики не требует значительных площадей для размещения объектов. Например, для выработки 1 ГВт*ч/год понадобится ГеоЭС площадью всего в 400 м2, а аналогичная солнечная станция займет более 3 квадратных километров.

ГеоТЭС Olkaria IV в Кении. Olkaria V и Olkaria VI планируют ввести в строй в 2021 году. Источник: Toshiba

При соблюдении всех условий безопасности геотермальные электростанции практически безопасны для экологии и вырабатывают очень мало углекислого газа, а вместе с электроэнергией с их помощью можно вести добычу полезных ископаемых, например, растворённые в пароводяной смеси металлы и газы.

При всех своих преимуществах у ГеоЭС есть и недостатки. Как было сказано выше, при соблюдении условий безопасности эти станции не наносят вреда экосфере, но это не отменяет того факта, что рабочая жидкость на ГеоЭС опасна и содержит тяжёлые металлы, например, свинец, мышьяк или аммиак, которые могут вызвать локальную катастрофу в случае аварии. Также ГеоЭС отличаются меньшей мощностью, чем гидроэлектростанции, ТЭС и, тем более, АЭС, а стоимость киловатта в них выше. Это связано с тем, что, при всей простоте конструкции самих электростанций, огромные инвестиции нужны на качественную геологоразведку и анализ почвы. Примерный уровень капитальных затрат в данном сегменте находится на уровне $2800/кВт установленной мощности, что существенно выше, чем у газовых ТЭС, ветровых и солнечных электростанций.

Геотермальная энергетика в России

По оценкам некоторых экспертов, потенциал геотермальных ресурсов России намного выше, чем потенциал запасов органического топлива.

Геотермальные электростанции появились в России в шестидесятые годы прошлого века. Первой начала свою работу Паужетская, а затем Паратунская ГеоЭС на Камчатке. Практически все российские ГеоЭС находятся на Камчатке и на Курилах, где сосредоточена большая часть геотермальных ресурсов страны. В частности, камчатские геотермальные ресурсы могут обеспечить электростанции мощностью до 350 МВт (хотя этот потенциал используется только частично), а ресурсы Курил позволяют вырабатывать до 230 МВт.

Помимо указанных регионов, самыми перспективными для развития геотермальной энергетики, являются Дальний Восток в целом, Кавказ, Краснодарский край и Ставрополье, где вода температурой до 126 °C выходит на поверхность под давлением, что позволяет сократить расходы на её подачу на электростанцию при помощи насосов. И это касается не только электроснабжения. Например, в Дагестане около 30% жилого фонда отапливается и снабжается водой из геотермальных источников, причём эту цифру легко можно довести до 70%. Огромными запасами геотермальных вод (около 70% общих российских запасов) обладает Западно-Сибирский нефтегазоводоносный бассейн, большая часть ресурсов которого сосредоточена на территории Томской области. В то же время, в центральной части страны использование ГеоЭС экономически не слишком эффективно из-за высокой глубины залегания подходящих для геотермальных электростанций термальных вод (более 2 км).

Следует отметить, что часть перспективных проектов, связанных с геотермальной энергетикой в России либо реализуется слишком медленно, либо многие годы остаётся в «замороженном» состоянии, что снижает темпы развития этого сектора в стране. Например, ещё в 2008 году, после принятия указа президента РФ №889 «О мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики», был дан старт модернизации той самой Паужетской ГеоЭС, которая позволила бы обновить устаревшее оборудование и увеличить мощность станции на 2,5 МВт. Но, как оказалось, объект до сих пор не ввели в эксплуатацию.

Каковы перспективы?

По прогнозам МЭА, к 2040 году потребление и выработка электроэнергии в мире увеличатся на 60%, то есть спрос на электроэнергию составит 26,4 тыс. ТВт·ч в 2025 году и более 35,5 тыс. ТВт·ч в 2040-м.

Определенную роль в удовлетворении этого растущего спроса будет играть и геотермальная энергетика. Её рост будет стабильным, хотя вряд ли бурным.

По информации Bloomberg, в 2018 году инвестиции в геотермальную энергетику в мире выросли на 10% — до $1,8 млрд (в целом же в мире в ВИЭ было вложено более $300 млрд).

Лидерами в сфере геотермальной энергетики на данный момент являются США, также ГеоЭС очень популярны в Индонезии и на Филиппинах, где этот вид энергетики вырабатывает более 10% электроэнергии. Также в десятку мировых лидеров в области геотермальной энергетики входит Япония, в которой первая такая электростанция открылась ещё в 1966 году на базе оборудования Toshiba. Потенциал сектора в стране оценивается в 23 ГВт.

В целом же геотермальная энергетика — интересная и перспективная сфера ВИЭ. Она только начала показывать свои настоящие возможности, но уже сейчас имеет ряд неоспоримых преимуществ, которых лишены солнечная и ветряная отрасли, а также традиционные виды электростанций.

Автор — руководитель департамента развития новых направлений бизнеса ООО «Тошиба Рус»

Энергия и жизнь: плюсы и минусы альтернативной энергетики

Энергия, которую получают из возобновляемых природных источников, называется альтернативной. Процесс ее получения считается максимально экологичным. Существуют ли недостатки у “зеленой” энергии – разбирался Plus- one.ru.

Альтернативные источники энергии: какие виды как использовать

Тяжелый климатический кризис на планете привел к необходимости скорейшего отказа от ископаемого топлива и переходу на альтернативную энергетику, «зеленые» источники энергии. Являются ли они хорошей заменой нефти и углю, какими преимуществами и недостатки обладают — рассказывает Plus-one. ru.

Что такое альтернативная энергия?

К альтернативным источникам энергии относят нетрадиционные источники энергии — солнечную, ветровую, геотермальную энергетику и так далее.

Возобновляемые источники энергии не загрязняют окружающую среду, помогают снизить уровень выбросов парниковых газов в атмосферу, уменьшить последствия изменения климата. Они практически неисчерпаемы, в то время как ископаемое топливо рано или поздно закончится.

К возобновляемым источникам не относится атомная энергетика и природный газ, поскольку запасы этих ресурсов ограничены.

Альтернативные виды энергии

Существуют различные виды энергии и способы ее добычи.

Исходя из нашей трактовки, можно выделить следующие виды альтернативных источников: солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергия, волновая энергетика, энергия приливов и отливов, гидротермальная энергия, энергия жидкостной диффузии, геотермальная энергия и биотопливо.

Способы добычи и использования энергии отличаются в зависимости от вида альтернативных источников. Объединяет их то, что на сегодняшний день все они используются гораздо реже, чем ископаемое топливо, но при этом обладают большим потенциалом для развития.

Плюсы и минусы альтернативной энергии

В настоящее время производство альтернативной энергии, несмотря на ее высокую экологичность и перспективность, ограничено. Развитие технологий на ее основе имеет ряд издержек, с которыми приходится считаться.

  1. Солнечная энергия

Плюсы:

Когда вы устанавливаете солнечные панели на дом, вы генерируете свое собственное электричество, становитесь менее зависимыми от электрической сети и уменьшаете ежемесячный счет за электричество.

Недавние исследования показали, что стоимость недвижимости увеличивается после установки солнечных батарей. Сами солнечные панели при этом дешевеют.

Солнце светит повсюду на Земле, а это значит, что солнечная энергия является хорошим вариантом для каждой страны, хотя и существуют различия по регионам и в том, сколько они получают солнечного света. В России, например, самыми солнечными городами являются Улан-Удэ и Хабаровск.

Минусы:

Солнечные панели подходят не для всех типов крыш. Некоторые установленные в старых домах кровельные материалы, такие как шифер или кедровая черепица, могут не подойти для установки солнечных панелей.

Солнечная энергия не работает ночью. «Солнечные» домохозяйства полагаются на коммунальные сети для получения электроэнергии ночью и в других ситуациях, когда солнечный свет ограничен.

Первоначальная стоимость установки и использования солнечной энергии очень высока, потому что человек должен заплатить за всю систему — батареи, провода, солнечные панели и так далее.

  1. Ветроэнергетика

Плюсы:

Ветряки, вырабатывающие большое количество электроэнергии при помощи ветра, практически столь же эффективны, как и солнечные батареи. Ветроэнергетика особенно привлекательна для рынка жилой недвижимости.

С 1980 года цены на нее снизились более чем на 80%. Благодаря технологическому прогрессу и возросшему спросу цены, как ожидается, будут снижаться в обозримом будущем.

Минусы:

Ветер — не самый надежный источник энергии, при его низкой силе турбины обычно работают примерно на 30% мощности. В безветренную погоду вы можете оказаться без электричества.

Энергия ветра может быть использована только в местах, где высокая скорость ветра. Поскольку сильные ветра в основном дуют в отдаленных незаселенных районах, необходимо строить линии электропередачи, чтобы обеспечить электроэнергией жилые дома в городе. А это требует дополнительных инвестиций.

  1. Гидроэнергия

Плюсы:

Большинство гидроэлектростанций — хранилища большого количества воды в резервуарах — почти всегда имеют запас, из которого можно извлекать энергию. В этом смысле гидроэлектростанции являются более надежным и стабильным источником энергии, чем ветровая и солнечная энергия.

Накопительные гидроэлектростанции способны генерировать электроэнергию по требованию, что позволяет гидроэлектростанциям заменить такие традиционные диспетчерские генераторы, как угольные и газовые установки.

Минусы:

Накопительные гидроэнергетические установки прерывают естественное течение речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных и к проблемам с качеством воды.

Гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, включающие строительство плотины, водохранилища и энергогенерирующих турбин, что требует значительных денежных вложений.

  1. Волновая энергетика

Плюсы:

Энергия волн предсказуема, и вы можете определить количество энергии, которое может быть произведено.

Волны имеют более высокую энергетическую мощность, чем, например, ветер, и это делает волновую энергетику более эффективной.

После установки соответствующих электростанций они имеют минимальные эксплуатационные расходы, что делает инвестиции в них более привлекательными.

Минусы:

Хотя это чистая энергия, ее использование создает опасность для морской флоры и фауны, меняет морское дно и среду обитания некоторых его жителей.

Волновая энергия приносит пользу только электростанциям, построенным в городах рядом с океаном.

  1. Энергия приливов и отливов

Плюсы:

Возникновение приливов очень предсказуемо, что облегчает строительство системы приливных электростанций с правильными размерами для эффективного производства электроэнергии.

Срок службы приливных электростанций составляет 75-100 лет. Они очень эффективны даже спустя много лет использования.

Минусы:

Приливные заграждения приводят к изменению уровня океана в прибрежных водах. Приливная установка также влияет на соленость воды в приливных бассейнах.

Приливные электростанции могут быть построены только на участках, отвечающих определенным критериям.

Хотя приливы и отливы предсказуемы, электростанции могут производить энергию только в течение 10 часов в сутки.

  1. Гидротермальная энергия

Плюсы:

Строительство станций для выработки гидротермальной энергии требует малых затрат. Эксплуатационные расходы также относительно низкие.

Температура воды выше температуры нагретого воздуха, что делает гидротермальную энергию более эффективной.

Минусы:

Солнце нагревает только верхние слои морей и океанов, поэтому возможных мест для построения станций не так много.

Технологии для выработки гидротермальной энергетики развиты слабо.

  1. Энергия жидкостной диффузии

Плюсы:

Осмотическая электростанция — новый перспективный метод выработки электроэнергии — устанавливается в устье реки и позволяет извлекать энергию из энтропии жидкостей.

Минусы:

Технологии добычи электроэнергии с помощью жидкостной диффузии развиты крайне слабо. В мире построена только одна осмотическая электростанция в Норвегии.

Альтернативные источники энергии: какие виды как использовать

  1. Геотермальная энергия

Плюсы:

Геотермальная энергия известна тем, что оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду.

Технологии, связанные с производством геотермальной энергии, являются одними из самых инновационных.

Минусы:

Использование геотермальной энергии предполагает высокие первоначальные затраты. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от $10 тыс. до $20 тыс.

В некоторых ситуациях геотермальные энергетические объекты расположены далеко от населенных пунктов, что требует обширной сети распределительных систем.

  1. Биотопливо

Плюсы:

Одним из главных преимуществ биотоплива является его относительно низкая стоимость.

Исходные материалы для биотоплива не ограничены. В отличие от ископаемого топлива, ресурсы для биотоплива можно возобновлять.

Минусы:

Биотопливо производит гораздо меньше энергии, чем, например, ископаемое топливо.

Биотопливо нельзя назвать экологически чистым, поскольку оно производит выбросы CO2.

Возобновляемая энергия в мире

Возобновляемые источники энергии помогают бороться с климатическими изменениями, которые становятся более разрушительными. Ветер, солнце, вода и другие источники энергии в будущем станут хорошей заменой ископаемому топливу. Чем раньше это случится, тем лучше для нас и нашей планеты.

Растущий сектор создает рабочие места уже сегодня, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Эти факторы способствовали росту популярности возобновляемых источников энергии в последние годы. Преимущества каждого вида альтернативного источника энергии определенно перевешивают минусы.

Автор: Александр Гаджиев

Ссылка на источник:

https://plus-one.ru/manual/2021/08/03/alternativnye-istochniki-energii-kakie-vidy-kak-ispolzovat

Геотермальная энергетика плюсы и минусы. Геотермальные электростанции. Крупнейшие производители геотермальной энергии

С каждым годом добыча углеводородного топлива усложняется все больше: «верховые» запасы практически истощены, а для бурения глубоких скважин требуются не только новые технологии, но и значительные финансовые вложения. Соответственно дорожает и электричество, ведь оно в основном получается за счет переработки углеводородного топлива.

Кроме того, проблема охраны окружающей среды от негативного воздействия промышленности приобретает все большее значение. И уже очевидно: сохраняя традиционные методы получения энергии (с помощью углеводородного топлива) человечество движется к энергетическому кризису в сочетании с экологической катастрофой.

Именно поэтому такое значение приобретают технологии, позволяющие получать тепло и электричество из возобновляемых источников. К таким технологиям относится и геотермальная энергетика, которая позволяет получать электрическую и/или тепловую энергию, используя тепло, содержащееся в земных недрах.

Какими бывают геотермальные источники энергии

Чем глубже в землю – тем теплее. Это аксиома, известная каждому. Земные недра содержат океаны тепла, которым человек может воспользоваться, не нарушая экологию окружающей среды. Современные технологии позволяют эффективно использовать геотермальную энергию либо напрямую (тепловая энергия), либо с преобразованием в электрическую (геотермальная электростанция).

Геотермальные источники энергии подразделяются на два вида: петротермальные и гидротермальные. Петротермальная энергетика основана на использовании разницы температур грунта на поверхности и в глубине, а гидротермальная использует повышенную температуру грунтовых вод.

Сухие высокотемпературные породы распространены более, чем горячие водные источники, но их эксплуатация с целью получения энергии связана с определенными сложностями: в породы необходимо закачивать воду, а затем отбирать тепло у перегретой в высокотемпературных породах воды. Гидротермальные источники сразу «поставляют» перегретую воду, у которой можно взять тепло.

Еще один вариант получения термальной энергии – отбор низкотемпературного тепла на небольших глубинах (тепловые насосы). Принцип работы теплового насоса такой же, как и промышленных установок, работающих в термальных зонах, разница лишь в том, что в качестве теплоносителя в этом виде оборудования используется специальный хладо-агент с низкой температурой кипения, что и позволяет получать тепловую энергию, перераспределяя низкотемпературное тепло.

С помощью тепловых насосов можно получать энергию для отопления небольших домов, коттеджей. Такие устройства практически не используются для промышленного получения тепловой энергии (относительно невысокие температуры препятствуют промышленному использованию), однако, хорошо зарекомендовали себя при организации автономного энергоснабжения частных домов, особенно в местах, где установка линий электропередач затруднительна. При этом для эффективной работы теплового насоса достаточно температуры грунта или грунтовых вод (в зависимости от вида используемого оборудования) около +8°С, то есть, достаточно небольшой глубины для устройства внешнего контура (глубина редко превышает 4 м).

Вид получаемой из геотермального источника энергии зависит от его температуры: из низко- и средне-температурных источников тепло используется в основном для обеспечения горячего водоснабжения (в том числе и для теплоснабжения), а тепло из высоко-температурных источников используется для получения электроэнергии. Также возможно использование тепла высоко-температурных источников для одновременного получения электроэнергии и горячего водоснабжения. Геотермальные электростанции в основном используют гидротермальные источники – температура воды в термальных зонах может значительно превышать точку кипения воды (в некоторых случаях перегрев достигает 400°С – за счет повышенного давления в глубинах), что делает выработку электроэнергии очень эффективной.

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

Геотермальные источники энергии представляют огромный интерес в первую очередь из-за того, что являются возобновляемыми ресурсами, то есть, практически неиссякаемыми. А вот углеводородное топливо, которое в настоящее время является основным источником для получения различных видов энергии, является ресурсом не возобновляемым, и по прогнозам весьма даже ограниченным. К тому же, получение геотермальной энергии гораздо более экологично, чем традиционные методы на основе углеводородного топлива.

Если сравнивать геотермальную энергетику с другими альтернативными видами получения энергии, то и здесь имеются преимущества. Так, геотермальная энергия не зависит от внешних условий, на нее не оказывает влияние температура окружающей среды, время суток, время года и так далее. В то же время ветро-, гелио- и гидроэнергетика, так же, как и геотермальная энергетика работающие с возобновляемыми и неиссякаемыми источниками энергии, очень зависимы от окружающей среды. Например, эффективность гелио-станций находится в прямой зависимости от уровня инсоляции на местности, который зависит не только от широты, но и от времени суток и времени года, причем, разница весьма и весьма существенная. То же и с остальными видами альтернативной энергетики. А вот эффективность геотермальной электростанции зависит исключительно от температуры термального источника и остается неизменной, независимо от времени года и погоды за окном.

К плюсам относится и высокий КПД геотермальных станций. Например, при использовании геотермальной энергии для получения тепла, КПД превышает 1.

Одним из основных минусов при получении энергии из гидротермальных источников является необходимость закачки отработанной (охлажденной) воды в подземные горизонты, что снижает эффективность геотермальной электростанции и увеличивает эксплуатационные расходы. Сброс этой воды в приповерхностные и поверхностные воды исключен, так как в ней содержится большое количество токсичных веществ.

Также к недостаткам можно отнести ограниченное количество пригодных к эксплуатации термальных зон. С точки зрения получения недорогой энергии, особенно интересны гидротермальные месторождения, в которых перегретая вода и/или пар находятся достаточно близко к поверхности (глубинное бурение скважин для достижения термальной зоны значительно повышает эксплуатационные расходы и удорожает получаемую энергию). Таких месторождений не так и много. Тем не менее, постоянно ведется активная разведка новых месторождений, открываются новые термальные зоны, и количество энергии, получаемой из геотермальных источников, постоянно увеличивается. В некоторых странах гидротермальная энергетика составляет до 30% всей энергетики (к примеру, Филиппины, Исландия). В России также имеется ряд эксплуатируемых термальных зон, и их количество возрастает.

Перспективы геотермальной энергетики

Ожидать, что промышленная геотермальная энергетика сможет заменить традиционные в настоящий момент источники получения энергии сложно – хотя бы из-за ограниченности термальных зон, сложностей глубинного бурения и так далее. Тем более, что имеются другие альтернативные виды энергии, доступные в любой точке земного шара. Однако, геотермальная энергетика занимает и будет занимать существенное место в способах получения энергии различного вида (электрической и/или тепловой).

При этом, перспектив у геотермальной энергетики, основанной на перераспределении тепла из низкотемпературных источников, гораздо больше. Этот вид геотермальной энергетики не требует наличия термальных зон с перегретой водой, паром или сухой породой. Тепловые насосы все больше входят в моду и активно устанавливаются при строительстве современных коттеджей и так называемых «активных» домов (домов с автономными источниками энергоснабжения). Судя по имеющимся тенденциям, геотермальная энергетика продолжит активное развитие в «малых» формах – для автономного энергоснабжения отдельных домов или хозяйств, наряду с ветро- и гелиоэнергетикой.

София Варган

В недрах земли находится большое сокровище. Это не золото, не серебро и не драгоценные камни — это огромный запас геотермальной энергии.
Большая часть этой энергии заключена в слоях расплавленных пород, называемых магмой. Тепло Земли — настоящее сокровище, поскольку это чистый источник энергии, и он имеет преимущества перед энергией нефти, газа и атома.
Глубоко под землей температура достигает сотен и даже тысяч градусов по Цельсию. Предполагают, что количество подземного тепла, выходящего каждый год на поверхность, в пересчете на мегаватт-часы составляет 100 миллиардов. Это во много раз превышает количество электроэнергии, потребляемой во всем мире. Какая сила! Однако укротить ее совсем не просто.

Как добраться до сокровища
Какое-то количество тепла находится в почве, даже недалеко от поверхности Земли. Его можно извлечь при помощи тепловых насосов, подсоединенных к трубам, проложенным под землей. Энергию земных недр можно использовать как для обогрева домов зимой, так и для других целей. Люди, живущие неподалеку от горячих источников или в районах, где происходят активные геологические процессы, нашли и другие способы применения тепла Земли. В древности римляне, например, использовали тепло горячих источников для бань.
Но большая часть тепла сосредоточена под земной корой в слое, называемом мантией. Средняя толщина земной коры составляет 35 километров, и современные бурильные технологии не позволяют проникнуть на такую глубину. Однако земная кора состоит из многочисленных плит, и в некоторых местах, особенно на месте их стыка, она тоньше. В этих местах магма поднимается ближе к поверхности Земли и нагревает воду, попавшую в пласты горных пород. Эти пласты обычно залегают на глубине всего лишь двух-трех километров от поверхности Земли. При помощи современных бурильных технологий проникнуть туда вполне по силам. Энергию геотермальных источников можно извлечь и с пользой применять.

Энергия на службе у человека
На уровне моря вода превращается в пар при температуре 100 градусов по Цельсию. Но под землей, где давление намного выше, вода остается в жидком состоянии и при более высоких температурах. Точка кипения воды повышается до 230, 315 и 600 градусов по Цельсию на глубине 300, 1 525 и 3 000 метров соответственно. Если температура воды в пробуренной скважине выше 175 градусов по Цельсию, то эту воду можно использовать для работы электрогенераторов.
Вода высоких температур обычно встречается в районах недавней вулканической активности, например в Тихоокеанском геосинклинальном поясе — там, на островах Тихого океана, много действующих, а также потухших вулканов. Филиппины находятся в этой зоне. И в последние годы эта страна достигла значительных успехов в использовании геотермальных источников для производства электроэнергии. Филиппины стали одним из самых крупных в мире производителей геотермальной энергии. Более 20 процентов всего электричества, потребляемого страной, получают таким способом.
Чтобы больше узнать о том, как используют запасы тепла Земли для производства электричества, посетите большую геотермальную электростанцию Мак-Бан в филиппинской провинции Лагуна. Мощность электростанции составляет 426 мегаватт.

Геотермальная электростанция
Дорога ведет к геотермальному полю. Приближаясь к станции, попадаете в целое царство больших труб, по которым пар из геотермальных колодцев поступает к генератору. Пар по трубам идет и с расположенных неподалеку холмов. Через определенные промежутки огромные трубы согнуты в специальные петли, позволяющие им расширяться и сжиматься при нагревании и охлаждении.
Рядом с этим местом находится офис компании «Philippine Geothermal, Inc.». Недалеко от офиса находится несколько эксплуатационных скважин. На станции используется тот же метод бурения, что и при нефтедобыче. Разница лишь в том, что эти скважины больше в диаметре. Колодцы становятся трубопроводами, через которые горячая вода и пар под давлением поднимаются к поверхности. Именно такая смесь поступает на электростанцию. Вот два колодца, расположенные очень близко. Они сближаются только у поверхности. Под землей один из них уходит вертикально вниз, а другой направляют сотрудники станции по своему усмотрению. Так как земля дорогая, то такое расположение очень выгодно — буря колодцы близко друг к другу, экономятся средства.
На этой площадке применяется «технология мгновенного испарения». Глубина самого глубокого колодца здесь 3 700 метров. Горячая вода находится под высоким давлением глубоко под землей. Но когда вода поднимается к поверхности, давление падает, и большая часть воды мгновенно превращается в пар, отсюда и название.
По трубопроводу вода поступает в сепаратор. Здесь пар отделяется от горячей воды или геотермального рассола. Но и после этого пар еще не готов для поступления в электрогенератор — капли воды остаются в потоке пара. В этих каплях есть частицы веществ, которые могут попасть в турбину и повредить ее. Поэтому после сепаратора пар попадает в газоочиститель. Здесь пар очищается от этих частиц.
По большим трубам, покрытым изоляцией, очищенный пар поступает на электростанцию, расположенную приблизительно в километре отсюда. Прежде чем пар попадает в турбину и приводит в движение генератор, его пропускают еще через один газоочиститель, чтобы удалить образовавшийся конденсат.
Если подняться на вершину холма, то взору откроется вся геотермальная площадка.
Общая площадь этого участка около семи квадратных километров. Здесь находятся 102 колодца, из них 63 — эксплуатационные скважины. Многие другие используются, чтобы закачивать воду обратно в недра. Каждый час перерабатывается такое огромное количество горячей воды и пара, что необходимо возвращать отделенную воду обратно в недра, чтобы не наносить вреда окружающей среде. А также этот процесс помогает восстановлению геотермального поля.
Как геотермальная электростанция влияет на вид местности? Больше всего о ней напоминает пар, выходящий из паровых турбин. Вокруг электростанции растут кокосовые пальмы и другие деревья. В долине, расположенной у подножия холма, построено много жилых домов. Следовательно, при правильном использовании геотермальная энергия может служить людям, не нанося вреда окружающей среде.
На данной электростанции для производства электроэнергии используют только высокотемпературный пар. Однако не так давно попробовали получать энергию при помощи жидкости, температура которой ниже 200 градусов по Цельсию. И в итоге появилась геотермальная электростанция с двойным циклом. В ходе работы горячая пароводяная смесь используется для превращения в газообразное состояние рабочей жидкости, которая, в свою очередь, приводит в движение турбину.

Плюсы и минусы
Использование геотермальной энергии имеет много плюсов. Страны, где она применяется, меньше зависят от нефти. Каждые десять мегаватт электроэнергии, получаемые на геотермальных электростанциях ежегодно, помогают экономить 140000 баррелей сырой нефти в год. К тому же геотермальные ресурсы огромны, и опасность их истощения во много раз ниже, чем в случае со многими другими энергетическими ресурсами. Использование геотермальной энергии решает проблему загрязнения окружающей среды. К тому же ее себестоимость довольно низкая по сравнению со многими другими видами энергии.
Есть несколько минусов экологического характера. В геотермальном паре обычно содержится сероводород, который в больших количествах ядовит, а в небольших — неприятен из-за запаха серы. Однако системы, удаляющие этот газ, эффективны и более действенны, чем системы понижения токсичности выхлопа на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. Кроме того, частицы в пароводяном потоке иногда содержат небольшое количество мышьяка и других ядовитых веществ. Но при закачивании отходов в землю опасность сводится до минимума. Беспокойство может вызывать и возможность загрязнения грунтовых вод. Чтобы этого не произошло, геотермальные колодцы, пробуренные на большую глубину, должны быть «одеты» в каркас из стали, и цемента.

Данная энергия относится к альтернативным источникам. В наши дни всё чаще упоминают о возможностях получения ресурсов, которые дарит нам планета. Можно сказать, что мы живем в эпоху моды на возобновляемую энергетику. Создается множество технических решений, планов, теорий в данной области.

Он находится глубоко в земляных недрах и имеет свойства возобновления, другими словами он бесконечный. Классические ресурсы, по данным учёных начинают заканчиваться, иссякнет нефть, уголь, газ.

Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия

Поэтому можно постепенно готовиться принимать на вооружение новые альтернативные методы добычи энергии. Под земной корой находится мощное ядро. Его температура составляет от 3000 до 6000 градусов. Перемещение литосферных плит демонстрирует его огромнейшую силу. Она проявляется в виде вулканического выплескивания магмы. В недрах происходит радиоактивный распад, побуждающий иногда к таким природным катаклизмам.


Обычно магма нагревает поверхность не выходя за её пределы. Так получаются гейзеры или теплые бассейны воды. Таким образом, можно использовать физические процессы в нужных целях для человечества.

Виды источников геотермальной энергии

Её принято разделять на два вида: гидротермальную и петротермальную энергию. Первый образуется за счет теплых источников, а второй тип – это разница температур на поверхности и в глубине земли. Объясняя своими словами, гидротермальный источник состоит из пара и горячей воды, а петротермальный спрятан глубоко под грунтом.


Карта потенциала развития геотермальной энергетики в мире

Для петротермальной энергии необходимо пробурить две скважины, одну наполнить водой, после чего произойдет процесс парения, который выйдет на поверхность. Существует три класса геотермальных районов:

  • Геотермальный – расположен вблизи континентальных плит. Градиент температуры более 80С/км. В качестве примера, итальянская коммуна Лардерелло. Там размещена электростанция
  • Полутермальный – температура 40 – 80 С/км. Это естественные водоносные пласты, состоящие из раздробленных пород. В некоторых местах Франции обогреваются таким способом здания
  • Нормальный – градиент менее 40 С/км. Представительство таких районов наиболее распространено


Они являются отличным источником для потребления. Они находятся в горной породе, на определенной глубине. Более подробно рассмотрим классификацию:

  • Эпитермальные – температура от 50 до 90 с
  • Мезотермальные – 100 – 120 с
  • Гипотермальные – более 200 с

Данные виды состоят из разного химического состава. В зависимости от него, можно использовать воды для различных целей. Например, в производстве электроэнергии, теплообеспечении (тепловые трассы), сырьевой базе.

Видео: Геотермальная энергия

Процесс теплоснабжения

Температура воды 50 -60 градусов, является оптимальной для отопления и горячего снабжения жилого массива. Нужда в отопительных системах зависит от географического расположения и климатических условий. А в потребностях ГВС люди нуждаются постоянно. Для этого процесса сооружаются ГТС (геотермальные тепловые станции).


Если для классического производства тепловой энергии используется котельная, потребляющая твёрдое или газовое топливо, то при данном производстве используется гейзерный источник. Технический процесс очень простой, те же коммуникации, тепловые трассы и оборудование. Достаточно пробурить скважину, очистить её от газов, далее насосами направить в котельную, где будет поддерживаться температурный график, а после она попадёт в теплотрассу.


Главное отличие в том, что нет необходимости использовать топливный котлоагрегат. Это существенно снижает себестоимость тепловой энергии. Зимой абоненты получают тепло и горячее водоснабжение, а летом только ГВС.

Производство электроэнергии

Горячие источники, гейзеры служат основным компонентами в производстве электричества. Для этого применяется несколько схем, сооружаются специальные электростанции. Устройство ГТС:

  • Бак ГВС
  • Насос
  • Газоотделитель
  • Паросепаратор
  • Генерирующая турбина
  • Конденсатор
  • Повысительный насос
  • Бак – охладитель



Как видим основным элементом схемы, является паровой преобразователь. Это позволяет получать очищенный пар, так как в нем содержатся кислоты, разрушающие оборудование турбин. Существует возможность применение смешанной схемы в технологическом цикле, то есть вода и пар участвуют в процессе. Жидкость проходит всю стадию очистки от газов, так же как и пар.

Схема с бинарным источником

Рабочим компонентом является жидкость с низкой температурой кипения. Термальная вода также участвует в производстве электроэнергии и служит второстепенным сырьем.


С её помощью образуется пар низкокипящего источника. ГТС с таким циклом работы могут быть полностью автоматизированы и не требовать наличия обслуживающего персонала. Более мощные станции используют двухконтурную схему. Такой вид электростанций позволяет выходить на мощность 10 МВт. Двухконтурная структура:

  • Паровой генератор
  • Турбина
  • Конденсатор
  • Эжектор
  • Питательный насос
  • Экономайзер
  • Испаритель

Практическое применение

Огромные запасы источников во много раз превосходят ежегодное потребление энергии. Но лишь малая доля используется человечеством. Строительство станций датировано 1916 годом. В Италии была создана первая ГеоТЭС мощностью 7,5 МВт. Отрасль активно развивается в таких странах как: США, Исландия, Япония, Филиппины, Италия.

Ведутся активные изучение потенциальных мест и более удобные методы добывания. Из года в год растёт производственная мощность. Если брать в расчёт экономический показатель, то себестоимость такой отрасли равна угольным ТЭС. Исландия практически полностью покрывает коммунально-жилой фонд ГТ-источником. 80 % домов для отопления используют горячую воду из скважин. Эксперты из США утверждают, что при должном развитии ГеоТЭС могут произвести в 30 раз больше ежегодного потребления. Если говорить о потенциале, то 39 стран мира смогут полностью себя обеспечить электроэнергией, если на 100 процентов используют недра земли.

Находится на глубине 4 км:




Япония расположена в уникальной географической местности, связанной с движением магмы. Постоянно происходят землетрясения и извержения вулканов. Обладая такими природными процессами, правительство внедряет различные разработки. Создано 21 объект с общей производительностью 540 Мвт. Проводятся эксперименты по извлечению тепла из вулканов.

Плюсы и минусы ГЭ

Как говорилось ранее, ГЭ используется в различных сферах. Существуют определенные достоинства и недостатки. Поговорим о достоинствах:

  • Бесконечность ресурсов
  • Независимость от погоды, климата и времени
  • Многогранность применения
  • Экологически безопасна
  • Низкая себестоимость
  • Обеспечивает энергонезависимость государству
  • Компактность оборудования станций

Первый фактор самый основной, побуждает изучать такую отрасль, поскольку альтернатива нефти достаточно актуальна. Отрицательные изменения на нефтяном рынке усугубляют глобальный экономический кризис. При работе установок не загрязняется внешняя среда, в отличие от других. Да и сам по себе цикл не требует зависимости от ресурсов и его транспортировки к ГТС. Комплекс сам себя обеспечивает и не зависит от других. Это огромный плюс для стран с низким уровнем полезных ископаемых. Безусловно, бывают негативные моменты, ознакомимся с ними:

  • Дороговизна разработок и строительство станций
  • Химический состав требует утилизации. Её нужно сливать обратно в недра или океан
  • Выбросы сероводорода

Выбросы вредных газов очень незначительны и не сопоставимы с другими производствами. Оборудование позволяет эффективно удалять его. Отходы сбрасываются в землю, где оборудованы колодцы специальными цементными каркасами. Такая методика позволяет исключить возможность загрязнения грунтовых вод. Дорогие разработки имеют тенденцию к уменьшению, так как прогрессирует их усовершенствование. Все недостатки тщательно изучаются, ведется работа по их устранению.

Дальнейший потенциал

Наработанный базис знаний и практики становится фундаментом для будущих достижений. Пока рано говорить о полном замещении традиционных запасов, поскольку не до конца изучены термальные зоны и методы добычи энергоресурсов. Для более быстрого развития требуется больше внимания, финансовых инвестиций.


Пока общество знакомится с возможностями, медленно двигается вперед. По экспертным оценкам лишь 1 % мировой электроэнергии добывается данным фондом. Возможно, будут разработаны комплексные программы развития отрасли на глобальном уровне, проработаны механизмы и средства достижения целей. Энергия недр способна решить экологическую проблему, ведь с каждым годом вредных выбросов в атмосферу становится больше, загрязняются океаны, оказывается тоньше озоновый слой. Для быстрого и динамичного развития отрасли нужно убрать основные препятствия, тогда она во многих странах станет стратегическим плацдармом, способным диктовать условия на рынке и поднимет уровень конкурентоспособности.

Среди альтернативных источников геотермальная энергия занимает значительное место — ее так или иначе используют примерно в 80 странах по всему миру. В большинстве случаев это происходит на уровне строительства теплиц, бассейнов, применения в качестве лечебного средства или отопления.

В нескольких странах — в том числе США, Исландии, Италии, Японии и других — построены и работают электростанции.

Геотермальная энергия в целом подразделяется на две разновидности — петротермальную и гидротермальную. Первый тип использует как источник горячие горные породы. Второй — подземные воды.

Если свести все данные по теме в одну диаграмму, обнаружится, что в 99% случаев используется тепло пород, и только в 1% геотермальная энергия извлекается из подземных вод.

Петротермальная энергетика

На настоящий момент в мире достаточно широко используется тепло земных недр, причем преимущественно это энергия неглубоких скважин — до 1 км. С целью обеспечения электричеством, теплом или ГВС устанавливаются скважинные теплообменники, работающие на жидкостях с низкой температурой кипения (например, на фреоне).

Сейчас использование скважинного теплообменника является наиболее рациональным способом добычи тепла. Выглядит это так: теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре. Нагретый поднимается по концентрично опущенной трубе, отдавая свое тепло, после чего, охлажденный, при помощи насоса подается в обсадную.

В основе использования энергии земных недр лежит природное явление — по мере приближения к ядру Земли растет температура земной коры и мантии. На уровне 2-3 км от поверхности планеты она достигает более 100 °С, в среднем увеличиваясь с каждым последующим километром на 20 °С. На глубине 100 км температура достигает уже 1300-1500 &ordm-С.

Гидротермальная энергетика

Вода, циркулирующая на больших глубинах, нагревается до значительных величин. В сейсмически активных районах она поднимается на поверхность по трещинам в земной коре, в спокойных же регионах ее можно вывести с помощью скважин.

Принцип действия тот же: нагретая вода поднимается по скважине вверх, отдает тепло, и возвращается по второй трубе вниз. Цикл практически бесконечен и возобновляем до тех пор, пока в земных недрах остается тепло.

В некоторых сейсмически активных регионах горячие воды лежат так близко к поверхности, что можно воочию наблюдать, как работает геотермальная энергия. Фото окрестностей вулкана Крафла (Исландия) демонстрирует гейзеры, которые передают пар для действующей там ГеоТЭС.

Основные черты геотермальной энергетики

Внимание к альтернативным источникам обусловлено тем, что запасы нефти и газа на планете не бесконечны, и постепенно исчерпываются. Кроме того, они есть не везде, и многие страны зависят от поставок из других регионов. Среди иных важных факторов — негативное влияние ядерной и топливной энергетики на среду обитания человека и дикую природу.

Большое достоинство ГЭ — возобновляемость и универсальность: возможность использовать для водо- и теплоснабжения, или для выработки электроэнергии, или для всех трех целей сразу.

Но главное — это геотермальная энергия, плюсы и минусы которой зависят не столько от местности, сколько от кошелька заказчика.

Достоинства и недостатки ГЭ

В числе преимуществ этого вида энергии следующие:

  • она возобновляемая и практически неиссякаемая;
  • независима от времени суток, сезона, погоды;
  • универсальна — с ее помощью можно обеспечить водо- и теплоснабжение, а также электричество;
  • геотермальные источники энергии не загрязняют окружающую среду;
  • не вызывают ;
  • станции не занимают много места.

Однако имеются и недостатки:

  • геотермальная энергия не считается полностью безвредной из-за выбросов пара, в составе которого могут быть сероводород, радон и другие вредные примеси;
  • при использовании воды с глубоких горизонтов стоит вопрос ее утилизации после использования — из-за химического состава такую воду нужно сливать либо обратно в глубокие слои, либо в океан;
  • постройка станции относительно дорога — это удорожает и стоимость энергии в итоге.

Сферы применения

На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква- и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем.

Сельское хозяйство и садоводство

Чаще всего использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве сводится к обогреву и поливу оранжерей, теплиц, установок аква- и гидрокультуры. Подобный подход применяется в нескольких государствах — Кении, Израиле, Мексике, Греции, Гватемале и Теде.

Подземные источники применяются для полива полей, обогрева почвы, поддержания постоянной температуры и влажности в оранжерее или теплице.

Промышленность и ЖКХ

В ноябре 2014 года в Кении начала работать крупнейшая на то время геотермальная электростанция мира. Вторая по размерам находится в Исландии — это Хеллишейди, берущая тепло от источников возле вулкана Хенгидль.

Другие страны, использующие геотермальную энергию в промышленных масштабах: США, Филиппины, Россия, Япония, Коста-Рика, Турция, Новая Зеландия и т. д.

Известны четыре основные схемы добывания энергии на ГеоТЭС:

  • прямая, когда пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами;
  • непрямая, аналогичная предыдущей во всем, за исключением того, что перед попаданием в трубы пар очищается от газов;
  • бинарная — в качестве рабочего тепла используется не вода или пар, а другая жидкость, имеющая низкую температуру кипения;
  • смешанная — аналогична прямой, но после конденсации здесь удаляют из воды не растворившиеся газы.

В 2009 году группа исследователей, искавшая пригодные к использованию геотермальные ресурсы, достигла расплавленной магмы всего на глубине 2,1 км. Подобное попадание в магму — большая редкость, это всего второй известный случай (предыдущий произошел на Гавайях в 2007 году).

Хотя соединенная с магмой труба ни разу не подключалась к находящейся неподалеку ГеоТЭС Крафла, ученые получили весьма многообещающие результаты. До сих пор все работающие станции брали тепло опосредованно, из земных пород либо из подземных вод.

Частный сектор

Одна из наиболее перспективных сфер — частный сектор, для которого геотермальная энергия — это реальная альтернатива автономного газового отопления. Самая серьезная преграда здесь — при довольно дешевой эксплуатации высокая начальная стоимость оборудования, которая значительно выше, чем цена установки «традиционного» отопления.

Свои разработки для частного сектора предлагают компании MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe.

Страны, использующие тепло планеты

Безусловным лидером в использовании георесурсов является США — в 2012 году выработка энергии в этой стране достигла отметки 16.792 миллиона мегаватт-часов. В том же году, суммарная мощность всех геотермальных станций на территории Штатов достигала 3386 МВт.

ГеоТЭС на территории США расположены в штатах Калифорния, Невада, Юта, Гавайи, Орегон, Айдахо, Нью-Мехико, Аляска и Вайоминг. Самая крупная группа заводов носит название «Гейзеры» и расположена неподалеку от Сан-Франциско.

Кроме Соединенных Штатов, в первой десятке лидеров (по состоянию на 2013 год) также находятся Филиппины, Индонезия, Италия, Новая Зеландия, Мексика, Исландия, Япония, Кения и Турция. При этом в Исландии геотермальные источники энергии обеспечивают 30% от всей потребности страны, на Филиппинах — 27%, а в США — меньше 1%.

Потенциальные ресурсы

Работающие станции — только начало, отрасль лишь начинает развиваться. Исследования в этом направлении идут постоянно: более чем в 70 странах ведется разведка потенциальных месторождений, в 60 освоено промышленное использование ГЭ.

Перспективными выглядят сейсмически активные районы (как это видно на примере Исландии) — штат Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, страны Центральной Америки, Филиппины, Исландия, Коста-Рика, Турция, Кения. Эти страны имеют потенциально выгодные не исследованные месторождения.

В России это Ставропольский край и Дагестан, остров Сахалин и Курильские о-ва, Камчатка. В Беларуси определенный потенциал есть на юге страны, охватывая города Светлогорск, Гомель, Речица, Калинковичи и Октябрьский.

На Украине перспективными являются Закарпатская, Николаевская, Одесская и Херсонская области.

Достаточно перспективным является полуостров Крым, тем более что большая часть потребляемой им энергии импортируется извне.


Внимание, только СЕГОДНЯ!

С давних пор люди, проживавшие на территории , купались в местных горячих источниках с лечебной и профилактической целью. Если раньше это были обычные водоемы, то сейчас вокруг них выросли комфортабельные , и бани. Горячие источники Южной Кореи особенно привлекательны зимой, когда появляется возможность погреться в теплой воде, подышать чистым горным воздухом и насладиться великолепными пейзажами.

Особенности горячих источников Южной Кореи

Жители этой страны с особым трепетом относятся к приему горячих ванн. Это позволяет ускорить обмен веществ, избавиться от усталости и мышечной боли. Особой популярностью в Южной Корее пользуются горячие источники, где можно отлично провести время с семьей, друзьями и близкими. Рядом со многими источниками работают спа-центры, куда туристы и корейцы приезжают ради специальных процедур. Здесь также есть большой выбор санаторно-курортных комплексов, построенных в непосредственной близости от водоемов. По такому же принципу работают детские аквапарки, в которых можно сочетать купание в горячих ваннах и развлечения на водных аттракционах.

Главным достоинством горячих источников Южной Кореи являются целебные свойства минеральной воды. С давних пор с ее помощью корейцы лечили невралгические и гинекологические заболевания, кожные инфекции и аллергию. Сейчас же это отличный способ снять накопившийся стресс и отдохнуть от работы. Именно поэтому многие горожане и туристы с наступлением выходных и праздников устремляются в сторону популярных курортов, чтобы расслабиться и насладиться красотой местных пейзажей.

На сегодняшний день наиболее известными горячими источниками Южной Кореи являются:

  • Ансон;
  • Того;
  • Суанбо;
  • Пугок;
  • Юсон;
  • Чхоксан;
  • Тоннэ;
  • Осэк;
  • Онян;
  • Пэгам Ончхон.

Еще есть спа-курорт «Оушен Касл», расположенный на побережье Желтого моря. Здесь помимо горячих ванн, можно купаться в бассейне с гидромассажным оборудованием и наслаждаться видами морского берега. Любители искусства предпочитают посещать другой курорт с горячими источниками Южной Кореи – «Спа Грин Лэнд». Он известен не только своей целебной водой, но и большой коллекцией картин и скульптур.


Горячие источники в окрестностях Сеула

Главными столичными являются старинные , современные и многочисленные развлекательные центры. Но и помимо них, есть что предложить туристам:

  1. . Рядом со столицей Южной Кореи расположены горячие источники Ичхон. Они наполнены простой родниковой водой, не имеющей цвета, запаха и вкуса. Зато в ней содержится большое количество углекислого кальция и других минералов.
  2. Спа Плас. Здесь же в окрестностях Сеула находится аквапарк Спа Плас, разбитый около других источников природной минеральной воды. Посетители комплекса могут посетить традиционные сауны или искупаться в горячих ваннах на открытом воздухе.
  3. Онъян. Отдыхая в столице, на выходных можно отправиться к самым древним горячим источникам Южной Кореи – Онъян. Они начали использоваться примерно 600 лет назад. Существуют документы, в которых указано, что в местных водах купался сам король Сечжон, правивший в 1418-1450 годах. Местная инфраструктура включает 5 комфортабельных отелей, 120 бюджетных мотелей, огромное количество бассейнов, современные и традиционные рестораны. Температура воды в источниках Онъян составляет +57°C. Она богата щелочами и другими полезными для организма элементами.
  4. Ансон. Примерно в 90 км от Сеула в провинции Чхунчхонбук расположены другие популярные горячие источники в Корее – Ансон. Считается, что местная вода помогает избавиться от боли в пояснице, простудных и кожных заболеваний.

Горячие источники в окрестностях Пусана

Вторым по величине городом страны является , вокруг которого также сосредоточено огромное количество лечебно-оздоровительных курортов. Самым известными горячими источниками северной части Южной Кореи являются:

  1. Хосимчхон. Вокруг них был построен спа-комплекс с 40 банными комнатами и ваннами, которые можно подобрать в соответствии со своим возрастом и физиологическими особенностями.
  2. Курорт «Спа-лэнд». Расположен в Пусане на пляже Хауэнде. Вода в местных источниках подается с глубины 1000 м и распределяется по 22 ваннам. Здесь также предусмотрены финские сауны и сауны, выдержанные в римском стиле.
  3. Юнсон. В этой части Южной Кореи также находятся горячие источники, окутанные множеством легенд. Причиной их популярности является не только богатое прошлое и полезная вода, но и удобное расположение, благодаря которому у туристов нет проблем с выбором гостиницы.
  4. Чхоксан. Напоследок в Пусане можно посетить источники, известные своей голубовато-зеленой водой. Они расположены у подножья , поэтому предоставляют возможность расслабиться в расслабляющей теплой воде и полюбоваться красивыми горными пейзажами.

Зона горячих источников в Асане

Имеются термальные курорты и за пределами столицы и Пусана:

  1. Того и Асан. В декабре 2008 года в окрестностях южнокорейского города Асана состоялось открытие новой зоны горячих источников. Это целый спа-город, в котором, помимо ванн с минеральной водой, есть тематические парки, бассейны, спортивные площадки и даже кондоминиумы. Местная вода отличается комфортной температурой и массой полезных свойств. Жители Южной Кореи любят приезжать к этим горячим источником, чтобы отдохнуть с семьей, снять стресс в ваннах с теплой водой и полюбоваться цветением экзотических цветов.
  2. Комплекс «Парадайз Спа Того». Расположен в самом городе Асан. Он был создан у горячих источников, которые много веков назад были излюбленным местом отдыха у знатных господ. Натуральная минеральная вода использовалась в процедурах, которые были призваны излечить от множества болезней и предотвратить другие. Сейчас эти горячие источники Южной Кореи известны не только своими лечебными ваннами, но и различными водными программами. Здесь можно записаться на курс аква-йоги, аква-стретчинга или аква-танцев. Зимой же здесь приятно понежиться в ванной с имбирем, женьшенем и другими полезными компонентами.

Геотермальная энергия плюсы и минусы. Геотермальные электростанции

Геотермальная энергия всегда привлекала людей возможностями полезного применения. Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Геотермальная энергия своим «проектированием» обязана раскаленному центральному ядру Земли, с громадным запасом тепловой энергии. Только в верхнем трехкилометровом слое Земли запасено количество тепловой энергии, эквивалентное энергии примерно 300 млрд. т угля. Тепло центрального ядра Земли имеет прямой выход на поверхность Земли через жерла вулканов и в виде горячей воды и пара.

Кроме того, магма передает свое тепло горным породам, причем с ростом глубины их температура повышается. По имеющимся данным, температура Горных пород повышается в среднем на 1 °С на каждые 33 м глубины (геотермическая ступень). Это означает, что на глубине 3-4 км вода закипает; а на глубине 10-15 км температура пород может достигать 1ОО0-1200°С. Но иногда геотермическая ступень имеет другое значение, например, в районе расположения вулканов температура пород повышается на 1°С на каждые 2-3 м. В районе Северного Кавказа геотермическая ступень составляет 15-20 м. Из этих примеров можно сделать заключение о том, что имеется значительное разнообразие температурных условий геотермальных источников энергии, которые будут определять технические средства для ее использования, и что температура является основным параметром, характеризующим геотермальное тепло.

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

Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Например, по имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м2 с температурой воды 70-9О°С. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечено-Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, Казахстане, на Камчатке и в ряде других районов России.

В Дагестане уже длительное время термальные воды используются для теплоснабжения. За 15 лет откачано более 97 млн.м3 термальной воды для теплоснабжения, что позволило сэкономить 638 тыс.т, условного топлива.

В Махачкале термальной водой отапливаются жилые здания общей площадью 24 тыс.м2, в Кизляре — 185 тыс.м2. Перспективны запасы термальных вод в Грузии, которые допускают расход в сутки 300-350 тыс.м2 с температурой до 80чС. .Столица Грузии находится над месторождением термальных вод с метановоазотным и сероводородным составом и температурой до 100°С.

Какие проблемы возникают при использовании подземных термальных вод? Главная из них заключается в необходимости обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) я химических соединений (аммиака, фенолов), что искдючает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. Например, термальные воды Большебанного местарождения (на реке Банная, в 60 км от Петропавловска — Камчатского) содержат различных солей до 1,5 г/л, фтора — до 9 мг/л, кремниевой кислоты — до 300 мг/л. Термальное воды Паужетского месторождения в том же регионе (температура J44 — 200°С, давление на устье скважины 2-4 атм) содержат от 1,0 до 3,4 г/л различных солей, кремниевой кислоты — 250 мг/л, борной кислоты — 15 мг/л, растворенных газов: углекислого — 500 мг/л, сероводорода — 25 мг/л, аммиака -15 мг/л. Геотермальные воды Тарумовского месторождения в Дагестане (температура 185°С, давление 150-200 атм) содержат до 200 г/л солей и 3,5 -4 м3 метана в нормальных условиях на 1 м3 воды.

/Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения. У нас в стране эксплуатируется экспериментальная Паужетская геотермальная электростанция (ГеоТЭС) установленной электрической мощностью 11 МВт, построенная в 1967 году на Камчатке.}

Однако ее роль в энергообеспечении региона была незначительной. Кроме того, в 1967 году была введена в эксплуатацию экспериментальная ГеоТЭС мощностью 0,75 МВт на низкопотенциальном геотермальном месторождении (температура воды 80°С).

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

Среди альтернативных источников геотермальная энергия занимает значительное место — ее так или иначе используют примерно в 80 странах по всему миру. В большинстве случаев это происходит на уровне строительства теплиц, бассейнов, применения в качестве лечебного средства или отопления.

В нескольких странах — в том числе США, Исландии, Италии, Японии и других — построены и работают электростанции.

Геотермальная энергия в целом подразделяется на две разновидности — петротермальную и гидротермальную. Первый тип использует как источник горячие горные породы. Второй — подземные воды.

Если свести все данные по теме в одну диаграмму, обнаружится, что в 99% случаев используется тепло пород, и только в 1% геотермальная энергия извлекается из подземных вод.

Петротермальная энергетика

На настоящий момент в мире достаточно широко используется тепло земных недр, причем преимущественно это энергия неглубоких скважин — до 1 км. С целью обеспечения электричеством, теплом или ГВС устанавливаются скважинные теплообменники, работающие на жидкостях с низкой температурой кипения (например, на фреоне).

Сейчас использование скважинного теплообменника является наиболее рациональным способом добычи тепла. Выглядит это так: теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре. Нагретый поднимается по концентрично опущенной трубе, отдавая свое тепло, после чего, охлажденный, при помощи насоса подается в обсадную.

В основе использования энергии земных недр лежит природное явление — по мере приближения к ядру Земли растет температура земной коры и мантии. На уровне 2-3 км от поверхности планеты она достигает более 100 °С, в среднем увеличиваясь с каждым последующим километром на 20 °С. На глубине 100 км температура достигает уже 1300-1500 &ordm-С.

Гидротермальная энергетика

Вода, циркулирующая на больших глубинах, нагревается до значительных величин. В сейсмически активных районах она поднимается на поверхность по трещинам в земной коре, в спокойных же регионах ее можно вывести с помощью скважин.

Принцип действия тот же: нагретая вода поднимается по скважине вверх, отдает тепло, и возвращается по второй трубе вниз. Цикл практически бесконечен и возобновляем до тех пор, пока в земных недрах остается тепло.

В некоторых сейсмически активных регионах горячие воды лежат так близко к поверхности, что можно воочию наблюдать, как работает геотермальная энергия. Фото окрестностей вулкана Крафла (Исландия) демонстрирует гейзеры, которые передают пар для действующей там ГеоТЭС.

Основные черты геотермальной энергетики

Внимание к альтернативным источникам обусловлено тем, что запасы нефти и газа на планете не бесконечны, и постепенно исчерпываются. Кроме того, они есть не везде, и многие страны зависят от поставок из других регионов. Среди иных важных факторов — негативное влияние ядерной и топливной энергетики на среду обитания человека и дикую природу.

Большое достоинство ГЭ — возобновляемость и универсальность: возможность использовать для водо- и теплоснабжения, или для выработки электроэнергии, или для всех трех целей сразу.

Но главное — это геотермальная энергия, плюсы и минусы которой зависят не столько от местности, сколько от кошелька заказчика.

Достоинства и недостатки ГЭ

В числе преимуществ этого вида энергии следующие:

  • она возобновляемая и практически неиссякаемая;
  • независима от времени суток, сезона, погоды;
  • универсальна — с ее помощью можно обеспечить водо- и теплоснабжение, а также электричество;
  • геотермальные источники энергии не загрязняют окружающую среду;
  • не вызывают ;
  • станции не занимают много места.

Однако имеются и недостатки:

  • геотермальная энергия не считается полностью безвредной из-за выбросов пара, в составе которого могут быть сероводород, радон и другие вредные примеси;
  • при использовании воды с глубоких горизонтов стоит вопрос ее утилизации после использования — из-за химического состава такую воду нужно сливать либо обратно в глубокие слои, либо в океан;
  • постройка станции относительно дорога — это удорожает и стоимость энергии в итоге.

Сферы применения

На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква- и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем.

Сельское хозяйство и садоводство

Чаще всего использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве сводится к обогреву и поливу оранжерей, теплиц, установок аква- и гидрокультуры. Подобный подход применяется в нескольких государствах — Кении, Израиле, Мексике, Греции, Гватемале и Теде.

Подземные источники применяются для полива полей, обогрева почвы, поддержания постоянной температуры и влажности в оранжерее или теплице.

Промышленность и ЖКХ

В ноябре 2014 года в Кении начала работать крупнейшая на то время геотермальная электростанция мира. Вторая по размерам находится в Исландии — это Хеллишейди, берущая тепло от источников возле вулкана Хенгидль.

Другие страны, использующие геотермальную энергию в промышленных масштабах: США, Филиппины, Россия, Япония, Коста-Рика, Турция, Новая Зеландия и т. д.

Известны четыре основные схемы добывания энергии на ГеоТЭС:

  • прямая, когда пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами;
  • непрямая, аналогичная предыдущей во всем, за исключением того, что перед попаданием в трубы пар очищается от газов;
  • бинарная — в качестве рабочего тепла используется не вода или пар, а другая жидкость, имеющая низкую температуру кипения;
  • смешанная — аналогична прямой, но после конденсации здесь удаляют из воды не растворившиеся газы.

В 2009 году группа исследователей, искавшая пригодные к использованию геотермальные ресурсы, достигла расплавленной магмы всего на глубине 2,1 км. Подобное попадание в магму — большая редкость, это всего второй известный случай (предыдущий произошел на Гавайях в 2007 году).

Хотя соединенная с магмой труба ни разу не подключалась к находящейся неподалеку ГеоТЭС Крафла, ученые получили весьма многообещающие результаты. До сих пор все работающие станции брали тепло опосредованно, из земных пород либо из подземных вод.

Частный сектор

Одна из наиболее перспективных сфер — частный сектор, для которого геотермальная энергия — это реальная альтернатива автономного газового отопления. Самая серьезная преграда здесь — при довольно дешевой эксплуатации высокая начальная стоимость оборудования, которая значительно выше, чем цена установки «традиционного» отопления.

Свои разработки для частного сектора предлагают компании MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe.

Страны, использующие тепло планеты

Безусловным лидером в использовании георесурсов является США — в 2012 году выработка энергии в этой стране достигла отметки 16.792 миллиона мегаватт-часов. В том же году, суммарная мощность всех геотермальных станций на территории Штатов достигала 3386 МВт.

ГеоТЭС на территории США расположены в штатах Калифорния, Невада, Юта, Гавайи, Орегон, Айдахо, Нью-Мехико, Аляска и Вайоминг. Самая крупная группа заводов носит название «Гейзеры» и расположена неподалеку от Сан-Франциско.

Кроме Соединенных Штатов, в первой десятке лидеров (по состоянию на 2013 год) также находятся Филиппины, Индонезия, Италия, Новая Зеландия, Мексика, Исландия, Япония, Кения и Турция. При этом в Исландии геотермальные источники энергии обеспечивают 30% от всей потребности страны, на Филиппинах — 27%, а в США — меньше 1%.

Потенциальные ресурсы

Работающие станции — только начало, отрасль лишь начинает развиваться. Исследования в этом направлении идут постоянно: более чем в 70 странах ведется разведка потенциальных месторождений, в 60 освоено промышленное использование ГЭ.

Перспективными выглядят сейсмически активные районы (как это видно на примере Исландии) — штат Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, страны Центральной Америки, Филиппины, Исландия, Коста-Рика, Турция, Кения. Эти страны имеют потенциально выгодные не исследованные месторождения.

В России это Ставропольский край и Дагестан, остров Сахалин и Курильские о-ва, Камчатка. В Беларуси определенный потенциал есть на юге страны, охватывая города Светлогорск, Гомель, Речица, Калинковичи и Октябрьский.

На Украине перспективными являются Закарпатская, Николаевская, Одесская и Херсонская области.

Достаточно перспективным является полуостров Крым, тем более что большая часть потребляемой им энергии импортируется извне.


Внимание, только СЕГОДНЯ!

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимымиработниками

Главное преимущество — практическая независимость от источников топлива из-за небольшого объёма используемого топлива, например 54 тепловыделяющих сборкиобщей массой 41 тонна на один энергоблок с реактором ВВЭР-1000 в 1-1,5 года (для сравнения, одна только Троицкая ГРЭС мощностью 2000 МВт сжигает за сутки дважелезнодорожных состава угля). Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от традиционного, ничтожны. В России это особенно важно в европейской части, так как доставка угля из Сибири слишком дорога.

Огромным преимуществом АЭС является её относительная экологическая чистота. На ТЭС суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и золовая пыль, на 1000 МВт установленной мощности составляют от примерно 13 000 тонн в год на газовых и до 165 000 тонн на пылеугольных ТЭС. Подобные выбросы на АЭС полностью отсутствуют. ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет 8 миллионов тонн кислородав год для окисления топлива, АЭС же не потребляют кислорода вообще. Кроме того, больший удельный (на единицу произведенной электроэнергии) выброс радиоактивных веществ даёт угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, при сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом удельная активность выбросов ТЭС в несколько раз выше, чем для АЭС . Единственный фактор, в котором АЭС уступают в экологическом плане традиционным КЭС — тепловое загрязнение, вызванное большими расходами технической воды для охлаждения конденсаторов турбин, которое у АЭС несколько выше из-за более низкого КПД (не более 35 %), однако этот фактор важен для водных экосистем, а современные АЭС в основном имеют собственные искусственно созданные водохранилища-охладители или вовсе охлаждаются градирнями. Также некоторые АЭС отводят часть тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения городов, что снижает непродуктивные тепловые потери, существуют действующие и перспективные проекты по использованию «лишнего» тепла в энергобиологических комплексах (рыбоводство, выращивание устриц, обогрев теплиц и пр.). Кроме того, в перспективе возможно осуществление проектов комбинирования АЭС с ГТУ, в том числе в качестве «надстроек» на существующих АЭС, которые могут позволить добиться аналогичного с тепловыми станциями КПД.

Для большинства стран, в том числе и России, производство электроэнергии на АЭС не дороже, чем на пылеугольных и тем более газомазутных ТЭС. Особенно заметно преимущество АЭС в стоимости производимой электроэнергии во время так называемых энергетических кризисов, начавшихся с начала 70-х годов. Падение цен нанефть автоматически снижает конкурентоспособность АЭС.

Затраты на строительство АЭС по оценкам, составленным на основе реализованных в 2000-х годах проектов, ориентировочно равны 2300 $ за кВт электрической мощности, эта цифра может снижаться при массовости строительства (для ТЭС на угле 1200 $, на газе — 950 $). Прогнозы на стоимость проектов, осуществляемых в настоящее время, сходятся на цифре 2000 $ за кВт (на 35 % выше, чем для угольных, на 45 % — газовых ТЭС).

Главный недостаток АЭС — тяжелые последствия аварий, для исключения которых АЭС оборудуются сложнейшими системами безопасности с многократными запасами и резервированием, обеспечивающими исключение расплавления активной зоны даже в случае максимальной проектной аварии (местный полный поперечный разрывтрубопровода циркуляционного контура реактора).

Серьёзной проблемой для АЭС является их ликвидация после выработки ресурса, по оценкам она может составить до 20 % от стоимости их строительства

По ряду технических причин для АЭС крайне нежелательна работа в манёвренных режимах, то есть покрытие переменной части графика электрической нагрузки

Тепловая (паротурбинная) электростанция: Электростанции, преобразующие тепловую энергию сгорания топлива в электрическую энергию, называются тепловыми (паротурбинными). Некоторые их преимущества и недостатки приведены ниже.

Преимущества 1. Используемое топливо достаточно дешево. 2. Требуют меньших капиталовложений по сравнению с другими электростанциями. 3. Могут быть построены в любом месте независимо от наличия топлива. Топливо может транспортироваться к месту расположения электростанции железнодорожным или автомобильным транспортом. 4. Занимают меньшую площадь по сравнению с гидроэлектростанциями. 5. Стоимость выработки электроэнергии меньше, чем у дизельных электростанций.

Недостатки 1. Загрязняют атмосферу, выбрасывая в воздух большое количество дыма и копоти. 2. Более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с гидроэлектростанциями

Гидроэлектроста́нция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.

Богучанская ГЭС. 2010 год. Самая новая ГЭС в России

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа

Среди альтернативных источников геотермальная энергия занимает значительное место — ее так или иначе используют примерно в 80 странах по всему миру. В большинстве случаев это происходит на уровне строительства теплиц, бассейнов, применения в качестве лечебного средства или отопления.

В нескольких странах — в том числе США, Исландии, Италии, Японии и других — построены и работают электростанции.

Геотермальная энергия в целом подразделяется на две разновидности — петротермальную и гидротермальную. Первый тип использует как источник горячие горные породы. Второй — подземные воды.

Если свести все данные по теме в одну диаграмму, обнаружится, что в 99% случаев используется тепло пород, и только в 1% геотермальная энергия извлекается из подземных вод.

Петротермальная энергетика

На настоящий момент в мире достаточно широко используется тепло земных недр, причем преимущественно это энергия неглубоких скважин — до 1 км. С целью обеспечения электричеством, теплом или ГВС устанавливаются скважинные теплообменники, работающие на жидкостях с низкой температурой кипения (например, на фреоне).

Сейчас использование скважинного теплообменника является наиболее рациональным способом добычи тепла. Выглядит это так: теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре. Нагретый поднимается по концентрично опущенной трубе, отдавая свое тепло, после чего, охлажденный, при помощи насоса подается в обсадную.

В основе использования энергии земных недр лежит природное явление — по мере приближения к ядру Земли растет температура земной коры и мантии. На уровне 2-3 км от поверхности планеты она достигает более 100 °С, в среднем увеличиваясь с каждым последующим километром на 20 °С. На глубине 100 км температура достигает уже 1300-1500 ºС.

Гидротермальная энергетика

Вода, циркулирующая на больших глубинах, нагревается до значительных величин. В сейсмически активных районах она поднимается на поверхность по трещинам в земной коре, в спокойных же регионах ее можно вывести с помощью скважин.

Принцип действия тот же: нагретая вода поднимается по скважине вверх, отдает тепло, и возвращается по второй трубе вниз. Цикл практически бесконечен и возобновляем до тех пор, пока в земных недрах остается тепло.

В некоторых сейсмически активных регионах горячие воды лежат так близко к поверхности, что можно воочию наблюдать, как работает геотермальная энергия. Фото окрестностей вулкана Крафла (Исландия) демонстрирует гейзеры, которые передают пар для действующей там ГеоТЭС.

Основные черты геотермальной энергетики

Внимание к альтернативным источникам обусловлено тем, что запасы нефти и газа на планете не бесконечны, и постепенно исчерпываются. Кроме того, они есть не везде, и многие страны зависят от поставок из других регионов. Среди иных важных факторов — негативное влияние ядерной и топливной энергетики на среду обитания человека и дикую природу.

Большое достоинство ГЭ — возобновляемость и универсальность: возможность использовать для водо- и теплоснабжения, или для выработки электроэнергии, или для всех трех целей сразу.

Но главное — это геотермальная энергия, плюсы и минусы которой зависят не столько от местности, сколько от кошелька заказчика.

Достоинства и недостатки ГЭ

В числе преимуществ этого вида энергии следующие:

  • она возобновляемая и практически неиссякаемая;
  • независима от времени суток, сезона, погоды;
  • универсальна — с ее помощью можно обеспечить водо- и теплоснабжение, а также электричество;
  • геотермальные источники энергии не загрязняют окружающую среду;
  • не вызывают парникового эффекта ;
  • станции не занимают много места.

Однако имеются и недостатки:

  • геотермальная энергия не считается полностью безвредной из-за выбросов пара, в составе которого могут быть сероводород, радон и другие вредные примеси;
  • при использовании воды с глубоких горизонтов стоит вопрос ее утилизации после использования — из-за химического состава такую воду нужно сливать либо обратно в глубокие слои, либо в океан;
  • постройка станции относительно дорога — это удорожает и стоимость энергии в итоге.

Сферы применения

На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква- и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем.

Сельское хозяйство и садоводство

Чаще всего использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве сводится к обогреву и поливу оранжерей, теплиц, установок аква- и гидрокультуры. Подобный подход применяется в нескольких государствах — Кении, Израиле, Мексике, Греции, Гватемале и Теде.

Подземные источники применяются для полива полей, обогрева почвы, поддержания постоянной температуры и влажности в оранжерее или теплице.

Промышленность и ЖКХ

В ноябре 2014 года в Кении начала работать крупнейшая на то время геотермальная электростанция мира. Вторая по размерам находится в Исландии — это Хеллишейди, берущая тепло от источников возле вулкана Хенгидль.

Другие страны, использующие геотермальную энергию в промышленных масштабах: США, Филиппины, Россия, Япония, Коста-Рика, Турция, Новая Зеландия и т. д.

Известны четыре основные схемы добывания энергии на ГеоТЭС:

  • прямая, когда пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами;
  • непрямая, аналогичная предыдущей во всем, за исключением того, что перед попаданием в трубы пар очищается от газов;
  • бинарная — в качестве рабочего тепла используется не вода или пар, а другая жидкость, имеющая низкую температуру кипения;
  • смешанная — аналогична прямой, но после конденсации здесь удаляют из воды не растворившиеся газы.

В 2009 году группа исследователей, искавшая пригодные к использованию геотермальные ресурсы, достигла расплавленной магмы всего на глубине 2,1 км. Подобное попадание в магму — большая редкость, это всего второй известный случай (предыдущий произошел на Гавайях в 2007 году).

Хотя соединенная с магмой труба ни разу не подключалась к находящейся неподалеку ГеоТЭС Крафла, ученые получили весьма многообещающие результаты. До сих пор все работающие станции брали тепло опосредованно, из земных пород либо из подземных вод.

Частный сектор

Одна из наиболее перспективных сфер — частный сектор, для которого геотермальная энергия — это реальная альтернатива автономного газового отопления. Самая серьезная преграда здесь — при довольно дешевой эксплуатации высокая начальная стоимость оборудования, которая значительно выше, чем цена установки «традиционного» отопления.

Свои разработки для частного сектора предлагают компании MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe.

Страны, использующие тепло планеты

Безусловным лидером в использовании георесурсов является США — в 2012 году выработка энергии в этой стране достигла отметки 16.792 миллиона мегаватт-часов. В том же году, суммарная мощность всех геотермальных станций на территории Штатов достигала 3386 МВт.

ГеоТЭС на территории США расположены в штатах Калифорния, Невада, Юта, Гавайи, Орегон, Айдахо, Нью-Мехико, Аляска и Вайоминг. Самая крупная группа заводов носит название «Гейзеры» и расположена неподалеку от Сан-Франциско.

Кроме Соединенных Штатов, в первой десятке лидеров (по состоянию на 2013 год) также находятся Филиппины, Индонезия, Италия, Новая Зеландия, Мексика, Исландия, Япония, Кения и Турция. При этом в Исландии геотермальные источники энергии обеспечивают 30% от всей потребности страны, на Филиппинах — 27%, а в США — меньше 1%.

Потенциальные ресурсы

Работающие станции — только начало, отрасль лишь начинает развиваться. Исследования в этом направлении идут постоянно: более чем в 70 странах ведется разведка потенциальных месторождений, в 60 освоено промышленное использование ГЭ.

Перспективными выглядят сейсмически активные районы (как это видно на примере Исландии) — штат Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, страны Центральной Америки, Филиппины, Исландия, Коста-Рика, Турция, Кения. Эти страны имеют потенциально выгодные не исследованные месторождения.

В России это Ставропольский край и Дагестан, остров Сахалин и Курильские о-ва, Камчатка. В Беларуси определенный потенциал есть на юге страны, охватывая города Светлогорск, Гомель, Речица, Калинковичи и Октябрьский.

На Украине перспективными являются Закарпатская, Николаевская, Одесская и Херсонская области.

Достаточно перспективным является полуостров Крым, тем более что большая часть потребляемой им энергии импортируется извне.

Данная энергия относится к альтернативным источникам. В наши дни всё чаще упоминают о возможностях получения ресурсов, которые дарит нам планета. Можно сказать, что мы живем в эпоху моды на возобновляемую энергетику. Создается множество технических решений, планов, теорий в данной области.

Он находится глубоко в земляных недрах и имеет свойства возобновления, другими словами он бесконечный. Классические ресурсы, по данным учёных начинают заканчиваться, иссякнет нефть, уголь, газ.

Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия

Поэтому можно постепенно готовиться принимать на вооружение новые альтернативные методы добычи энергии. Под земной корой находится мощное ядро. Его температура составляет от 3000 до 6000 градусов. Перемещение литосферных плит демонстрирует его огромнейшую силу. Она проявляется в виде вулканического выплескивания магмы. В недрах происходит радиоактивный распад, побуждающий иногда к таким природным катаклизмам.


Обычно магма нагревает поверхность не выходя за её пределы. Так получаются гейзеры или теплые бассейны воды. Таким образом, можно использовать физические процессы в нужных целях для человечества.

Виды источников геотермальной энергии

Её принято разделять на два вида: гидротермальную и петротермальную энергию. Первый образуется за счет теплых источников, а второй тип – это разница температур на поверхности и в глубине земли. Объясняя своими словами, гидротермальный источник состоит из пара и горячей воды, а петротермальный спрятан глубоко под грунтом.


Карта потенциала развития геотермальной энергетики в мире

Для петротермальной энергии необходимо пробурить две скважины, одну наполнить водой, после чего произойдет процесс парения, который выйдет на поверхность. Существует три класса геотермальных районов:

  • Геотермальный – расположен вблизи континентальных плит. Градиент температуры более 80С/км. В качестве примера, итальянская коммуна Лардерелло. Там размещена электростанция
  • Полутермальный – температура 40 – 80 С/км. Это естественные водоносные пласты, состоящие из раздробленных пород. В некоторых местах Франции обогреваются таким способом здания
  • Нормальный – градиент менее 40 С/км. Представительство таких районов наиболее распространено


Они являются отличным источником для потребления. Они находятся в горной породе, на определенной глубине. Более подробно рассмотрим классификацию:

  • Эпитермальные – температура от 50 до 90 с
  • Мезотермальные – 100 – 120 с
  • Гипотермальные – более 200 с

Данные виды состоят из разного химического состава. В зависимости от него, можно использовать воды для различных целей. Например, в производстве электроэнергии, теплообеспечении (тепловые трассы), сырьевой базе.

Видео: Геотермальная энергия

Процесс теплоснабжения

Температура воды 50 -60 градусов, является оптимальной для отопления и горячего снабжения жилого массива. Нужда в отопительных системах зависит от географического расположения и климатических условий. А в потребностях ГВС люди нуждаются постоянно. Для этого процесса сооружаются ГТС (геотермальные тепловые станции).


Если для классического производства тепловой энергии используется котельная, потребляющая твёрдое или газовое топливо, то при данном производстве используется гейзерный источник. Технический процесс очень простой, те же коммуникации, тепловые трассы и оборудование. Достаточно пробурить скважину, очистить её от газов, далее насосами направить в котельную, где будет поддерживаться температурный график, а после она попадёт в теплотрассу.


Главное отличие в том, что нет необходимости использовать топливный котлоагрегат. Это существенно снижает себестоимость тепловой энергии. Зимой абоненты получают тепло и горячее водоснабжение, а летом только ГВС.

Производство электроэнергии

Горячие источники, гейзеры служат основным компонентами в производстве электричества. Для этого применяется несколько схем, сооружаются специальные электростанции. Устройство ГТС:

  • Бак ГВС
  • Насос
  • Газоотделитель
  • Паросепаратор
  • Генерирующая турбина
  • Конденсатор
  • Повысительный насос
  • Бак – охладитель



Как видим основным элементом схемы, является паровой преобразователь. Это позволяет получать очищенный пар, так как в нем содержатся кислоты, разрушающие оборудование турбин. Существует возможность применение смешанной схемы в технологическом цикле, то есть вода и пар участвуют в процессе. Жидкость проходит всю стадию очистки от газов, так же как и пар.

Схема с бинарным источником

Рабочим компонентом является жидкость с низкой температурой кипения. Термальная вода также участвует в производстве электроэнергии и служит второстепенным сырьем.


С её помощью образуется пар низкокипящего источника. ГТС с таким циклом работы могут быть полностью автоматизированы и не требовать наличия обслуживающего персонала. Более мощные станции используют двухконтурную схему. Такой вид электростанций позволяет выходить на мощность 10 МВт. Двухконтурная структура:

  • Паровой генератор
  • Турбина
  • Конденсатор
  • Эжектор
  • Питательный насос
  • Экономайзер
  • Испаритель

Практическое применение

Огромные запасы источников во много раз превосходят ежегодное потребление энергии. Но лишь малая доля используется человечеством. Строительство станций датировано 1916 годом. В Италии была создана первая ГеоТЭС мощностью 7,5 МВт. Отрасль активно развивается в таких странах как: США, Исландия, Япония, Филиппины, Италия.

Ведутся активные изучение потенциальных мест и более удобные методы добывания. Из года в год растёт производственная мощность. Если брать в расчёт экономический показатель, то себестоимость такой отрасли равна угольным ТЭС. Исландия практически полностью покрывает коммунально-жилой фонд ГТ-источником. 80 % домов для отопления используют горячую воду из скважин. Эксперты из США утверждают, что при должном развитии ГеоТЭС могут произвести в 30 раз больше ежегодного потребления. Если говорить о потенциале, то 39 стран мира смогут полностью себя обеспечить электроэнергией, если на 100 процентов используют недра земли.

Находится на глубине 4 км:




Япония расположена в уникальной географической местности, связанной с движением магмы. Постоянно происходят землетрясения и извержения вулканов. Обладая такими природными процессами, правительство внедряет различные разработки. Создано 21 объект с общей производительностью 540 Мвт. Проводятся эксперименты по извлечению тепла из вулканов.

Плюсы и минусы ГЭ

Как говорилось ранее, ГЭ используется в различных сферах. Существуют определенные достоинства и недостатки. Поговорим о достоинствах:

  • Бесконечность ресурсов
  • Независимость от погоды, климата и времени
  • Многогранность применения
  • Экологически безопасна
  • Низкая себестоимость
  • Обеспечивает энергонезависимость государству
  • Компактность оборудования станций

Первый фактор самый основной, побуждает изучать такую отрасль, поскольку альтернатива нефти достаточно актуальна. Отрицательные изменения на нефтяном рынке усугубляют глобальный экономический кризис. При работе установок не загрязняется внешняя среда, в отличие от других. Да и сам по себе цикл не требует зависимости от ресурсов и его транспортировки к ГТС. Комплекс сам себя обеспечивает и не зависит от других. Это огромный плюс для стран с низким уровнем полезных ископаемых. Безусловно, бывают негативные моменты, ознакомимся с ними:

  • Дороговизна разработок и строительство станций
  • Химический состав требует утилизации. Её нужно сливать обратно в недра или океан
  • Выбросы сероводорода

Выбросы вредных газов очень незначительны и не сопоставимы с другими производствами. Оборудование позволяет эффективно удалять его. Отходы сбрасываются в землю, где оборудованы колодцы специальными цементными каркасами. Такая методика позволяет исключить возможность загрязнения грунтовых вод. Дорогие разработки имеют тенденцию к уменьшению, так как прогрессирует их усовершенствование. Все недостатки тщательно изучаются, ведется работа по их устранению.

Дальнейший потенциал

Наработанный базис знаний и практики становится фундаментом для будущих достижений. Пока рано говорить о полном замещении традиционных запасов, поскольку не до конца изучены термальные зоны и методы добычи энергоресурсов. Для более быстрого развития требуется больше внимания, финансовых инвестиций.


Пока общество знакомится с возможностями, медленно двигается вперед. По экспертным оценкам лишь 1 % мировой электроэнергии добывается данным фондом. Возможно, будут разработаны комплексные программы развития отрасли на глобальном уровне, проработаны механизмы и средства достижения целей. Энергия недр способна решить экологическую проблему, ведь с каждым годом вредных выбросов в атмосферу становится больше, загрязняются океаны, оказывается тоньше озоновый слой. Для быстрого и динамичного развития отрасли нужно убрать основные препятствия, тогда она во многих странах станет стратегическим плацдармом, способным диктовать условия на рынке и поднимет уровень конкурентоспособности.

Альтернативные источники энергии: что надо знать

«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет

Что такое альтернативные источники энергии

Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.

Доля источников энергии в мировом потреблении (Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)

Виды альтернативных источников энергии

1. Солнечная энергия

Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.

Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.

2. Энергия ветра

Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.

Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.

3. Энергия воды

Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.

4. Геотермальная энергия

Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.

5. Биоэнергетика

Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.

6. Энергия приливов и отливов

Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.

Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу

Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.

Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.

В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.

Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.

Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.

Зеленая экономика Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики Китая

Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.

Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.

Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.

В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.

Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.

Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии (Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)

Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина

Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.

В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.

Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.

100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.

Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.

«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO2 в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.

Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ

Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.

Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)

Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.

IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.

Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.

Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.

Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.

Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.

Каковы преимущества и недостатки геотермальной энергии?

1. Экологичность

Геотермальная энергия более экологична, чем традиционные источники топлива, такие как уголь и другие виды ископаемого топлива. Кроме того, углеродный след геотермальной электростанции невелик. Хотя существует некоторое загрязнение, связанное с геотермальной энергией, оно относительно минимально по сравнению с ископаемым топливом.

2. Возобновляемый

Геотермальная энергия — это источник возобновляемой энергии, которого хватит до тех пор, пока Земля не будет уничтожена солнцем примерно через 5 миллиардов лет.Горячие резервуары внутри Земли естественным образом пополняются, что делает ее возобновляемой и устойчивой.

3. Огромный потенциал

Мировое потребление энергии в настоящее время составляет около 15 тераватт, что далеко от общей потенциальной энергии, доступной из геотермальных источников. Хотя в настоящее время мы не можем использовать большинство резервуаров, есть надежда, что количество пригодных для эксплуатации геотермальных ресурсов будет увеличиваться благодаря текущим исследованиям и разработкам в отрасли. В настоящее время считается, что геотермальные электростанции могут обеспечить от 0.0035 и 2 тераватта мощности.

4. Устойчивый / Стабильный

Геотермальная энергия обеспечивает надежный источник энергии по сравнению с другими возобновляемыми источниками, такими как энергия ветра и солнца. Это связано с тем, что ресурс всегда доступен для использования, в отличие от энергии ветра или солнца.

5. Нагрев и охлаждение

Эффективное использование геотермальной энергии для производства электроэнергии требует температуры воды более 150°C для привода турбин. В качестве альтернативы можно использовать разницу температур между поверхностью и наземным источником.Поскольку земля более устойчива к сезонным перепадам температуры, чем воздух, она может выступать в качестве поглотителя/источника тепла с геотермальным тепловым насосом всего в двух метрах от поверхности.

6. Надежный

Энергия, вырабатываемая из этого ресурса, легко подсчитывается, поскольку она не колеблется так, как другие источники энергии, такие как солнце и ветер. Это означает, что мы можем прогнозировать выходную мощность геотермальной электростанции с высокой степенью точности.

7. Топливо не требуется

Поскольку геотермальная энергия является естественным ресурсом, топливо не требуется, например, ископаемое топливо, которое является ограниченным ресурсом, который необходимо добывать или иным образом извлекать из земли.

8. Быстрая эволюция

В настоящее время ведутся активные исследования геотермальной энергии, а это означает, что создаются новые технологии для улучшения энергетического процесса. Появляется все больше проектов по совершенствованию и развитию этой области промышленности. С такой быстрой эволюцией многие из нынешних минусов геотермальной энергии будут смягчены.

1. Местоположение ограничено

Самым большим недостатком геотермальной энергии является то, что она зависит от местоположения.Геотермальные электростанции необходимо строить в местах, где энергия доступна, а это означает, что некоторые районы не могут использовать этот ресурс. Конечно, это не проблема, если вы живете в месте, где геотермальная энергия легкодоступна, например, в Исландии.

2. Побочные эффекты окружающей среды

Хотя геотермальная энергия обычно не приводит к выбросу парниковых газов, многие из этих газов хранятся под поверхностью Земли и выбрасываются в атмосферу во время раскопок.Хотя эти газы также выбрасываются в атмосферу естественным путем, их скорость увеличивается вблизи геотермальных электростанций. Тем не менее, эти выбросы газа по-прежнему намного ниже, чем выбросы, связанные с ископаемым топливом.

3. Землетрясения

Геотермальная энергия также может вызвать землетрясения. Это связано с изменениями в структуре Земли в результате раскопок. Эта проблема более распространена с усовершенствованными геотермальными электростанциями, которые нагнетают воду в земную кору, открывая трещины для более широкого использования ресурса.Однако, поскольку большинство геотермальных электростанций находятся вдали от населенных пунктов, последствия этих землетрясений относительно невелики.

4. Высокая стоимость

Геотермальная энергия является дорогостоящим ресурсом, стоимость которого варьируется от 2 до 7 миллионов долларов за установку мощностью 1 мегаватт. Однако, если первоначальные затраты высоки, затраты могут окупиться в виде части долгосрочных инвестиций.

5. Устойчивое развитие

Для поддержания устойчивости геотермальной энергии жидкость необходимо закачивать обратно в подземные резервуары быстрее, чем она истощается.Это означает, что геотермальной энергией необходимо правильно управлять для поддержания ее устойчивости.

Для промышленности важно оценить плюсы и минусы геотермальной энергии, чтобы учесть преимущества при смягчении последствий любых потенциальных проблем.

Этот энергетический ресурс, безусловно, важен для будущего энергетики и окружающей среды, и TWI может помочь с любыми вопросами, которые могут возникнуть у вас по поводу его эксплуатации:

[email protected]

плюсов и минусов геотермальной энергии

Последнее обновление 10.11.2021

Есть много соображений, связанных с геотермальной энергией.Даже в качестве возобновляемого источника энергии важно взвесить все за и против геотермальной энергии, чтобы лучше понять, как она может вписаться в более широкий энергетический баланс.

Основные плюсы и минусы геотермальной энергии

Использование геотермальной энергии имеет ряд ключевых преимуществ и недостатков. Вот некоторые из них, о которых следует помнить:

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Плюсы геотермальной энергии Минусы геотермальной энергии
Надежный источник энергии Зависит от местоположения
Малая занимаемая площадь Высокие первоначальные затраты
Подходит для больших и малых установок Может привести к нестабильности поверхности
Геотермальная энергетика расширяется  
Долговечность геотермальной инфраструктуры  

С другой стороны, геотермальная энергия является надежным источником энергии, занимающим небольшую площадь по сравнению с другими возобновляемыми источниками, ее можно использовать как в больших, так и в малых масштабах, отрасль расширяется, а ее инфраструктура давно -продолжительный.С другой стороны, геотермальные электростанции можно строить только в определенных местах, часто их строительство на первых порах обходится дорого, и они могут вызывать нестабильность поверхности и землетрясения.

Ниже мы более подробно рассмотрим эти плюсы и минусы.

Преимущества геотермальной энергии

Вот пять важных преимуществ геотермальной энергии:

  • Надежный источник энергии
  • Небольшой опорный столб
  • Подходит для больших и малых установок
  • Геотермальная энергетика расширяется
  • Геотермальная инфраструктура долговечна

Геотермальная энергия — очень надежный источник энергии

Одним из самых больших преимуществ геотермальной энергии является то, что геотермальная энергия является очень предсказуемым и надежным источником энергии, особенно по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра и солнечная энергия. .В то время как ветер и солнечная энергия являются более непостоянными источниками, которые требуют накопления энергии для наиболее эффективного использования в больших масштабах, геотермальные электростанции имеют в целом постоянную выходную мощность независимо от времени суток или сезона. Это имеет много положительных последствий, в частности то, что геотермальная энергия является подходящим источником для удовлетворения потребностей в энергии базовой нагрузки.

Геотермальные электростанции занимают небольшую площадь

Еще одним преимуществом геотермальных электростанций перед другими крупными ветровыми, солнечными или гидроэлектростанциями является относительно небольшая площадь, занимаемая геотермальной электростанцией.Это связано с тем, что, в отличие от энергии ветра, солнца и гидроэлектроэнергии, геотермальная энергия исходит из недр земли, и нам не нужно строить установки для сбора на больших участках поверхности земли, чтобы использовать ее. Для справки, по оценкам National Geographic, геотермальная электростанция, способная производить 1 гигаватт-час (ГВт-ч) электроэнергии, займет около 404 квадратных миль поверхности земли, в то время как ветряная электростанция с такой же мощностью потребует около 1335 квадратных миль. а для солнечной фермы потребуется около 2340 квадратных миль.Это 90 145 – на 88% меньше места для геотермальной электростанции по сравнению с солнечной электростанцией, обе мощностью 1 ГВтч.

Существуют крупномасштабные и мелкомасштабные применения геотермальной энергии

Геотермальная энергия используется не только для крупных электростанций; на самом деле, один из наиболее эффективных способов использования тепла земли — использовать его с помощью геотермального теплового насоса для жилого или коммерческого здания. В отличие от геотермальных электростанций, геотермальные тепловые насосы используют преимущества низкотемпературных геотермальных резервуаров, которые доступны практически везде.

Геотермальная энергетика быстро развивается

Геотермальная энергетика относительно молода и расширяется благодаря новым технологиям, исследованиям и разработкам, а также притоку новых проектов. Эти улучшения в отрасли делают геотермальную энергию более доступной, эффективной и применимой к более широкому спектру вариантов использования.

Например, недавнее усовершенствование процесса извлечения геотермальной энергии, Enhanced Geothermal Systems (EGS), сделало возможным доступ к более глубоким гидротермальным резервуарам.Гидротермальные резервуары — это место, где геотермальная энергия естественным образом возникает под поверхностью земли, и чем глубже резервуар, тем меньше тепла и пара на самом деле попадает на поверхность. EGS создают более открытые проточные каналы для подъема пара за счет гидроразрыва породы водой с высокой скоростью. В конечном счете, это делает добычу геотермальной энергии из более глубоких резервуаров более осуществимой.

Геотермальная энергетическая инфраструктура имеет длительный срок службы

Геотермальные системы отопления и охлаждения имеют очень длительный срок службы по сравнению со многими другими решениями в области экологически чистой энергии.По оценкам Министерства энергетики США, срок службы тепловых насосов составляет 20 лет, а подземной инфраструктуры — до 50 лет.

Недостатки геотермальной энергии

Вот три важных недостатка геотермальной энергии:

  • Зависит от местоположения
  • Высокие первоначальные затраты
  • Может привести к нестабильности поверхности

Геотермальные электростанции можно строить только на определенных площадках

К сожалению, геотермальные электростанции нельзя строить нигде.Геотермальные резервуары с температурой выше 100°C обычно необходимы для большинства крупных геотермальных электростанций, и эти резервуары находятся только в определенных местах, обычно вблизи границ тектонических плит или горячих точек. Вот почему подавляющее большинство геотермальных электростанций США находится в Калифорнии: штат находится недалеко от зоны активного разлома, которая является частью самого большого «огненного кольца» вокруг Тихого океана. В других частях страны легко доступны геотермальные ресурсы с более низкой температурой, однако строительство электростанций часто невозможно.

Геотермальные установки имеют высокие первоначальные затраты на строительство

Стоимость развертывания геотермальных электростанций сильно смещена в сторону первоначальных затрат, так как нет затрат на покупку топлива после запуска станции. Согласно анализу LCOE, проведенному Lazard, первоначальные затраты на строительство геотермальной электростанции составляют от 4000 до 6000 долларов за киловатт-час (кВтч). Максимальная солнечная энергия в коммунальном масштабе достигает 1250 долларов за кВтч, а ветровая — 1550 долларов за кВтч, что делает геотермальную электроэнергию значительно дороже, чем другие распространенные возобновляемые варианты.Даже по сравнению с парогазовыми установками геотермальная энергия изначально в четыре-шесть раз дороже.

Высокие первоначальные затраты на разработку, связанные с геотермальными электростанциями, в значительной степени зависят от сложности и стоимости глубокого бурения земли для доступа к геотермальным резервуарам.

Геотермальные электростанции могут вызывать землетрясения

Строительство геотермальной электростанции включает глубокое бурение земли для выпуска горячего пара и/или воды, попавших в горные породы.Известно, что этот процесс вызывает нестабильность под землей, что может привести к землетрясениям на поверхности земли. Кроме того, геотермальные электростанции могут со временем вызывать медленное проседание почвы по мере истощения геотермальных резервуаров.


Различные плюсы и минусы геотермальной энергии

Температура в ядре Земли составляет примерно 7200 градусов по Фаренгейту. Это связано с распадом радиоактивных материалов миллионы лет назад.Высокая температура под поверхностью земли может производить огромное количество энергии, которая может производить несколько гигаватт электроэнергии. С технической точки зрения, геотермальная энергия — это возобновляемый источник энергии, который может производить энергию, пока существует Земля.

Геотермальная энергия является чистой, устойчивой, экологически чистой, рентабельной и надежной. Геотермальные энергетические ресурсы варьируются от мелководья до горячей воды и горячих камней, находящихся на глубине нескольких миль под поверхностью Земли.Его также можно найти глубже в недрах Земли из-за чрезвычайно высоких температур и давлений расплавленной породы, называемой магмой. В Соединенных Штатах большинство геотермальных резервуаров горячей воды расположено в западных штатах, на Аляске и на Гавайях.

Источник: Pixabay

Геотермальная энергия — это тип энергии, который действительно может облегчить компаниям получение того, что им нужно, без использования большого количества ископаемого топлива в процессе. В этой статье мы подробно рассмотрим некоторые из наиболее важных плюсов и минусов, связанных с использованием геотермальной энергии для вашего дома или для вашего бизнеса, когда речь идет об энергии .

Чем раньше мы начнем с альтернативных источников энергии и признаем, что ископаемое топливо делает нас менее безопасными как нация и более опасными как планета, тем лучше для нас будет. ~ ~ Линдси Грэм

Различные плюсы геотермальной энергии


1. Геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии

Геотермальная энергия извлекается из ядра Земли и будет доступна до тех пор, пока существует Земля. Следовательно, он возобновляем и может использоваться еще примерно 4-5 миллиардов лет.В то время как у ископаемого топлива есть срок годности, срок годности возобновляемых источников, таких как геотермальная энергия, не истечет в ближайшее время.

2. Экологичность

Геотермальная энергия экологична во всех аспектах ее производства и использования! На самом деле он известен тем, что оказывает наименьшее воздействие из всех источников энергии. Когда дело доходит до процесса разработки и производства, геотермальная энергия практически полностью безэмиссионна.

При производстве этого типа энергии не используется углерод.Кроме того, вся процедура может очистить от серы, которая, как правило, выбрасывалась из других процессов.

3. Топливо не требуется

Топливо вообще не используется при производстве и использовании энергии. Почему? Потому что этот процесс абсолютно не связан с добычей полезных ископаемых или транспортировкой, а это означает, что нет грузовиков, выбрасывающих дым и газ, а это означает, что процесс не так сильно влияет на атмосферу.

4. Геотермальная энергия доступна в изобилии

С геотермальной энергией не бывает нехватки или других проблем, которые иногда возникают с другими видами энергии.Они не подвержены тем же проблемам, что солнечная или ветровая энергия, а это означает, что у вас не будет дефицита, потому что погода не согласуется с тем, что вы хотите.

Существует практически безграничный запас. Он также по своей сути прост и надежен, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что это доставляет больше хлопот, чем оно того стоит.

5. Значительная экономия для домовладельцев

Количество домовладельцев, желающих использовать геотермальную энергию для отопления и охлаждения, значительно увеличилось.В результате на обогрев домов и офисов расходуется меньше энергии, что дает домовладельцам значительную экономию.

Сначала это может показаться дорогим, но 30-60% экономии на отоплении и 25-50% экономии на охлаждении могут покрыть эти затраты в течение нескольких лет. Геотермальный тепловой насос может помочь вам сэкономить достаточно денег на затратах на электроэнергию.

6. Самая маленькая площадь суши

Геотермальная энергия извлекает тепло из горячей воды, пар из горячей воды приводит в движение турбины, производящие электроэнергию.Для извлечения этой энергии требуется прокладка значительного количества трубопроводов под землей.

Но, благодаря инновациям в области технологий, геотермальная энергия имеет наименьшую площадь земли среди всех основных источников энергии в мире.

Цены очень конкурентоспособны. На данный момент геотермальная энергия довольно агрессивна с точки зрения затрат в некоторых областях, где она производится, поэтому вам нужно следить за тем, насколько она меняет мир энергии в тех областях, где она расположена.

7. Инновации в технологии

Когда дело доходит до зеленой энергии, геотермальная энергия является одним из первых изучаемых видов энергии. Для него постоянно появляются новые инновации, а это означает, что с течением времени, вероятно, будет легче справляться с некоторыми трудностями, связанными с технологией.

Также может производиться под землей. Появляющиеся новые инновации, как правило, гарантированно смогут использовать более низкие температуры и в будущих итерациях технологии.

8. Почти полное отсутствие шума

Геотермальная система работает по тому же принципу, что и морозильник или холодильник. Работает тихо. Это хорошая система для поддержания хороших отношений с соседями. Традиционные системы отопления и охлаждения производят много шума, который может раздражать вас и ваших соседей, вызывая ненужные разногласия.

9. Бесплатное производство горячей воды

В качестве дополнительного преимущества геотермальные системы могут производить часть, если не всю горячую воду, с более высокой эффективностью, чем традиционные методы.В вашей геотермальной системе выполняется простая модификация, позволяющая доставлять горячую воду, которую можно хранить в водонагревателе для последующего использования.

Кроме того, во время цикла охлаждения тепло, извлеченное из здания, направляется в водонагреватель, а не в землю. Это гарантирует вам бесплатную горячую воду, пока работает геотермальная система.

Источник: Pixabay

Различные минусы геотермальной энергии


1. Подходит для определенного региона

Все, что связано с геотермальной энергией, кажется очень далеким от всего, что находится в районе и вокруг него.Основные направления исключительно зависят от зоны, поэтому вы не можете найти геотермальную энергию за пределами этих областей. Кроме того, основные направления часто находятся далеко от городских районов, а это означает, что они практически бесполезны, когда речь идет о городах и тому подобном.

2. Геотермальная энергия имеет высокие первоначальные затраты

Для тех владельцев жилых домов, которые думают об использовании геотермальной энергии, высокие первоначальные затраты оказываются огромным препятствием. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от 10 000 до 20 000 долларов, что может окупиться еще через 5-10 лет за счет значительной экономии средств.

3. Стоимость питания насоса

Геотермальные тепловые насосы по-прежнему нуждаются в источнике питания, способном обеспечить их работу. Для работы насосов требуется электричество, которое может передавать энергию от ядра земли к дому. Домовладелец, который планирует стать зеленым, может использовать несколько солнечных панелей, которые могут питать тепловой насос, чтобы получать энергию из земного резервуара.

4. Геотермальная энергия может вызвать нестабильность поверхности

Геотермальная энергия печально известна тем, что вызывает землетрясения, поскольку установка геотермальных электростанций может изменить структуру земли.Процесс, называемый гидравлическим разрывом пласта, является неотъемлемой частью строительства крупномасштабной и эффективной электростанции с геотермальной системой, которая может вызывать землетрясения.

5. Экологические проблемы

Есть некоторые экологические проблемы. Использование воды является одной из самых больших проблем, потому что геотермальная энергия использует много воды в своих процессах и тому подобном. Существует также ряд различных соединений, которые попадают в воздух, воду и землю в результате процесса, включая выбросы диоксида серы и кремнезема, оба из которых могут нанести вред окружающей среде, если вы не будете осторожны с этим.

Иногда вам приходится сталкиваться с некоторыми техническими трудностями из-за того, как используется геотермальная энергия. Несчастья могут происходить из-за того, как далеко сила должна пройти, и иногда могут происходить ошибки, которые мешают энергии эффективно поступать к людям.

6. Необходимы высокие температуры

Этот процесс не совсем прост для вас. Бурение в нагретую породу чрезвычайно хлопотно. Чтобы начались геотермальные процессы, вам также необходимо, чтобы рассматриваемая область была не менее 350 градусов по Фаренгейту, иначе процессы могут происходить не так, как вы хотите.

7. Может выйти из строя

Геотермальное тепло, поступающее из нижележащего резервуара, может угаснуть или иссякнуть даже после многих лет активности. Сухой период может длиться десятилетиями, поэтому рекомендуется использовать тепло с осторожностью и не злоупотреблять им. Неправильное использование также может привести к плохому распределению тепла.

8. Вопросы устойчивого развития

Хотя большинство научных исследований предполагают, что геотермальные резервуары являются постоянными, некоторые исследования указывают на то, что они могут быть истощены, если вода извлекается быстрее, чем она может восполниться.Это может быть проблемой для отопления и охлаждения жилых помещений, поскольку геотермальная энергия используется для отопления и охлаждения домов иначе, чем на геотермальных электростанциях.

9. Затраты на распространение

В некоторых ситуациях объекты геотермальной энергии расположены дальше от населения, поэтому требуется обширная сеть распределительных систем. Это только добавляет общую стоимость создания геотермальной системы.

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Геотермальная энергия имеет несколько плюсов и минусов , которые делают ее идеальным источником энергии для конкретных регионов. Плюсы геотермальной энергии включают в себя пассивный источник энергии, экологичность и низкие эксплуатационные расходы после установки. Некоторые недостатков геотермальной энергии включают высокие первоначальные затраты, требование находиться рядом с источником геотермальной энергии и потребность в воде или паре.

Хотя ископаемое топливо было преобладающей формой энергии для общества на протяжении большей части истории, осознание его дефицита и связанного с ним ущерба окружающей среде побудило ученых и инженеров искать альтернативные формы энергии.Геотермальная энергия является одной из форм альтернативной энергии и использует энергию Земли для производства электроэнергии и обогрева домов.

Что такое геотермальная энергия?

Земля полна энергии. Глубоко под поверхностью Земли горячая магма движется, создавая тепловую энергию. Если вы когда-нибудь видели, как гейзер извергает горячую воду из глубины земли, или видели изображения вулкана, вы видели геотермальную энергию. Геотермальная энергия как отрасль означает поиск способов использования этой энергии и ее использования для обеспечения электроэнергией наших домов, офисных зданий и заводов.

Геотермальная энергетика работает путем извлечения либо горячей воды, либо пара из подземных геотермальных резервуаров, а затем использования пара для вращения турбин. Фото: EPA.gov, Public Domain

Чем ближе вы подходите к ядру Земли, тем выше становится температура. Ядро Земли имеет температуру около 7600°F (или 4200°C). В то время как часть этой магмы способна вырваться из центра земли и извергнуться из вулканов в виде лавы, большая часть магмы остается под землей и нагревает скалы под землей.Магма также нагревает подземные карманы с водой, что создает геотермальные резервуары. Существуют различные способы доступа к этим геотермальным резервуарам и извлечения геотермальной энергии для использования.

«Геотермальная энергия может очень быстро стать огромным источником энергии». — Дэвид Сузуки

Один из методов добычи геотермальной энергии — использование геотермальных электростанций. Это объекты, которые создаются для подачи нагретой воды из-под земли, затем они используют эту горячую воду и пар, который она производит, для выработки электроэнергии.Геотермальные электростанции используют различные методы для производства электроэнергии. Различные типы геотермальных электростанций включают штаны с бинарным циклом, установки мгновенного пара и установки сухого пара.

Исследователи ищут возможные места для геотермальной энергетики на Аляске. Фото: Frontier Ученые через Energy.gov, Public Domain

Геотермальные электростанции с бинарным циклом пропускают горячую воду из геотермальных рабочих резервуаров через теплообменник, который забирает тепло у воды и передает его промышленной жидкости с более низкой температурой кипения. .Нагрев этой промышленной жидкости создает пар, который вращает турбины и производит электричество. Между тем, как установки вторичного пара, так и установки сухого пара используют пар из горячей воды в геотермальных резервуарах для приведения в действие турбин. Установки сухого пара направляют сам пар в геотермальные резервуары, а установки мгновенного пара забирают часть воды, которая затем превращается в пар.

Другие методы использования геотермальной энергии включают геотермальные тепловые насосы и непосредственную геотермальную энергию.В случае прямой геотермальной энергии это означает перекачку горячей воды непосредственно из геотермальных резервуаров и прохождение ее через теплообменник для обогрева здания. Это возможно только тогда, когда геотермальный резервуар, например горячий источник, находится вблизи поверхности Земли. Геотермальный тепловой насос, напротив, использует систему труб под зданием для регулирования температуры в здании. Тепло от теплой воды может быть извлечено с помощью теплообменника и использовано для обогрева дома или других зданий, а летом процесс может быть обратным, и здание будет охлаждаться за счет протекающей под ним воды.

«Существует настоятельная необходимость прекратить субсидирование отрасли ископаемого топлива, резко сократить потери энергии и значительно переключить энергоснабжение с нефти, угля и природного газа на ветровую, солнечную, геотермальную и другие возобновляемые источники энергии». — Bill McKibben

Геотермальные электростанции предлагают множество преимуществ по сравнению с другими формами энергии, включая ископаемое топливо. В целом, они представляют собой гораздо более эффективный и чистый способ использования энергии, чем сжигание ископаемого топлива.Однако они также имеют некоторые недостатки.

Плюсы геотермальной энергии

Использование геотермальной энергии — это высокоэффективный процесс, который практически не производит выбросов, чрезвычайно надежен и возобновляем.

Геотермальная энергия Плюсы:

  • Это возобновляемый источник энергии
  • Высокоэффективное образование энергии
  • Не выделяет парниковых газов, таких как CO2
  • Долгосрочная экономия после установки
  • Низкие эксплуатационные расходы Надежный и богатый источник энергии

Возобновляемый

В отличие от ископаемого топлива, количество которого ограничено, геотермальная энергия является возобновляемой.Пока существует Земля, мы будем использовать геотермальную энергию. Это означает, что хотя запасы ископаемого топлива потенциально могут иссякнуть через несколько десятилетий, геотермальная энергия будет жизнеспособной формой энергии на миллиарды лет вперед.

Высокая эффективность

Использование геотермальной энергии чрезвычайно эффективно. Поскольку тепловую энергию можно легко извлечь из воды, ее можно использовать для производства электроэнергии и отопления домов с очень небольшими потерями энергии. Есть также несколько внешних затрат, связанных с геотермальной энергией, например, для использования геотермальной энергии из воды не требуется топливо.

Нет выбросов

Геотермальная энергия оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду при любом виде производства энергии. В процессе извлечения тепловой энергии из геотермальных резервуаров не происходит выбросов, а это означает, что его углеродный след практически равен нулю. При строительстве геотермальной электростанции может быть несколько выбросов.

«Это знаменательная возможность для всех, кто живет и работает на Юконе. Территория теперь на один шаг ближе к реализации потенциала геотермального тепла и электроэнергии для экономики, окружающей среды, первых народов, налогоплательщиков и предприятий.” — Элисон Томпсон

Значительная экономия

Использование геотермальной энергии может сэкономить домовладельцам значительную сумму денег. Отопительные и охлаждающие дома с трубами могут ежегодно сокращать счета за электроэнергию на 25–60 %, чего достаточно, чтобы компенсировать инвестиционные затраты на геотермальную систему отопления/охлаждения всего за несколько лет.

Надежность и изобилие

Другие формы альтернативной энергии, такие как солнечная энергия и энергия ветра, менее стабильны и надежны, чем геотермальная энергия.В то время как ветер может стихнуть, а солнце светит только часть дня, геотермальная энергия надежна и постоянна, что делает ее отличным способом удовлетворения базовых потребностей в энергии.

Минусы геотермальной энергии

Самые большие недостатки геотермальной энергии включают высокие первоначальные инвестиционные затраты, тот факт, что ее можно использовать только в определенных регионах, и то, что она может вызвать геологическую нестабильность.

Минусы геотермальной энергии:

  • Может быть установлен только в определенных местах, где есть геотермальный источник тепла
  • Высокие первоначальные инвестиции в строительство и установку вопросы
  • Иногда требуется сброс, который может нанести ущерб окружающей среде
  • Выход энергии может меняться во времени

Ограничено определенными районами

Геотермальная энергия возможна только в определенных регионах мира, где существуют геотермальные резервуары.Это очень похоже на то, что достаточные запасы газа и других ископаемых видов топлива существуют только в определенных регионах.

Высокая начальная цена

Те, кто заинтересован в использовании геотермальной энергии для охлаждения и обогрева своих домов, должны будут инвестировать от 10 000 до 20 000 долларов США. Хотя затраты окупятся примерно через 5-10 лет, начальные затраты могут быть непомерно высокими.

Создает нестабильность

Геотермальные электростанции могут создавать геологическую нестабильность.Гидравлический разрыв пласта — это процесс, используемый для получения геотермальной энергии, и он может вызывать землетрясения, изменяя фундаментальную структуру земли, на которой расположена электростанция.

Экологически опасные выбросы

Хотя геотермальная энергия не приводит к выбросу парниковых газов, процессы, связанные с созданием геотермальных электростанций, могут загрязнять окружающую среду. В процессе рытья геотермальных колодцев в атмосферу часто выбрасываются парниковые газы, и во время этого процесса также могут выделяться такие соединения, как кремнезем.

Проблемы устойчивого развития

Хотя геотермальная энергия обычно считается устойчивым ресурсом, чрезмерное использование геотермальных резервуаров может привести к их истощению. Геотермальные резервуары пополняются после того, как дождевая вода проникает в землю, но для того, чтобы эти резервуары были устойчивыми, их необходимо тщательно утилизировать, чтобы скорость использования не превышала скорость пополнения. Геотермальные электростанции должны тщательно управлять тем, как они используют геотермальные резервуары, чтобы они были действительно устойчивыми.

В конечном итоге геотермальная энергия обеспечивает чистую и возобновляемую энергию, но ее использование ограничено регионами с жизнеспособными геотермальными резервуарами.

О Даниэле Нельсоне PRO INVESTOR

Даниэль получил степень бакалавра и продолжает обучение на степень магистра в области взаимодействия человека с компьютером. Он надеется работать над проектами, объединяющими естественные и гуманитарные науки. Его опыт в области образования и обучения разнообразен, включая образование в области компьютерных наук, теории коммуникации, психологии и философии.Он стремится создавать контент, который обучает, убеждает, развлекает и вдохновляет.

10 Плюсы и минусы геотермальной энергии

Человечество открыло несколько возобновляемых источников энергии, которые имеют широкое применение. Мы используем солнечные панели, чтобы использовать энергию солнца, ветряные турбины, чтобы улавливать ветер, и приливные лагуны, чтобы использовать силу волн, но нам еще предстоит полностью использовать тепло Земли.

Вместо создания бесконечных полей солнечных батарей для улавливания солнечного излучения мы можем просто использовать тепло, которое Земля уже хранит в своей мантии (более 50% солнечного излучения, попадающего на планету, попадает в землю) для производства энергии. .Но тепло Земли исходит и из ее подземных слоев, таящих в себе живительное тепло далекого прошлого. Геологические слои между ядром и поверхностью действуют как естественные теплообменники, передающие высокие температуры на поверхность.

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Несмотря на потенциал, который демонстрирует геотермальная энергия, ученые все еще задаются вопросом, есть ли смысл инвестировать в эту необычную технологию, которая может охлаждать, нагревать или обеспечивать электричеством наши повседневные нужды.Мы кратко перечислили наиболее важные плюсы и минусы геотермальной энергии в нашей предыдущей статье, но сегодня мы хотели бы более подробно проанализировать все плюсы и минусы геотермальной энергии, чтобы определить, сможет ли геотермальная энергия стать надежным возобновляемым источником энергии в будущем. или стоит ли внедрять в меньших масштабах (например, в домах).

Преимущества геотермальной энергии

Чтобы начать наш список плюсов и минусов геотермальной энергии с положительной ноты, мы сначала перечислим преимущества и перейдем к недостаткам.

1. Геотермальная энергия является экологически чистой и возобновляемой

Когда мы спрашиваем себя «Каковы плюсы и минусы геотермальной энергии?» Первое, что приходит на ум, это, без сомнения, тот факт, что геотермальная энергия является экологически чистой и возобновляемой. Знание того, что геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, означает, что она никогда не иссякнет.

Поскольку тепло излучается изнутри ядра Земли, оно будет доступно до тех пор, пока существует планета, и позволит нам получать возобновляемую энергию с меньшими затратами, чем невозобновляемую энергию.

Геотермальная энергия также производит значительно меньшее загрязнение окружающей среды, чем ископаемое топливо или другие невозобновляемые формы энергии. На самом деле, геотермальные системы выделяют такое малое количество загрязняющих веществ, что удалось сэкономить почти шесть миллионов метрических тонн CO2.

«Общий вывод из всех исследований заключается в том, что выбросы и другие воздействия от геотермальных электростанций значительно ниже, чем от других форм производства электроэнергии».

Источник: Воздействие на окружающую среду, атрибуты и критерии осуществимости

Преимущества геотермальной энергии для окружающей среды:
  • Геотермальная энергия практически на 100 % свободна от выбросов (полностью отсутствует выброс углерода).
  • Геотермальная энергия имеет наименьший углеродный след из всех основных источников энергии.
  • Геотермальная энергия является предсказуемой формой энергии, потому что она зависит от возможностей нагрева и охлаждения Земли, которые никогда не колеблются.
  • Использование
  • E. улучшает качество воздуха и снижает выбросы парниковых газов.
  • Геотермальная энергия не требует для работы какого-либо вида топлива. Он не требует ручной выемки грунта и не требует транспортировки. Тот факт, что геотермальная энергия производится на месте, вероятно, является ключевым преимуществом для прокладки трубопровода из-под дома.

Хотя геотермальная энергия также имеет ряд негативных последствий для окружающей среды, которые мы обсудим ниже, они минимальны по сравнению с другими источниками энергии. Гидротермальные методы заслуживают бурных аплодисментов за их целостный вклад в более чистый и безопасный мир.

2. Геотермальная энергия надежна и доступна

Номер два в нашем списке плюсов и минусов геотермальной энергии — надежность. Сторонники этого возобновляемого источника энергии говорят, что это один из самых надежных источников энергии — запасы геотермальной энергии пополняются естественным образом и доступны в любое время года.В отличие от источников энергии ветра и солнца, которые зависят от непостоянных погодных условий, геотермальная энергия может обеспечить стабильное снабжение электричеством и теплом для предприятий и домов.

3. Технологии геотермальной энергии постоянно развиваются

Мы только начинаем изучать применение геотермальной энергии. Со временем появятся новые технологии, которые позволят электростанциям извлекать энергию при более низких общих температурах. Кроме того, инновационные решения в конечном итоге снизят стоимость геотермальных установок, сделав их более доступными для домовладельцев.Для сравнения, цены на ископаемое топливо постоянно растут из-за ограниченности ресурсов.

4. Геотермальная энергия стоит инвестиций

Номер три в нашем списке плюсов и минусов геотермальной энергии в отношении финансовых аспектов. Поскольку геотермальная энергия является относительно новой концепцией для частных домов, первоначальные затраты на установку такой системы огромны. Но для домовладельцев, которые могут выдержать эти первоначальные инвестиции, геотермальная энергия обеспечивает огромную пожизненную ценность за счет последовательной экономии энергии.Свидетельством этого значения являются примерно 100 000 геотермальных тепловых насосов, устанавливаемых в Соединенных Штатах каждый год.

Вытащив из кармана около 30 000 долларов на установку, вы увидите огромное снижение ежемесячных расходов. Со временем геотермальный тепловой насос сэкономит вам около 30-60% на отоплении и 20-50% на охлаждении. Геотермальные энергетические системы могут быть установлены как на новых, так и на существующих постройках. Тем не менее, вы должны отметить, что цены на модернизацию будут значительно выше, потому что модернизация требует значительных модификаций воздуховодов.

Рассчитаем стоимость использования геотермальной энергии для частных домов:

  • Стоимость питания насоса. Эти расходы чрезвычайно низки, поскольку тепловой насос будет использовать энергию земли для охлаждения и обогрева вашего дома. Вам нужно будет платить только за электроэнергию, используемую для работы системы.
  • Землепользование (для личного пользования) . Геотермальная энергетическая система требует довольно много места, потому что трубы должны располагаться горизонтально (установка труб по вертикали обходится дороже, поэтому вам нужно подумать, стоит ли это вложений).

Наконец, установка геотермальной системы стоит того, что она чрезвычайно долговечна. Подземные петли защищены от внешних факторов, таких как вандализм или переменчивая погода. Они также безопасны, поскольку не работают с резервуарами для хранения легковоспламеняющегося топлива или ископаемого топлива.

5. Небольшой участок земли (для промышленного использования)

Что касается номер 5 плюсов и минусов нашей геотермальной энергии, то мы занимаем площадь земли. По сравнению с другими формами энергии, возобновляемыми и невозобновляемыми, геотермальная энергия имеет наименьшую площадь земли на киловатт (кВт).Приблизительное землепользование геотермальными электростанциями колеблется от 53 до 367 акров. Это значение охватывает все виды деятельности, такие как разведка, строительство и бурение. Следует отметить, что большая часть земель рекультивируется после разведки, поэтому долгосрочное землепользование снижается еще больше.

Недостатки геотермальной энергии

Теперь, когда мы рассмотрели первый раздел плюсов и минусов геотермальной энергии, в частности, преимущества , давайте более подробно рассмотрим недостатки .

1. Высокие первоначальные затраты и другие финансовые вопросы

Деньги — корень всех зол. Причина, по которой внедрение геотермальной энергии происходит так медленно, заключается в ужасающих первоначальных затратах. Хотя верно то, что использование геотермальной энергии со временем снизит затраты, не многие домовладельцы готовы делать такие большие инвестиции. Помимо огромных первоначальных затрат, есть и другие финансовые соображения, которые вы должны понять, прежде чем решить, подходит ли вам геотермальная энергия:

  • Геотермальные установки — это не проект «сделай сам». Если вы хотите установить G.E. системы отопления в вашем доме вам потребуются профессиональные знания. Единственная проблема заключается в том, что технология все еще новая, поэтому есть несколько опытных установщиков. Потому что нет конкуренции, цены остаются высокими.
  • Установка разрушает ландшафт. В некоторых случаях установка вообще невозможна. Прокладка подземных труб требует тяжелого бурения, что приведет к негативному воздействию на ландшафт и почву (подробнее об этом ниже).

2. Вопросы охраны окружающей среды

Негативное воздействие геотермальной энергии на окружающую среду практически незначительно по сравнению с другими видами энергии, но оно существует. Вот список из 90 145 возможных 90 146 экологических опасностей, о которых вам нужно знать: 90 005

Пар геотермальной электростанции в Исландии

  • Высокий расход воды. Геотермальные процессы требуют много воды. Чтобы сбалансировать подземные запасы и облегчить производственные циклы, может понадобиться вода извне.Для уменьшения воздействия на окружающую среду предпочтительна чистая вода, но можно использовать и сточные воды.
  • Шумовое загрязнение является значительным.
  • Неустойчивость поверхности и проседание грунта (= постепенное оседание или опускание поверхности Земли из-за перемещения горных пород) . Геотермические процессы и установка (например, гидроразрыв пласта) могут привести к нестабильности поверхности и небольшим землетрясениям.
  • Производство воды с высоким содержанием минералов. Системы с открытым контуром выделяют в воздух незначительное количество нестабильных соединений (например, двуокись серы, аммиак, бор и кремнезем), которые могут нанести вред окружающей среде.

3. Проблемы устойчивости, если водохранилища не управляются должным образом

Эта проблема касается только геотермальных электростанций. Поскольку внешняя поверхность земли пористая, дождевая вода может просачиваться через почву в геотермальные резервуары (в течение нескольких сотен лет).

Согласно научным исследованиям, водохранилища могут быть истощены, если вода удаляется быстрее, чем восполняется.Для обеспечения устойчивости геотермальных установок вода должна периодически закачиваться в резервуар после того, как турбина выработает электричество.

Хорошая новость заключается в том, что при правильном управлении геотермальной энергией устойчивость не должна быть проблемой. Эта проблема никогда не возникнет для бытового геотермального охлаждения и отопления.

4. Требуются высокие температуры

В настоящее время технологии недостаточно развиты, чтобы геотермальные установки могли работать с водой при низких температурах.Процесс производства геотермальной энергии не совсем прост в исполнении. Для области, которая может быть рассмотрена для геотермальных процессов, вода в земле должна иметь температуру не менее 350 градусов по Фаренгейту. Более низкие температуры полезны только для совместного производства геотермальной электроэнергии в газовых и нефтяных скважинах.

Низкотемпературная геотермальная энергия получается из геотермальной жидкости, находящейся в земле при температуре 150ºC (300ºF) или ниже. Эти ресурсы обычно используются в приложениях прямого использования, таких как отопление зданий, но также могут использоваться для производства электроэнергии посредством геотермальных процессов с бинарным циклом.Источник: UCSUSA

5. Широко распространены, но подходят для определенных регионов

Несмотря на то, что горячие точки геотермальной энергии широко распространены, существуют определенные особенности, которые должны иметь район, чтобы его можно было рассматривать для промышленного использования. Поскольку геотермальная активность может вызвать небольшие землетрясения и оседание почвы, растения должны размещаться как можно дальше от населенных пунктов.

На этом мы завершаем наш список плюсов и минусов геотермальной энергии.Ни один источник энергии не идеален, и геотермальная энергия не является исключением из этого правила. Тем не менее, плюсы геотермальной энергии явно перевешивают минусы и демонстрируют, что эта форма возобновляемого источника энергии будет играть важную роль в будущем. Если вы нашли эти плюсы и минусы геотермальной энергии интересными, не стесняйтесь рассказать об этом своим друзьям и детям!

Источники изображения: Избранное изображение, 1, 2, 3, 4.

Геотермальная энергия: преимущества и недостатки — видео и стенограмма урока

Геотермальные тепловые насосы

Геотермальные тепловые насосы , также известные как геотермальные тепловые насосы, представляют собой системы, использующие стабильную температуру земли для обогрева и охлаждения зданий.В нескольких футах ниже поверхности земли температура круглый год держится на уровне около 50 градусов по Фаренгейту. Геотермальные тепловые насосы полагаются на эту относительно постоянную температуру как для обогрева, так и для охлаждения зданий.

Вода и другие жидкости циркулируют по петле подземных труб. Зимой тепло от земли втягивается в здание и циркулирует по системе воздуховодов. Летом происходит обратный процесс. Тепло здания улавливается циркулирующими в трубах жидкостями и передается в землю, помогая охлаждать здание.

Геотермальные электростанции

Геотермальные тепловые насосы показывают, как геотермальную энергию можно использовать для отопления, а также для производства электроэнергии. Геотермальные электростанции — это установки, преобразующие природное тепло земли в электричество. Эти установки бурят скважины в геотермальных резервуарах, чтобы доставлять горячую воду и пар из недр земли на поверхность. Все геотермальные электростанции используют пар для вращения турбин, прикрепленных к генераторам электроэнергии. Однако существует три различных типа геотермальных электростанций.Тот, который выбран для области, будет зависеть от температуры и давления доступного геотермального резервуара.

Сухая паровая установка использует пар непосредственно для вращения турбины. Эти системы используют очень мало воды, отсюда и название «сухие». Это самая старая и наименее сложная из трех конструкций, но поскольку это открытая система, она может выбрасывать в атмосферу опасные вещества, такие как сероводород.

Паровая установка мгновенного испарения перекачивает геотермальную воду высокого давления в резервуары низкого давления для получения мгновенного пара для вращения турбины.После того, как пар используется, он охлаждается и конденсируется обратно в воду и закачивается обратно в резервуар.

Установка с бинарным циклом использует геотермальную воду для нагрева вторичной жидкости, которая вращает турбину. Вы можете вспомнить этот термин, вспомнив, что «двоичный» относится к «двум компонентам». Установка с бинарным циклом основана на циклическом движении двух жидкостей — горячей воды и вторичной жидкости.

Преимущество установки с бинарным циклом заключается в том, что для выработки электроэнергии можно использовать геотермальную воду более низкой температуры.В этой системе умеренно горячая вода проходит через теплообменник, где она нагревает вторичную жидкость, имеющую более низкую температуру кипения, чем вода. Затем эта жидкость испаряется, чтобы вращать турбину.

Преимущества геотермальной энергии

Геотермальная энергия имеет множество преимуществ. Геотермальная энергия — это возобновляемая энергия, потому что после использования воды или пара их можно закачивать обратно в землю. Это тоже чистая энергия. Геотермальные электростанции, в отличие от установок, работающих на ископаемом топливе, не производят парниковых газов, которые могут нанести вред атмосфере.Геотермальная энергия безопасна для местной окружающей среды, потому что электростанции не требуют расчистки больших участков земли, перекрытия рек или добычи полезных ископаемых, как другие источники энергии.

Недорог в использовании. После установки геотермальной системы источник энергии можно использовать бесплатно, а поскольку в установках используется очень мало движущихся частей, затраты на техническое обслуживание, как правило, низкие. Это также снижает зависимость страны от импортируемой нефти, которая может быть непредсказуемой.

Недостатки геотермальной энергии

Несмотря на множество преимуществ, у геотермальной энергии есть и некоторые недостатки.Существует первоначальный барьер затрат, связанный с исследованием подходящих областей, строительством электростанции и бурением земли. Кроме того, поскольку этот источник энергии еще не получил широкого распространения, не хватает оборудования и квалифицированного персонала, что увеличивает первоначальные затраты. Геотермальная энергия требует подходящего места. Расположение геотермальной электростанции должно быть в районе с достаточной геотермальной активностью на достаточно мелкой глубине для легкого бурения.

В резервуарах может закончиться пар.Хотя причина не всегда известна, это может произойти, если температура падает или слишком много охлажденной воды закачивается обратно в резервуар. Несмотря на то, что производство геотермальной энергии не производит загрязняющих веществ, существует потенциальная опасность выброса опасных веществ. В процессе бурения могут выделяться газы и минералы, представляющие опасность для окружающей среды. Кроме того, геотермальную энергию нелегко транспортировать, и поэтому она подходит только для местного производства энергии и тепла.

Итоги урока

Давайте повторим. Геотермальная энергия — это тепло недр земли, которое можно использовать для отопления или для производства электроэнергии. Мы можем подключиться к геотермальным резервуарам , которые представляют собой подземные скопления горячей воды и пара для использования в отоплении и производстве электроэнергии.

Отопление может осуществляться с помощью геотермальных тепловых насосов , которые представляют собой системы, использующие стабильную температуру земли для обогрева и охлаждения зданий. Производство электроэнергии может осуществляться с помощью геотермальных электростанций , которые представляют собой объекты, преобразующие природное тепло земли в электричество.Существует три различных типа геотермальных электростанций. Установка сухого пара напрямую использует пар для вращения турбины.

Паровая установка мгновенного испарения перемещает геотермальную воду высокого давления в резервуары низкого давления для получения мгновенного пара для вращения турбины, а установка с бинарным циклом использует геотермальную воду для нагрева вторичной жидкости, которая вращает турбину.

Геотермальная энергия имеет множество преимуществ. Геотермальная энергия – это возобновляемая энергия. Это также чистая энергия, потому что она не производит парниковых газов.Геотермальная энергия безопасна для местной окружающей среды, а поскольку она использует бесплатное тепло земли, она недорога в использовании. Его также можно использовать внутри страны, что снижает зависимость страны от импортируемой нефти.

Недостатки геотермальной энергии включают первоначальный барьер затрат, связанный со строительством завода, и тот факт, что для геотермальной энергии требуется подходящее место с адекватной геотермальной активностью. В резервуарах может неожиданно закончиться пар, и существует потенциальная опасность выброса опасных веществ во время бурения.Наконец, геотермальную энергию нелегко транспортировать.

Результаты обучения

По завершении этого урока вы сможете:

  • Давать определение геотермальной энергии
  • Опишите преимущества и недостатки использования геотермальной энергии
  • Объясните, что такое геотермальные тепловые насосы и геотермальные электростанции
  • Перечислите и опишите три типа геотермальных электростанций

Плюсы и минусы геотермальной энергии: Возобновляемая ли она? (Пояснение)

По мере того, как мы продолжаем исследовать жизнеспособные, чистые источники энергии, геотермальная энергия находится на первом месте в списке.

Геотермальная энергия сильно отличается от более широко известных возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. Вместо того, чтобы использовать силу солнца, он черпает из внутреннего источника тепла Земли.

Электростанции, вырабатывающие геотермальную электроэнергию, используют пар, получаемый из естественных резервуаров с горячей водой, которые можно найти на несколько миль ниже поверхности Земли.

Думайте об этих резервуарах как о горячих источниках, только гораздо глубже в землю.

Горячая вода из этих бассейнов превращается в пар, который вращает турбину. Затем турбина приводит в действие генератор, который вырабатывает электричество.

Геотермальная энергия обладает огромным потенциалом для удовлетворения быстрорастущих потребностей населения в энергии.

Однако, как всегда, есть и недостатки, которые необходимо учитывать. Вы можете себе представить, что вытягивание энергии из-под поверхности Земли не так просто, как кажется людям.

Возникают осложнения, влияющие как на окружающую среду, так и на карманы тех, кто использует энергию.

Ниже мы более подробно обсудим плюсы и минусы геотермальной энергии.

Преимущества геотермальной энергии (Pros)

Геотермальная энергия — еще один возобновляемый, в основном экологически чистый источник энергии. Пока существует Земля, будет возможность черпать из ее внутреннего тепла.

Хотя природа геотермальной энергии часто является тем, что отличает ее от солнечной и ветровой, следует отметить еще одну вещь: геотермальная энергия очень надежна.

Солнечная и ветровая энергия считаются непредсказуемыми.Вы не всегда можете оценить, сколько энергии может быть произведено в данный день. Однако с геотермальной энергией все очень предсказуемо.

Это лишь некоторые из преимуществ геотермальной энергии. Давайте теперь рассмотрим это и многое другое более подробно.

1. Возобновляемый.

Пока существует Земля, геотермальная энергия будет использоваться. Это ставит ее в категорию возобновляемых источников энергии наряду с солнцем и ветром, и она будет существовать до тех пор, пока солнце не поглотит нас целиком примерно через 5 миллиардов лет.

Горячие резервуары, используемые для извлечения геотермальной энергии, являются природными ресурсами Земли. В отличие от ископаемого топлива, такого как уголь и природный газ, они естественным образом пополняются.

Это делает геотермальную энергию не только возобновляемой, но и устойчивой. В этом есть предостережение, которое мы обсудим в разделе «против», но по большей части он считается возобновляемым и устойчивым ресурсом.

2. В основном экологически чистый.

Геотермальную энергию чаще всего называют зеленым источником энергии.Это означает, что его воздействие на окружающую среду минимально.

Производство геотермальной энергии создает некоторое загрязнение, о чем мы поговорим позже в разделе «минусы». Однако его углеродный след довольно мал по сравнению с производством энергии из ископаемого топлива.

Независимо от того, верите вы в глобальное потепление или нет, прогресс в области геотермальной энергии станет важным кандидатом на роль долгосрочного энергетического решения Земли.

3. Надежный.

В отличие от солнца и ветра, геотермальная энергия является очень предсказуемым источником энергии.Геотермальные электростанции имеют выходную мощность, которую можно легко рассчитать с высокой степенью точности.

Нам не нужно беспокоиться о колебаниях ветра, пасмурных днях или полной темноте. Геотермальная энергия может производиться круглосуточно с минимальными перерывами.

Это очень важный фактор, который следует учитывать, и он означает, что геотермальная энергия приемлема для удовлетворения потребности в энергии базовой нагрузки. Проще говоря, людям требуется определенное количество энергии в течение дня, и геотермальная энергия может обеспечить ее без каких-либо проблем.

4. Не требует топлива.

Обычно, когда вы думаете об электростанциях, вы думаете, что им нужно много топлива. Это не относится к геотермальной энергии.

Подобно солнечной и ветровой энергии, геотермальная энергия производится природой. Он не потребляется, а скорее используется и преобразуется в электричество.

Это восходит к тому, что это возобновляемый и устойчивый источник энергии. Это также означает, что нам не нужно беспокоиться о такой деятельности, как добыча полезных ископаемых, которая сопряжена с высокой ценой загрязнения окружающей среды.

5. Сильный потенциал для домовладельцев.

За последние несколько лет значительно увеличился спрос на геотермальное отопление и охлаждение частных домов.

В качестве возобновляемого и экологически чистого источника энергии он оказался привлекательным для многих.

Несмотря на то, что начало работы может быть дорогостоящим, затраты обычно окупаются через несколько лет.

Насколько высоки в настоящее время ваши счета за электричество и газ в течение года? Если вы похожи на большинство, они обычно сильно меняются в зависимости от сезона.

Геотермальная энергия круглый год обеспечивает значительную экономию затрат как на отопление, так и на охлаждение. Опять же, вы просто должны быть готовы сделать первоначальные инвестиции.

6. Быстро развивающаяся технология.

Наравне с другими экологически чистыми источниками энергии, геотермальная энергия находится в авангарде исследований.

Продолжает появляться новая технология, улучшающая процесс производства энергии, что делает его более привлекательным вариантом с годами.

Есть ряд минусов, которые мы обсудим в следующих параграфах.Имейте в виду, что технологические достижения способны свести на нет некоторые из этих недостатков и потенциально превратить их в преимущества.

Будет интересно посмотреть, что может предложить общество, пока мы продолжаем углубляться в исследования геотермальной энергии.

Недостатки геотермальной энергии (минусы)

Как и у любого источника энергии, плюсы обычно сопровождаются минусами, именно поэтому мы составили эту статью.

Как вы можете себе представить, люди не имеют большого контроля над тем, где Земля решает спрятать свои резервуары с горячей водой.Это делает местоположение сложной проблемой.

Если добавить высокие первоначальные затраты, вероятность землетрясений (да, мы серьезно) и несколько проблем с устойчивостью, у вас возникнут споры об источниках энергии.

Эти и еще пара минусов, которые мы сейчас обсудим более подробно ниже.

1. Для конкретной зоны.

Вероятно, самым большим недостатком геотермальной энергии является то, что она невероятно зависит от местоположения. На самом деле у нас нет возможности выбирать, где строить геотермальные электростанции, что приводит к тому, что нам навязывают довольно неудобные места.

В результате есть только определенные зоны, где можно использовать геотермальную энергию. Чаще всего эти зоны находятся далеко от городов и поселков.

Это означает, что геотермальная энергия, вероятно, никогда не станет приемлемым вариантом для широкомасштабного производства энергии.

У него много преимуществ, если вы находитесь в районе, где его можно использовать, но помимо этого он очень тусклый.

2. Побочные эффекты окружающей среды.

Несмотря на то, что производство геотермальной энергии обычно не приводит к выбросу парниковых газов, под землей есть много газов, которые нельзя игнорировать.

В процессе копания эти газы часто выбрасываются в атмосферу. Да, это, как правило, происходит даже без вмешательства человека, но было показано, что выбросы выше в непосредственной близости от геотермальных электростанций.

В целом загрязнение, создаваемое геотермальными электростанциями, сегодня считается низким по сравнению с традиционными электростанциями, работающими на ископаемом топливе.

Хотя эти побочные эффекты окружающей среды считаются аферой, они и близко не имеют воздействия на источники энергии, которые мы используем сегодня.

3. Землетрясения.

Что? Да, вы правильно прочитали. Геотермальная энергия стала печально известной тем, что она вызывает землетрясения.

В любое время, когда вы имеете дело с тяжелыми работами глубоко под землей, существует возможность изменения ее структуры. Это может привести к тектоническим сдвигам, достаточно большим, чтобы вызвать землетрясения.

По большей части эти землетрясения не опасны из-за расположения большинства геотермальных электростанций. Тем не менее, любой тип стихийного бедствия обычно сопряжен с опасными для жизни несчастными случаями.

Другие источники энергии вообще не имеют этой проблемы, что может быть большим препятствием для сторонников геотермальной энергии.

4. Высокие первоначальные затраты.

При использовании геотермальной энергии необходимо учитывать высокую цену.

Во-первых, это стоимость строительства коммерческой электростанции. Подобно ядерным, они могут быть очень дорогими. Вы можете себе представить, что бурение скважин на несколько миль вглубь земли может быть довольно дорогим и трудоемким делом.

К сожалению, реальность такова, что геотермальная энергия изо всех сил пытается конкурировать с другими методами производства энергии.Несмотря на то, что вы экономите деньги, используя его в долгосрочной перспективе, высокие первоначальные затраты являются основным сдерживающим фактором.

Как и в случае с ветром, большинству пользователей геотермальной энергии предоставляются значительные субсидии на использование источника энергии. Пока технология не улучшится, это, вероятно, останется таковым, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет.

5. Проблемы устойчивого развития.

По большей части геотермальная энергия считается устойчивым источником энергии. Вот почему мы перечислили его высоко в разделе плюсов.

Мы производим геотермальную энергию, беря горячую воду из резервуаров Земли. Эти резервуары пополняются, когда дождевая вода спускается с поверхности.

Теоретически, если мы используем жидкость с большей скоростью, чем она заменяется, то в конечном итоге мы исчерпаем запасы. Это просто означает, что геотермальной энергией необходимо эффективно управлять.

Стоит отметить, что устойчивость важна только для геотермальных электростанций. Геотермальная энергия по-разному используется для отопления и охлаждения домов, поэтому это не является фактором.

Заключение

Надеюсь, теперь стало ясно, что долгосрочный план удовлетворения энергетических потребностей Земли — это не шоу одного человека. Это будет сочетание различных возобновляемых, чистых и экологически чистых источников энергии, которые мы сможем использовать для будущих поколений.

Геотермальная энергия, без сомнения, является одним из тех источников энергии, которые необходимо учитывать.

Помимо того, что он является возобновляемым и в основном устойчивым, он также очень надежен, не требует топлива и имеет большие преимущества для владельцев жилых домов.

Недостатки геотермальной энергии включают высокие первоначальные инвестиции, очень специфичную для местоположения энергию и некоторые потенциально опасные побочные эффекты для окружающей среды, включая землетрясения.

Прочитав списки плюсов и минусов, что вы думаете?

Ресурсы

Избранное изображение предоставлено: Национальная лаборатория Айдахо @ Flickr

.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.