Տեխնիկական գիտությունների դոկտոր ՎՐԱ. Երդվում եմ, պրոֆեսոր,
Ռուսաստանի տեխնոլոգիական գիտությունների ակադեմիայի ակադեմիկոս, Մոսկվա

Վերջին տասնամյակների ընթացքում աշխարհը դիտարկում է Երկրի խորը ջերմության էներգիայի առավել արդյունավետ օգտագործման ուղղությունը՝ բնական գազի, նավթի և ածուխի մասնակի փոխարինման նպատակով: Դա հնարավոր կդառնա ոչ միայն բարձր երկրաջերմային պարամետրերով տարածքներում, այլեւ ցանկացած տարածքներում։ երկրագունդըներարկման և արտադրական հորեր հորատելիս և դրանց միջև շրջանառության համակարգեր ստեղծելիս.

Աշխարհում վերջին տասնամյակների ընթացքում ավելացած էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրների նկատմամբ հետաքրքրությունը պայմանավորված է ածխաջրածնային վառելիքի պաշարների սպառմամբ և մի շարք խնդիրների լուծման անհրաժեշտությամբ։ բնապահպանական խնդիրները. Օբյեկտիվ գործոնները (հանածո վառելիքի և ուրանի պաշարները, ինչպես նաև ավանդական կրակի և միջուկային էներգիայի հետևանքով առաջացած միջավայրի փոփոխությունները) թույլ են տալիս պնդել, որ էներգիայի արտադրության նոր մեթոդների և ձևերի անցումն անխուսափելի է։

Համաշխարհային տնտեսությունը ներկայումս գնում է դեպի անցում դեպի ավանդական և նոր էներգիայի աղբյուրների ռացիոնալ համադրությանը։ Երկրի ջերմությունը նրանց մեջ զբաղեցնում է առաջին տեղերից մեկը։

Երկրաջերմային էներգիայի պաշարները բաժանվում են հիդրոերկրաբանական և նավթաերկրաջերմային: Դրանցից առաջինները ներկայացված են ջերմային կրիչներով (կազմում են երկրաջերմային էներգիայի ընդհանուր ռեսուրսների միայն 1%-ը)՝ ստորերկրյա ջրեր, գոլորշու և գոլորշի-ջուր խառնուրդներ։ Երկրորդը տաք ապարներում պարունակվող երկրաջերմային էներգիան է:

Բնական գոլորշու և երկրաջերմային ջրերի արդյունահանման համար մեր երկրում և արտերկրում կիրառվող շատրվանային տեխնոլոգիան (ինքնաթափումը) պարզ է, բայց ոչ արդյունավետ: Ինքնահոսող հորերի հոսքի ցածր արագությամբ, դրանց ջերմային արտադրությունը կարող է փոխհատուցել հորատման ծախսերը միայն ջերմային անոմալիաների տարածքներում բարձր ջերմաստիճան ունեցող երկրաջերմային ջրամբարների փոքր խորության վրա: Շատ երկրներում նման հորերի ծառայության ժամկետը չի հասնում նույնիսկ 10 տարվա:

Միաժամանակ փորձը հաստատում է, որ բնական գոլորշու ծանծաղ կոլեկտորների առկայության դեպքում երկրաջերմային էլեկտրակայանի կառուցումը երկրաջերմային էներգիայի օգտագործման ամենաշահավետ տարբերակն է։ Նման ԳեոՋԷԿ-երի շահագործումը ցույց է տվել դրանց մրցունակությունը այլ տեսակի էլեկտրակայանների համեմատությամբ։ Հետևաբար, երկրաջերմային ջրերի և գոլորշու հիդրոթերմների պաշարների օգտագործումը մեր երկրում Կամչատկայի թերակղզում և Կուրիլյան շղթայի կղզիներում, Հյուսիսային Կովկասի շրջաններում, ինչպես նաև, հնարավոր է, այլ տարածքներում, նպատակահարմար և ժամանակին է: Բայց գոլորշու հանքավայրերը հազվադեպ են, նրա հայտնի և կանխատեսվող պաշարները փոքր են։ Ջերմային և հոսանքի ջրի շատ ավելի տարածված հանքավայրերը միշտ չէ, որ գտնվում են սպառողին բավական մոտ՝ ջերմամատակարարման օբյեկտին: Սա բացառում է դրանց արդյունավետ օգտագործման մեծ մասշտաբների հնարավորությունը։

Հաճախ մասշտաբների դեմ պայքարի հարցերը վերածվում են բարդ խնդրի։ Երկրաջերմային, որպես կանոն, հանքայնացված աղբյուրների օգտագործումը որպես ջերմային կրիչ հանգեցնում է հորատանցքերի գերաճի` երկաթի օքսիդով, կալցիումի կարբոնատով և սիլիկատային գոյացություններով: Բացի այդ, էրոզիոն-կոռոզիայի և մասշտաբի խնդիրները բացասաբար են անդրադառնում սարքավորումների աշխատանքի վրա: Խնդիրը նաև հանքայնացված և թունավոր կեղտաջրեր պարունակող կեղտաջրերի արտանետումն է: Ուստի ամենապարզ շատրվանային տեխնոլոգիան չի կարող հիմք ծառայել երկրաջերմային ռեսուրսների համատարած զարգացման համար։

Տարածքում նախնական հաշվարկներով Ռուսաստանի Դաշնություն 40-250 °C ջերմաստիճանով, 35-200 գ/լ աղիությամբ և մինչև 3000 մ խորությամբ ջերմային ջրերի կանխատեսվող պաշարները կազմում են 21-22 մլն մ3/օր, ինչը համարժեք է այրման 30-40 մլն. տոննա համարժեք վառելիք: տարում։

Կամչատկա թերակղզում և Կուրիլյան կղզիներում 150-250 °C ջերմաստիճանով գոլորշու-օդ խառնուրդի կանխատեսված պաշարները կազմում են 500 հազար մ3/օր։ և ջերմային ջրերի պաշարները 40-100 ° C ջերմաստիճանով - 150 հազար մ3 / օր:

Զարգացման համար առաջնահերթ են համարվում մոտ 8 մլն մ3/օր թողունակությամբ ջերմային ջրերի պաշարները, մինչև 10 գ/լ աղիությամբ և 50 °C-ից բարձր ջերմաստիճանով:

Ապագայի էներգիայի համար շատ ավելի մեծ նշանակություն ունի ջերմային էներգիայի, գործնականում անսպառ նավթաերկրաջերմային ռեսուրսների արդյունահանումը։ Այս երկրաջերմային էներգիան, որը պարփակված է պինդ տաք ապարների մեջ, կազմում է ստորգետնյա ջերմային էներգիայի ընդհանուր պաշարների 99%-ը։ Մինչև 4-6 կմ խորության վրա 300-400 °C ջերմաստիճան ունեցող զանգվածներ կարելի է գտնել միայն որոշ հրաբուխների միջանկյալ խցիկների մոտ, սակայն 100-150 °C ջերմաստիճան ունեցող տաք ժայռերը տարածված են գրեթե ամենուր: այս խորություններում և 180-200 °C ջերմաստիճանով Ռուսաստանի բավականին զգալի հատվածում։

Միլիարդավոր տարիներ Երկրի ներսում միջուկային, գրավիտացիոն և այլ գործընթացներ առաջացել և շարունակում են առաջանալ ջերմային էներգիա. Դրա մի մասը ճառագայթվում է արտաքին տարածություն, իսկ ջերմությունը կուտակվում է խորքերում, այսինքն. Երկրային նյութի պինդ, հեղուկ և գազային փուլերի ջերմային պարունակությունը կոչվում է երկրաջերմային էներգիա:

Ներերկրային ջերմության շարունակական առաջացումը փոխհատուցում է դրա արտաքին կորուստները, ծառայում է որպես երկրաջերմային էներգիայի կուտակման աղբյուր և որոշում նրա ռեսուրսների վերականգնվող մասը։ Ընդերքի ընդհանուր ջերմային հեռացումը դեպի երկրի մակերեսըեռապատիկ աշխարհում էլեկտրակայանների ներկայիս հզորությունը և գնահատվում է 30 TW:

Այնուամենայնիվ, պարզ է, որ վերականգնվող հնարավորությունները միայն սահմանափակ են բնական ռեսուրսներ, իսկ երկրաջերմային էներգիայի ընդհանուր ներուժը գործնականում անսպառ է, քանի որ այն պետք է սահմանվի որպես Երկրին հասանելի ջերմության ընդհանուր քանակություն։

Պատահական չէ, որ վերջին տասնամյակների ընթացքում աշխարհը դիտարկում է Երկրի խորը ջերմության էներգիայի առավել արդյունավետ օգտագործման ուղղությունը՝ բնական գազը, նավթը և ածուխը մասամբ փոխարինելու նպատակով։ Դա հնարավոր կդառնա ոչ միայն բարձր երկրաջերմային պարամետրերով տարածքներում, այլև երկրագնդի ցանկացած տարածքում՝ ներարկման և արտադրական հորեր հորատելիս և դրանց միջև շրջանառության համակարգեր ստեղծելիս։

Անշուշտ, ապարների ցածր ջերմահաղորդականությամբ, շրջանառության համակարգերի արդյունավետ աշխատանքի համար, անհրաժեշտ է ունենալ կամ ստեղծել ջերմափոխանակման բավականաչափ զարգացած մակերես ջերմահեռացման գոտում։ Նման մակերեսը հաճախ հանդիպում է ծակոտկեն գոյացություններում և բնական կոտրվածքի դիմադրության գոտիներում, որոնք հաճախ հանդիպում են վերը նշված խորություններում, որոնց թափանցելիությունը թույլ է տալիս կազմակերպել հովացուցիչ նյութի հարկադիր ֆիլտրում ապարների էներգիայի արդյունավետ արդյունահանմամբ, ինչպես նաև արհեստականորեն ստեղծել Ջերմափոխանակման ընդարձակ մակերեսը ցածր թափանցելի ծակոտկեն զանգվածներում հիդրավլիկ ճեղքվածքով (տես նկարը):

Ներկայումս հիդրավլիկ ճեղքվածքն օգտագործվում է նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ՝ որպես ջրամբարների թափանցելիության բարձրացման միջոց՝ նավթի հանքավայրերի զարգացման մեջ նավթի արդյունահանումը ուժեղացնելու համար: Ժամանակակից տեխնոլոգիաթույլ է տալիս ստեղծել նեղ, բայց երկար ճեղք, կամ կարճ, բայց լայն: Հայտնի են մինչև 2-3 կմ երկարությամբ կոտրվածքներով հիդրավլիկ կոտրվածքների օրինակներ։

Ներառված հիմնական երկրաջերմային ռեսուրսների արդյունահանման ներքին գաղափարը կոշտ ռոք, արտահայտվել է 1914 թվականին Կ.Ե.Ցիոլկովսկու կողմից, իսկ 1920 թվականին երկրաջերմային շրջանառության համակարգը (GCC) տաք գրանիտե զանգվածում նկարագրել է Վ.Ա. Օբրուչեւը։

1963-ին Փարիզում ստեղծվեց առաջին GCC-ը, որը ջերմություն էր հանում ծակոտկեն ձևավորման ապարներից՝ «Հեռարձակման քաոս» համալիրի տարածքներում ջեռուցման և օդորակման համար: 1985 թվականին Ֆրանսիայում արդեն գործում էր 64 GCC՝ 450 ՄՎտ ընդհանուր ջերմային հզորությամբ՝ տարեկան մոտավորապես 150,000 տոննա նավթի խնայողությամբ։ Նույն թվականին ԽՍՀՄ-ում Գրոզնի քաղաքի մոտակայքում գտնվող Խանկալայի հովտում ստեղծվեց առաջին նման GCC-ը։

1977 թվականին ԱՄՆ-ի Լոս Ալամոսի ազգային լաբորատորիայի նախագծով Նյու Մեքսիկո նահանգի Ֆենթոն Հիլլ տարածքում սկսվեցին փորձնական GCC-ի փորձարկումները գրեթե անթափանց զանգվածի հիդրավլիկ կոտրվածքով: Ջրհորի միջով ներարկված սառը քաղցրահամ ջուրը (ներարկում) ջեռուցվել է ժայռային զանգվածի հետ ջերմափոխանակության շնորհիվ (185 OC) 8000 մ2 մակերեսով ուղղահայաց կոտրվածքով, որը ձևավորվել է 2,7 կմ խորության վրա հիդրավլիկ ճեղքվածքով: Մեկ այլ հորատանցքում (արտադրություն), նույնպես անցնելով այս ճեղքը, գերտաքացած ջուրը ջրի երես դուրս եկավ գոլորշու շիթի տեսքով։ Փակ շղթայում ճնշման տակ շրջանառելիս մակերեսի վրա գերտաքացած ջրի ջերմաստիճանը հասնում էր 160-180 °C, իսկ համակարգի ջերմային հզորությունը՝ 4-5 ՄՎտ։ Սառեցնող նյութի արտահոսքը շրջակա զանգվածում կազմել է ընդհանուր հոսքի մոտ 1%-ը: Մեխանիկական և քիմիական կեղտերի կոնցենտրացիան (մինչև 0,2 գ/լ) համապատասխանում էր քաղցրահամ ջրի պայմաններին. խմելու ջուր. Հիդրավլիկ կոտրվածքը չի պահանջում ամրացում և բաց էր պահվում հեղուկի հիդրոստատիկ ճնշման պատճառով: Նրանում զարգացող ազատ կոնվեկցիան ապահովեց արդյունավետ մասնակցություն տաք ժայռային զանգվածի ելքի գրեթե ողջ մակերեսի ջերմափոխանակությանը։

Ստորգետնյա ջերմային էներգիայի արդյունահանումը տաք անթափանց ապարներից՝ հիմնված թեք հորատման և հիդրավլիկ ճեղքման մեթոդների վրա, որոնք երկար ժամանակ յուրացվել և կիրառվել են նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ, չի առաջացրել սեյսմիկ ակտիվություն կամ որևէ այլ վնասակար ազդեցություն: միջավայրը։

1983 թվականին բրիտանացի գիտնականները կրկնեցին ամերիկյան փորձը՝ ստեղծելով փորձնական GCC՝ Քարնվելում գրանիտների հիդրավլիկ կոտրվածքով: Նմանատիպ աշխատանքներ իրականացվել են Գերմանիայում, Շվեդիայում։ ԱՄՆ-ում իրականացվել է երկրաջերմային ջեռուցման ավելի քան 224 ծրագիր։ Այնուամենայնիվ, ենթադրվում է, որ երկրաջերմային ռեսուրսները կարող են ապահովել ԱՄՆ-ի ապագա ոչ էլեկտրական ջերմային էներգիայի կարիքների հիմնական մասը: Ճապոնիայում GeoTPP-ի հզորությունը 2000 թվականին հասել է մոտավորապես 50 ԳՎտ-ի:

Ներկայումս երկրաջերմային ռեսուրսների հետախուզում և հետազոտություն է իրականացվում 65 երկրներում։ Աշխարհում երկրաջերմային էներգիայի հիման վրա ստեղծվել են մոտ 10 ԳՎտ ընդհանուր հզորությամբ կայաններ։ Միավորված ազգերի կազմակերպությունն ակտիվորեն աջակցում է երկրաջերմային էներգիայի զարգացմանը։

Աշխարհի շատ երկրներում կուտակված փորձը երկրաջերմային հովացուցիչ նյութերի օգտագործման վերաբերյալ ցույց է տալիս, որ բարենպաստ պայմաններում դրանք 2-5 անգամ ավելի շահութաբեր են, քան ջերմային և ատոմակայանները։ Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ մեկ երկրաջերմային հորատանցքը կարող է փոխարինել տարեկան 158 հազար տոննա ածուխ։

Այսպիսով, Երկրի ջերմությունը, թերեւս, միակ հիմնական վերականգնվող էներգիայի ռեսուրսն է, որի ռացիոնալ զարգացումը խոստանում է նվազեցնել էներգիայի արժեքը՝ համեմատած ժամանակակից վառելիքի էներգիայի հետ: Նույնքան անսպառ էներգետիկ ներուժով արևային և ջերմամիջուկային կայանքները, ցավոք, ավելի թանկ կլինեն, քան գոյություն ունեցող վառելիքայինները։

Չնայած Երկրի ջերմության զարգացման շատ երկար պատմությանը, այսօր երկրաջերմային տեխնոլոգիան դեռ չի հասել իր բարձր զարգացմանը։ Երկրի ջերմային էներգիայի զարգացումը մեծ դժվարություններ է ունենում խորքային հորերի կառուցման գործում, որոնք հովացուցիչ նյութը մակերես դուրս բերելու ալիք են։ Հորատանցքում բարձր ջերմաստիճանի պատճառով (200-250 °C), ավանդական ժայռափոր գործիքները պիտանի չեն նման պայմաններում աշխատելու համար, կան հատուկ պահանջներ հորատման և պատյանների խողովակների, ցեմենտի ցեխերի, հորատման տեխնոլոգիայի, պատյանների և ավարտման համար: հորերի. Կենցաղային չափիչ սարքավորումները, սերիական գործառնական կցամասերը և սարքավորումները արտադրվում են այնպիսի դիզայնով, որը թույլ է տալիս 150-200 ° C-ից ոչ բարձր ջերմաստիճան: Հորերի ավանդական խորը մեխանիկական հորատումը երբեմն հետաձգվում է տարիներով և պահանջում է զգալի ֆինանսական ծախսեր: Հիմնական արտադրական ակտիվներում հորերի արժեքը կազմում է 70-ից 90%: Այս խնդիրը կարող է և պետք է լուծվի միայն երկրաջերմային ռեսուրսների հիմնական մասի զարգացման համար առաջադեմ տեխնոլոգիա ստեղծելով, այսինքն. էներգիայի արդյունահանում տաք ժայռերից.

Ռուս գիտնականների և մասնագետների մեր խումբը մեկ տարուց ավելի է, ինչ զբաղվում է Ռուսաստանի Դաշնության տարածքում Երկրի տաք ապարների անսպառ, վերականգնվող խոր ջերմային էներգիայի արդյունահանման և օգտագործման խնդրով։ Աշխատանքի նպատակն է կենցաղային, բարձր տեխնոլոգիաների հիման վրա ստեղծել երկրակեղևի աղիքներ խորը ներթափանցման տեխնիկական միջոցներ։ Ներկայումս մշակվել են հորատման գործիքների (BS) մի քանի տարբերակներ, որոնք նմանը չունեն համաշխարհային պրակտիկայում։

BS-ի առաջին տարբերակի շահագործումը կապված է հորատանցքերի հորատման ներկայիս սովորական տեխնոլոգիայի հետ: Կոշտ քարերի հորատման արագությունը (միջին խտությունը 2500-3300 կգ/մ3) մինչև 30 մ/ժ, անցքի տրամագիծը՝ 200-500 մմ։ BS-ի երկրորդ տարբերակը կատարում է հորերի հորատում ինքնավար և ավտոմատ ռեժիմով: Գործարկումն իրականացվում է հատուկ արձակման և ընդունման հարթակից, որտեղից վերահսկվում է դրա շարժը։ Հազար մետր BS կոշտ ժայռերի մեջ կկարողանա անցնել մի քանի ժամվա ընթացքում։ Հորատի տրամագիծը 500-ից 1000 մմ: Կրկնակի օգտագործման BS տարբերակներն ունեն մեծ ծախսարդյունավետություն և հսկայական պոտենցիալ արժեք: BS-ի ներմուծումը արտադրության մեջ նոր փուլ կբացի հորերի կառուցման մեջ և կապահովի մուտք դեպի Երկրի ջերմային էներգիայի անսպառ աղբյուրներ:

Ջերմամատակարարման կարիքների համար ամբողջ երկրում հորատանցքերի անհրաժեշտ խորությունը գտնվում է մինչև 3-4,5 հազար մետրի սահմաններում և չի գերազանցում 5-6 հազար մետրը: Բնակարանային և կոմունալ ջերմամատակարարման համար ջերմափոխադրողի ջերմաստիճանը չի գերազանցում 150 °C-ը: Արդյունաբերական օբյեկտների համար ջերմաստիճանը, որպես կանոն, չի գերազանցում 180-200 °C:

GCC-ի ստեղծման նպատակն է մշտական, մատչելի, էժան ջերմություն ապահովել Ռուսաստանի Դաշնության հեռավոր, դժվարամատչելի և չզարգացած շրջաններին: GCS-ի շահագործման տևողությունը 25-30 տարի և ավելի է: Կայանների մարման ժամկետը (հաշվի առնելով հորատման նորագույն տեխնոլոգիաները) 3-4 տարի է։

Ռուսաստանի Դաշնությունում առաջիկա տարիներին ոչ էլեկտրական կարիքների համար երկրաջերմային էներգիայի օգտագործման համապատասխան հզորությունների ստեղծումը կփոխարինի մոտ 600 մլն տոննա համարժեք վառելիքին։ Խնայողությունները կարող են լինել մինչև 2 տրիլիոն ռուբլի:

Մինչև 2030 թվականը հնարավոր է դառնում ստեղծել էներգետիկ հզորություններ՝ հրդեհային էներգիան մինչև 30%-ով փոխարինելու համար, իսկ մինչև 2040 թվականը գրեթե ամբողջությամբ վերացնել օրգանական հումքը՝ որպես վառելիք Ռուսաստանի Դաշնության էներգետիկ հաշվեկշռից։

գրականություն

1. Գոնչարով Ս.Ա. Թերմոդինամիկա. Մոսկվա: MGTUim. Ն.Է. Bauman, 2002. 440 p.

2. Դյադկին Յու.Դ. և այլն Երկրաջերմային ջերմային ֆիզիկա. Սանկտ Պետերբուրգ: Nauka, 1993. 255 p.

3. Ռուսաստանի վառելիքաէներգետիկ համալիրի հանքային պաշարների բազա. Կարգավիճակը և կանխատեսումը / V.K. Branchhugov, E.A. Գավրիլովը, Վ.Ս. Լիտվինենկոն և ուրիշներ Էդ. Վ.Զ. Գարիպովա, Է.Ա. Կոզլովսկին. M. 2004. 548 էջ.

4. Novikov G. P. et al. Ջերմային ջրերի հորատում: M.: Nedra, 1986. 229 p.

2. Երկրի ջերմային ռեժիմը

Երկիրը սառը տիեզերական մարմին է։ Մակերեւույթի ջերմաստիճանը հիմնականում կախված է դրսից մատակարարվող ջերմությունից։ Երկրի վերին շերտի ջերմության 95%-ը կազմում է արտաքին (արևային) ջերմություն և միայն 5% ջերմություն ներքին , որը գալիս է Երկրի աղիքներից և ներառում է էներգիայի մի քանի աղբյուրներ։ Երկրի աղիքներում ջերմաստիճանը խորության հետ բարձրանում է 1300 o C-ից (վերին թիկնոցում) մինչև 3700 o C (միջուկի կենտրոնում):

արտաքին ջերմություն. Ջերմությունը Երկրի մակերես է գալիս հիմնականում Արեգակից։ Մակերեւույթի յուրաքանչյուր քառակուսի սանտիմետրը մեկ րոպեի ընթացքում ստանում է մոտ 2 կալորիա ջերմություն։ Այս արժեքը կոչվում է արեգակնային հաստատուն և որոշում է Արեգակից Երկիր եկող ջերմության ընդհանուր քանակը: Մեկ տարվա համար այն կազմում է 2,26 10 21 կալորիա: Արեգակնային ջերմության ներթափանցման խորությունը Երկրի աղիքներ հիմնականում կախված է ջերմության քանակից, որն ընկնում է մակերեսի միավորի վրա և ապարների ջերմահաղորդականությունից: Առավելագույն խորությունը, որով թափանցում է արտաքին ջերմությունը, օվկիանոսներում 200 մ է, իսկ ցամաքում՝ մոտ 40 մ:

ներքին ջերմություն. Խորության հետ նկատվում է ջերմաստիճանի բարձրացում, որը տեղի է ունենում շատ անհավասարաչափ տարբեր տարածքներում։ Ջերմաստիճանի բարձրացումը հետևում է ադիաբատիկ օրենքին և կախված է ճնշման տակ նյութի սեղմումից, երբ շրջակա միջավայրի հետ ջերմափոխանակումն անհնար է:

Երկրի ներսում ջերմության հիմնական աղբյուրները.

Տարրերի ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ արտանետվող ջերմություն։

Երկրի գոյացումից մնացած մնացորդային ջերմություն։

Երկրի սեղմման և նյութի խտությամբ բաշխման ժամանակ արտանետվող գրավիտացիոն ջերմությունը։

Ջերմություն, որն առաջանում է երկրակեղևի խորքերում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների արդյունքում:

Երկրի մակընթացային շփման արդյունքում արտանետվող ջերմություն:

Կան 3 ջերմաստիճանային գոտիներ.

Ես- փոփոխական ջերմաստիճանի գոտի . Ջերմաստիճանի փոփոխությունը պայմանավորված է տարածքի կլիմայական պայմաններով։ Ամենօրյա տատանումները գործնականում մահանում են մոտ 1,5 մ խորության վրա, իսկ տարեկան տատանումները 20 ... 30 մ խորության վրա: Ia - սառեցման գոտի.

II - մշտական ​​ջերմաստիճանի գոտի գտնվում է 15…40 մ խորության վրա՝ կախված տարածաշրջանից:

III - տաք գոտի .

Երկրակեղևի ընդերքի ապարների ջերմաստիճանային ռեժիմը սովորաբար արտահայտվում է երկրաջերմային գրադիենտով և երկրաջերմային աստիճանով։

Ջերմաստիճանի բարձրացման քանակությունը յուրաքանչյուր 100 մ խորության համար կոչվում է երկրաջերմային գրադիենտ. Աֆրիկայում՝ Վիտվաթերսռանդ դաշտում, 1,5 °С է, Ճապոնիայում (Էչիգո)՝ 2,9 °С, Հարավային Ավստրալիայում՝ 10,9 °С, Ղազախստանում (Սամարինդա)՝ 6,3 °С, Կոլա թերակղզում՝ 0,65 °С։ .

Բրինձ. 3. Ջերմաստիճանային գոտիներ երկրակեղևում. I - փոփոխական ջերմաստիճանների գոտի, Ia - սառցակալման գոտի; II - մշտական ​​ջերմաստիճանների գոտի; III - ջերմաստիճանի բարձրացման գոտի.

Այն խորությունը, որում ջերմաստիճանը բարձրանում է 1 աստիճանով, կոչվում է երկրաջերմային քայլ.Երկրաջերմային քայլի թվային արժեքները հաստատուն չեն ոչ միայն տարբեր լայնություններում, այլև տարածաշրջանի նույն կետի տարբեր խորություններում: Երկրաջերմային քայլի արժեքը տատանվում է 1,5-ից 250 մ, Արխանգելսկում այն ​​10 մ է, Մոսկվայում՝ 38,4 մ, իսկ Պյատիգորսկում՝ 1,5 մ, տեսականորեն այս քայլի միջին արժեքը 33 մ է։

Մոսկվայում 1630 մ խորության վրա հորատված ջրհորում հատակի ջերմաստիճանը եղել է 41 °C, իսկ Դոնբասում 1545 մ խորության վրա հորատված հանքում ջերմաստիճանը եղել է 56,3 °C։ Ամենաբարձր ջերմաստիճանը գրանցվել է ԱՄՆ-ում՝ 7136 մ խորությամբ ջրհորում, որտեղ այն հավասար է 224 °C։ Խորքային կառույցներ նախագծելիս պետք է հաշվի առնել ջերմաստիճանի բարձրացումը խորության հետ, ըստ հաշվարկների 400 կմ խորության վրա ջերմաստիճանը պետք է հասնի 1400...1700 °C։ Ամենաբարձր ջերմաստիճանը (մոտ 5000 °C) ստացվել է Երկրի միջուկի համար։

Երկրի ջերմությունը. Ներքին ջերմության հնարավոր աղբյուրները

Երկրաջերմություն- գիտություն, որն ուսումնասիրում է Երկրի ջերմային դաշտը: Երկրի մակերեսի միջին ջերմաստիճանը նվազման ընդհանուր միտում ունի։ Երեք միլիարդ տարի առաջ Երկրի մակերեսի միջին ջերմաստիճանը 71 o էր, այժմ՝ 17 o։ Ջերմության աղբյուրները (ջերմային ) Երկրի դաշտերը ներքին և արտաքին գործընթացներ են: Երկրի ջերմությունը առաջանում է արեգակնային ճառագայթման հետևանքով և առաջանում է մոլորակի աղիքներից։ Երկու աղբյուրներից ջերմության ներհոսքի արժեքները քանակապես չափազանց տարբեր են, և նրանց դերերը մոլորակի կյանքում տարբեր են: Երկրի արևային տաքացումը կազմում է նրա մակերևույթի ստացած ջերմության ընդհանուր քանակի 99,5%-ը, իսկ ներքին ջեռուցումը կազմում է 0,5%-ը։ Բացի այդ, ներքին ջերմության ներհոսքը շատ անհավասարաչափ է բաշխված Երկրի վրա և կենտրոնացած է հիմնականում հրաբխության դրսևորման վայրերում։

Արտաքին աղբյուրը արեգակնային ճառագայթումն է . Արեգակնային էներգիայի կեսը կլանում է երկրակեղևի մակերեսը, բուսականությունը և մերձմակերևութային շերտը: Մյուս կեսը արտացոլվում է համաշխարհային տարածության մեջ: Արեգակնային ճառագայթումը պահպանում է Երկրի մակերևույթի ջերմաստիճանը միջինում մոտ 0 0 C: Արևը տաքացնում է Երկրի մակերևութային շերտը մինչև 8 - 30 մ միջին խորության վրա, միջինը 25 մ խորությամբ, արևի ջերմության ազդեցությունը: դադարում է, և ջերմաստիճանը դառնում է մշտական ​​(չեզոք շերտ): Այս խորությունը նվազագույն է ծովային կլիմայով տարածքներում և առավելագույնը ենթաբևեռային տարածաշրջանում: Այս սահմանից ներքեւ գտնվում է տարածքի միջին տարեկան ջերմաստիճանին համապատասխան մշտական ​​ջերմաստիճանի գոտի։ Այսպես, օրինակ, Մոսկվայում գյուղատնտեսության տարածքում: ակադեմիան։ Տիմիրյազևը, 20 մ խորության վրա, 1882 թվականից ի վեր ջերմաստիճանը մշտապես հավասար է եղել 4,2 ° C-ի: Փարիզում, 28 մ խորության վրա, ավելի քան 100 տարի ջերմաչափը մշտապես ցույց է տվել 11,83 ° C: Շերտը մշտական ​​ջերմաստիճանը ամենախորն է, որտեղ բազմամյա ( հավերժական սառույց. Մշտական ​​ջերմաստիճանի գոտուց ներքեւ գտնվում է երկրաջերմային գոտին, որը բնութագրվում է հենց Երկրի կողմից առաջացած ջերմությամբ։

Ներքին աղբյուրները Երկրի աղիքներն են: Երկիրն ավելի շատ ջերմություն է արձակում տիեզերք, քան ստանում է Արեգակից: Ներքին աղբյուրները ներառում են մնացորդային ջերմություն մոլորակի հալման ժամանակից, ջերմամիջուկային ռեակցիաների ջերմությունը, որոնք տեղի են ունենում Երկրի աղիքներում, Երկրի գրավիտացիոն սեղմման ջերմությունը ծանրության ազդեցության տակ, քիմիական ռեակցիաների ջերմությունը և բյուրեղացման գործընթացները: և այլն (օրինակ՝ մակընթացային շփում)։ Աղիներից ջերմությունը գալիս է հիմնականում շարժվող գոտիներից։ Ջերմաստիճանի բարձրացումը խորության հետ կապված է ներքին ջերմային աղբյուրների առկայության հետ՝ ռադիոակտիվ իզոտոպների քայքայումը՝ U, Th, K, նյութի գրավիտացիոն տարբերակում, մակընթացային շփում, էկզոթերմային ռեդոքս։ քիմիական ռեակցիաներ, մետամորֆիզմ և փուլային անցումներ։ Խորության հետ ջերմաստիճանի բարձրացման արագությունը որոշվում է մի շարք գործոններով՝ ջերմահաղորդականությամբ, ապարների թափանցելիությամբ, հրաբխային խցիկներին մոտիկությամբ և այլն։

Մշտական ​​ջերմաստիճանների գոտուց ներքև նկատվում է ջերմաստիճանի բարձրացում՝ միջինը 1 o 33 մ-ի համար ( երկրաջերմային փուլ) կամ 3 o ամեն 100 մ ( երկրաջերմային գրադիենտ): Այս արժեքները Երկրի ջերմային դաշտի ցուցանիշներ են: Հասկանալի է, որ այդ արժեքները միջին և տարբեր են Երկրի տարբեր տարածքներում կամ գոտիներում: Երկրաջերմային քայլը տարբեր է Երկրի տարբեր կետերում: Օրինակ՝ Մոսկվայում՝ 38,4 մ, Լենինգրադում՝ 19,6, Արխանգելսկում՝ 10: Այսպիսով, Կոլա թերակղզում 12 կմ խորության վրա խորքային հոր հորատելիս ենթադրվում էր 150 ° ջերմաստիճան, իրականում պարզվեց. լինի մոտ 220 աստիճան: Հյուսիսային Կասպից ծովում 3000 մ խորության վրա հորեր հորատելիս ջերմաստիճանը ենթադրվում էր 150 աստիճան, սակայն պարզվեց՝ 108 աստիճան։

Հարկ է նշել, որ տարածքի կլիմայական առանձնահատկությունները և միջին տարեկան ջերմաստիճանըչեն ազդում երկրաջերմային քայլի արժեքի փոփոխության վրա, պատճառները հետևյալն են.

1) որոշակի տարածք կազմող ապարների տարբեր ջերմահաղորդականության մեջ: Ջերմային հաղորդունակության չափման տակ հասկացվում է ջերմության քանակը 1 վայրկյանում փոխանցվող կալորիաներով: 1 սմ 2 հատվածով 1 o C ջերմաստիճանի գրադիենտով;

2) ապարների ռադիոակտիվության մեջ որքան մեծ է ջերմահաղորդականությունը և ռադիոակտիվությունը, այնքան ցածր է երկրաջերմային աստիճանը.

3) ապարների առաջացման տարբեր պայմաններում և դրանց առաջացման տարիքը. դիտարկումները ցույց են տվել, որ ծալքերում հավաքված շերտերում ջերմաստիճանն ավելի արագ է բարձրանում, հաճախ ունենում են խախտումներ (ճաքեր), որոնց միջոցով հեշտանում է խորքից ջերմության մուտքը.

4) ստորերկրյա ջրերի բնույթը.

5) հեռավորությունը օվկիանոսից. օվկիանոսի մոտ՝ ջրի զանգվածով ապարների սառեցման պատճառով երկրաջերմային աստիճանն ավելի մեծ է, իսկ շփման դեպքում՝ ավելի փոքր։

Երկրաջերմային քայլի կոնկրետ արժեքի իմացությունը մեծ գործնական նշանակություն ունի:

1. Սա կարևոր է հանքերի նախագծման ժամանակ: Որոշ դեպքերում անհրաժեշտ կլինի միջոցներ ձեռնարկել խորը աշխատանքներում ջերմաստիճանը արհեստականորեն իջեցնելու համար (ջերմաստիճանը - 50 ° C սահմանաչափն է չոր օդում մարդու համար և 40 ° C խոնավ օդում); մյուսներում հնարավոր կլինի աշխատել մեծ խորություններում։

2. Լեռնային տարածքներում թունելային աշխատանքների ժամանակ ջերմաստիճանային պայմանների գնահատումը մեծ նշանակություն ունի։

3. Երկրի ինտերիերի երկրաջերմային պայմանների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս օգտագործել Երկրի մակերեւույթում առաջացող գոլորշու եւ տաք աղբյուրների։ Ստորգետնյա ջերմությունը օգտագործվում է, օրինակ, Իտալիայում, Իսլանդիայում; Ռուսաստանում Կամչատկայում բնական ջերմության վրա կառուցվել է փորձարարական արդյունաբերական էլեկտրակայան։

Օգտագործելով երկրաջերմային քայլի չափերի վերաբերյալ տվյալները՝ կարելի է որոշ ենթադրություններ անել Երկրի խորքային գոտիների ջերմաստիճանային պայմանների վերաբերյալ։ Եթե ​​մենք վերցնենք երկրաջերմային քայլի միջին արժեքը 33 մ և ենթադրենք, որ ջերմաստիճանի բարձրացումը խորության հետ տեղի է ունենում հավասարաչափ, ապա 100 կմ խորության վրա կլինի 3000 ° C ջերմաստիճան: Այս ջերմաստիճանը գերազանցում է բոլորի հալման կետերը: Երկրի վրա հայտնի նյութերը, հետևաբար, այս խորության վրա պետք է լինեն հալված զանգվածներ: Բայց 31000 ատմ հսկայական ճնշման պատճառով։ Գերտաքացած զանգվածները չունեն հեղուկների հատկանիշներ, այլ օժտված են պինդ մարմնի հատկանիշներով։

Խորության դեպքում երկրաջերմային քայլը, ըստ երևույթին, պետք է զգալիորեն ավելանա: Եթե ​​ենթադրենք, որ քայլը չի ​​փոխվում խորության հետ, ապա Երկրի կենտրոնում ջերմաստիճանը պետք է լինի մոտ 200000 աստիճան, իսկ ըստ հաշվարկների այն չի կարող գերազանցել 5000 - 10000 աստիճանը։

Երկրի ջերմային էներգիայի հիմնական աղբյուրներն են [ , ].

• ջերմային գրավիտացիոն տարբերակում;
• ռադիոգենային ջերմություն;
• մակընթացային շփման ջերմություն;
• ավելացման ջերմություն;
• շփման ջերմություն, որն ազատվում է ներքին միջուկի՝ արտաքին միջուկի, արտաքին միջուկի՝ թիկնոցի և առանձին շերտերի արտաքին միջուկի ներսում դիֆերենցիալ պտույտի պատճառով:

Մինչ օրս քանակականացվել են միայն առաջին չորս աղբյուրները: Մեր երկրում դրա գլխավոր վաստակը պատկանում է Օ.Գ. Սորոխտինև Ս.Ա. Ուշակովը. Հետևյալ տվյալները հիմնականում հիմնված են այս գիտնականների հաշվարկների վրա.

Երկրի գրավիտացիոն տարբերակման ջերմությունը

Երկրի զարգացման կարևորագույն օրինաչափություններից է տարբերակումդրա էությունը, որը շարունակվում է ներկայումս։ Այս տարբերակումը հանգեցրեց ձևավորման միջուկը և ընդերքը, առաջնայինի կազմի փոփոխություն խալաթներ, մինչդեռ սկզբնական միատարր նյութի տարանջատումը տարբեր խտության ֆրակցիաների ուղեկցվում է արտազատմամբ. ջերմային էներգիա, և առավելագույն ջերմության արտանետումը տեղի է ունենում, երբ երկրային նյութը բաժանվում է խիտ և ծանր միջուկև մնացորդային ավելի թեթեւսիլիկատային պատյան երկրային թիկնոց. Ներկայումս այդ ջերմության մեծ մասն առաջանում է սահմանին թիկնոց - միջուկ.

Երկրի գրավիտացիոն տարբերակման էներգիաներըիր գոյության ողջ ընթացքում առանձնանում էր. 1,46 * 10 38 erg (1,46 * 10 31 J). Տրված էներգիամեծ մասի համար նախ մտնում է կինետիկ էներգիաթաղանթի նյութի կոնվեկտիվ հոսանքները, իսկ հետո ներս ջերմություն; դրա մի մասը ծախսվում է լրացուցիչ Երկրի ներքին մասի սեղմում, առաջանալով Երկրի կենտրոնական մասում խիտ ֆազերի կենտրոնացման պատճառով։ Սկսած 1,46*10 38 երգԵրկրի գրավիտացիոն տարբերակման էներգիան գնաց նրա լրացուցիչ սեղմման 0,23*10 38 երգ (0,23*10 31 Ջ), և արտազատվող ջերմության տեսքով 1,23*10 38 երգ (1,23*10 31 Ջ): Այս ջերմային բաղադրիչի մեծությունը զգալիորեն գերազանցում է Երկրի վրա մնացած բոլոր տեսակի էներգիայի ընդհանուր արտանետումը: Գրավիտացիոն էներգիայի ջերմային բաղադրիչի ընդհանուր արժեքի և արտազատման արագության ժամանակի բաշխումը ներկայացված է Նկ. 3.6 .

Բրինձ. 3.6.

Երկրի գրավիտացիոն տարբերակման ընթացքում ջերմության առաջացման ներկայիս մակարդակը. 3*10 20 էրգ/վրկ (3*10 13W), որը կախված է մոլորակի մակերևույթով անցնող ժամանակակից ջերմային հոսքի արժեքից ( 4.2-4.3) * 10 20 էրգ / վ ((4.2-4.3)*10 13W), է ~ 70% .

ռադիոգենային ջերմություն

Անկայունի ռադիոակտիվ քայքայման հետեւանքով առաջացած իզոտոպներ. Առավել էներգատար և երկարակյաց ( կես կյանքի հետԵրկրի տարիքին համարժեք) են իզոտոպներ 238 U, 235 U, 232-րդև 40 հազար. Նրանց մեծ մասը կենտրոնացած է մայրցամաքային ընդերքը. Սերնդի ժամանակակից մակարդակ ռադիոգենային ջերմություն:

• ամերիկացի երկրաֆիզիկոսի կողմից Վ.Վակյե - 1,14*10 20 էրգ/վրկ (1.14*10 13W) ,
• ըստ ռուս երկրաֆիզիկոսների Օ.Գ. Սորոխտինև Ս.Ա. Ուշակովը - 1,26*10 20 էրգ/վրկ(1.26*10 13W) .

Ժամանակակից ջերմային հոսքի արժեքից սա ~ 27-30% է:

Ռադիոակտիվ քայքայման ընդհանուր ջերմությունից 1,26*10 20 էրգ/վրկ (1.26*10 13W) երկրի ընդերքում առանձնանում է. 0,91*10 20 էրգ/վրկ, իսկ թիկնոցում - 0,35*10 20 էրգ/վրկ. Այստեղից հետևում է, որ թաղանթի ռադիոգենային ջերմության տեսակարար կշիռը չի գերազանցում Երկրի ժամանակակից ջերմության ընդհանուր կորստի 10%-ը, և այն չի կարող էներգիայի հիմնական աղբյուր լինել ակտիվ տեկտոնամագմատիկ գործընթացների համար, որոնց խորությունը կարող է հասնել 2900 կմ-ի։ ; իսկ ընդերքում արտանետվող ռադիոգենային ջերմությունը համեմատաբար արագ կորչում է երկրի մակերևույթի միջով և գործնականում չի մասնակցում մոլորակի խորքային ինտերիերի տաքացմանը:

Անցյալ երկրաբանական դարաշրջաններում թիկնոցում արտանետվող ռադիոգենային ջերմության քանակությունը պետք է ավելի մեծ լինի: Նրա գնահատականները Երկրի ձևավորման ժամանակ ( 4,6 միլիարդ տարի առաջ) տալ - 6,95*10 20 երգ/վրկ. Այդ ժամանակվանից ի վեր նկատվում է ռադիոգենային էներգիայի արտանետման արագության կայուն նվազում (նկ. 3.7 ).

Երկրի ողջ ընթացքում աչքի ընկավ ~4,27*10 37 երգ(4,27*10 30 Ջ) ռադիոակտիվ քայքայման ջերմային էներգիան, որը գրեթե երեք անգամ ցածր է գրավիտացիոն տարբերակման ջերմության ընդհանուր արժեքից։

Մակընթացային շփման ջերմություն

Այն աչքի է ընկնում Երկրի գրավիտացիոն փոխազդեցության ժամանակ, առաջին հերթին Լուսնի հետ, որպես մոտակա մեծ տիեզերական մարմին։ Փոխադարձ գրավիտացիոն գրավչության պատճառով նրանց մարմիններում տեղի են ունենում մակընթացային դեֆորմացիաներ. այտուցվածությունկամ կուզեր. Մոլորակների մակընթացային կուզերն իրենց լրացուցիչ ձգողականությամբ ազդում են նրանց շարժման վրա։ Այսպիսով, Երկրի երկու մակընթացային կույտերի ներգրավումը ստեղծում է մի զույգ ուժեր, որոնք գործում են ինչպես Երկրի, այնպես էլ Լուսնի վրա: Այնուամենայնիվ, մոտ, լուսնին ուղղված այտուցների ազդեցությունը որոշ չափով ավելի ուժեղ է, քան հեռավորը: Շնորհիվ այն բանի, որ ժամանակակից Երկրի պտույտի անկյունային արագությունը ( 7,27*10 -5 ս -1) գերազանցում է Լուսնի ուղեծրային արագությունը ( 2.66*10 -6 ս -1), և մոլորակների նյութը իդեալականորեն առաձգական չէ, ապա Երկրի մակընթացային կույտերը, ասես, տարվում են նրա առաջ պտույտով և նկատելիորեն առաջ են Լուսնի շարժումից։ Սա հանգեցնում է նրան, որ Երկրի առավելագույն մակընթացությունները միշտ տեղի են ունենում նրա մակերեսին պահից մի փոքր ուշ գագաթնակետԼուսինը, և Երկրի և Լուսնի վրա գործում է ուժերի լրացուցիչ պահ (նկ. 3.8 ) .

Երկիր-Լուսին համակարգում մակընթացային փոխազդեցության ուժերի բացարձակ արժեքներն այժմ համեմատաբար փոքր են, և դրանցից առաջացած լիթոսֆերայի մակընթացային դեֆորմացիաները կարող են հասնել ընդամենը մի քանի տասնյակ սանտիմետրի, բայց դրանք հանգեցնում են Երկրի մակարդակի աստիճանական դանդաղման։ ռոտացիան և, ընդհակառակը, Լուսնի ուղեծրային շարժման արագացմանը և Երկրից նրա հեռացմանը։ Երկրի մակընթացային կույտերի շարժման կինետիկ էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի՝ մակընթացային կույտերի նյութի ներքին շփման պատճառով։

Ներկայումս մակընթացային էներգիայի արտանետման արագությունը ըստ G. McDonaldէ ~0,25*10 20 երգ/վրկ (0.25*10 13W), մինչդեռ դրա հիմնական մասը (մոտ 2/3) ենթադրաբար ցրվում է(ցրված) հիդրոսֆերայում։ Հետևաբար, մակընթացային էներգիայի մասնաբաժինը, որը առաջանում է Երկրի և Լուսնի փոխազդեցությամբ և ցրվում է պինդ Երկրում (հիմնականում ասթենոսֆերայում) չի գերազանցում. 2 % իր խորքերում առաջացած ընդհանուր ջերմային էներգիան. իսկ արեգակնային մակընթացությունների մասնաբաժինը չի գերազանցում 20 % լուսնի մակընթացությունների ազդեցությունից։ Հետևաբար, պինդ մակընթացությունները այժմ գործնականում ոչ մի դեր չեն խաղում տեկտոնական գործընթացները էներգիայով սնուցելու գործում, սակայն որոշ դեպքերում դրանք կարող են հանդես գալ որպես «գործարկիչներ», օրինակ՝ երկրաշարժեր։

Մակընթացային էներգիայի մեծությունն ուղղակիորեն կապված է տիեզերական օբյեկտների միջև եղած հեռավորության հետ։ Եվ եթե Երկրի և Արեգակի միջև հեռավորությունը չի ենթադրում էական փոփոխություններ երկրաբանական ժամանակային մասշտաբում, ապա Երկիր-Լուսին համակարգում այս պարամետրը փոփոխական է։ Անկախ նրանից, թե ինչ են մտածում, գրեթե բոլոր հետազոտողները դա ընդունում են վաղ փուլերըհեռավորությունը դեպի Լուսին զգալիորեն ավելի քիչ էր, քան ժամանակակիցը, մոլորակների զարգացման գործընթացում, ըստ գիտնականների մեծ մասի, այն աստիճանաբար մեծանում է, և ըստ. Յու.Ն. Ավսյուկուայս հեռավորությունը երկարաժամկետ փոփոխություններ է կրում ցիկլերի տեսքով Լուսնի «ժամանում – մեկնում».. Սա ենթադրում է, որ անցյալ երկրաբանական դարաշրջաններում մակընթացային ջերմության դերը Երկրի ընդհանուր ջերմային հավասարակշռության մեջ ավելի նշանակալի է եղել: Ընդհանուր առմամբ, Երկրի զարգացման ողջ ընթացքում այն ​​աչքի է ընկել ~3,3*10 37 երգ (3,3*10 30 Ջ) մակընթացային ջերմային էներգիա (սա ենթակա է Լուսնի հաջորդական հեռացմանը Երկրից): Այս ջերմության արտանետման արագության ժամանակի փոփոխությունը ցույց է տրված Նկ. 3.10 .

Մակընթացային էներգիայի ավելի քան կեսը թողարկվել է կաթարխե (հելլեա)) - 4,6-4,0 միլիարդ տարի առաջ, և այն ժամանակ միայն այս էներգիայի շնորհիվ Երկիրը կարող էր լրացուցիչ տաքանալ ~ 500 0 С-ով: էներգատար էնդոգեն գործընթացներ .

ավելացման ջերմություն

Սա Երկրի կողմից կուտակված ջերմությունն է իր ձևավորման պահից: Ընթացքի մեջ է կուտակումներ, որը տևեց մի քանի տասնյակ միլիոն տարի՝ բախման պատճառով մոլորակայիններԵրկիրը զգալի տաքացում է ապրել։ Միևնույն ժամանակ, այս ջեռուցման մեծության վերաբերյալ կոնսենսուս չկա: Ներկայումս հետազոտողները հակված են կարծելու, որ աճման գործընթացում Երկիրը զգացել է, եթե ոչ ամբողջական, ապա զգալի մասնակի հալում, ինչը հանգեցրել է Պրոտո-Երկրի նախնական տարբերակմանը ծանր երկաթի միջուկի և թեթև սիլիկատային թիկնոցի, և ձեւավորմանը «մագմա օվկիանոս»դրա մակերեսին կամ մակերեսային խորությունների վրա։ Չնայած նույնիսկ մինչև 1990-ական թվականները, համեմատաբար ցուրտ առաջնային Երկրի մոդելը համարվում էր գործնականում համընդհանուր ճանաչված, որը աստիճանաբար տաքանում էր վերը նշված գործընթացների պատճառով, ուղեկցվում էր զգալի քանակությամբ ջերմային էներգիայի արտանետմամբ:

Առաջնային ավելացման ջերմության և դրա մասնաբաժնի ճշգրիտ գնահատումը, որը գոյատևել է մինչ այժմ, կապված է զգալի դժվարությունների հետ: Ըստ Օ.Գ. Սորոխտինև Ս.Ա. Ուշակովը, ովքեր համեմատաբար ցուրտ առաջնային Երկրի կողմնակիցներ են, ջերմության վերածված ակրեցիոն էներգիայի արժեքը կազմում է. 20.13*10 38 երգ (20.13*10 31 Ժ). Այս էներգիան ջերմության կորստի բացակայության դեպքում բավական կլիներ ամբողջական գոլորշիացումերկրային նյութ, քանի որ ջերմաստիճանը կարող է բարձրանալ 30 000 0 С. Բայց կուտակման գործընթացը համեմատաբար երկար էր, և մոլորակային փոքր ազդեցությունների էներգիան արձակվեց միայն աճող Երկրի մերձմակերևութային շերտերում և արագ կորավ ջերմային ճառագայթմամբ, ուստի մոլորակի սկզբնական տաքացումը մեծ չէր: Այս ջերմային ճառագայթման մեծությունը, որը զուգահեռ է ընթանում Երկրի ձևավորմանը (ակրեցիային), նշված հեղինակների կողմից գնահատվում է որպես. 19,4*10 38 երգ (19.4*10 31 Ժ) .

Երկրի ժամանակակից էներգետիկ հաշվեկշռում ակրեցիոն ջերմությունը, ամենայն հավանականությամբ, աննշան դեր է խաղում:

Ածխաջրածիններով հարուստ մեր երկրում երկրաջերմային էներգիան մի տեսակ էկզոտիկ ռեսուրս է, որն իրերի ներկա վիճակում դժվար թե մրցակցի նավթի ու գազի հետ։ Այնուամենայնիվ, էներգիայի այս այլընտրանքային ձևը կարելի է օգտագործել գրեթե ամենուր և բավականին արդյունավետ։

երկրաջերմային էներգիաԵրկրի ներսի ջերմությունն է: Այն առաջանում է խորքերում և դուրս գալիս Երկրի մակերևույթ տարբեր ձևերև տարբեր ինտենսիվությամբ։

Հողի վերին շերտերի ջերմաստիճանը հիմնականում կախված է արտաքին (էկզոգեն) գործոններից՝ արևի լույսից և օդի ջերմաստիճանից։ Ամռանը և ցերեկը հողը տաքանում է մինչև որոշակի խորություններ, իսկ ձմռանը և գիշերը սառչում է օդի ջերմաստիճանի փոփոխության հետևանքով և որոշակի ուշացումով՝ խորության հետ մեծանալով։ Օդի ջերմաստիճանի ամենօրյա տատանումների ազդեցությունն ավարտվում է մի քանի տասնյակ սանտիմետր խորություններում։ Սեզոնային տատանումները գրավում են հողի ավելի խորը շերտերը` մինչև տասնյակ մետր:

Որոշակի խորության վրա՝ տասնյակից մինչև հարյուրավոր մետր, հողի ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն՝ հավասար Երկրի մակերեսին մոտ օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանին։ Սա հեշտ է ստուգել՝ իջնելով բավականին խորը քարանձավ:

Երբ տվյալ տարածքում օդի միջին տարեկան ջերմաստիճանը զրոյից ցածր է, դա դրսևորվում է որպես մշտական ​​սառույց (ավելի ճիշտ՝ հավերժական սառույց): Արևելյան Սիբիրում ամբողջ տարվա ընթացքում սառեցված հողերի հաստությունը, այսինքն՝ հաստությունը, տեղ-տեղ հասնում է 200–300 մ-ի։

Որոշակի խորությունից (քարտեզի յուրաքանչյուր կետի համար իր սեփականը) Արեգակի և մթնոլորտի գործողությունն այնքան է թուլանում, որ առաջին տեղում են էնդոգեն (ներքին) գործոնները, և երկրագնդի ներսը տաքանում է ներսից, այնպես որ ջերմաստիճանը սկսում է բարձրանալ։ բարձրանալ խորությամբ:

Երկրի խորքային շերտերի տաքացումը հիմնականում կապված է այնտեղ տեղակայված ռադիոակտիվ տարրերի քայքայման հետ, թեև ջերմության այլ աղբյուրներ նույնպես կոչվում են, օրինակ՝ ֆիզիկաքիմիական, տեկտոնական պրոցեսները երկրի ընդերքի և թիկնոցի խորը շերտերում։ Բայց ինչ էլ որ լինի պատճառը, ապարների և հարակից հեղուկ և գազային նյութերի ջերմաստիճանը խորության հետ մեծանում է: Հանքագործները բախվում են այս երևույթին. խորը հանքերում միշտ շոգ է: 1 կմ խորության վրա երեսուն աստիճան տաքությունը նորմալ է, իսկ ավելի խորը ջերմաստիճանն էլ ավելի բարձր է։

Երկրի ներսի ջերմային հոսքը, հասնելով Երկրի մակերևույթին, փոքր է, միջինում դրա հզորությունը կազմում է 0,03–0,05 Վտ / մ 2 կամ մոտավորապես 350 Վտ ժ / մ 2 տարեկան: Արեգակից ջերմային հոսքի և նրանով տաքացվող օդի ֆոնին սա աննկատելի արժեք է՝ Արևը տալիս է բոլորին. քառակուսի մետրԵրկրի մակերևույթը տարեկան կազմում է մոտ 4000 կՎտժ, այսինքն՝ 10000 անգամ ավելի (իհարկե, դա միջին հաշվով բևեռային և հասարակածային լայնությունների միջև հսկայական տարածում է և կախված այլ կլիմայական և եղանակային գործոններից):

Ջերմային հոսքի աննշանությունը խորքից դեպի մակերես մոլորակի մեծ մասում կապված է ապարների ցածր ջերմահաղորդականության և երկրաբանական կառուցվածքի առանձնահատկությունների հետ։ Բայց կան բացառություններ՝ վայրեր, որտեղ ջերմային հոսքը բարձր է։ Դրանք, առաջին հերթին, տեկտոնական խզվածքների, սեյսմիկ ակտիվության և հրաբխի աճի գոտիներն են, որտեղ ելք է գտնում երկրի ներքին էներգիան։ Նման գոտիները բնութագրվում են լիթոսֆերայի ջերմային անոմալիաներով, այստեղ Երկրի մակերեսին հասնող ջերմային հոսքը կարող է շատ անգամ և նույնիսկ մեծության կարգերով ավելի հզոր լինել, քան «սովորականը»։ Հսկայական քանակությամբ ջերմություն այս գոտիներում մակերևույթ է դուրս բերվում հրաբխային ժայթքումներով և ջրի տաք աղբյուրներով:

Հենց այս տարածքներն են առավել բարենպաստ երկրաջերմային էներգիայի զարգացման համար։ Ռուսաստանի տարածքում դրանք, առաջին հերթին, Կամչատկան, Կուրիլյան կղզիները և Կովկասն են։

Միևնույն ժամանակ, երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը հնարավոր է գրեթե ամենուր, քանի որ խորության հետ ջերմաստիճանի բարձրացումը ամենուր տարածված երևույթ է, և խնդիրն աղիքներից ջերմություն «արդյունահանելն» է, ինչպես հանքային հումք են արդյունահանվում այնտեղից։

Միջին հաշվով, խորության հետ ջերմաստիճանը բարձրանում է 2,5–3°C-ով յուրաքանչյուր 100 մ-ի համար: Տարբեր խորություններում գտնվող երկու կետերի միջև ջերմաստիճանի տարբերության հարաբերությունը նրանց միջև խորության տարբերությանը կոչվում է երկրաջերմային գրադիենտ:

Փոխադարձը երկրաջերմային քայլն է կամ խորության միջակայքը, որի դեպքում ջերմաստիճանը բարձրանում է 1°C-ով:

Որքան բարձր է գրադիենտը և, համապատասխանաբար, որքան ցածր է աստիճանը, այնքան Երկրի խորության ջերմությունը մոտենում է մակերեսին և այնքան խոստումնալից է այս տարածքը երկրաջերմային էներգիայի զարգացման համար։

Վ տարբեր տարածքներ, կախված երկրաբանական կառուցվածքից և տարածաշրջանային և տեղական այլ պայմաններից, խորության հետ ջերմաստիճանի բարձրացման տեմպերը կարող են կտրուկ տարբերվել: Երկրի մասշտաբով երկրաջերմային գրադիենտների և աստիճանների արժեքների տատանումները հասնում են 25 անգամ։ Օրինակ՝ Օրեգոն նահանգում (ԱՄՆ) գրադիենտը 1 կմ-ի վրա 150°C է, իսկ Հարավային Աֆրիկայում՝ 6°C 1 կմ-ի վրա։

Հարցն այն է, թե ինչպիսի՞ն է ջերմաստիճանը մեծ խորություններում՝ 5, 10 կմ կամ ավելի։ Եթե ​​միտումը շարունակվի, 10 կմ խորության վրա ջերմաստիճանը միջինը պետք է լինի մոտ 250–300°C: Դա քիչ թե շատ հաստատվում է գերխոր հորերի ուղիղ դիտարկումներով, թեև պատկերը շատ ավելի բարդ է, քան ջերմաստիճանի գծային աճը։

Օրինակ՝ Բալթյան բյուրեղային վահանում հորատված Կոլա գերխոր հորատանցքում ջերմաստիճանը փոխվում է 10°C/1 կմ արագությամբ մինչև 3 կմ խորության վրա, իսկ հետո երկրաջերմային գրադիենտը դառնում է 2–2,5 անգամ ավելի։ 7 կմ խորության վրա արդեն գրանցվել է 120°C ջերմաստիճան, 10 կմ-ում՝ 180°C, իսկ 12 կմ-ում՝ 220°C։

Մեկ այլ օրինակ է Հյուսիսային Կասպից ծովի ջրհորը, որտեղ 500 մ խորության վրա գրանցվել է 42°C ջերմաստիճան, 1,5 կմ-ում՝ 70°C, 2 կմ-ում՝ 80°C, 3 կմ-ում՝ 108°C։

Ենթադրվում է, որ երկրաջերմային գրադիենտը նվազում է՝ սկսած 20–30 կմ խորությունից. 100 կմ խորության վրա գնահատված ջերմաստիճանը մոտ 1300–1500°C է, 400 կմ խորության վրա՝ 1600°C, Երկրի վրա։ միջուկ (6000 կմ-ից ավելի խորություններ) – 4000–5000°C։

Մինչև 10–12 կմ խորությունների վրա ջերմաստիճանը չափվում է հորատված հորերի միջոցով. որտեղ դրանք չկան, այն որոշվում է անուղղակի նշաններով այնպես, ինչպես ավելի մեծ խորություններում: Նման անուղղակի նշաններ կարող են լինել սեյսմիկ ալիքների անցման բնույթը կամ ժայթքող լավայի ջերմաստիճանը:

Այնուամենայնիվ, երկրաջերմային էներգիայի նպատակների համար 10 կմ-ից ավելի խորություններում ջերմաստիճանի տվյալները դեռ գործնական հետաքրքրություն չեն ներկայացնում:

Մի քանի կիլոմետր խորության վրա շատ ջերմություն կա, բայց ինչպե՞ս բարձրացնել այն: Երբեմն բնությունն ինքն է լուծում մեզ համար այս խնդիրը բնական հովացուցիչ նյութի օգնությամբ՝ տաքացվող ջերմային ջրերը, որոնք դուրս են գալիս մակերես կամ ընկած են մեզ համար հասանելի խորության վրա: Որոշ դեպքերում խորքում ջուրը տաքացվում է գոլորշու վիճակի։

«Ջերմային ջրեր» հասկացության խիստ սահմանում չկա։ Որպես կանոն, դրանք նշանակում են տաք ստորերկրյա ջրեր հեղուկ վիճակում կամ գոլորշու տեսքով, այդ թվում՝ Երկրի մակերևույթ դուրս եկող 20 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանով, այսինքն, որպես կանոն, օդի ջերմաստիճանից բարձր:

Ստորերկրյա ջրերի, գոլորշու, գոլորշի-ջուր խառնուրդների ջերմությունը հիդրոթերմային էներգիա է։ Համապատասխանաբար, դրա օգտագործման հիման վրա էներգիան կոչվում է հիդրոթերմալ։

Իրավիճակն ավելի բարդ է ուղղակիորեն չոր ապարներից ջերմության արտադրության հետ կապված՝ նավթաջերմային էներգիա, հատկապես, որ բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանները, որպես կանոն, սկսվում են մի քանի կիլոմետր խորություններից:

Ռուսաստանի տարածքում նավթաջերմային էներգիայի պոտենցիալը հարյուր անգամ գերազանցում է հիդրոթերմային էներգիայինը՝ համապատասխանաբար 3500 և 35 տրիլիոն տոննա ստանդարտ վառելիք։ Սա միանգամայն բնական է. Երկրի խորքերի ջերմությունն ամենուր է, իսկ ջերմային ջրերը տեղային են: Սակայն ակնհայտ տեխնիկական դժվարությունների պատճառով ջերմային ջրերի մեծ մասը ներկայումս օգտագործվում է ջերմության և էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար։

Ջրի ջերմաստիճանը 20-30-ից մինչև 100°C հարմար է ջեռուցման, 150°C և բարձր ջերմաստիճանների և երկրաջերմային էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Ընդհանուր առմամբ, Ռուսաստանի տարածքում գտնվող երկրաջերմային ռեսուրսները տոննաներով հղման վառելիքի կամ էներգիայի չափման ցանկացած այլ միավորի առումով մոտավորապես 10 անգամ գերազանցում են հանածո վառելիքի պաշարները:

Տեսականորեն միայն երկրաջերմային էներգիան կարող է ամբողջությամբ բավարարել երկրի էներգետիկ կարիքները։ Գործնականում միացված է այս պահինիր տարածքի մեծ մասում դա անիրագործելի է տեխնիկական և տնտեսական պատճառներով:

Աշխարհում երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը ամենից հաճախ կապված է Իսլանդիայի հետ՝ մի երկիր, որը գտնվում է Միջինատլանտյան լեռնաշղթայի հյուսիսային ծայրում՝ չափազանց ակտիվ տեկտոնական և հրաբխային գոտում: Հավանաբար բոլորը հիշում են Էյյաֆիաթլայոկուդլ հրաբխի հզոր ժայթքումը ( Էյաֆջալաջոկուլ) 2010 թ.

Այս երկրաբանական առանձնահատկությունի շնորհիվ է, որ Իսլանդիան ունի երկրաջերմային էներգիայի հսկայական պաշարներ, ներառյալ տաք աղբյուրները, որոնք դուրս են գալիս Երկրի մակերևույթ և նույնիսկ հորդում են գեյզերների տեսքով:

Իսլանդիայում սպառվող էներգիայի ավելի քան 60%-ը ներկայումս վերցվում է Երկրից: Այդ թվում երկրաջերմային աղբյուրների շնորհիվ ապահովված է ջեռուցման 90%-ը և էլեկտրաէներգիայի արտադրության 30%-ը։ Հավելում ենք, որ երկրի մնացած էլեկտրաէներգիան արտադրվում է հիդրոէլեկտրակայանների կողմից, այսինքն՝ օգտագործելով նաև վերականգնվող էներգիայի աղբյուր, ինչի շնորհիվ Իսլանդիան մի տեսակ համաշխարհային բնապահպանական ստանդարտի տեսք ունի։

20-րդ դարում երկրաջերմային էներգիայի «սանձումը» զգալիորեն օգնեց Իսլանդիային տնտեսապես։ Մինչև անցյալ դարի կեսերը այն շատ աղքատ երկիր էր, այժմ աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում մեկ շնչին ընկնող դրված հզորությամբ և երկրաջերմային էներգիայի արտադրությամբ, իսկ երկրաջերմային էներգիայի բացարձակ դրվածքային հզորությամբ առաջին տասնյակում է։ բույսեր. Այնուամենայնիվ, նրա բնակչությունը կազմում է ընդամենը 300 հազար մարդ, ինչը հեշտացնում է էկոլոգիապես մաքուր էներգիայի աղբյուրներին անցնելու խնդիրը. դրա կարիքն ընդհանուր առմամբ փոքր է:

Իսլանդիայից բացի, էլեկտրաէներգիայի արտադրության ընդհանուր հաշվեկշռում երկրաջերմային էներգիայի բարձր տեսակարար կշիռ ունեն Նոր Զելանդիան և Հարավարևելյան Ասիայի կղզի պետությունները (Ֆիլիպիններ և Ինդոնեզիա), Կենտրոնական Ամերիկայի և Արևելյան Աֆրիկայի երկրները, որոնց տարածքը նույնպես բնութագրվում է. բարձր սեյսմիկ և հրաբխային ակտիվությամբ։ Այս երկրների համար, իրենց ներկայիս զարգացման մակարդակով և կարիքներով, երկրաջերմային էներգիան զգալի ներդրում ունի սոցիալ-տնտեսական զարգացման մեջ:

Երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը շատ երկար պատմություն ունի։ Առաջին հայտնի օրինակներից մեկը Իտալիան է, մի վայր Տոսկանա նահանգում, որն այժմ կոչվում է Լարդերելլո, որտեղ դեռևս 19-րդ դարի սկզբին տեղական տաք ջերմային ջրերը, որոնք բնական հոսում էին կամ արդյունահանվում էին ծանծաղ հորերից, օգտագործվում էին էներգիայի համար: նպատակներ։

Այստեղ բորաթթու ստանալու համար օգտագործվել է ստորգետնյա աղբյուրներից բորով հարուստ ջուր։ Սկզբում այս թթուն ստացվում էր երկաթե կաթսաներում գոլորշիացման արդյունքում, իսկ սովորական վառելափայտը որպես վառելիք վերցվում էր մոտակա անտառներից, բայց 1827 թվականին Ֆրանչեսկո Լարդերելը ստեղծեց համակարգ, որն աշխատում էր հենց ջրերի ջերմության վրա: Միաժամանակ բնական ջրային գոլորշու էներգիան սկսեց օգտագործվել հորատման սարքերի շահագործման համար, իսկ 20-րդ դարի սկզբին՝ տեղական տներն ու ջերմոցները տաքացնելու համար։ Նույն տեղում՝ Լարդերելոյում, 1904 թվականին ջերմային ջրի գոլորշին դարձավ էներգիայի աղբյուր՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։

19-րդ դարի վերջի և 20-րդ դարի սկզբի Իտալիայի օրինակին հետևեցին մի շարք այլ երկրներ։ Օրինակ, 1892 թվականին ջերմային ջրերն առաջին անգամ օգտագործվել են տեղային ջեռուցման համար ԱՄՆ-ում (Բոիզ, Այդահո), 1919 թվականին՝ Ճապոնիայում, 1928 թվականին՝ Իսլանդիայում։

ԱՄՆ-ում առաջին հիդրոթերմալ էլեկտրակայանը հայտնվել է Կալիֆորնիայում 1930-ականների սկզբին, Նոր Զելանդիայում՝ 1958 թվականին, Մեքսիկայում՝ 1959 թվականին, Ռուսաստանում (աշխարհի առաջին երկուական GeoPP-ն)՝ 1965 թվականին։

Հին սկզբունք նոր աղբյուրում

Էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը պահանջում է ջրի աղբյուրի ավելի բարձր ջերմաստիճան, քան ջեռուցումը, ավելի քան 150°C: Երկրաջերմային էլեկտրակայանի (GeoES) շահագործման սկզբունքը նման է սովորական ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքին: Իրականում երկրաջերմային էլեկտրակայանը ՋԷԿ-ի տեսակ է։

ՋԷԿ-երում, որպես կանոն, էներգիայի հիմնական աղբյուր են հանդիսանում ածուխը, գազը կամ մազութը, իսկ որպես աշխատանքային հեղուկ՝ ջրային գոլորշին: Վառելիքը, այրվելով, ջուրը տաքացնում է գոլորշու վիճակի, որը պտտում է շոգետուրբինը, և այն արտադրում է էլեկտրականություն։

GeoPP-ի տարբերությունն այն է, որ այստեղ էներգիայի առաջնային աղբյուրը երկրագնդի ներսի ջերմությունն է, և գոլորշու տեսքով աշխատող հեղուկը «պատրաստ» ձևով մտնում է էլեկտրական գեներատորի տուրբինային շեղբեր անմիջապես արտադրական ջրհորից:

Գոյություն ունեն GeoPP-ի շահագործման երեք հիմնական սխեմաներ՝ ուղղակի, չոր (երկրաջերմային) գոլորշու օգտագործմամբ; անուղղակի, հիդրոթերմալ ջրի վրա հիմնված և խառը կամ երկուական:

Այս կամ այն ​​սխեմայի օգտագործումը կախված է ագրեգացման վիճակից և էներգիայի կրիչի ջերմաստիճանից:

Ամենապարզը և, հետևաբար, յուրացված սխեմաներից առաջինը ուղիղն է, որի դեպքում ջրհորից եկող գոլորշին անմիջապես անցնում է տուրբինի միջով։ Աշխարհի առաջին GeoPP-ը Լարդերելոյում 1904 թվականին նույնպես աշխատում էր չոր գոլորշու վրա:

Գործողության անուղղակի սխեմայով GeoPP-ները մեր ժամանակներում ամենատարածվածն են: Նրանք օգտագործում են տաք ստորգետնյա ջրեր, որը բարձր ճնշման տակ ներարկվում է գոլորշիչի մեջ, որտեղ դրա մի մասը գոլորշիացվում է, և ստացված գոլորշին պտտում է տուրբինը։ Որոշ դեպքերում լրացուցիչ սարքեր և սխեմաներ են պահանջվում ագրեսիվ միացություններից երկրաջերմային ջուրը և գոլորշին մաքրելու համար:

Արտանետվող գոլորշին մտնում է ներարկման ջրհոր կամ օգտագործվում է տարածքի ջեռուցման համար. այս դեպքում սկզբունքը նույնն է, ինչ CHP-ի շահագործման ժամանակ:

Երկուական GeoPP-ներում տաք ջերմային ջուրը փոխազդում է մեկ այլ հեղուկի հետ, որը գործում է որպես աշխատանքային հեղուկ՝ ավելի ցածր եռման կետով: Երկու հեղուկներն էլ անցնում են ջերմափոխանակիչով, որտեղ ջերմային ջուրը գոլորշիացնում է աշխատող հեղուկը, որի գոլորշիները պտտում են տուրբինը։

Այս համակարգը փակ է, որը լուծում է մթնոլորտ արտանետումների խնդիրը։ Բացի այդ, համեմատաբար ցածր եռման կետով աշխատող հեղուկները հնարավորություն են տալիս որպես էներգիայի առաջնային աղբյուր օգտագործել ոչ շատ տաք ջերմային ջրերը։

Բոլոր երեք սխեմաներն օգտագործում են հիդրոթերմալ աղբյուր, սակայն նավթաջերմային էներգիան կարող է օգտագործվել նաև էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

Շղթայի դիագրամն այս դեպքում նույնպես բավականին պարզ է. Անհրաժեշտ է հորատել երկու փոխկապակցված հորեր՝ ներարկման և արտադրական: Ջուրը մղվում է ներարկման ջրհորի մեջ: Խորության վրա այն տաքանում է, ապա ուժեղ տաքացման արդյունքում առաջացած տաքացած ջուրը կամ գոլորշին արտադրական հորի միջոցով մատակարարվում է մակերեսին։ Ավելին, ամեն ինչ կախված է նրանից, թե ինչպես է օգտագործվում նավթաջերմային էներգիան՝ ջեռուցման, թե էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար։ Փակ ցիկլը հնարավոր է արտանետվող գոլորշու և ջրի պոմպով ներարկման ջրհորի մեջ կամ հեռացման այլ եղանակով:

Նման համակարգի թերությունն ակնհայտ է. աշխատանքային հեղուկի բավականաչափ բարձր ջերմաստիճան ստանալու համար անհրաժեշտ է հորատանցքեր հորատել մեծ խորությամբ։ Եվ սա լուրջ ծախս է և ջերմության զգալի կորստի վտանգ, երբ հեղուկը բարձրանում է: Հետևաբար, նավթաջերմային համակարգերը դեռևս ավելի քիչ են տարածված, քան հիդրոթերմայինները, թեև նավթաջերմային էներգիայի ներուժը մեծության կարգերով ավելի մեծ է:

Ներկայում այսպես կոչված նավթաջերմային շրջանառության համակարգերի (PCS) ստեղծման առաջատարը Ավստրալիան է։ Բացի այդ, երկրաջերմային էներգիայի այս ուղղությունը ակտիվորեն զարգանում է ԱՄՆ-ում, Շվեյցարիայում, Մեծ Բրիտանիայում և Ճապոնիայում։

Նվեր լորդ Քելվինից

1852 թվականին ֆիզիկոս Ուիլյամ Թոմփսոնի (նույն ինքը՝ Լորդ Քելվին) ջերմային պոմպի գյուտը մարդկությանը իրական հնարավորություն ընձեռեց օգտագործելու հողի վերին շերտերի ցածր աստիճանի ջերմությունը։ Ջերմային պոմպի համակարգը կամ ջերմության բազմապատկիչը, ինչպես այն անվանել է Թոմսոնը, հիմնված է ջերմության փոխանցման ֆիզիկական գործընթացի վրա: միջավայրըհովացուցիչ նյութին: Փաստորեն, այն օգտագործում է նույն սկզբունքը, ինչ նավթաջերմային համակարգերում: Տարբերությունը ջերմության աղբյուրի մեջ է, ինչի կապակցությամբ կարող է առաջանալ տերմինաբանական հարց՝ որքանո՞վ կարելի է ջերմային պոմպը համարել երկրաջերմային համակարգ։ Բանն այն է, որ վերին շերտերում տասնյակ կամ հարյուրավոր մետր խորություններում ժայռերն ու դրանցում պարունակվող հեղուկները տաքանում են ոչ թե երկրի խորը ջերմությունից, այլ արևից։ Այսպիսով, այս դեպքում արևն է ջերմության առաջնային աղբյուրը, թեև այն վերցված է, ինչպես երկրաջերմային համակարգերում, երկրից:

Ջերմային պոմպի շահագործումը հիմնված է մթնոլորտի համեմատությամբ հողի տաքացման և հովացման հետաձգման վրա, որի արդյունքում մակերեսի և ավելի խորը շերտերի միջև ձևավորվում է ջերմաստիճանի գրադիենտ, որը ջերմություն է պահպանում նույնիսկ ձմռանը, ինչպես. ինչպես է դա տեղի ունենում ջրամբարներում: Ջերմային պոմպերի հիմնական նպատակը տարածքի ջեռուցումն է: Իրականում դա «հակադարձ սառնարան» է։ Ե՛վ ջերմային պոմպը, և՛ սառնարանը փոխազդում են երեք բաղադրիչների հետ՝ ներքին միջավայր (առաջին դեպքում՝ ջեռուցվող սենյակ, երկրորդում՝ սառեցված սառնարան), արտաքին միջավայր՝ էներգիայի աղբյուր և սառնագենտի (սառնագենտ), որը։ նաև հովացուցիչ նյութ է, որն ապահովում է ջերմության փոխանցում կամ սառը:

Ցածր եռման կետ ունեցող նյութը հանդես է գալիս որպես սառնագենտ, որը թույլ է տալիս ջերմություն վերցնել նույնիսկ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան ունեցող աղբյուրից:

Սառնարանում հեղուկ սառնագենտը շնչափողի (ճնշման կարգավորիչի) միջոցով մտնում է գոլորշիացուցիչ, որտեղ ճնշման կտրուկ նվազման պատճառով հեղուկը գոլորշիանում է։ Գոլորշիացումը էնդոթերմիկ գործընթաց է, որը պահանջում է ջերմություն դրսից ներծծվելու համար: Արդյունքում, գոլորշիչի ներքին պատերից ջերմություն է վերցվում, որն ապահովում է սառնարանային խցիկում սառեցնող ազդեցություն: Գոլորշիատորից այն կողմ սառնագենտը ներծծվում է կոմպրեսոր, որտեղ այն վերադառնում է ագրեգացման հեղուկ վիճակի: Սա հակառակ գործընթացն է, որը հանգեցնում է արդյունահանվող ջերմության ազատմանը արտաքին միջավայր. Որպես կանոն, այն նետվում է սենյակ, իսկ սառնարանի հետևի պատը համեմատաբար տաք է։

Ջերմային պոմպը աշխատում է գրեթե նույն կերպ, այն տարբերությամբ, որ ջերմությունը վերցվում է արտաքին միջավայրից և մտնում է ներքին միջավայր գոլորշիչի միջոցով՝ սենյակի ջեռուցման համակարգով։

Իրական ջերմային պոմպում ջուրը տաքացվում է, անցնելով գետնին կամ ջրամբարի մեջ դրված արտաքին շղթայով, այնուհետև մտնում է գոլորշիացուցիչ:

Գոլորշիատորում ջերմությունը փոխանցվում է ցածր եռման ջերմաստիճան ունեցող սառնագենտի միջոցով լցված ներքին շղթայի, որը, անցնելով գոլորշիատորի միջով, հեղուկ վիճակից անցնում է գազային վիճակի՝ ընդունելով ջերմություն։

Հաջորդը, գազային սառնագենտը մտնում է կոմպրեսոր, որտեղ այն սեղմվում է բարձր ճնշումև ջերմաստիճանը և մտնում է կոնդենսատոր, որտեղ ջերմափոխանակությունը տեղի է ունենում տաք գազի և ջեռուցման համակարգից հովացուցիչ նյութի միջև:

Գործելու համար կոմպրեսորը պահանջում է էլեկտրաէներգիա, սակայն փոխակերպման հարաբերակցությունը (սպառված և արտադրված էներգիայի հարաբերակցությունը) ժամանակակից համակարգերբավականաչափ բարձր արդյունավետ լինելու համար:

Ներկայումս ջերմային պոմպերը բավականին լայնորեն օգտագործվում են տարածքի ջեռուցման համար, հիմնականում՝ տնտեսապես զարգացած երկրներ.

Էկո-ճիշտ էներգիա

Երկրաջերմային էներգիան համարվում է էկոլոգիապես մաքուր, ինչը, ընդհանուր առմամբ, ճիշտ է: Առաջին հերթին այն օգտագործում է վերականգնվող և գործնականում անսպառ ռեսուրս։ Երկրաջերմային էներգիան չի պահանջում մեծ տարածքներ՝ ի տարբերություն խոշոր հիդրոէլեկտրակայանների կամ հողմակայանների, և չի աղտոտում մթնոլորտը՝ ի տարբերություն ածխաջրածնային էներգիայի։ Միջին հաշվով, GeoPP-ը զբաղեցնում է 400 մ 2՝ արտադրված 1 ԳՎտ էլեկտրաէներգիայի դիմաց։ Նույն ցուցանիշը, օրինակ, ածուխով աշխատող ՋԷԿ-ի համար կազմում է 3600 մ 2: GeoPP-ի բնապահպանական առավելությունները ներառում են նաև ջրի ցածր սպառումը` 20 լիտր քաղցրահամ ջուր 1 կՎտ-ի դիմաց, մինչդեռ ՋԷԿ-երը և ատոմակայանները պահանջում են մոտ 1000 լիտր: Նշենք, որ սրանք «միջին» GeoPP-ի բնապահպանական ցուցանիշներն են։

Բայց բացասական կողմնակի ազդեցությունդեռ կան։ Դրանցից առավել հաճախ առանձնանում են աղմուկը, մթնոլորտի ջերմային աղտոտումը և ջրի ու հողի քիմիական աղտոտումը, ինչպես նաև պինդ թափոնների առաջացումը։

Շրջակա միջավայրի քիմիական աղտոտման հիմնական աղբյուրը հենց ջերմային ջուրն է (բարձր ջերմաստիճանով և աղիությամբ), որը հաճախ պարունակում է մեծ քանակությամբ թունավոր միացություններ, հետևաբար առաջանում է կեղտաջրերի և վտանգավոր նյութերի հեռացման խնդիր։

Երկրաջերմային էներգիայի բացասական ազդեցություններին կարելի է հետևել մի քանի փուլով` սկսած հորատանցքերից: Այստեղ առաջանում են նույն վտանգները, ինչ ցանկացած հորատանցք հորատելիս՝ հողի և բուսածածկույթի ոչնչացում, հողի և ստորերկրյա ջրերի աղտոտում։

ԳեոՊԷԿ-ի շահագործման փուլում պահպանվում են շրջակա միջավայրի աղտոտվածության խնդիրները։ Ջերմային հեղուկները՝ ջուրը և գոլորշին, սովորաբար պարունակում են ածխածնի երկօքսիդ (CO 2), ծծմբի սուլֆիդ (H 2 S), ամոնիակ (NH 3), մեթան (CH 4), սովորական աղ (NaCl), բոր (B), մկնդեղ (As): ), սնդիկ (Hg): Երբ արձակվում են շրջակա միջավայր, դրանք դառնում են աղտոտման աղբյուր: Բացի այդ, ագրեսիվ քիմիական միջավայրը կարող է կոռոզիայից վնաս պատճառել GeoTPP-ի կառույցներին:

Միևնույն ժամանակ, ԳեոԷԿ-երում աղտոտիչների արտանետումները միջինում ավելի ցածր են, քան ՋԷԿ-երում: Օրինակ՝ ածխածնի երկօքսիդի արտանետումները մեկ կիլովատ/ժ էլեկտրաէներգիայի համար կազմում են մինչև 380 գ GeoPP-ներում, 1042 գ՝ ածուխով աշխատող ջերմաէլեկտրակայաններում, 906 գ մազութում և 453 գ գազով աշխատող ջերմաէլեկտրակայաններում:

Հարց է առաջանում՝ ի՞նչ անել կեղտաջրերի հետ։ Ցածր աղիության դեպքում սառչելուց հետո այն կարող է թափվել մակերեսային ջրեր։ Մյուս ճանապարհը ներարկման ջրհորի միջոցով հետ մղելն է ջրատար շերտ, որը ներկայումս նախընտրելի և գերակշռող պրակտիկա է:

Ջրատար հորիզոններից ջերմային ջրի արդյունահանումը (ինչպես նաև սովորական ջրի դուրս մղումը) կարող է առաջացնել սուզումներ և գետնի տեղաշարժեր, երկրաբանական շերտերի այլ դեֆորմացիաներ և միկրոերկրաշարժեր: Նման իրադարձությունների հավանականությունը սովորաբար փոքր է, չնայած առանձին դեպքերֆիքսված (օրինակ, Գերմանիայի Շտաուֆեն իմ Բրեյսգաուի GeoPP-ում):

Հարկ է ընդգծել, որ GeoPP-ների մեծ մասը գտնվում է համեմատաբար նոսր բնակեցված տարածքներում և երրորդ աշխարհի երկրներում, որտեղ բնապահպանական պահանջներն ավելի քիչ խիստ են, քան զարգացած երկրներում: Բացի այդ, այս պահին GeoPP-ների թիվը և դրանց հզորությունները համեմատաբար փոքր են։ Երկրաջերմային էներգիայի ավելի մեծ զարգացման դեպքում բնապահպանական ռիսկերը կարող են աճել և բազմապատկվել:

Որքա՞ն է Երկրի էներգիան:

Երկրաջերմային համակարգերի կառուցման համար ներդրումային ծախսերը տատանվում են շատ լայն միջակայքում՝ 200-ից 5000 դոլար 1 կՎտ դրված հզորության համար, այսինքն՝ ամենաէժան տարբերակները համեմատելի են ջերմաէլեկտրակայանի կառուցման արժեքի հետ։ Դրանք առաջին հերթին կախված են ջերմային ջրերի առաջացման պայմաններից, դրանց բաղադրությունից և համակարգի նախագծումից։ Մեծ խորություններում հորատումը, երկու հորերով փակ համակարգ ստեղծելը, ջրի մաքրման անհրաժեշտությունը կարող է բազմապատկել ծախսերը:

Օրինակ, նավթաջերմային շրջանառության համակարգի (PTS) ստեղծման համար ներդրումները գնահատվում են 1,6–4 հազար դոլար 1 կՎտ դրված հզորության դիմաց, ինչը գերազանցում է ատոմակայանի կառուցման ծախսերը և համեմատելի է քամու և քամու շինարարության ծախսերի հետ։ արևային էլեկտրակայաններ.

GeoTPP-ի ակնհայտ տնտեսական առավելությունն անվճար էներգակիրն է։ Համեմատության համար նշենք, որ գործող ջերմաէլեկտրակայանի կամ ատոմակայանի ինքնարժեքի կառուցվածքում վառելիքը կազմում է 50–80% կամ նույնիսկ ավելին՝ կախված էներգիայի ընթացիկ գներից: Այսպիսով, երկրաջերմային համակարգի մեկ այլ առավելություն. գործառնական ծախսերն ավելի կայուն և կանխատեսելի են, քանի որ դրանք կախված չեն էներգիայի գների արտաքին կոնյուկտուրայից: Ընդհանուր առմամբ, ԳեոՋԷԿ-ի շահագործման ծախսերը գնահատվում են 2–10 ցենտ (60 կոպեկ–3 ռուբլի) 1 կՎտ/ժ արտադրվող հզորության համար։

Էներգակիրներից հետո ծախսերի երկրորդ խոշորագույն (և շատ նշանակալից) հոդվածը, որպես կանոն, կայանի անձնակազմի աշխատավարձն է, որը կարող է կտրուկ տարբերվել ըստ երկրի և տարածաշրջանի:

Միջին հաշվով, 1 կՎտժ երկրաջերմային էներգիայի արժեքը համեմատելի է ջերմային էլեկտրակայանների հետ (ռուսական պայմաններում՝ մոտ 1 ռուբլի / 1 կՎտժ) և տասն անգամ ավելի բարձր, քան հիդրոէլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրության արժեքը (5–10 կոպեկ): / 1 կՎտժ):

Բարձր արժեքի պատճառն այն է, որ, ի տարբերություն ջերմային և հիդրոէլեկտրակայանների, ԳեոՋԷԿ-ն ունի համեմատաբար փոքր հզորություն: Բացի այդ, անհրաժեշտ է համեմատել նույն տարածաշրջանում և նմանատիպ պայմաններում տեղակայված համակարգերը: Այսպես, օրինակ, Կամչատկայում, ըստ մասնագետների, 1 կՎտժ երկրաջերմային էլեկտրաէներգիան 2-3 անգամ ավելի էժան է, քան տեղական ՋԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիան։

Երկրաջերմային համակարգի տնտեսական արդյունավետության ցուցանիշները կախված են, օրինակ, նրանից, թե արդյոք անհրաժեշտ է հեռացնել կեղտաջրերը և ինչ եղանակներով է դա արվում, հնարավո՞ր է արդյոք ռեսուրսի համատեղ օգտագործումը: Այսպիսով, ջերմային ջրից արդյունահանվող քիմիական տարրերն ու միացությունները կարող են լրացուցիչ եկամուտ ապահովել։ Հիշենք Լարդերելլոյի օրինակը. այնտեղ առաջնայինը քիմիական արտադրությունն էր, իսկ երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը սկզբում օժանդակ բնույթ էր կրում:

Երկրաջերմային էներգիայի ֆորվարդներ

Երկրաջերմային էներգիան մի փոքր այլ կերպ է զարգանում, քան քամին և արևը: Ներկայումս դա մեծապես կախված է բուն ռեսուրսի բնույթից, որը կտրուկ տարբերվում է ըստ տարածաշրջանների, և ամենաբարձր կոնցենտրացիաները կապված են երկրաջերմային անոմալիաների նեղ գոտիների հետ, որոնք սովորաբար կապված են տեկտոնական խզվածքների և հրաբխի տարածքների հետ:

Բացի այդ, երկրաջերմային էներգիան տեխնոլոգիապես ավելի քիչ տարողունակ է քամու համեմատ, և առավել ևս արևային էներգիայի դեպքում. երկրաջերմային կայանների համակարգերը բավականին պարզ են:

Էլեկտրաէներգիայի համաշխարհային արտադրության ընդհանուր կառուցվածքում երկրաջերմային բաղադրիչը կազմում է 1%-ից պակաս, սակայն որոշ տարածաշրջաններում և երկրներում դրա մասնաբաժինը հասնում է 25-30%-ի: Երկրաբանական պայմանների հետ կապվածության պատճառով երկրաջերմային էներգիայի հզորության զգալի մասը կենտրոնացած է երրորդ աշխարհի երկրներում, որտեղ կան արդյունաբերության ամենամեծ զարգացման երեք կլաստերներ՝ Հարավարևելյան Ասիայի, Կենտրոնական Ամերիկայի և Արևելյան Աֆրիկայի կղզիները: Առաջին երկու շրջանները Խաղաղօվկիանոսյան «Երկրի կրակային գոտու» մաս են կազմում, երրորդը կապված է Արևելաաֆրիկյան ճեղքվածքի հետ։ Ամենամեծ հավանականությամբ այս գոտիներում երկրաջերմային էներգիան կշարունակի զարգանալ։ Ավելի հեռավոր հեռանկար է նավթաջերմային էներգիայի զարգացումը` օգտագործելով մի քանի կիլոմետր խորության վրա գտնվող երկրային շերտերի ջերմությունը: Սա գրեթե ամենուր տարածված ռեսուրս է, սակայն դրա արդյունահանումը պահանջում է բարձր ծախսեր, ուստի նավթաջերմային էներգիան զարգանում է հիմնականում տնտեսապես և տեխնոլոգիապես ամենահզոր երկրներում:

Ընդհանուր առմամբ, հաշվի առնելով երկրաջերմային ռեսուրսների համատարածությունը և շրջակա միջավայրի անվտանգության ընդունելի մակարդակը, հիմքեր կան ենթադրելու, որ երկրաջերմային էներգիան զարգացման լավ հեռանկարներ ունի: Հատկապես ավանդական էներգակիրների պակասի և դրանց գների աճի սպառնալիքի պայմաններում:

Կամչատկայից Կովկաս

Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը բավականին երկար պատմություն ունի, և մի շարք դիրքերում մենք համաշխարհային առաջատարների շարքում ենք, չնայած երկրաջերմային էներգիայի մասնաբաժինը հսկայական երկրի ընդհանուր էներգետիկ հաշվեկշռում դեռևս աննշան է:

Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի զարգացման ռահվիրաներն ու կենտրոնները եղել են երկու շրջաններ՝ Կամչատկան և Հյուսիսային Կովկասը, և եթե առաջին դեպքում խոսքը գնում է հիմնականում էլեկտրաէներգիայի, ապա երկրորդում՝ ջերմային էներգիայի օգտագործման մասին։ ջերմային ջուր.

Հյուսիսային Կովկասում՝ Կրասնոդարի երկրամասում, Չեչնիայում, Դաղստանում, ջերմային ջրերի ջերմությունը էներգետիկ նպատակներով օգտագործվում էր դեռևս Մեծ. Հայրենական պատերազմ. 1980-1990-ական թվականներին երկրաջերմային էներգիայի զարգացումը տարածաշրջանում, հասկանալի պատճառներով, կանգ առավ և դեռ չի վերականգնվել լճացման վիճակից։ Այդուհանդերձ, Հյուսիսային Կովկասում երկրաջերմային ջրամատակարարումն ապահովում է մոտ 500 հազար մարդու ջերմություն, իսկ, օրինակ, Կրասնոդարի երկրամասի Լաբինսկ քաղաքը՝ 60 հազար բնակչությամբ, ամբողջությամբ ջեռուցվում է երկրաջերմային ջրերով։

Կամչատկայում երկրաջերմային էներգիայի պատմությունը հիմնականում կապված է GeoPP-ի կառուցման հետ: Դրանցից առաջինները, որոնք դեռ աշխատում են Պաուժեցկայա և Պարատունսկայա կայանները, կառուցվել են դեռևս 1965-1967 թվականներին, մինչդեռ 600 կՎտ հզորությամբ Paratunskaya GeoPP-ը դարձավ երկուական ցիկլով աշխարհում առաջին կայանը: Դա Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրյան մասնաճյուղի ջերմային ֆիզիկայի ինստիտուտի խորհրդային գիտնականներ Ս. Ս. Կուտաթելաձեի և Ա. Մ. Այս տեխնոլոգիան հետագայում դարձավ աշխարհում ավելի քան 400 երկուական GeoPP-ների նախատիպը:

1966 թվականին շահագործման հանձնված Pauzhetskaya GeoPP-ի հզորությունը սկզբում եղել է 5 ՄՎտ, իսկ այնուհետև ավելացել է մինչև 12 ՄՎտ: Ներկայումս կայանը երկուական բլոկի կառուցման փուլում է, որի հզորությունը կավելանա եւս 2,5 ՄՎտ-ով։

ԽՍՀՄ-ում և Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի զարգացմանը խոչընդոտում էր էներգիայի ավանդական աղբյուրների առկայությունը՝ նավթ, գազ, ածուխ, բայց այդպես էլ չդադարեց։ Այս պահին երկրաջերմային էներգիայի ամենամեծ օբյեկտներն են Վերխնե-Մուտնովսկայա ԳեոԷԿ-ը՝ 12 ՄՎտ ընդհանուր հզորությամբ էներգաբլոկներ, շահագործման հանձնված 1999 թվականին, և Մուտնովսկայա ԳեոԷԿ-ը՝ 50 ՄՎտ հզորությամբ (2002 թ.):

Mutnovskaya-ն և Verkhne-Mutnovskaya GeoPP-ն եզակի օբյեկտներ են ոչ միայն Ռուսաստանի համար, այլև համաշխարհային մասշտաբով։ Կայանները գտնվում են Մուտնովսկի հրաբխի ստորոտում՝ ծովի մակարդակից 800 մետր բարձրության վրա, գործում են էքստրեմալ պայմաններում։ կլիմայական պայմանները, որտեղ ձմեռը տարեկան 9–10 ամիս է։ Mutnovsky GeoPP-ների սարքավորումները, որոնք ներկայումս աշխարհում ամենաժամանակակիցներից են, ամբողջությամբ ստեղծվել են էներգետիկայի ներքին ձեռնարկություններում:

Ներկայումս Կենտրոնական Կամչատկայի էներգահանգույցի էներգիայի սպառման ընդհանուր կառուցվածքում Մուտնովսկու կայանների մասնաբաժինը կազմում է 40%: Առաջիկա տարիներին նախատեսվում է հզորությունների ավելացում։

Առանձին-առանձին պետք է ասել ռուսական նավթաջերմային զարգացումների մասին։ Մենք դեռ չունենք մեծ PDS, այնուամենայնիվ, կան մեծ խորություններում (մոտ 10 կմ) հորատման առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, որոնք նույնպես աշխարհում նմանը չունեն։ Դրանց հետագա զարգացումը հնարավորություն կտա կտրուկ նվազեցնել նավթաջերմային համակարգերի ստեղծման ծախսերը։ Այս տեխնոլոգիաների և նախագծերի մշակողներն են Ն. Ներկայումս Ռուսաստանում նավթաջերմային շրջանառության համակարգի նախագիծը փորձնական փուլում է։

Ռուսաստանում երկրաջերմային էներգիայի հեռանկարներ կան, թեև դրանք համեմատաբար հեռու են. այս պահին ներուժը բավականին մեծ է, իսկ ավանդական էներգիայի դիրքերը՝ ամուր։ Միաժամանակ երկրի մի շարք հեռավոր շրջաններում երկրաջերմային էներգիայի օգտագործումը տնտեսապես շահավետ է և պահանջարկ ունի նաև այժմ։ Սրանք մեծ գեոէներգետիկ պոտենցիալ ունեցող տարածքներ են (Չուկոտկա, Կամչատկա, Կուրիլներ - Խաղաղօվկիանոսյան «Երկրի կրակային գոտու» ռուսական մասը, լեռներ. Հարավային Սիբիրև Կովկասը) և միևնույն ժամանակ հեռավոր և անջատված էներգամատակարարումից կենտրոնացված։

Հավանական է, որ առաջիկա տասնամյակների ընթացքում երկրաջերմային էներգիան մեր երկրում կզարգանա հենց այդպիսի շրջաններում։

Նախորդ հոդվածը. Մաթեմատիկայի շնորհանդես «Տետրեդրոն և զուգահեռական Հաջորդ հոդվածը. «Քիմիական ռեակցիաների արագությունը