Геотермальна енергетика . екологічні аспекти будівництва і експлуатації геоес і геотес. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Геотермальна енергетика . екологічні аспекти будівництва і експлуатації геоес і геотес.



ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА . Екологічні аспекти будівництва і експлуатації ГеоЕС і ГеоТЕС Ге́отермальные электростанции в ка́честве ист́очника энергии исп́ользуют те́плоту зе́мных не́др. Изв́естно, что́ в сре́днем на́ ка́ждые 30—40 м в глу́бь Зе́мли те́мперату­ра́ во́зрастает на́ 1°С. Сле́довательно, на́ глу́бине 3— 4 км во́да за́кипает, а на́ глу́бине 10—15 км те́мпература Зе́мли до́стигает 1000—1200°С. В не́которых ча́стях пла́­не́ты те́мпература го́рячих ист́очников до́статочно вы́со­ка́я и в не́посредственной бли́зости от по́верхности. Эти ра́йоны на́иболее бла́гоприятны для́ со́оружения ге́отермальных ста́нций. Та́к, в Но́вой Зе́ландии на́ ге́отермальных ста́нциях вы́рабатывается 40% все́й электроэнергии, в Италии—6%. Зна́чительная до́ля электроэнергии при́­хо́дится на́ та́кие ста́нции и в ря́де дру́гих стра́н. В СССР для́ ря́да ра́йонов, на́пример Ка́мчатки и Ку́рильских ост́ровов, со́оружение ге́отермальных ста́н­ци́й мо́жет оказаться экономически опр́авданным. Та́к, на́ Ка́мчатке усп́ешно экс́плуатируется опытно-про́мыш­ле́нная ге́отермальная ста́нция. Обс́уждаются та́кже во́з­мо́жности исп́ользования де́йствующих ву́лканов на́ Ку́рильских ост́ровах. Стру́ктурная схе́ма ге́отермальной электростанции для́ ву́лканических ра́йонов при́ведена на́ ри́с. 3.13. Схе́­ма́ электростанции для́ ву́л­ка́нических ра́йонов, ра́спо­ла́гающих ре́сурсами те́рмальных во́д с те́мпературой 100°С на́ глу́бинах, до́ступ­ны́х для́ со́временной бу́ро­во́й те́хники, при́ведена на́ ри́с. 14.1.   Ри́с. 14.1. Схе́ма ге́отермальной электростанции для́ не́вулканических ра́йонов: 1 – сква́жина; 2 – ба́к-акќумулятор; 3 – ра́сширитель; 4 – ту́рбина; 3 – ге́нератор; 6 – гра́дирня; 7 – на́сос; 8 – сме́шивающий ко́нденсатор; 9,10 - на́сос   В бо́лее отд́аленном бу́­ду́щем пре́дполагается ис­по́льзование вы́сокотемпературных сло́ев ма́нтии (до́ 1000°С) для́ по́лучения па́ра, в ко́торый бу́дет пре́вра­ща́ться во́да, за́качиваемая в исќусственно со́зданные «ву́лканические» же́рла. Ра́зумеется, что́ по́лучаемая та́ким обр́азом энергия бу́дет «чи́стой» и не́ бу́дет вли́ять на́ би́осферу (огр́омная ма́сса ма́нтии пра́ктически ис­клю́чает вли́яние на́ ее со́стояние отб́ираемой те́плоты). Исп́ользование ге́отермальной энергии в со́временны усл́овиях в зна́чительной сте́пени за́висит от за́трат, н< обх́одимых для́ вы́вода на́ по́верхность ге́отермального те́плоносите́ля в ви́де па́ра или го́рячей во́ды. Все́ де́йствующие в на́стоящее вре́мя ге́отермальные электростанции ра́сполагаются в та́ких ра́йонах Зе́мли, в ко́торых те́мпература те́плоносите́ля до́стигает 150—360°С на́ глу́­би́нах, не́ пре́вышающих 2—5 км. В по́следнее вре́мя бо́лее инт́енсивно про́водятся по́­исќи участков Зе́мли с ми́нимальной глу́биной ра́споло­же́ния ге́отермальных ре́сурсов. На́ та́ких участках ре́н­та́бельно со́здание си́стем, осуществляющих те́плоснаб­же́ние и по́лучение электрической энергии.   Пра́ктически все́ ге́отермальные ист́очники со́держат при́меси в ви́де ра́зличных хи́мических элементов. Хи́ми­че́ская акт́ивность по́дземных те́плоносите́лей, в со́ставе ко́торых мо́гут бы́ть рту́ть, мы́шьяк, вы́зывает отр́ица­те́льные экологические эфф́екты, а та́кже усиливает ко́р­ро́зию ко́нструкционных ма́териалов энергетического оборудования. Изв́лечение хи́мических элементов до́ отб́ора те́плоты от те́плоносите́ля по́зволяет сни́зить экологическое вли́яние, уменьшить хи́мическую ко́рро­зи́ю и по́лучить це́нное сы́рье для́ хи́мической про́мыш­ле́нности. Та́к, в не́которых сква́жинах Южн́о-Ка́спий­ско́го ба́ссейна в 1 л во́ды со́держится, мг: сви́нца — 77, ци́нка — 5, ка́дмия — 2, ме́ди — 15.


  15. ИСП́ОЛЬЗОВАНИЕ ВО́ДНОЙ ЭНЕРГИИ ЗЕ́МЛИ   Три́ че́тверти зе́мной по́верхности за́нято во́дой, ли́шь одн́а че́тверть су́шей. По́этому че́ловека при́влекала про́блема по́лезного исп́ользования во́ды, в то́м чи́сле и в энергетике. Вре́мя при́менения ги́дравлических дви́гателей на́считывает бо́лее 2000 ле́т. Сна́чала ка́к ист́очник ме́ханической энергии исп́ользовались отд́ельные во́дяные ко́леса, за́тем отд́ельные во́дяные ту́рбины и, на́конец, ги́дростанции. В СССР на́считывается 775 ты́с. ре́к про́тяженностью бо́лее 5 млн. км. По́ ко́личеству и дли́не ре́к СССР за́нимает пе́рвое ме́сто в ми́ре. Их энергия, те́хнически при́годная к исп́ользованию, со́ставляет около 4000 млрд. кВт-ч. По́ за́пасам ги́дроэнерги́и СССР пре́восходит все́ стра́ны. На́пример, сле́дующие за́ СССР США́ и Бра́зилия имеют ги́дроэнергетические за́пасы, при́мерно в 1,6 ра́за ме́ньшие. Огр́омные ги́дроэнергетические ре́сурсы СССР ра́спределены не́равномерно. На́ Да́льнем Во́стоке и в Си́би­ри́ их 66% от общ́их. Это вы́двигает особые про́блемы. Энергия во́ды исп́ользуется на́ ги́дроэнергетических уст́ановках (РЭ́У). Су́ществует три́ осн́овных ви́да ГЭ́У: — ги́дроэлектрические ста́нции (ГЭ́С), ко́торые исп́ользуют энергию ре́к; — при́ливные электростанции (ПЭ́С), исп́ользующие энергию при́ливов и отл́ивов океанов и мо́рей; — ги́дроаккумулирующие ста́нции (ГА́ЭС), ко́торые мо́гут на́капливать и исп́ользовать энергию исќусственных во́доемов, озер. При́нципиальным пре́имуществом ГЭ́У по́ сра́внению с дру́гими электрическими ста́нциями явл́яется то́, что́ они исп́ользуют ве́чно во́зобновляемые энергетические ре́­су́рсы. На́ ТЭ́С сжи́гается то́пливо, на́ АЭС ра́сходуется ядерное то́пливо. На́ ГЭ́У исп́ользуется во́да, ко́торая по́лностью со́храняется. Ги́дроэнергетическим ре́сурсам не́ гро́зит исч́езновение от ра́боты ги́дроэнергетических уст́ановок.   Те́хнологическая схе́ма ра́боты ГЭ́У исќлючительно про́ста. Ест́ественные во́дные ре́сурсы ре́ки пре́образуются в ги́дроэнергетические ре́сурсы ГЭ́С с по́мощью стро́ительства ги́дротехнических со́оружений. Ги́дроэнергетические ре́сурсы исп́ользуются в ту́рбине и пре́вращаются в ме́ханическую энергию, ме́ханическая энергия исп́ользуется в ге́нераторе и пре́вращается в электрическую энергию.   16. ГИ́ДРОЭНЕРГЕТИКА И ВО́ДНОЕ ХО́ЗЯЙСТВО Во́дные ре́сурсы все́гда исп́ользуются в инт́ересах на́родного хо́зяйства, а не́ то́лько энергетики. Их исп́ользование имеет ко́мплексный ха́рактер. В чи́сло по́требителей и по́льзователей во́ды вхо́дят энергетика, во́дный тра́нспорт, ирр́игация, во́доснабжение, ры́бное хо́зяйство. По́чти ка́ждый ги́дроузел (за́ исќлючением ме́лких) со́здается в инт́ересах не́ то́лько энергетики, но́ и дру́гих отр́аслей на́родного хо́зяйства, при́чем их инт́ересы на́ходятся в сло́жном вза́имодействии. Во́зникает мно́жество во́просов: ка́к ра́спределить во́ду, на́копленную в во́дохранилище; ка́к ра́бота ГЭ́С отр́ажается на́ уровнях и ре́жиме ре́ки; ка́к во́дохранилище вли́яет на́ ры́бное хо́зяйство и мно́гие дру́гие. Ка́к Екологічні та економічні аспекти геотермальної енергетики бу́дет да́льше ра́звиваться ги́дроэнергетика ? На́ пе́рвый взгляд во́прос пре́дставляется стра́нным. Де́йствительно экономические по́казатели ГЭ́С впо́лне по́дходящие: се́бестоимость электроэнергии, про́изведенной ГЭ́С, го́раздо ни́же, че́м для́ ТЭ́С и АЭС, а ка́питальные вло́жения хо́тя и вы́ше, че́м для́ ТЭ́С, но́ ни́же, че́м для́ АЭС. Что́ ка́сается ре́сурсного обеспечения, то́ по́скольку ги́дроэнерги́я отн́осится к чи́слу во́сполняемых ист́очников энергии (ги́дроэнерги́я со́лнечного про́исхождения), по́д ре́сурсным обеспечением мо́жно по́нимать то́лько ма́кси­ма́льную (экономически опр́авданную) вы́работку элек­тро́энергии в го́д, ра́вную для́ все́й Зе́мли (ко́нечно, ве́сь­ма́ при́ближенно) 10 млрд. ту́т в го́д, т. е. при́мерно ра́вную все́му энергопотреблению ми́ра в на́стоящее вре́­мя́. Ги́дроэнергоресурсы Со́ветского Со́юза (та́кже экономически опр́авданные) со́ставляют около 12% ми́ровых. Та́ким обр́азом с ре́сурсами ги́дроэнерги́и де́ло обс́тоит бла́гополучно. Ка́к это ни́ стра́нно пре́дставляется на́ пе́рвый взгляд, со́оружение ГЭ́С мо́жет иметь отр́ицательные по́следствия экологического ха́рактера. К та́ким по́следствиям отн́осятся за́топление се́льскохозяйственных зе́мель и ле́сных угодий, изм́енение ест́ест́венного ре́жима ре́чного сто́ка и да́же кли́мата при́легающих те́рриторий. К со́жалению, пе́речисленные сто́роны де́ла да́леко не́ все́гда при́нимались ра́ньше во́ вни́мание. В ча́стности, по́ все́й ви́димо­сти́, не́оправданным явл́яется со́здание бо́льших во́дохранилищ   Ры́бинской, Ци́млянской и Ка́ховской ГЭ́С. Эти и не́которые дру́гие во́дохранилища имеют к то́му же́ бо́льшие пло́щади ме́лководья, отр́ицательно вли́яющие на́ ка́чество во́ды. Не́обходимо ска́зать, что́ ме́лководья, имеющиеся и на́ мно́гих дру́гих во́дохранилищах, вклю́чая во́лжские, явл́яются ве́сьма отр́ицательным явл́ением с экологиче­ско́й то́чки зре́ния. При́ стро́ительстве ГЭ́С в ра́йонах Си́бири и Да́льнего Во́стока бы́ло до́пущено за́топление бо́льших ле́сных пло́щадей бе́з пре́дварительной вы́рубки ле́са. Это отн́осится, в ча́стности, к Бра́тскому, Уст́ь-Илимскому и Са́яно-Шу́шенскому во́дохранилищам. Не́т не́обходимости го́ворить об отр́ицательных по́следствиях этого. Со́оружение пло́тин при́вело к бо́льшому ущербу для́ та́к на́зываемых про́ходных ры́б, ко́торые в по́ру икр́оме­та́ния по́днимаются вве́рх по́ ре́ке. Не́ бы́ло учт́ено, что́ со́оружение пло́тин ре́зко изм́еняет усл́овия су́ществова­ни́я ихт́иофауны: те́мпературный ре́жим, ка́чество во́ды, уровень, ко́рмовую ба́зу и мно́гое дру́гое. Ка́к же́ бы́ть да́льше? Мо́жет бы́ть, пре́кратить стро́ительство ГЭ́С? На́ на́ш взгляд, та́кое ре́шение бы́ло бы́ не́правильным. Ве́роятно, пра́вильным бы́ло бы́ уст́ановить та́кой по́рядок, ко́гда на́чалу стро́ительства но́вой ГЭ́С (вклю́чая на́чало про́ектирования и со́здания стро́ительной ба́зы) обязательно пре́дшествовала бы́ ра́зра́ботка те́хнико-экономического обоснования (ТЭ́О) и ра́ссмотрение его вы́сококвалифицированной вне́ведомственной ко́миссией. Ви́димо, та́кой по́рядок до́лжен бы́ть уст́ановлен не́ то́лько для́ ГЭ́С, но́ и для́ дру́гих про́мышленных со́оружений. В ча́стности, пре́жде че́м при́ступать к стро́ительству ГЭ́С, на́ че́м на́стаивают не́которые спе́циалисты-ги́дроэнергетики, сле́довало бы́ ра́зра́ботать ТЭ́О и ра́ссмот­ре́ть его в пре́дложенном вы́ше по́рядке. На́м ост́алось те́перь ска́зать не́сколько сло́в о ги́дроаккумулирующей электростанции (ГА́ЭС). Уст́ройство ГА́ЭС в при́нципе очень про́стое. Гла́вными ее элементами, ка́к по́казано на́ ри́сунке, явл́яются два́ ре́зервуара, ра́сположенные на́ ра́зных уровнях (ве́рхний и ни́жни́й), и на́сос-ту́рбина агр́егат, ко́торый мо́жет ра́ботать и ка́к на́сос, и ка́к ги́дравлическая ту́рбина. Агр́егат со́единен с мо́тором-ге́нератором, ко́торый в сво́ю очередь мо́жет ра́ботать и ка́к электрический дви́гатель для́ при́вода в де́йствие на́соса, и ка́к электрический ге́нератор. Геотермальна енергетика Основи екології Навчальні матеріали онлайн

Статьи

  • Екологічні та економічні аспекти геотермальної енергетики
  • Геотермальна енергетика
  • Геотермальна енергетика Основи екології Навчальні матеріали онлайн
  • Геотермальна енергія Альтернативная энергетика статьи и новости в мире и в Украине.
  • 2.8. Геотермальна енергетика Енергетика історія сучасність і майбутнє
  • Геотермальна енергетика
  • Можливі екологічні прояви геотермальної енергетики. Основну дію на довкілля геотермальні електростанції надають в період розробки родовища.
  • 9.3. Геотермальна енергія.
  • Перспективи геотермальної енергетики в україні. PDF
  • Геотермальна енергія реферати та учбові матеріали на