Главная >  Потенциал энергии 

 

Геотермальные ресурсы и их добыч. Гидротермальные источники энергии делятся на водные, пароводяные и пар. Водные геотермальные источники энергии, одним из условий существования которых является наличие пласта горных пород, которые передают тепло, могут находиться на разной глубине. Давление в таких системах выше, чем атмосферное, поэтому вода может нагреваться выше 100 °С, выходя на поверхность в виде пароводяной смеси.

 

Всю природную теплоту, которая имеется в твердой, жидкой и газообразной составляющих земной коры, можно рассматривать как геотермальные ресурсы двух видов:
гидротермальные (пар, вода, газ);
петрогеотермальные (разогретые горные породы).

 

Петрогеотермальные источники расположены в тех районах земной коры, где нет воды. Использование таких источников тепловой энергии требует бурения параллельных буровых скважин, в одну из которых закачивается вода, тогда как другая используется для получения пара или горячей воды. Различают четыре основных типа геотермальной энергии:
нормальное поверхностное тепло земли, которое используется геотермальными тепловыми насосами;
гидротермальные системы, то есть резервуары пара, горячей или теплой воды возле самой поверхности земли (ныне для изготовления электроэнергии используются именно эти ресурсы);
глубокая пробковая теплота, которая содержится под поверхностью земли, но может не иметь воды;
энергия магмы, теплота, которая накоплена под вулканами и кальдерами (иногда магма частично бывает в расплавленном состоянии). Существует еще одна классификация - Международного энергетического агентства. Соответственно наиболее пригодные для промышленного использования источники геотермальной энергии делятся на 5 типов:
Месторождения геотермального сухого пара; они сравнительно легко разрабатываются, но встречаются довольно редко. Почти половина всех действующих в мире геоТЭС используют тепло этих источников.
Источники влажного пара - смеси горячей воды и пара; такие месторождения встречаются значительно чаще, однако в процессе их освоения появляется необходимость предотвращения коррозии оборудования геоТЭС и загрязнение окружающей среды (необходимо проводить удаления конденсата из-за высокой степень его засоленности).
Месторождения геотермальной воды, которые содержат горячую воду или пар и воду. Встречаются в соответствующих аномалиях и представляют собой так называемые геотермальные резервуары, которые получаются в результате наполнения подземных пустот водой атмосферных осадков; нагреваются магмой, которая находится вблизи.
Сухие горячие скальные породы, разогретые магмой; находятся на глубине 2 км и имеют наибольший ресурс энергии.
Магма представляет собой нагретые до 1300 °С расплавленные горные породы.

 

В пароводяных и паровых месторождениях водоносные пласты находятся между двумя водонепроницаемыми пластами: нижний передает тепло от мантии к воде, верхний предотвращает выход воды на поверхность Земли. При эксплуатации таких месторождений высвобождение пара и перегретой воды возможно только после бурения буровой скважины, после чего пар сам выходит на поверхность. Температура воды или пара в гидротермальных источниках зависит от расстояния до мантии и к горячим магматическим породам.

 

Все системы добычи теплоты делятся на три основные группы.

 

Добыча геотермальных ресурсов осуществляется с помощью систем, которые включают комплекс естественных или искусственных каналов и технических средств, обеспечивающих вывод теплоты из недр на земную поверхность. Основными элементами систем являются:
породные теплообменники рабочего горизонта;
раскрывающие каналы, которые соединяют рабочий горизонт с поверхностью;
подвижный теплоноситель, специальное подземное оборудование и технический комплекс на поверхности.

 

Вторую группу систем добычи теплоты образовывают системы с техногенными теплоносителями (нагнетаются на рабочий горизонт из земной поверхности). Одним из типов таких систем является подземная циркуляционная система (ПЦС), нагревание теплоносителя в которой осуществляется в природных или искусственных породах - теплообменниках. Природный геотермальный резервуар - это масса породы, которая растрескалась в земной коре и насыщена горячей водой или паром, при этом первый тип есть наиболее распространенным. Чтобы добыть воду или пар на поверхность, в резервуаре бурят буровые скважины. Размеры резервуаров - от нескольких тысяч кубических метров до нескольких кубических километров. Если вода достаточно горячая, она поднимается на поверхность естественным путем, при более низкой температуре может понадобиться насос. Аналогично природным искусственные теплообменники (геотермические котлы) - это участки массива горных пород с повышенной температурой, в которых искусственно, например взрывом, созданы пустоты, трещины и поры, которые образовывают довольно большую теплообменную поверхность и обеспечивают проницаемость подвижного теплоносителя. Циркуляция теплоносителя, которым, как правило, является вода, осуществляется через систему нагнетательных и эксплуатационных буровых скважин.

 

Первая группа представляет собой системы с естественными или эндогенными подвижными теплоносителями (термальные воды, пар, газ, магма), которые выходят на земную поверхность под действием собственного природного напора по природным или искусственным раскрытым каналам (буровым скважинам). Породные теплообменники этих систем - это пласты, линзы и локализованные участки пористых или треснувших осадных пород; участки интенсивной трещиноватости, отнесенные к замкам складок, тектонических покровам, тектонически подвижным зонам и глубинным разломам земной коры; карстовые пустоты и пустоты вилуживания. Такие теплообменники имеют разное распространение по площади и глубине. Возможны разнообразные объединения их размеров, форм и пространственной ориентации. Теплоносителями этих систем являются магма, гарячие газы, водный пар, газопаровые смеси, термальные воды.

 

 

Третью группу систем добычи теплоты составляют системы без подвижных теплоносителей. Сюда входят системы переноса теплоты по теплопроводным каналам, трансэнергетические системы с полупроводниковыми батареями и системы с химическими реакторами. В наше время для изготовления электроэнергии, теплообеспечения и бальнеологических целей используют в основном системы добычи теплоты с природным выходом термальных вод, то есть системы первой группы. Разрабатываются и исследуются в натурных условиях системы третьей группы.

 

 

Пути экономии энергии в ограждающих конструкциях и инженерном оборудовании зданий. Об энергосбережении и повышении. УТВЕРЖДАЮ. Аналитическая записка. Водні ресурси в Україні.

 

Главная >  Потенциал энергии 

0.0115