✖


Jump to content

Геотермальная энергия

(Перенаправлено с Геотермальной энергии )
Эта статья о тепловой энергии, вырабатываемой и хранящейся глубоко под землей. Информацию о тепловых насосах, используемых для отвода тепла на расстоянии до 300 метров/ярдов от поверхности, см. в разделе « Земляной тепловой насос» .
Пар поднимается над геотермальной электростанцией Несьявеллир в Исландии.
Геотермальный проект Имперской долины недалеко от Солтон-Си , Калифорния.
Часть серии о
Возобновляемая энергия

Геотермальная энергия – это тепловая энергия, добываемая из земной коры . Он сочетает в себе энергию образования планеты и радиоактивного распада . Геотермальная энергия использовалась в качестве источника тепла и/или электроэнергии на протяжении тысячелетий.

Например, геотермальное отопление с использованием воды из горячих источников использовалось для купания со времен палеолита и для обогрева помещений со времен Римской империи. Геотермальная энергия (производство электроэнергии из геотермальной энергии) используется с 20 века. В отличие от энергии ветра и солнца, геотермальные электростанции производят электроэнергию с постоянной скоростью, независимо от погодных условий. Геотермальных ресурсов теоретически более чем достаточно для удовлетворения энергетических потребностей человечества. Большая часть добычи происходит в районах вблизи границ тектонических плит .

Стоимость производства геотермальной энергии снизилась на 25% в течение 1980-х и 1990-х годов. [1] Технологические достижения продолжали снижать затраты и тем самым увеличивать количество жизнеспособных ресурсов. По оценкам Министерства энергетики США, в 2021 году электростанция, «построенная сегодня», будет стоить около 0,05 доллара за кВтч. [2]

В 2019 году во всем мире было доступно 13 900 мегаватт (МВт) геотермальной энергии. [3] По состоянию на 2010 год дополнительные 28 гигаватт обеспечивали тепло для централизованного теплоснабжения, отопления помещений, спа, промышленных процессов, опреснения и сельскохозяйственного применения. [4] По состоянию на 2019 год в отрасли работало около ста тысяч человек. [5]

Прилагательное «геотермический» происходит от греческих корней γῆ ( gê ), что означает «Земля», и θερμός ( термос ), что означает «горячий».

История

[ редактировать ]
Самый старый известный бассейн, питаемый горячим источником, построенный во времена династии Цинь в III веке до нашей эры.

Горячие источники использовались для купания, по крайней мере, со времен палеолита . [6] Самый старый известный спа-центр находится на месте дворца Хуацин Чи. В первом веке нашей эры римляне завоевали Акве-Сулис , ныне Бат, Сомерсет , Англия, и использовали тамошние горячие источники для снабжения общественных бань и полов с подогревом . Плата за вход в эти ванны, вероятно, представляет собой первое коммерческое использование геотермальной энергии. Старейшая в мире геотермальная система централизованного теплоснабжения в Шод-Эг , Франция, работает с 15 века. [7] Самая ранняя промышленная эксплуатация началась в 1827 году с использования пара гейзера для извлечения борной кислоты из вулканической грязи в Лардерелло , Италия.

В 1892 году первая в США система централизованного теплоснабжения в Бойсе, штат Айдахо , работала на геотермальной энергии. Он был скопирован в Кламат-Фолс, штат Орегон , в 1900 году. Первым в мире известным зданием, использующим геотермальную энергию в качестве основного источника тепла, был отель Hot Lake в округе Юнион, штат Орегон , начиная с 1907 года. [8] Геотермальная скважина использовалась для обогрева теплиц в Бойсе в 1926 году, а гейзеры использовались для обогрева теплиц в Исландии и Тоскане примерно в то же время. [9] Чарльз Либ разработал первый скважинный теплообменник в 1930 году для обогрева своего дома. Гейзерный пар и вода начали обогревать дома в Исландии в 1943 году.

Глобальная геотермальная электрическая мощность. Верхняя красная линия — установленная мощность; [10] нижняя зеленая линия — реализованная продукция. [4]

В 20 веке геотермальная энергия стала использоваться в качестве источника генерации. Принц Пьеро Джинори Конти испытал первый геотермальный генератор 4 июля 1904 года на паровом месторождении Лардерелло. Он успешно зажёг четыре лампочки. [11] В 1911 году здесь была построена первая в мире коммерческая геотермальная электростанция. Это был единственный промышленный производитель геотермальной энергии, пока Новая Зеландия не построила электростанцию ​​в 1958 году. В 2012 году она произвела около 594 мегаватт. [12]

В 1960 году компания Pacific Gas and Electric начала эксплуатацию первой в США геотермальной электростанции в Гейзерс в Калифорнии. [13] Оригинальная турбина прослужила более 30 лет и произвела полезную мощность 11 МВт . [14]

Электростанция с бинарным циклом была впервые продемонстрирована в 1967 году в СССР и представлена ​​в США в 1981 году. [13] Эта технология позволяет производить электроэнергию из ресурсов с гораздо более низкой температурой, чем раньше. установка бинарного цикла , производящая электроэнергию при рекордно низкой температуре 57 °C (135 °F). В 2006 году в Чена-Хот-Спрингс на Аляске была введена в эксплуатацию [15]

Ресурсы

[ редактировать ]
Усовершенствованная геотермальная система 1: Резервуар 2: Насосная станция 3: Теплообменник 4: Машинный зал 5: Производственная скважина 6: Нагнетательная скважина 7: Горячая вода для централизованного теплоснабжения 8: Пористые отложения 9: Наблюдательная скважина 10: Кристаллическая коренная порода

Земля имеет внутреннее теплосодержание 10 31 джоули (3·10 15  ТВтч ), около 20% из них — остаточное тепло от планетарной аккреции ; оставшаяся часть объясняется прошлым и нынешним радиоактивным распадом природных изотопов . [16] Например, в скважине глубиной 5275 м в рамках проекта United Downs Deep Geothermal Power Project в Корнуолле , Англия, был обнаружен гранит с очень высоким тория содержанием , чей радиоактивный распад , как полагают, приводит к высокой температуре породы. [17]

Внутренняя температура и давление Земли достаточно высоки, чтобы заставить часть горных пород плавиться и твердую мантию вести себя пластично. Части мантии поднимаются вверх, поскольку она легче окружающей породы. Температура на границе ядра и мантии может достигать более 4000 ° C (7230 ° F). [18]

Внутренняя тепловая энергия Земли течет к поверхности за счет проводимости со скоростью 44,2 тераватт (ТВт), [19] и пополняется за счет радиоактивного распада полезных ископаемых в размере 30 ТВт. [20] Эти мощности более чем вдвое превышают нынешнее потребление энергии человечеством из всех первичных источников, но большая часть этого потока энергии не подлежит восстановлению. Помимо внутренних тепловых потоков, верхний слой поверхности на глубине до 10 м (33 фута) летом нагревается солнечной энергией, а зимой охлаждается.

За исключением сезонных колебаний, геотермический градиент температур в земной коре составляет 25–30 ° C (77–86 ° F) на км глубины в большей части мира. Кондуктивный тепловой поток составляет в среднем 0,1 МВт/км. 2 . Эти значения намного выше вблизи границ тектонических плит, где кора тоньше. Они могут быть дополнительно дополнены сочетанием циркуляции жидкости через магматические каналы , горячие источники или гидротермальную циркуляцию .

Термический КПД и рентабельность производства электроэнергии особенно чувствительны к температуре. Приложения получают наибольшую выгоду от высокого естественного теплового потока, который легче всего получить от горячего источника . Следующий лучший вариант – пробурить скважину в горячий водоносный горизонт . Искусственный резервуар с горячей водой можно построить путем закачки воды в коренную породу с помощью гидравлического разрыва . Системы в этом последнем подходе называются усовершенствованными геотермальными системами . [21]

Оценки потенциала производства электроэнергии из геотермальной энергии на 2010 год варьируются в шесть раз: от 0,035 до 2 ТВт в зависимости от масштаба инвестиций. [4] Верхние оценки геотермальных ресурсов предполагают глубину скважин до 10 километров (6 миль), хотя скважины 20-го века редко достигали глубины более 3 километров (2 мили). [4] Скважины такой глубины распространены в нефтяной промышленности. [22]

Геотермальная энергия

[ редактировать ]
Основная статья: Геотермальная энергия
Установленная мощность геотермальной энергии, 2022 г. [23]

Геотермальная энергия – это электроэнергия, вырабатываемая из геотермальной энергии. Для этой цели использовались электростанции с сухим паром, мгновенным паром и электростанции с бинарным циклом. По состоянию на 2010 год геотермальная электроэнергия производилась в 26 странах. [24] [25]

По состоянию на 2019 год мировая мощность геотермальной энергии составила 15,4 гигаватт (ГВт), из которых 23,86 процента или 3,68 ГВт приходилось на США . [26]

Геотермальная энергия обеспечивает значительную долю электроэнергии в Исландии , Сальвадоре , Кении , на Филиппинах и в Новой Зеландии . [27]

Геотермальная энергия считается возобновляемой энергией, поскольку скорость извлечения тепла незначительна по сравнению с теплосодержанием Земли . [20] Выбросы парниковых газов геотермальных электростанций составляют в среднем 45 граммов углекислого газа на киловатт-час электроэнергии, или менее 5 процентов от выбросов угольных электростанций. [28]

Данные о прямом использовании, 2015 г.
Страна Мощность (МВт) 2015 г. [29]
Соединенные Штаты 17,415 .00
Филиппины 3 .00
Индонезия 2 .00
Мексика 155 .00
Италия 1,014 .00
Новая Зеландия 487 .00
Исландия 2,040 .00
Япония 2,186 .00
Иран 81 .00
Сальвадор 3 .00
Кения 22 .00
Коста-Рика 1 .00
Россия 308 .00
Турция 2,886 .00
Папуа-Новая Гвинея 0.10
Гватемала 2 .00
Португалия 35 .00
Китай 17,870 .00
Франция 2,346 .00
Эфиопия 2 .00
Германия 2,848 .00
Австрия 903 .00
Австралия 16 .00
Таиланд 128 .00
Установленная геотермальная электрическая мощность
Страна Мощность (МВт)
2022 [30] 		% национальных
электричество
производство [ нужна ссылка ] 		% глобальных
геотермальный
производство (2022) [31]
Соединенные Штаты 2,653 0.3 17.8
Индонезия 2,343 3.7 15.8
Филиппины 1,932 12 .0 12.3
Турция 1,691 13.0
Новая Зеландия 1,273 10 .0 8.6
Мексика 1,059 3 .0 7.1
Кения 949 11.2 6.4
Италия 772 1.5 5.2
Исландия 757 30 .0 5.1
Япония 431 0.1 2.9
Коста-Рика 263 14 .0 1.8
Иран
Сальвадор 204 25 .0 1.4
Никарагуа 153 10 .0 1.0
Россия 74 0.5
Папуа-Новая Гвинея 50 0.3
Гватемала 49 0.3
Германия 46 0.3
Чили
Гондурас 39 0.2
Португалия 29 0.2
Китай
Франция 16 0.1
Гваделупа 15 0.1
Хорватия 10 0.1
Эфиопия 7
Австрия 1
Австралия 0
Общий 14,877

Геотермальные электростанции традиционно строились на краях тектонических плит, где высокотемпературные геотермальные ресурсы достигают поверхности. Развитие электростанций с бинарным циклом и совершенствование технологий бурения и добычи позволяют усовершенствовать геотермальные системы в более широком географическом диапазоне. [21] Демонстрационные проекты действуют в Ландау-Пфальце , Германия, и Сульц-су-Форе , Франция, тогда как более ранний проект в Базеле , Швейцария, был остановлен из- за того, что он вызвал землетрясения . Другие демонстрационные проекты строятся в Австралии , Великобритании и США. [32] В Мьянме более 39 мест способны производить геотермальную энергию, некоторые из них находятся недалеко от Янгона . [33]

Геотермальное отопление

[ редактировать ]
Основная статья: Геотермальное отопление

Геотермальное отопление — это использование геотермальной энергии для обогрева зданий и воды для нужд человека. Люди делали это со времен палеолита. В 2004 году около семидесяти стран напрямую использовали в общей сложности 270 ПДж геотермального отопления. По состоянию на 2007 год 28 ГВт геотермального отопления удовлетворяли 0,07% мирового потребления первичной энергии. [4] Тепловая эффективность высока, поскольку преобразование энергии не требуется, но коэффициенты мощности обычно низкие (около 20%), поскольку тепло в основном требуется зимой.

Даже холодная земля содержит тепло: на глубине ниже 6 метров (20 футов) ненарушенная температура почвы постоянно находится на уровне средней годовой температуры воздуха. [34] который может быть извлечен с помощью геотермального теплового насоса .

Типы

[ редактировать ]

Гидротермальные системы

[ редактировать ]

Гидротермальные системы производят геотермальную энергию, получая доступ к естественным гидротермальным резервуарам. Гидротермальные системы бывают либо с преобладанием пара , либо с преобладанием жидкости .

Растения с преобладанием пара

[ редактировать ]

В Лардерелло и Гейзерах преобладает пар. На участках с преобладанием пара температура варьируется от 240 до 300 °C, что приводит к образованию перегретого пара.

Растения с преобладанием жидкости

[ редактировать ]

Резервуары с преобладанием жидкости (LDR) чаще встречаются с температурой выше 200 ° C (392 ° F) и встречаются возле вулканов в Тихом океане и вокруг него, а также в рифтовых зонах и горячих точках. Электростанции с вспышкой являются распространенным способом производства электроэнергии из этих источников. Пару из скважины достаточно для питания электростанции. Большинство скважин вырабатывают 2–10 МВт электроэнергии. Пар отделяется от жидкости с помощью циклонных сепараторов и приводит в действие электрогенераторы. Конденсированная жидкость возвращается в скважину для повторного нагрева/повторного использования. По состоянию на 2013 год крупнейшей жидкостной системой была Серро Прието в Мексике, которая генерирует 750 МВт электроэнергии при температуре, достигающей 350 ° C (662 ° F).

LDR с более низкой температурой (120–200 ° C) требуют откачки. Они распространены на территориях растяжения, где нагрев происходит за счет глубокой циркуляции вдоль разломов, например, на западе США и в Турции. Вода проходит через теплообменник в бинарной установке с циклом Ренкина . Вода испаряет органическую рабочую жидкость, которая приводит в движение турбину . Эти бинарные растения возникли в Советском Союзе в конце 1960-х годов и преобладают среди новых растений. Бинарные установки не имеют выбросов. [12] [35]

Инженерные геотермальные системы

[ редактировать ]

Инженерная геотермальная система — это геотермальная система, которую инженеры искусственно создали или усовершенствовали. Инженерные геотермальные системы используются в различных геотермальных резервуарах, которые имеют горячие породы, но недостаточное качество естественного резервуара, например, недостаточное количество геожидкости или недостаточную проницаемость или пористость породы, чтобы работать как естественные гидротермальные системы. Типы инженерных геотермальных систем включают улучшенные геотермальные системы , замкнутые или усовершенствованные геотермальные системы , а также некоторые геотермальные системы из сверхгорячих пород . [36]

Улучшенные геотермальные системы

[ редактировать ]
Основная статья: Улучшенная геотермальная система

Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) активно закачивают воду в скважины, которая нагревается и откачивается обратно. Вода закачивается под высоким давлением, чтобы расширить существующие трещины в породе и обеспечить свободный поток воды. Этот метод был адаптирован из методов гидроразрыва нефти и газа . Геологические образования более глубокие, и при этом не используются токсичные химикаты, что снижает вероятность ущерба окружающей среде. Вместо этого используются проппанты, такие как песок или керамические частицы, чтобы держать трещины открытыми и обеспечивать оптимальную скорость потока. [37] Бурильщики могут использовать наклонно-направленное бурение для увеличения размера резервуара. [12]

Небольшие EGS были установлены в Рейнском Грабене в Сульц-су-Форе во Франции, а также в Ландау и Инсхайме в Германии. [12]

Геотермальные системы с замкнутым контуром

[ редактировать ]
Основная статья: Геотермальная энергия с замкнутым контуром

Геотермальные системы с замкнутым контуром, иногда в просторечии называемые передовыми геотермальными системами (AGS), представляют собой инженерные геотермальные системы, содержащие подземную рабочую жидкость, которая нагревается в резервуаре с горячей породой без прямого контакта с порами и трещинами породы. Вместо этого подземная рабочая жидкость остается внутри замкнутого контура глубоко закопанных труб, передающих тепло Земли. Преимущества глубокого геотермального контура с замкнутым контуром включают в себя: (1) отсутствие необходимости в геожидкости, (2) отсутствие необходимости в том, чтобы горячая порода была проницаемой или пористой, и (3) вся введенная рабочая жидкость может рециркулироваться с помощью нулевые потери. [36] Ивор тм , канадский геотермальный стартап, опробовал свою систему с замкнутым контуром на неглубоких пластах мягких пород в Альберте, Канада. Геотермический градиент, расположенный внутри осадочного бассейна, оказался недостаточным для производства электроэнергии. Однако за первые два года работы система успешно произвела около 11 000 МВт-ч тепловой энергии». [38] [39]

Экономика

[ редактировать ]

Как и в случае с ветровой и солнечной энергией, геотермальная энергия имеет минимальные эксплуатационные расходы; преобладают капитальные затраты. На бурение приходится более половины затрат, и не все скважины добывают полезные ресурсы. Например, типичная пара скважин (одна для добычи и одна для нагнетания) в Неваде может производить 4,5 мегаватт (МВт), а ее бурение обходится примерно в 10 миллионов долларов, при этом уровень отказов составляет 20%, в результате чего средняя стоимость успешной скважины составляет 50 миллионов долларов. . [40]

Электростанция в Гейзерах

Бурение геотермальных скважин обходится дороже, чем бурение нефтяных и газовых скважин сопоставимой глубины по нескольким причинам:

  • Геотермальные резервуары обычно находятся в магматических или метаморфических породах, в которые труднее проникнуть, чем в осадочные породы типичных углеводородных резервуаров.
  • Порода часто трескается, что вызывает вибрации, повреждающие долота и другие буровые инструменты.
  • Порода часто бывает абразивной, с высоким содержанием кварца и иногда содержит высококоррозионные жидкости.
  • Порода горячая, что ограничивает использование скважинной электроники.
  • Обсадная колонна скважины должна быть зацементирована сверху вниз, чтобы противостоять тенденции обсадной колонны расширяться и сжиматься при изменении температуры. Нефтяные и газовые скважины обычно цементируются только внизу.
  • Диаметры скважин значительно больше, чем у типичных нефтяных и газовых скважин. [41]

По состоянию на 2007 год строительство станции и бурение скважин обходились примерно в 2–5 миллионов евро за МВт электрической мощности, а цена безубыточности составляла 0,04–0,10 евро за кВт·ч. [10] Усовершенствованные геотермальные системы, как правило, находятся на верхней границе этих диапазонов: капитальные затраты превышают 4 миллиона долларов США на МВт, а уровень безубыточности превышает 0,054 доллара США за кВт·ч. [42]

В период с 2013 по 2020 год частные инвестиции были основным источником финансирования возобновляемой энергетики , составляя примерно 75% от общего объема финансирования. Соотношение частного и государственного финансирования варьируется в зависимости от различных технологий использования возобновляемых источников энергии, что зависит от их рыночной привлекательности и готовности. В 2020 году геотермальная энергетика получила лишь 32% инвестиций из частных источников. [43] [44]

Социально-экономические преимущества

[ редактировать ]

В январе 2024 года был опубликован отчет Программы помощи в управлении энергетическим сектором (ESMAP) «Социально-экономические последствия развития геотермальной энергетики», в котором подчеркиваются существенные социально-экономические выгоды от развития геотермальной энергетики, которая значительно превосходит выгоды от ветровой и солнечной энергии, создавая примерно 34 рабочих места на каждого человека. мегаватт в различных секторах. В отчете подробно описывается, как геотермальные проекты способствуют развитию навыков посредством практического обучения на рабочем месте и формального образования, тем самым укрепляя местную рабочую силу и расширяя возможности трудоустройства. Это также подчеркивает совместный характер геотермального развития с местными сообществами , что приводит к улучшению инфраструктуры, программ повышения квалификации и моделей распределения доходов, тем самым расширяя доступ к надежному электричеству и теплу. Эти улучшения могут повысить производительность сельского хозяйства и продовольственную безопасность . В отчете также говорится о приверженности продвижению гендерного равенства и социальной интеграции путем предложения возможностей трудоустройства, образования и обучения недостаточно представленным группам, обеспечивая справедливый доступ к преимуществам геотермального развития. В совокупности эти усилия играют важную роль в стимулировании внутреннего экономического роста, увеличении бюджетных доходов и содействии более стабильной и разнообразной национальной экономике, а также предлагают значительные социальные выгоды, такие как улучшение здравоохранения, образования и сплоченности общества. [45]

Разработка

[ редактировать ]

Геотермальные проекты имеют несколько стадий развития. Каждый этап имеет связанные с ним риски. Многие проекты сворачиваются на этапах рекогносцировочных и геофизических исследований, непригодных для традиционного кредитования. На более поздних стадиях их часто можно финансировать за счет акционерного капитала. [46]

Отложения осадков

[ редактировать ]

Общая проблема, возникающая в геотермальных системах, возникает, когда система расположена в богатых карбонатами пластах. В таких случаях флюиды, извлекающие тепло из недр, часто растворяют обломки горных пород при их подъеме к поверхности, где они впоследствии охлаждаются. По мере охлаждения жидкостей растворенные катионы выпадают в осадок из раствора, что приводит к образованию кальциевых отложений – явление, известное как отложения кальцита. Такое отложение кальцита может привести к снижению скорости потока и вызвать необходимость простоя системы в целях технического обслуживания. [47]

Устойчивое развитие

[ редактировать ]

Геотермальная энергия считается устойчивой, поскольку извлекаемое тепло настолько мало по сравнению с содержанием тепла на Земле, которое примерно в 100 миллиардов раз превышает годовое мировое потребление энергии в 2010 году. [4] Тепловые потоки Земли не находятся в равновесии; Планета остывает в геологических масштабах времени. Антропное извлечение тепла обычно не ускоряет процесс охлаждения.

Кроме того, скважины можно считать возобновляемыми, поскольку они возвращают добытую воду в скважину для подогрева и повторной добычи, хотя и при более низкой температуре.

Замена использования материалов энергией позволила сократить воздействие человека на окружающую среду во многих сферах. Геотермальная энергия имеет потенциал для дальнейшего сокращения. Например, в Исландии имеется достаточно геотермальной энергии, чтобы отказаться от использования ископаемого топлива для производства электроэнергии, а также для обогрева тротуаров Рейкьявика и устранения необходимости посыпания песком. [48]

Производство электроэнергии в Поихипи, Новая Зеландия
Производство электроэнергии в Охааки, Новая Зеландия
Производство электроэнергии в Вайракей, Новая Зеландия

Однако необходимо учитывать местные эффекты отвода тепла. [20] В течение десятилетий отдельные скважины снижают местную температуру и уровень воды. На трех старейших участках - Лардерелло, Вайракей и Гейзерс - наблюдалось снижение добычи из-за местного истощения. Тепло и вода в неопределенных пропорциях извлекались быстрее, чем восполнялись. Снижение добычи и закачка дополнительной воды могут позволить этим скважинам восстановить первоначальную мощность. Такие стратегии были реализованы на некоторых объектах. Эти места продолжают обеспечивать значительную энергию. [49] [50]

Электростанция Вайракей была введена в эксплуатацию в ноябре 1958 года и достигла пиковой мощности в 173 МВт в 1965 году, но подача пара высокого давления уже прервалась. В 1982 году его мощность была понижена до среднего давления, а мощность — до 157 МВт. В 2005 году были добавлены две изопентановые системы мощностью 8 МВт, что увеличило мощность примерно на 14 МВт. Подробные данные были утеряны из-за реорганизаций.

Воздействие на окружающую среду

[ редактировать ]
Геотермальная электростанция на Филиппинах
Геотермальная станция Крафла на северо-востоке Исландии.

Жидкости, добытые из-под земли, содержат смесь газов, в частности углекислый газ ( CO
2 ), сероводород ( H
2 S ), метан ( CH
4 ) и аммиак ( NH
3 ). Эти загрязняющие вещества способствуют глобальному потеплению , кислотным дождям и неприятным запахам в случае их выброса. Существующие геотермальные электростанции выбрасывают в среднем 122 килограмма (269 фунтов) CO.
2 на мегаватт-час (МВт·ч) электроэнергии, что составляет небольшую долю интенсивности выбросов электростанций, работающих на ископаемом топливе. [51] [ нужно обновить ] Некоторые электростанции выбрасывают больше загрязняющих веществ, чем газовые электростанции, по крайней мере, в первые несколько лет, например, некоторые геотермальные электростанции в Турции . [52] Заводы, на которых наблюдается высокий уровень кислот и летучих химикатов, обычно оснащаются системами контроля выбросов для уменьшения выбросов. Новые новые технологии замкнутого цикла, разработанные Eavor, могут снизить эти выбросы до нуля. [38]

Вода из геотермальных источников может содержать в растворе следовые количества токсичных элементов, таких как ртуть , мышьяк , бор и сурьма . [53] Эти химические вещества выпадают в осадок при охлаждении воды и могут нанести вред окружающей среде в случае выброса. Современная практика возврата геотермальных жидкостей в Землю для стимулирования добычи имеет побочное преимущество, заключающееся в уменьшении воздействия на окружающую среду.

Строительство может отрицательно повлиять на стабильность земель. Проседание произошло на месторождении Вайракей. [7] Вместо этого в Штауфен-им-Брайсгау в Германии произошло тектоническое поднятие . Ранее изолированный слой ангидрита вступил в контакт с водой и превратил его в гипс, увеличив его объем вдвое. [54] [55] [56] Усовершенствованные геотермальные системы могут вызывать землетрясения в результате гидроразрыва пласта . Проект в Базеле , Швейцария, более 10 000 сейсмических событий силой до 3,4 балла по шкале Рихтера . был приостановлен, поскольку за первые 6 дней закачки воды произошло [57]

Производство геотермальной энергии требует минимальных требований к земле и пресной воде. Геотермальные электростанции используют 3,5 квадратных километра (1,4 квадратных миль) на гигаватт производства электроэнергии (не мощности) против 32 квадратных километров (12 квадратных миль) и 12 квадратных километров (4,6 квадратных миль) для угольных предприятий и ветряных электростанций соответственно. [7] Они используют 20 литров (5,3 галлона США) пресной воды на МВт·ч по сравнению с более чем 1000 литров (260 галлонов США) на МВт·ч для атомной энергетики, угля или нефти. [7]

Производство

[ редактировать ]

Филиппины

[ редактировать ]

Филиппины Филиппинский начали геотермальные исследования в 1962 году, когда институт вулканологии и сейсмологии обследовал геотермальный регион в Тиви, Албай . [58] Первая геотермальная электростанция на Филиппинах была построена в 1977 году и расположена в Тонгонане, Лейте . [58] Правительство Новой Зеландии заключило контракт с Филиппинами на строительство завода в 1972 году. [59] К геотермальному месторождению Тонгонан (TGF) добавились электростанции Верхний Махиао, Матлибог и Южный Самбалоран, в результате чего мощность составила 508 МВт. [60]

Первая геотермальная электростанция в регионе Тиви открылась в 1979 году, а две другие электростанции последовали за ней в 1980 и 1982 годах. [58] Геотермальное месторождение Тиви расположено примерно в 450 км от Манилы . [61] Три геотермальные электростанции в регионе Тиви производят 330 МВт, что ставит Филиппины позади США и Мексики по темпам роста геотермальной энергии. [62] На Филиппинах имеется 7 геотермальных месторождений, и они продолжают эксплуатировать геотермальную энергию, создав Филиппинский энергетический план на 2012–2030 годы, целью которого является производство 70% энергии страны к 2030 году. [63] [64]

Соединенные Штаты

[ редактировать ]

По данным Ассоциации геотермальной энергии (GEA), установленная геотермальная мощность в США выросла на 5%, или 147,05 МВт, в 2013 году. Это увеличение произошло за счет семи геотермальных проектов, производство которых началось в 2012 году. GEA пересмотрела свою оценку установленной мощности на 2011 год в сторону увеличения. на 128 МВт, в результате чего установленная геотермальная мощность США достигла 3386 МВт. [65]

Венгрия

[ редактировать ]

Муниципальное правительство Сегеда пытается сократить потребление газа на 50 процентов за счет использования геотермальной энергии для своей системы централизованного теплоснабжения. Сегедская геотермальная электростанция имеет 27 скважин, 16 теплоэлектростанций и 250 километров распределительных труб. [66]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Котран, Хелен (2002), Энергетические альтернативы , Greenhaven Press, ISBN  978-0737709049 [ нужна страница ]
  2. ^ «Часто задаваемые вопросы по геотермальной энергии» . Energy.gov.ru . Проверено 25 июня 2021 г.
  3. ^ «Возобновляемые источники энергии 2020: Отчет о глобальном состоянии. Глава 01; Глобальный обзор» . РЕН21 . Проверено 2 февраля 2021 г.
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Фридлейфссон, Ингвар Б.; Бертани, Руджеро; Хюнгес, Эрнст; Лунд, Джон В.; Рагнарссон, Арни; Рыбач, Ладислав (11 февраля 2008 г.). О. Хомейер и Т. Триттин (ред.). «Возможная роль и вклад геотермальной энергии в смягчение последствий изменения климата» (PDF) . Обзорное совещание МГЭИК по конференции по возобновляемым источникам энергии, материалы . Любек, Германия: Межправительственная группа экспертов по изменению климата: 59–80. Архивировано из оригинала (PDF) 8 марта 2010 г. Проверено 6 апреля 2009 г.
  5. ^ «IRENA – В 2019 году численность геотермальной рабочей силы в мире достигнет 99 400 человек» . Подумайте о GeoEnergy — Новости геотермальной энергии . 2 октября 2020 г. Проверено 04 октября 2020 г.
  6. ^ Катальди, Раффаэле (август 1992 г.), «Обзор историографических аспектов геотермальной энергии в Средиземноморье и Мезоамериканских регионах до современной эпохи» (PDF) , Ежеквартальный бюллетень Geo-Heat Center , vol. 18, нет. 1, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, стр. 13–16, заархивировано из оригинала (PDF) 18 июня 2010 г. , получено 1 ноября 2009 г.
  7. ^ Перейти обратно: а б с д Лунд, Джон В. (июнь 2007 г.), «Характеристики, разработка и использование геотермальных ресурсов» (PDF) , Ежеквартальный бюллетень Geo-Heat Center , том. 28, нет. 2, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, стр. 1–9, заархивировано из оригинала (PDF) 17 июня 2010 г. , получено 16 апреля 2009 г.
  8. ^ Кливленд, Катлер Дж. (2015), «Предисловие к первому изданию» , Энергетический словарь , Elsevier, стр. 291, номер домена : 10.1016/b978-0-08-096811-7.50035-4 , ISBN  9780080968117 , получено 7 августа 2023 г.
  9. ^ Диксон, Мэри Х.; Фанелли, Марио (февраль 2004 г.), Что такое геотермальная энергия? , Пиза, Италия: Istituto di Geoscienze e Georisorse, заархивировано из оригинала 26 июля 2011 г. , получено 17 января 2010 г.
  10. ^ Перейти обратно: а б Бертани, Руджеро (сентябрь 2007 г.), «Мировая геотермальная генерация в 2007 году» (PDF) , Ежеквартальный бюллетень Geo-Heat Center , том. 28, нет. 3, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, стр. 8–19 , получено 12 апреля 2009 г.
  11. ^ Тивари, штат Джорджия; Госал, МК (2005), Возобновляемые энергетические ресурсы: основные принципы и применение , Alpha Science, ISBN  978-1-84265-125-4 [ нужна страница ]
  12. ^ Перейти обратно: а б с д Мур, Дж. Н.; Симмонс, С.Ф. (2013), «Больше силы снизу», Science , 340 (6135): 933–4, Bibcode : 2013Sci...340..933M , doi : 10.1126/science.1235640 , PMID   23704561 , S2CID   206547980
  13. ^ Перейти обратно: а б Лунд, Дж. (сентябрь 2004 г.), «100 лет производства геотермальной энергии» (PDF) , Ежеквартальный бюллетень Geo-Heat Center , том. 25, нет. 3, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, стр. 11–19, заархивировано из оригинала (PDF) 17 июня 2010 г. , получено 13 апреля 2009 г.
  14. ^ Макларти, Линн; Рид, Маршалл Дж. (1992), «Геотермальная промышленность США: три десятилетия роста» (PDF) , Источники энергии, Часть A , 14 (4): 443–455, doi : 10.1080/00908319208908739 , заархивировано из оригинала ( PDF) от 16 мая 2016 г. , получено 5 ноября 2009 г.
  15. ^ Эркан, К.; Холдманн, Г.; Бенуа, В.; Блэквелл, Д. (2008), «Понимание геотермальной системы Чена-Хот-Флопе-Спрингс, Аляска, с использованием данных о температуре и давлении», Geothermics , 37 (6): 565–585, doi : 10.1016/j.geothermics.2008.09.001
  16. ^ Тюркотт, ДЛ; Шуберт, Г. (2002), Геодинамика (2-е изд.), Кембридж, Англия, Великобритания: Издательство Кембриджского университета, стр. 136–137, ISBN  978-0-521-66624-4
  17. ^ «Юнайтед Даунс – Геотермальная Инжиниринг Лтд.» . Архивировано из оригинала 8 марта 2022 г. Проверено 5 июля 2021 г.
  18. ^ Лэй, Торн; Хернлунд, Джон; Баффет, Брюс А. (2008), «Тепловой поток на границе ядра и мантии», Nature Geoscience , 1 (1): 25–32, Бибкод : 2008NatGe...1...25L , doi : 10.1038/ngeo.2007.44
  19. ^ Поллак, Х.Н.; С. Дж. Хертер; Дж. Р. Джонсон (1993). «Тепловой поток из недр Земли: анализ глобального набора данных». Преподобный Геофиз . 30 (3): 267–280. Бибкод : 1993RvGeo..31..267P . дои : 10.1029/93RG01249 .
  20. ^ Перейти обратно: а б с Рыбач, Ладислав (сентябрь 2007 г.). «Геотермальная устойчивость» (PDF) . Ежеквартальный бюллетень Геотеплового центра . 28 (3). Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона: 2–7. Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2012 г. Проверено 9 мая 2009 г.
  21. ^ Перейти обратно: а б Тестер, Джефферсон В.; и др. (2006), Будущее геотермальной энергии (PDF) , том. Влияние усовершенствованных геотермальных систем (Egs) на Соединенные Штаты в 21 веке: оценка, Айдахо-Фолс: Национальная лаборатория Айдахо, Массачусетский технологический институт , стр. 1–8–1–33 (резюме), ISBN  978-0-615-13438-3 , заархивировано из оригинала (PDF) 10 марта 2011 г. , получено 7 февраля 2007 г.
  22. ^ Фик, Михаил; Билецкий Владимир; Аббуд, Мохаммед (25 мая 2018 г.). «Оценка ресурса геотермальной электростанции в условиях эксплуатации каменноугольных месторождений Днепровско-Донецкой впадины» . Сеть конференций E3S . 60 : 00006. Бибкод : 2018E3SWC..6000006F . doi : 10.1051/e3sconf/20186000006 – через www.e3s-conferences.org.
  23. ^ «Установленные мощности геотермальной энергетики» . Наш мир в данных . Проверено 15 августа 2023 г.
  24. ^ Ассоциация геотермальной энергии. Геотермальная энергия: Обзор международного рынка , май 2010 г., стр. 4-6.
  25. ^ Басам, Насир Эль; Мегаард, Пребен; Шлихтинг, Марсия (2013). Распределенная возобновляемая энергия для автономных сообществ: стратегии и технологии достижения устойчивости в производстве и поставке энергии . Ньюнес. п. 187. ИСБН  978-0-12-397178-4 .
  26. ^ Рихтер, Александр (27 января 2020 г.). «10 крупнейших геотермальных стран 2019 года – по установленной генерирующей мощности (МВт)» . Подумайте о GeoEnergy – Новости геотермальной энергии . Проверено 19 февраля 2021 г.
  27. ^ Крейг, Уильям; Гэвин, Кеннет (2018). Геотермальная энергетика, системы теплообмена и энергетические котлы . Лондон: Издательство ICE. стр. 41–42. ISBN  9780727763983 .
  28. ^ Мумау, В.; Бургерр, П.; Хит, Г.; Ленцен, М.; Нюбоер, Дж.; Вербрюгген, А. «2011: Приложение II: Методология» (PDF) . МГЭИК: Специальный доклад о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата . п. 10.
  29. ^ Лунд, Джон В.; Бойд, Тоня Л. (апрель 2015 г.), «Всемирный обзор прямого использования геотермальной энергии за 2015 г.» (PDF) , Материалы Всемирного геотермального конгресса 2015 г. , том. 60, с. 66, Bibcode : 2016Geoth..60...66L , doi : 10.1016/j.geothermics.2015.11.004 , получено 27 апреля 2015 г.
  30. ^ Перейти обратно: а б «Статистика возобновляемых источников энергии, 2023 год» (PDF) . ИРЕНА . 7 января 2021 г. с. 42 (54 PDF) . Проверено 21 января 2024 г.
  31. ^ Рассчитано из [30]
  32. ^ Бертани, Руджеро (2009). Поповски, К.; Врановская А.; Поповска Василевска, С. (ред.). «Геотермальная энергия: обзор ресурсов и потенциала» (PDF) . Материалы Международной конференции по национальному развитию использования геотермальной энергии .
  33. ^ Дюбайн, Дэвид (ноябрь 2015 г.), «Геотермальная энергия в Мьянме обеспечивает электроснабжение для развития восточной границы» (PDF) , журнал Myanmar Business Today : 6–8
  34. ^ «Средняя годовая температура воздуха | MATT | Температура грунта | Возобновляемая энергия | Межсезонная теплопередача | Солнечные тепловые коллекторы | Геотермальные тепловые насосы | Возобновляемое охлаждение» . www.icax.co.uk. ​
  35. ^ «Низкотемпературные и совместно добываемые геотермальные ресурсы» . Министерство энергетики США.
  36. ^ Перейти обратно: а б «Глоссарий супергорячей рок-энергии» . Оперативная группа по чистому воздуху . Проверено 29 ноября 2023 г.
  37. ^ «Действительно ли необходим проппант при гидроразрыве пласта для геотермальных месторождений?» . JPT . 16 марта 2023 г. Проверено 11 февраля 2024 г.
  38. ^ Перейти обратно: а б «Демонстрационный проект Eavor-Loop» . Природные ресурсы Канады . 24 апреля 2019 г. Проверено 10 февраля 2024 г.
  39. ^ Тэйвс, Мэтью (11 января 2020 г.). «Демонстрационный проект Eavor-Lite» (PDF) .
  40. ^ Geothermal Economics 101, Экономика геотермальной электростанции с бинарным циклом мощностью 35 МВт , Нью-Йорк: Glacier Partners, октябрь 2009 г., заархивировано из оригинала 1 мая 2010 г. , получено 17 октября 2009 г.
  41. ^ Фингер, Джей Ти; Бланкеншип, Д.А. (декабрь 2010 г.). «Справочник по передовому опыту геотермального бурения, отчет Sandia SAND2010-6048» (PDF) . Сандианские национальные лаборатории.
  42. ^ Саньял, Субир К.; Морроу, Джеймс В.; Батлер, Стивен Дж.; Робертсон-Тейт, Энн (22–24 января 2007 г.). «Стоимость электроэнергии из усовершенствованных геотермальных систем» (PDF) . Материалы Тридцать второго семинара по разработке геотермальных резервуаров . Стэнфорд, Калифорния.
  43. ^ «Глобальный ландшафт финансирования возобновляемой энергетики 2023» . www.irena.org . 22 февраля 2023 г. Проверено 21 марта 2024 г.
  44. ^ «Глобальный ландшафт финансирования возобновляемой энергетики до 2023 года» (PDF) . Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) . Февраль 2023.
  45. ^ Программа помощи в управлении энергетическим сектором (ESMAP) (19 января 2024 г.). «Публикация: Геотермальная энергия: раскрытие социально-экономической выгоды» . Репозиторий открытых знаний Всемирного банка . Проверено 6 апреля 2024 г.
  46. ^ «Делойт», Министерство энергетики (15 февраля 2008 г.). «Отчет о стратегиях снижения геотермальных рисков». Управление энергоэффективности и геотермальной программы по возобновляемым источникам энергии .
  47. ^ Бу, Сяньбяо; Цзян, Куньцин; Ван, Сяньлун; Лю, Сяо; Тан, Сяньфэн; Конг, Яньлун; Ван, Линбао (01 сентября 2022 г.). «Анализ накипи карбоната кальция и полевой эксперимент по борьбе с накипью» . Геотермия . 104 : 102433. doi : 10.1016/j.geothermics.2022.102433 . ISSN   0375-6505 .
  48. ^ Берг, Георг (10 мая 2022 г.). «Под прикрытием» . Рассказы Теллеррана (на немецком языке) . Проверено 23 июля 2022 г.
  49. ^ Тейн, Ян А. (сентябрь 1998 г.), «Краткая история проекта геотермальной энергетики Вайракей» (PDF) , Ежеквартальный бюллетень Geo-Heat Center , том. 19, нет. 3, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, стр. 1–4, заархивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 г. , получено 2 июня 2009 г.
  50. ^ Аксельссон, Гудни; Стефанссон, Валгардур; Бьернссон, Гримур; Лю, Цзиуронг (апрель 2005 г.), «Устойчивое управление геотермальными ресурсами и их использование на 100–300 лет» (PDF) , Материалы Всемирного геотермального конгресса 2005 г. , Международная геотермальная ассоциация , получено 17 января 2010 г.
  51. ^ Бертани, Руджеро; Тейн, Ян (июль 2002 г.), на геотермальной электростанции CO 2 « Обследование выбросов » , IGA News (49): 1–3, заархивировано из оригинала 26 июля 2011 г. , получено 17 января 2010 г.
  52. ^ Тут Хаклидир, Фусун С.; Байтар, Каан; Кекеви, Мерт (2019), Кудрат-Улла, Хасан; Каял, Аймен А. (ред.), «Глобальные методы улавливания и хранения CO2 и новый подход к сокращению выбросов геотермальных электростанций с высокими выбросами CO2: пример Турции», Изменение климата и динамика энергетики на Ближнем Востоке : Моделирование и решения на основе моделирования , Понимание сложных систем, Springer International Publishing, стр. 323–357, doi : 10.1007/978-3-030-11202-8_12 , ISBN  9783030112028 , S2CID   133813028 , выбросы CO2 от геотермальных электростанций варьируются от 900 до 1300 г/кВтч.
  53. ^ Баргагли, Р.; Катенил, Д.; Неллил, Л.; Олмастронил, С.; Загарезе, Б. (1997), «Воздействие выбросов микроэлементов геотермальных электростанций на окружающую среду», Токсикология загрязнения окружающей среды , 33 (2): 172–181, doi : 10.1007/s002449900239 , PMID   9294245 , S2CID   30238608
  54. ^ «Штауфен: Трещины: Надежда на Штауфена: Процессы отеков спадают» . badische-zeitung.de . Проверено 24 апреля 2013 г.
  55. ^ «Перезапуск объяснения» . NAV_NODE Портал DLR . Архивировано из оригинала 8 мая 2020 г. Проверено 5 августа 2022 г.
  56. ^ «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ - Численная геотехника» . www.interaction.eu . Проверено 5 августа 2022 г.
  57. ^ Дайхманн, Н.; Может; Бетманн; Эрнст; Эванс; Способный; Сады; сельдь; Дома; и др. (2007), «Сейсмичность, вызванная закачкой воды для стимуляции геотермального резервуара в 5 км ниже города Базель, Швейцария», Американский геофизический союз , 53 : V53F–08, Бибкод : 2007AGUFM.V53F..08D
  58. ^ Перейти обратно: а б с Сассман, Дэвид; Джавеллана, Самсон П.; Бенавидес, Пио Дж. (1 октября 1993 г.). «Развитие геотермальной энергетики на Филиппинах: обзор» . Геотермия . Специальный выпуск «Геотермальные системы Филиппин». 22 (5): 353–367. Бибкод : 1993Geoth..22..353S . дои : 10.1016/0375-6505(93)90024-H . ISSN   0375-6505 .
  59. ^ Ратио, Марнел Арнольд; Габо-Ратио, Джиллиан Айра; Табиос-Хиллебрехт, Анна Лия (2019), Манцелла, Адель; Внучка Агнес; Пеллицоне, Анна (ред.), «Филиппинский опыт развития геотермальной энергетики» , «Геотермальная энергия и общество» , Конспекты лекций по энергетике, том. 67, Чам: Springer International Publishing, стр. 10–11. 217–238, doi : 10.1007/978-3-319-78286-7_14 , ISBN  978-3-319-78286-7 , S2CID   134654953 , получено 29 мая 2022 г.
  60. ^ Дачилло, Дэниел Б.; Колорадо, Мэри Хейзел Б.; Андрино, Ромео П. младший; Алькобер, Эдвин Х.; Ста. Ханна, Фрэнсис Ксавьер; Малате, Рамончито Седрик М. (25–29 апреля 2010 г.). «Геотермальное месторождение Тонгонан: преодоление проблем 25 лет добычи» (PDF) .
  61. ^ Фронда, Ариэль Д.; Марасиган, Марио К.; Лазаро, Ванесса С. (19–25 апреля 2015 г.). «Геотермальное развитие на Филиппинах: новости о стране» (PDF) .
  62. ^ Алькарас, AP «Развитие геотермальной энергетики - благо для усилий Филиппин по обеспечению энергетической независимости» (PDF) . Проверено 29 мая 2022 г.
  63. ^ Куси, Альфонсо Г. «Обновление энергетического плана Филиппин на 2012–2030 годы» (PDF) . Проверено 29 мая 2022 г.
  64. ^ Хэнсон, Патрик (12 июля 2019 г.). «Обзор геотермальной страны: Филиппины» . Геоэнергетический маркетинг . Проверено 29 мая 2022 г.
  65. ^ Обновление GEA, выпуск 2013 г. , Geo-energy.org, 26 февраля 2013 г. , получено 9 октября 2013 г.
  66. ^ «Уникальное использование геотермальной энергии в Сегеде» . Венгерский консерватор.com .
[ редактировать ]
Найдите геотермальную энергию в Викисловаре, бесплатном словаре.
На Wikimedia Commons есть средства массовой информации, связанные с геотермальной энергией .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geothermal_energy&oldid=1233281341"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4bc5aa2cf84cf862786e5b3db6c0b176__1720413840
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4b/76/4bc5aa2cf84cf862786e5b3db6c0b176.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Geothermal energy - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)