Branduolinė žemės šiluma. Geoterminė energija ir jos gamybos būdai
Technikos mokslų daktaras ANT. Prisiekiu, profesoriau,
Rusijos technologijos mokslų akademijos akademikas, Maskva
Pastaraisiais dešimtmečiais pasaulyje buvo svarstoma kryptis, kaip efektyviau panaudoti gelmių žemės šilumos energiją, siekiant iš dalies pakeisti gamtines dujas, naftą, anglį. Tai taps įmanoma ne tik aukštų geoterminių parametrų vietovėse, bet ir bet kuriose srityse. pasaulis gręžiant įpurškimo ir gamybinius gręžinius ir tarp jų kuriant cirkuliacines sistemas.
Pastaraisiais dešimtmečiais išaugusį susidomėjimą alternatyviais energijos šaltiniais pasaulyje lemia išsekusios angliavandenilių kuro atsargos ir būtinybė spręsti nemažai problemų. aplinkosaugos klausimai. Objektyvūs veiksniai (iškastinio kuro ir urano atsargos, tradicinės ugnies ir atominės energijos sukeliami aplinkos pokyčiai) leidžia teigti, kad perėjimas prie naujų energijos gamybos būdų ir formų yra neišvengiamas.
Pasaulio ekonomika dabar nustatė perėjimo prie racionalaus tradicinių ir naujų energijos šaltinių derinimo kursą. Žemės šiluma tarp jų užima vieną pirmųjų vietų.
Geoterminės energijos ištekliai skirstomi į hidrogeologinius ir petrogeoterminius. Pirmiesiems iš jų atstovauja šilumnešiai (sudarantys tik 1% visų geoterminės energijos išteklių) - gruntinis vanduo, garas ir garo-vandens mišiniai. Antroji yra geoterminė energija, esanti karštose uolienose.
Mūsų šalyje ir užsienyje naudojama fontano technologija (savaiminis išsiliejimas) natūraliam garui ir geoterminiams vandenims išgauti yra paprasta, bet neefektyvi. Esant mažam savaiminių gręžinių debitui, jų šilumos gamyba gali atpirkti gręžimo išlaidas tik nedideliame geoterminių rezervuarų gylyje su aukšta temperatūra šiluminių anomalijų vietose. Tokių gręžinių tarnavimo laikas daugelyje šalių nesiekia net 10 metų.
Kartu patirtis patvirtina, kad esant negiliems natūralaus garo kolektoriams, Geoterminės elektrinės statyba yra pats pelningiausias geoterminės energijos naudojimo variantas. Tokių GeoTPP veikimas parodė savo konkurencingumą, palyginti su kitų tipų elektrinėmis. Todėl geoterminių vandenų ir garo hidrotermų rezervų panaudojimas mūsų šalyje Kamčiatkos pusiasalyje ir Kurilų grandinės salose, Šiaurės Kaukazo regionuose, o taip pat galbūt ir kitose vietovėse yra tikslingas ir savalaikis. Tačiau garo telkiniai yra retenybė, žinomi ir prognozuojami jo rezervai yra maži. Daug dažniau pasitaikančios šilumos ir elektros vandens telkiniai ne visada yra pakankamai arti vartotojo – šilumos tiekimo objekto. Tai atmeta galimybę juos veiksmingai naudoti dideliais mastais.
Dažnai kovos su masteliu problemos virsta sudėtinga problema. Naudojant geoterminius, kaip taisyklė, mineralizuotus šaltinius kaip šilumos nešiklį, gręžinių zonos užauga geležies oksido, kalcio karbonato ir silikato dariniais. Be to, erozijos-korozijos ir mastelio susidarymo problemos neigiamai veikia įrangos veikimą. Problema taip pat yra mineralizuotų ir nuotekų, kuriose yra toksinių priemaišų, išleidimas. Todėl paprasčiausia fontano technologija negali būti plačiai paplitusios geoterminių išteklių plėtros pagrindas.
Preliminariais vertinimais teritorijoje Rusijos Federacija Prognozuojamos 40-250 °C temperatūros, 35-200 g/l druskingumo ir iki 3000 m gylio terminių vandenų atsargos yra 21-22 mln. m3/parą, tai prilygsta 30-40 mln. tonų ekvivalentinio kuro. metais.
Prognozuojamos 150-250 °C temperatūros garų-oro mišinio atsargos Kamčiatkos pusiasalyje ir Kurilų salose – 500 tūkst.m3/parą. ir terminių vandenų, kurių temperatūra 40-100 ° C, atsargos - 150 tūkst. m3 / parą.
Terminių vandenų, kurių debitas yra apie 8 mln. m3/parą, kurių druskingumas iki 10 g/l, o temperatūra viršija 50 °C, atsargos laikomos svarbiausiu plėtros prioritetu.
Ateities energetikai daug svarbiau yra šiluminės energijos, praktiškai neišsenkančių naftos geoterminių išteklių gavyba. Ši geoterminė energija, uždaryta kietose karštose uolienose, sudaro 99% visų požeminės šiluminės energijos išteklių. Iki 4-6 km gylyje masyvų, kurių temperatūra 300-400 °C, galima rasti tik prie kai kurių ugnikalnių tarpinių kamerų, tačiau karštos uolienos, kurių temperatūra 100-150 °C, pasiskirsto beveik visur šių gylių, o esant 180-200 °C temperatūrai, gana reikšmingoje Rusijos teritorijos dalyje.
Milijardus metų branduoliniai, gravitaciniai ir kiti Žemės viduje vykstantys procesai generavo ir tebegeneruoja šiluminė energija. Dalis jo išspinduliuojama į kosmosą, o šiluma kaupiasi gelmėse, t.y. sausumos medžiagos kietosios, skystosios ir dujinės fazės šilumos kiekis vadinamas geotermine energija.
Nuolatinė intražeminės šilumos gamyba kompensuoja jos išorinius nuostolius, yra geoterminės energijos akumuliavimo šaltinis ir lemia atsinaujinančią jos išteklių dalį. Bendras podirvio šilumos pašalinimas iki žemės paviršiaus tris kartus viršija dabartinę pasaulio elektrinių galią ir vertinama 30 TW.
Tačiau aišku, kad atsinaujinimas yra svarbus tik ribotai gamtos turtai, o bendras geoterminės energijos potencialas yra praktiškai neišsemiamas, nes jį reikėtų apibrėžti kaip bendrą Žemei prieinamą šilumos kiekį.
Neatsitiktinai pastaraisiais dešimtmečiais pasaulyje buvo svarstoma kryptis, kaip efektyviau panaudoti gelmių Žemės šilumos energiją, siekiant iš dalies pakeisti gamtines dujas, naftą, anglį. Tai bus įmanoma ne tik vietovėse, kuriose yra aukšti geoterminiai parametrai, bet ir bet kurioje Žemės rutulio vietoje, gręžiant įpurškimo ir gavybos gręžinius bei tarp jų kuriant cirkuliacines sistemas.
Žinoma, esant mažam uolienų šilumos laidumui, efektyviam cirkuliacinių sistemų veikimui būtina turėti arba sukurti pakankamai išvystytą šilumos mainų paviršių šilumos ištraukimo zonoje. Toks paviršius dažnai randamas porėtose formacijose ir natūralaus atsparumo lūžiams zonose, kurios dažnai būna aukščiau minėtuose gyliuose, kurių pralaidumas leidžia organizuoti priverstinį aušinimo skysčio filtravimą efektyviai išgaunant uolienų energiją, taip pat dirbtinis didelio šilumos mainų paviršiaus sukūrimas mažai laidžiuose poringuose masyvuose hidraulinio ardymo būdu (žr. pav.).
Šiuo metu hidraulinis ardymas naudojamas naftos ir dujų pramonėje kaip būdas padidinti rezervuaro pralaidumą, kad būtų pagerintas naftos išgavimas plėtojant naftos telkinius. Moderni technologija leidžia sukurti siaurą, bet ilgą plyšį arba trumpą, bet platų. Yra žinomi hidraulinių lūžių pavyzdžiai, kurių ilgis iki 2-3 km.
Vidaus idėja išgauti pagrindinius geoterminius išteklius kietas rokas, dar 1914 metais išreiškė K.E.Ciolkovskis, o 1920 metais geoterminės cirkuliacijos sistemą (GCC) karštame granito masyve aprašė V.A. Obručevas.
1963 m. Paryžiuje buvo sukurta pirmoji GCC, skirta išgauti šilumą iš poringų formacijų uolienų šildymui ir oro kondicionavimui „Broadcasting Chaos“ komplekso patalpose. 1985 m. Prancūzijoje jau veikė 64 GCC, kurių bendra šiluminė galia buvo 450 MW, kasmet sutaupant apie 150 000 tonų naftos. Tais pačiais metais SSRS Khankala slėnyje netoli Grozno miesto buvo sukurta pirmoji tokia GCC.
1977 m. pagal JAV Los Alamos nacionalinės laboratorijos projektą Fenton Hill aikštelėje Naujosios Meksikos valstijoje pradėti eksperimentiniai GCC su beveik nepralaidžio masyvo hidrauliniu ardymu bandymai. Šaltas gėlas vanduo, įpurškiamas per šulinį (įpurškimas), buvo šildomas dėl šilumos mainų su uolienų mase (185 OC) vertikalioje 8000 m2 ploto plyšyje, susidariusioje hidraulinio ardymo būdu 2,7 km gylyje. Kitame šulinyje (gamyboje), taip pat kirsdamas šį plyšį, į paviršių garų čiurkšlės pavidalu išėjo perkaitintas vanduo. Cirkuliuojant uždaroje grandinėje esant slėgiui, perkaitinto vandens temperatūra paviršiuje siekė 160-180 °C, o sistemos šiluminė galia - 4-5 MW. Aušinimo skysčio nutekėjimas į aplinkinį masyvą sudarė apie 1% viso srauto. Mechaninių ir cheminių priemaišų koncentracija (iki 0,2 g/l) atitiko gėlo vandens sąlygas geriamas vanduo. Hidraulinio lūžio tvirtinti nereikėjo ir jis buvo atidarytas dėl skysčio hidrostatinio slėgio. Jame besivystanti laisva konvekcija užtikrino efektyvų dalyvavimą beveik viso karštos uolienų masės atodangos paviršiaus šilumos mainuose.
Požeminės šiluminės energijos gavyba iš karštų nepralaidžių uolienų, pagrįsta nuožulniojo gręžimo ir hidraulinio ardymo metodais, kurie jau seniai įvaldomi ir taikomi naftos ir dujų pramonėje, nesukėlė seisminio aktyvumo ar kitokio žalingo poveikio aplinkai. aplinką.
1983 m. britų mokslininkai pakartojo Amerikos patirtį, sukurdami eksperimentinį GCC su hidrauliniu granito ardymu Karnvelyje. Panašūs darbai buvo atlikti Vokietijoje, Švedijoje. JAV įgyvendinti daugiau nei 224 geoterminio šildymo projektai. Tačiau daroma prielaida, kad geoterminiai ištekliai gali patenkinti didžiąją dalį būsimų JAV neelektrinės šiluminės energijos poreikių. Japonijoje GeoTPP galia 2000 m. siekė apie 50 GW.
Šiuo metu geoterminių išteklių tyrimai ir tyrinėjimai vykdomi 65 šalyse. Pasaulyje, remiantis geotermine energija, sukurtos stotys, kurių bendra galia apie 10 GW. Jungtinės Tautos aktyviai remia geoterminės energijos plėtrą.
Daugelyje pasaulio šalių sukaupta geoterminių aušinimo skysčių naudojimo patirtis rodo, kad palankiomis sąlygomis jie yra 2-5 kartus pelningesni nei šiluminės ir atominės elektrinės. Skaičiavimai rodo, kad vienas geoterminis gręžinys per metus gali pakeisti 158 tūkstančius tonų anglies.
Taigi Žemės šiluma yra, ko gero, vienintelis didelis atsinaujinantis energijos šaltinis, kurį racionaliai plėtojant žadama sumažinti energijos sąnaudas, lyginant su šiuolaikine kuro energija. Deja, saulės ir termobranduoliniai įrenginiai, turintys tokį pat neišsenkamą energijos potencialą, bus brangesni nei esami kuro įrenginiai.
Nepaisant labai ilgos Žemės šilumos vystymosi istorijos, šiandien geoterminė technologija dar nepasiekė aukšto išsivystymo. Žemės šiluminės energijos vystymasis patiria didelių sunkumų statant giluminius gręžinius, kurie yra kanalas aušinimo skysčiui iškelti į paviršių. Dėl aukštos temperatūros dugne (200-250 °C) tradiciniai uolienų pjovimo įrankiai tokiomis sąlygomis yra netinkami dirbti, keliami specialūs reikalavimai gręžimo ir gaubtinių vamzdžių, cemento srutų parinkimui, gręžimo technologijai, korpusui ir užbaigimui. šulinių. Buitinė matavimo įranga, serijinė eksploatacinė armatūra ir įranga gaminama taip, kad temperatūra būtų ne aukštesnė kaip 150-200 °C. Tradicinis giluminis mechaninis gręžinių gręžimas kartais vėluoja metų metus ir reikalauja didelių finansinių išlaidų. Pagrindiniame gamybiniame turte šulinių savikaina yra nuo 70 iki 90%. Šią problemą galima ir reikia išspręsti tik kuriant pažangią technologiją pagrindinės geoterminių išteklių dalies plėtrai, t.y. energijos išgavimas iš karštų uolienų.
Mūsų Rusijos mokslininkų ir specialistų grupė jau ne vienerius metus sprendžia neišsenkamos, atsinaujinančios karštųjų Žemės uolienų giluminės šiluminės energijos išgavimo ir panaudojimo problemą Rusijos Federacijos teritorijoje. Darbo tikslas – remiantis buitinėmis aukštosiomis technologijomis sukurti technines priemones giliai įsiskverbti į podirvį. Žemės pluta. Šiuo metu yra sukurti keli gręžimo įrankių (BS) variantai, kurie pasaulinėje praktikoje neturi analogų.
Pirmosios BS versijos veikimas yra susietas su dabartine įprastine gręžinių gręžimo technologija. Kietųjų uolienų gręžimo greitis (vidutinis tankis 2500-3300 kg/m3) iki 30 m/h, skylės skersmuo 200-500 mm. Antrasis BS variantas atlieka gręžinių gręžimą autonominiu ir automatiniu režimu. Paleidimas vykdomas iš specialios paleidimo ir priėmimo platformos, iš kurios kontroliuojamas jo judėjimas. Tūkstantis metrų BS kietose uolienose galės praeiti per kelias valandas. Šulinio skersmuo nuo 500 iki 1000 mm. Daugkartinio naudojimo BS variantai pasižymi dideliu ekonomiškumu ir didele potencialia verte. BS įvedimas į gamybą atvers naują gręžinių statybos etapą ir suteiks prieigą prie neišsenkančių Žemės šiluminės energijos šaltinių.
Šilumos tiekimo poreikiams reikalingas šulinių gylis visoje šalyje yra iki 3-4,5 tūkst. metrų ir neviršija 5-6 tūkst. ne aukštesnė kaip 150 °C. Pramoniniuose objektuose temperatūra, kaip taisyklė, neviršija 180-200 °C.
PĮBT kūrimo tikslas – nuolatinės, prieinamos, pigios šilumos tiekimas atokiems, sunkiai pasiekiamiems ir neišsivysčiusiems Rusijos Federacijos regionams. GCS veikimo trukmė yra 25-30 metų ar daugiau. Stočių atsipirkimo laikotarpis (atsižvelgiant į naujausias technologijas gręžimas) - 3-4 metai.
Ateinančiais metais Rusijos Federacijoje sukūrus tinkamus geoterminės energijos panaudojimo ne elektros reikmėms pajėgumus, bus galima pakeisti apie 600 mln. tonų kuro ekvivalento. Sutaupyti galima iki 2 trilijonų rublių.
Iki 2030 metų atsiranda galimybė sukurti energetinius pajėgumus ugnies energijai pakeisti iki 30%, o iki 2040 metų beveik visiškai pašalinti organines žaliavas kaip kurą iš Rusijos Federacijos energijos balanso.
Literatūra
1. Gončarovas S.A. Termodinamika. Maskva: MGTUim. N.E. Bauman, 2002. 440 p.
2. Dyadkin Yu.D. tt Geoterminė šiluminė fizika. Sankt Peterburgas: Nauka, 1993. 255 p.
3. Rusijos kuro ir energetikos komplekso mineralinių išteklių bazė. Būklė ir prognozė / V.K. Branchhugov, E.A. Gavrilovas, V.S. Litvinenka ir kt. Red. V.Z. Garipova, E.A. Kozlovskis. M. 2004. 548 p.
4. Novikovas G. P. ir kt.. Terminių vandenų gręžinių gręžimas. M.: Nedra, 1986. 229 p.
2. Žemės šiluminis režimas
Žemė yra šaltas kosminis kūnas. Paviršiaus temperatūra daugiausia priklauso nuo iš lauko tiekiamos šilumos. 95% viršutinio Žemės sluoksnio šilumos yra išorinis (saulės) šilumos ir tik 5% šilumos vidinis , kuris ateina iš Žemės žarnų ir apima keletą energijos šaltinių. Žemės gelmėse temperatūra didėja su gyliu nuo 1300 o C (viršutinėje mantijoje) iki 3700 o C (šerdies centre).
išorinė šiluma. Šiluma į Žemės paviršių patenka daugiausia iš Saulės. Kiekvienas kvadratinis paviršiaus centimetras per minutę gauna apie 2 kalorijas šilumos. Ši vertė vadinama saulės konstanta ir nustato bendrą šilumos kiekį, patenkantį į Žemę iš Saulės. Per metus tai sudaro 2,26 10 21 kaloriją. Saulės šilumos įsiskverbimo į Žemės žarnas gylis daugiausia priklauso nuo šilumos kiekio, patenkančio į paviršiaus ploto vienetą, ir nuo uolienų šilumos laidumo. Didžiausias gylis, į kurį prasiskverbia išorinė šiluma, yra 200 m vandenynuose ir apie 40 m sausumoje.
vidinė šiluma. Didėjant gyliui, kyla temperatūra, kuri įvairiose teritorijose vyksta labai netolygiai. Temperatūros padidėjimas vadovaujasi adiabatiniu dėsniu ir priklauso nuo slėginės medžiagos suspaudimo, kai šilumos mainai su aplinka yra neįmanomi.
Pagrindiniai šilumos šaltiniai Žemėje:
Elementų radioaktyvaus skilimo metu išsiskirianti šiluma.
Liekamoji šiluma, likusi po Žemės susidarymo.
Gravitacinė šiluma, išsiskirianti suspaudžiant Žemę ir pasiskirstant medžiagai tankyje.
Šiluma, susidaranti dėl cheminių reakcijų, vykstančių žemės plutos gelmėse.
Šiluma, išsiskirianti dėl Žemės potvynių trinties.
Yra 3 temperatūros zonos:
aš- kintamos temperatūros zona . Temperatūros kitimą lemia vietovės klimatas. Dienos svyravimai praktiškai išnyksta maždaug 1,5 m gylyje, o metiniai svyravimai 20 ... 30 m gylyje. Ia - užšalimo zona.
II - pastovios temperatūros zona yra 15…40 m gylyje, priklausomai nuo regiono.
III - karštoji zona .
Uolienų temperatūros režimas žemės plutos žarnose dažniausiai išreiškiamas geoterminiu gradientu ir geoterminiu laipteliu.
Temperatūros kilimo dydis kiekvienam 100 m gylio vadinamas geoterminis gradientas. Afrikoje, Witwatersrand lauke, yra 1,5 °С, Japonijoje (Echigo) - 2,9 °С, Pietų Australijoje - 10,9 °С, Kazachstane (Samarinda) - 6,3 °С, Kolos pusiasalyje - 0,65 °С. .
Ryžiai. 3. Temperatūros zonos žemės plutoje: I - kintamų temperatūrų zona, Ia - užšalimo zona; II - pastovių temperatūrų zona; III - temperatūros padidėjimo zona.
Gylis, kuriame temperatūra pakyla 1 laipsniu, vadinamas geoterminis žingsnis. Geoterminio žingsnio skaitinės vertės nėra pastovios ne tik skirtingose platumose, bet ir skirtinguose to paties regiono taško gyliuose. Geoterminio laiptelio vertė svyruoja nuo 1,5 iki 250 m. Archangelske yra 10 m, Maskvoje - 38,4 m, o Piatigorske - 1,5 m. Teoriškai vidutinė šio laiptelio vertė yra 33 m.
Maskvoje iki 1630 m gylio išgręžtame gręžinyje dugno duobės temperatūra siekė 41 °C, o kasykloje, išgręžtoje Donbase iki 1545 m gylio – 56,3 °C. Aukščiausia temperatūra užfiksuota JAV 7136 m gylio šulinyje, kur ji prilygsta 224 °C. Projektuojant gilias konstrukcijas reikia atsižvelgti į temperatūros padidėjimą kartu su gyliu Pagal skaičiavimus 400 km gylyje temperatūra turėtų siekti 1400...1700 °C. Aukščiausia temperatūra (apie 5000 °C) buvo gauta Žemės šerdyje.
Žemės šiluma. Galimi vidinės šilumos šaltiniai
Geotermija– mokslas, tiriantis Žemės šiluminį lauką. Vidutinė Žemės paviršiaus temperatūra turi bendrą tendenciją mažėti. Prieš tris milijardus metų vidutinė temperatūra Žemės paviršiuje buvo 71 o, dabar – 17 o. Šilumos šaltiniai (šilumos ) Žemės laukai yra vidiniai ir išoriniai procesai. Žemės šilumą sukelia saulės spinduliuotė ir ji kyla iš planetos žarnų. Šilumos antplūdžio iš abiejų šaltinių vertės kiekybiškai labai skiriasi ir jų vaidmuo planetos gyvenime yra skirtingas. Žemės šildymas saulės energija sudaro 99,5% viso jos paviršiaus šilumos kiekio, o vidinis šildymas sudaro 0,5%. Be to, vidinės šilumos antplūdis Žemėje pasiskirsto labai netolygiai ir daugiausia koncentruojasi vulkanizmo pasireiškimo vietose.
Išorinis šaltinis yra saulės spinduliuotė . Pusę saulės energijos sugeria žemės plutos paviršinis, augalija ir paviršinis sluoksnis. Kita pusė atsispindi pasaulio erdvėje. Saulės spinduliuotė palaiko Žemės paviršiaus temperatūrą vidutiniškai apie 0 0 C. Saulė sušildo paviršinį Žemės sluoksnį vidutiniškai iki 8 - 30 m gylio, kurio vidutinis gylis 25 m, poveikis saulės šiluma nutrūksta ir temperatūra tampa pastovi (neutralus sluoksnis). Šis gylis yra minimalus vietovėse, kuriose vyrauja jūrinis klimatas, ir didžiausias Subpoliariniame regione. Žemiau šios ribos yra pastovios temperatūros juosta, atitinkanti vidutinę metinę vietovės temperatūrą. Taigi, pavyzdžiui, Maskvoje žemės ūkio teritorijoje. akademija. Timirjazevo, 20 m gylyje, nuo 1882 m. temperatūra nuolat išliko lygi 4,2 ° C. Paryžiuje, 28 m gylyje, termometras daugiau nei 100 metų nuolat rodydavo 11,83 ° C. Sluoksnis su pastovi temperatūra yra giliausia ten, kur auga daugiametis (amžinasis įšalas. Žemiau pastovios temperatūros juostos yra geoterminė zona, kuriai būdinga pačios Žemės skleidžiama šiluma.
Vidiniai šaltiniai yra Žemės žarnos. Žemė į kosmosą išspinduliuoja daugiau šilumos, nei gauna iš Saulės. Vidiniai šaltiniai yra liekamoji šiluma iš to laiko, kai ištirpo planeta, termobranduolinių reakcijų, vykstančių Žemės žarnyne, šiluma, gravitacinio Žemės suspaudimo šiluma veikiant gravitacijai, cheminių reakcijų ir kristalizacijos procesų šiluma. ir pan. (pavyzdžiui, potvynio trintis). Šiluma iš žarnyno daugiausia patenka iš judančių zonų. Temperatūros padidėjimas kartu su gyliu yra susijęs su vidinių šilumos šaltinių egzistavimu - radioaktyviųjų izotopų - U, Th, K - skilimu, gravitacine medžiagos diferenciacija, potvynio trintimi, egzoterminiu redoksu. cheminės reakcijos, metamorfizmas ir fazių perėjimai. Temperatūros didėjimo greitį su gyliu lemia daugybė veiksnių – šilumos laidumas, uolienų pralaidumas, artumas prie vulkaninių kamerų ir kt.
Žemiau pastovių temperatūrų juostos temperatūra pakyla, vidutiniškai 1 o per 33 m ( geoterminė stadija) arba 3 o kas 100 m ( geoterminis gradientas). Šios vertės yra Žemės šiluminio lauko rodikliai. Akivaizdu, kad šios vertės yra vidutinės ir skirtingo dydžio įvairiose Žemės vietose ar zonose. Geoterminis žingsnis skirtinguose Žemės taškuose yra skirtingas. Pavyzdžiui, Maskvoje - 38,4 m, Leningrade 19,6, Archangelske - 10. Taigi, gręžiant gilų gręžinį Kolos pusiasalyje 12 km gylyje, buvo manoma, kad temperatūra yra 150 °, iš tikrųjų paaiškėjo, kad būti apie 220 laipsnių. Gręžiant gręžinius šiaurinėje Kaspijos jūros dalyje 3000 m gylyje, buvo manoma, kad temperatūra yra 150 laipsnių, tačiau pasirodė, kad ji yra 108 laipsniai.
Reikėtų pažymėti, kad vietovės klimato ypatybės ir vidutinė metinė temperatūra neturi įtakos geoterminės pakopos vertės pokyčiui, priežastys yra šios:
1) skirtingą uolienų, sudarančių tam tikrą plotą, šilumos laidumą. Pagal šilumos laidumo matą suprantamas šilumos kiekis kalorijomis, perduodamas per 1 sekundę. Per 1 cm 2 atkarpą su 1 o C temperatūros gradientu;
2) uolienų radioaktyvumu, kuo didesnis šilumos laidumas ir radioaktyvumas, tuo žemesnė geoterminė pakopa;
3) skirtingomis uolienų atsiradimo sąlygomis ir jų atsiradimo amžiumi; stebėjimai parodė, kad klostėmis surinktuose sluoksniuose temperatūra pakyla greičiau, juose dažnai būna pažeidimų (įtrūkimų), per kuriuos palengvinamas šilumos patekimas iš gelmių;
4) požeminio vandens pobūdis: karštas gruntinis vanduo teka šiltas uolienas, šaltas – vėsina;
5) nutolimas nuo vandenyno: šalia vandenyno dėl uolienų aušinimo vandens masei geoterminė pakopa yra didesnė, o sąlyčio vietoje mažesnė.
Žinojimas apie konkrečią geoterminio laiptelio vertę turi didelę praktinę reikšmę.
1. Tai svarbu projektuojant kasyklas. Kai kuriais atvejais reikės imtis priemonių dirbtinai sumažinti temperatūrą giliuose darbuose (temperatūra - 50 ° C yra riba žmogui sausame ore ir 40 ° C drėgname ore); kitose bus galima dirbti dideliame gylyje.
2. Temperatūros sąlygų vertinimas tuneliavimo metu kalnuotose vietovėse yra labai svarbus.
3. Žemės vidaus geoterminių sąlygų tyrimas leidžia panaudoti Žemės paviršiuje atsirandančius garus ir karštąsias versmes. Požeminė šiluma naudojama, pavyzdžiui, Italijoje, Islandijoje; Rusijoje Kamčiatkoje ant natūralios šilumos buvo pastatyta eksperimentinė pramoninė elektrinė.
Naudojant duomenis apie geoterminio laiptelio dydį, galima daryti kai kurias prielaidas apie temperatūros sąlygas giliosiose Žemės zonose. Jei vidutinę geoterminio žingsnio reikšmę imsime 33 m ir darysime prielaidą, kad temperatūros kilimas didėjant gyliui vyksta tolygiai, tai 100 km gylyje bus 3000 ° C temperatūra. Ši temperatūra viršija visų lydymosi temperatūrą. Žemėje žinomos medžiagos, todėl tokiame gylyje turėtų būti išlydytų masių . Tačiau dėl didžiulio slėgio 31 000 atm. Perkaitintos masės neturi skysčių savybių, tačiau yra apdovanotos kieto kūno savybėmis.
Didėjant gyliui, geoterminis laiptelis, matyt, turi gerokai padidėti. Jei darysime prielaidą, kad žingsnis nesikeičia su gyliu, tai temperatūra Žemės centre turėtų būti apie 200 000 laipsnių, o pagal skaičiavimus negali viršyti 5000 - 10 000 laipsnių.
Pagrindiniai Žemės šiluminės energijos šaltiniai yra [ , ]:
Iki šiol buvo kiekybiškai įvertinti tik pirmieji keturi šaltiniai. Mūsų šalyje pagrindinis nuopelnas čia priklauso O.G. Sorokhtinas Ir S.A. Ušakovas. Šie duomenys daugiausia pagrįsti šių mokslininkų skaičiavimais.
Žemės gravitacinės diferenciacijos šiluma
Vienas iš svarbiausių Žemės vystymosi dėsningumų yra diferenciacija jos esmė, kuri tęsiasi ir šiuo metu. Dėl šios diferenciacijos susiformavo šerdis ir pluta, pirminės sudėties pasikeitimas chalatus, o iš pradžių vienalytės medžiagos atskyrimas į skirtingo tankio frakcijas lydimas išsiskyrimo šiluminė energija, o didžiausias šilumos išsiskyrimas atsiranda tada, kai antžeminė medžiaga yra padalinta į tanki ir sunki šerdis ir likutinis lengvesni silikato apvalkalas žemės mantija. Šiuo metu didžioji dalis šios šilumos pagaminama pasienyje mantija – šerdis.
Žemės gravitacinės diferenciacijos energijos per visą savo egzistavimo laiką išsiskyrė - 1,46 * 10 38 erg (1,46 * 10 31 J). Suteikta energija didžiąja dalimi pirmiausia patenka į kinetinė energija mantijos medžiagos konvekcinės srovės, o tada į šiltas; kita jo dalis išleidžiama papildomai žemės vidinės dalies suspaudimas, atsirandantis dėl tankių fazių koncentracijos centrinėje Žemės dalyje. Iš 1,46*10 38 ergŽemės gravitacinės diferenciacijos energija buvo papildomai suspausta 0,23*10 38 erg (0,23*10 31 J), ir išsiskiriančios šilumos pavidalu 1,23*10 38 erg (1,23*10 31 J). Šio šiluminio komponento dydis žymiai viršija bendrą visų kitų energijos rūšių išmetimą į Žemę. Gravitacinės energijos šiluminio komponento bendrosios vertės ir išsiskyrimo greičio pasiskirstymas laiko atžvilgiu parodytas fig. 3.6 .
Ryžiai. 3.6.
Dabartinis šilumos susidarymo lygis Žemės gravitacinės diferenciacijos metu - 3*10 20 erg/s (3*10 13W), kuris priklauso nuo šiuolaikinio šilumos srauto, einančio per planetos paviršių, vertės ( 4,2-4,3) * 10 20 erg/s ((4,2-4,3)*10 13W), yra ~ 70%
.
radiogeninė šiluma
Sukeltas radioaktyvaus skilimo nestabilus izotopų. Energingiausias ir ilgaamžis ( su pusinės eliminacijos periodu proporcingos Žemės amžiui) yra izotopų 238 U, 235 U, 232th Ir 40 tūkst. Dauguma jų yra sutelkti žemyninė pluta. Šiuolaikinis kartos lygis radiogeninė šiluma:
- Amerikos geofizikas V.Vakye - 1,14*10 20 erg/s (1,14*10 13W) ,
- Rusijos geofizikų teigimu O.G. Sorokhtinas Ir S.A. Ušakovas - 1,26*10 20 erg/s(1,26*10 13W) .
Iš šiuolaikinio šilumos srauto vertės tai ~ 27-30%.
Iš visos radioaktyvaus skilimo šilumos 1,26*10 20 erg/s (1,26*10 13W) žemės plutoje išsiskiria - 0,91*10 20 erg/s, o mantijoje - 0,35*10 20 erg/s. Iš to išplaukia, kad mantijos radiogeninės šilumos dalis neviršija 10% visų šiuolaikinių Žemės šilumos nuostolių ir negali būti pagrindinis energijos šaltinis aktyviems tektono-magmatiniams procesams, kurių gylis gali siekti 2900 km. ; o plutoje išsiskirianti radiogeninė šiluma gana greitai prarandama per žemės paviršių ir praktiškai nedalyvauja šildant planetos giluminį vidų.
Ankstesnėse geologinėse epochose mantijoje išsiskyrusios radiogeninės šilumos kiekis turėjo būti didesnis. Jos vertinimai Žemės formavimosi metu ( Prieš 4,6 mlrd) duok - 6,95*10 20 erg/s. Nuo to laiko radiogeninės energijos išsiskyrimo greitis nuolat mažėjo (1 pav.). 3.7 ).
Visą laiką Žemėje išsiskyrė ~4,27*10 37 erg(4,27*10 30 J) radioaktyvaus skilimo šiluminė energija, kuri yra beveik tris kartus mažesnė už bendrą gravitacinės diferenciacijos šilumos vertę.
Potvynių ir atoslūgių trinties šiluma
Žemės gravitacinės sąveikos metu, pirmiausia su Mėnuliu, jis išsiskiria kaip artimiausias didelis kosminis kūnas. Dėl abipusės gravitacinės traukos jų kūnuose atsiranda potvynių deformacijos - patinimas arba kupros. Planetų potvynių ir atoslūgių kuprai su savo papildoma trauka daro įtaką jų judėjimui. Taigi abiejų Žemės potvynių kauburių trauka sukuria jėgų porą, veikiančią tiek pačią Žemę, tiek Mėnulį. Tačiau artimo, į mėnulį nukreipto patinimo įtaka yra šiek tiek stipresnė nei tolimojo. Dėl to, kad šiuolaikinės Žemės sukimosi kampinis greitis ( 7,27*10 -5 s -1) viršija Mėnulio orbitos greitį ( 2,66*10 -6 s -1), o planetų medžiaga nėra idealiai elastinga, tada Žemės potvynių kauburėliai tarsi nunešami jos sukimosi į priekį ir pastebimai lenkia Mėnulio judėjimą. Tai lemia tai, kad didžiausi Žemės potvyniai ir atoslūgiai visada atsiranda jos paviršiuje šiek tiek vėliau nei akimirka kulminacija Mėnulis, o Žemę ir Mėnulį veikia papildomas jėgų momentas (Pav. 3.8 ) .
Potvynių ir potvynių sąveikos jėgų absoliučios reikšmės Žemės ir Mėnulio sistemoje dabar yra palyginti mažos ir jų sukeltos litosferos potvynių deformacijos gali siekti vos kelias dešimtis centimetrų, tačiau jos lemia laipsnišką Žemės jėgos lėtėjimą. sukimąsi ir, atvirkščiai, į Mėnulio orbitinio judėjimo pagreitį ir jo pašalinimą iš Žemės. Žemės potvynių kauburių judėjimo kinetinė energija paverčiama šilumine energija dėl vidinės medžiagos trinties potvynių kauburiuose.
Šiuo metu potvynių energijos išsiskyrimo greitis pagal G. McDonaldas yra ~0,25*10 20 erg/s (0,25*10 13W), o pagrindinė jo dalis (apie 2/3) yra manoma išsisklaido(išsklaidytas) hidrosferoje. Vadinasi, potvynių ir atoslūgių energijos dalis, kurią sukelia Žemės sąveika su Mėnuliu ir išsklaidoma kietoje Žemėje (pirmiausia astenosferoje), neviršija 2 %
visa jo gelmėse pagaminta šiluminė energija; o saulės atoslūgių dalis neviršija 20 %
nuo Mėnulio potvynių įtakos. Todėl dabar kietieji potvyniai praktiškai nevaidina jokio vaidmens maitinant tektoninius procesus energija, tačiau kai kuriais atvejais jie gali veikti kaip „sukeliantys“, pavyzdžiui, žemės drebėjimai.
Potvynių ir atoslūgių energijos dydis yra tiesiogiai susijęs su atstumu tarp kosminių objektų. Ir jei atstumas tarp Žemės ir Saulės neprisiima jokių reikšmingų pokyčių geologinėje laiko skalėje, tai Žemės-Mėnulio sistemoje šis parametras yra kintamasis. Nepriklausomai nuo to, ką jie galvoja, beveik visi tyrinėtojai tai pripažįsta ankstyvosios stadijosŽemės vystymosi atstumas iki Mėnulio buvo žymiai mažesnis nei šiuolaikinis, tačiau planetos vystymosi procese, daugumos mokslininkų nuomone, palaipsniui didėja, o pagal Yu.N. Avsyukušis atstumas patiria ilgalaikius pokyčius ciklų pavidalu Mėnulio „atvykimas – išvykimas“.. Tai reiškia, kad ankstesnėse geologinėse epochose potvynių šilumos vaidmuo bendrame Žemės šilumos balanse buvo reikšmingesnis. Apskritai per visą Žemės vystymosi laiką jis išsiskyrė ~3,3*10 37 erg (3,3*1030 J) potvynio šilumos energija (tai priklauso nuo nuoseklaus Mėnulio pašalinimo iš Žemės). Šios šilumos išsiskyrimo greičio pokytis parodytas fig. 3.10 .
Daugiau nei pusė visos potvynio energijos buvo išleista katarchee (labas)) - prieš 4,6-4,0 milijardų metų ir tuo metu tik dėl šios energijos Žemė galėjo papildomai sušilti ~ 500 0 С. daug energijos reikalaujantys endogeniniai procesai .
akrecijos šiluma
Tai šiluma, kurią Žemė sukaupė nuo susiformavimo. Vykdoma sąaugų, kuris dėl susidūrimo truko kelias dešimtis milijonų metų planetezimaliaiŽemė patyrė didelį įkaitimą. Tuo pačiu metu nėra sutarimo dėl šio šildymo masto. Šiuo metu mokslininkai yra linkę manyti, kad akrecijos procese Žemė patyrė, jei ne visišką, tai reikšmingą dalinį tirpimą, dėl kurio Žemės prototipas iš pradžių išsiskyrė į sunkią geležies šerdį ir lengvą silikatinę mantiją. į formavimą "magmos vandenynas" jo paviršiuje arba nedideliame gylyje. Nors dar iki 1990-ųjų praktiškai visuotinai pripažintu buvo laikomas santykinai šaltos pirminės Žemės modelis, kuris dėl minėtų procesų palaipsniui atšilo, kartu išsiskiriant nemažai šiluminės energijos.
Tikslus pirminės akrecinės šilumos ir jos dalies, išlikusios iki šių dienų, įvertinimas yra susijęs su dideliais sunkumais. Autorius O.G. Sorokhtinas Ir S.A. Ušakovas, kurie yra santykinai šaltos pirminės Žemės šalininkai, akrecijos energijos, paverčiamos šiluma, vertė yra - 20.13*10 38 erg (20.13*10 31 J). Šios energijos, jei nėra šilumos nuostolių, pakaktų visiškas išgaravimas antžeminės medžiagos, nes temperatūra gali pakilti iki 30 000 0 С. Bet akrecijos procesas buvo gana ilgas, o planeteziminių smūgių energija išsiskirdavo tik augančios Žemės paviršiniuose sluoksniuose ir greitai prarasdavo šiluminę spinduliuotę, todėl pradinis planetos įkaitimas nebuvo didelis. Šios šiluminės spinduliuotės, kuri vyksta lygiagrečiai su Žemės formavimusi (akrecija), dydį nurodyti autoriai įvertino kaip 19,4*10 38 erg (19,4*10 31 J)
.
Šiuolaikiniame Žemės energijos balanse šilumos kaupimosi vaidmuo greičiausiai vaidina nereikšmingą.
Mūsų šalyje, kurioje gausu angliavandenilių, geoterminė energija yra savotiškas egzotiškas išteklius, kuris, esant dabartinei situacijai, vargu ar konkuruos su nafta ir dujomis. Nepaisant to, šią alternatyvią energijos formą galima panaudoti beveik visur ir gana efektyviai.
geotermine energija yra žemės vidaus šiluma. Jis gaminamas gelmėse ir patenka į Žemės paviršių skirtingos formos ir su skirtingu intensyvumu.
Viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūra daugiausia priklauso nuo išorinių (egzogeninių) veiksnių – saulės šviesos ir oro temperatūros. Vasarą ir dieną dirvožemis įšyla iki tam tikro gylio, o žiemą ir naktį atšąla pasikeitus oro temperatūrai ir šiek tiek uždelsdamas, didėjant gyliui. Kasdienių oro temperatūros svyravimų įtaka baigiasi gylyje nuo kelių iki kelių dešimčių centimetrų. Sezoniniai svyravimai užfiksuoja gilesnius dirvožemio sluoksnius – iki dešimčių metrų.
Tam tikrame gylyje – nuo dešimčių iki šimtų metrų – dirvožemio temperatūra palaikoma pastovi, lygi vidutinei metinei oro temperatūrai šalia Žemės paviršiaus. Tai lengva patikrinti nusileidus į gana gilų urvą.
Kai vidutinė metinė oro temperatūra tam tikroje vietovėje yra žemiau nulio, tai pasireiškia amžinuoju įšalu (tiksliau – amžinuoju įšalu). Rytų Sibire ištisus metus įšalusių dirvų storis, tai yra storis, vietomis siekia 200–300 m.
Nuo tam tikro gylio (kiekvienam žemėlapio taškui savo) Saulės ir atmosferos veikimas susilpnėja tiek, kad pirmoje vietoje atsiranda endogeniniai (vidiniai) veiksniai, o žemės vidus įkaista iš vidaus, todėl temperatūra pradeda mažėti. kilti su gyliu.
Giliųjų Žemės sluoksnių įkaitimas daugiausia siejamas su ten esančių radioaktyviųjų elementų irimu, nors įvardijami ir kiti šilumos šaltiniai, pavyzdžiui, fizikiniai ir cheminiai, tektoniniai procesai giliuose žemės plutos ir mantijos sluoksniuose. Bet kad ir kokia būtų priežastis, uolienų ir susijusių skystųjų bei dujinių medžiagų temperatūra didėja didėjant gyliui. Kalnakasiai susiduria su šiuo reiškiniu – giliose kasyklose visada karšta. 1 km gylyje trisdešimties laipsnių karštis yra normalus, o giliau temperatūra dar aukštesnė.
Žemės vidinės dalies šilumos srautas, pasiekiantis Žemės paviršių, yra nedidelis - vidutiniškai jo galia yra 0,03–0,05 W / m 2 arba maždaug 350 W / m 2 per metus. Saulės šilumos srauto ir jos šildomo oro fone tai yra nepastebima vertybė: Saulė suteikia kiekvienam kvadratinis metrasŽemės paviršius kasmet yra apie 4000 kWh, tai yra 10 000 kartų daugiau (žinoma, tai yra vidutiniškai, esant didžiuliam pasiskirstymui tarp poliarinių ir pusiaujo platumų ir priklausomai nuo kitų klimato ir oro veiksnių).
Šilumos srauto iš gelmių į paviršių nereikšmingumas didžiojoje planetos dalyje siejamas su mažu uolienų šilumos laidumu ir geologinės sandaros ypatumais. Tačiau yra išimčių – vietos, kur šilumos srautas didelis. Tai visų pirma tektoninių lūžių, padidėjusio seisminio aktyvumo ir vulkanizmo zonos, kuriose išeitį randa žemės vidaus energija. Tokioms zonoms būdingos litosferos šiluminės anomalijos, čia šilumos srautas, pasiekiantis Žemės paviršių, gali būti daug kartų ir net eilėmis galingesnis už „įprastą“. Didžiulis šilumos kiekis šiose zonose iškeliamas į paviršių dėl ugnikalnių išsiveržimų ir karštųjų vandens šaltinių.
Būtent šios teritorijos yra palankiausios geoterminės energetikos plėtrai. Rusijos teritorijoje tai visų pirma Kamčiatka, Kurilų salos ir Kaukazas.
Tuo pačiu metu geoterminės energijos plėtra įmanoma beveik visur, nes temperatūros kilimas didėjant gyliui yra visur paplitęs reiškinys, o užduotis yra „ištraukti“ šilumą iš žarnyno, kaip iš ten išgaunamos mineralinės žaliavos.
Vidutiniškai kas 100 m temperatūra didėja didėjant gyliui 2,5–3°C. Temperatūros skirtumo tarp dviejų skirtingame gylyje esančių taškų ir gylio skirtumo santykis tarp jų vadinamas geoterminiu gradientu.
Atvirkštinė vertė yra geoterminė pakopa arba gylio intervalas, kai temperatūra pakyla 1°C.
Kuo didesnis gradientas ir atitinkamai žemesnis laiptelis, tuo Žemės gelmių šiluma arčiau artėja prie paviršiaus ir ši sritis yra perspektyvesnė geoterminės energijos plėtrai.
IN skirtingos sritys, priklausomai nuo geologinės struktūros ir kitų regioninių bei vietinių sąlygų, temperatūros kilimo greitis didėjant gyliui gali labai skirtis. Žemės mastu geoterminių gradientų ir žingsnių verčių svyravimai siekia 25 kartus. Pavyzdžiui, Oregono valstijoje (JAV) gradientas yra 150°C 1 km, o Pietų Afrikoje – 6°C 1 km.
Kyla klausimas, kokia temperatūra dideliame gylyje – 5, 10 km ar daugiau? Jei tendencija tęsis, vidutinė temperatūra 10 km gylyje turėtų būti apie 250–300 °C. Tai daugiau ar mažiau patvirtina tiesioginiai stebėjimai itin giliuose šuliniuose, nors vaizdas yra daug sudėtingesnis nei tiesinis temperatūros padidėjimas.
Pavyzdžiui, Baltijos kristaliniame skyde išgręžtame Kolos supergiliau gręžinyje temperatūra kinta 10°C/1 km greičiu iki 3 km gylio, o tada geoterminis gradientas tampa 2–2,5 karto didesnis. 7 km gylyje jau užfiksuota 120°C temperatūra, 10 km - 180°C, o 12 km - 220°C.
Kitas pavyzdys – šulinys, padėtas šiaurinėje Kaspijos jūroje, kur 500 m gylyje užfiksuota 42°C temperatūra, 1,5 km – 70°C, 2 km – 80°C, 3 km – 108°C.
Daroma prielaida, kad geoterminis gradientas mažėja pradedant nuo 20-30 km gylio: 100 km gylyje numatoma temperatūra apie 1300-1500°C, 400 km gylyje - 1600°C, Žemės rutulyje. šerdyje (gylis virš 6000 km) - 4000–5000° C.
Gylyje iki 10–12 km temperatūra matuojama per gręžinius; ten, kur jų nėra, netiesioginiais ženklais nustatoma taip pat, kaip ir didesniuose gyliuose. Tokie netiesioginiai ženklai gali būti seisminių bangų sklidimo pobūdis arba išsiveržiančios lavos temperatūra.
Tačiau geoterminės energijos tikslais duomenys apie temperatūrą didesniame nei 10 km gylyje dar nėra praktiški.
Kelių kilometrų gylyje yra daug šilumos, bet kaip ją pakelti? Kartais pati gamta mums šią problemą išsprendžia pasitelkdama natūralų aušinimo skystį – įkaitintus terminius vandenis, kurie iškyla į paviršių arba slypi mums prieinamame gylyje. Kai kuriais atvejais vanduo gelmėse pašildomas iki garo būsenos.
Nėra griežto termino „terminių vandenų“ sąvokos apibrėžimo. Paprastai jie reiškia karštą požeminį vandenį skystoje būsenoje arba garų pavidalu, įskaitant tuos, kurie patenka į Žemės paviršių, kai temperatūra viršija 20 ° C, tai yra, kaip taisyklė, aukštesnė už oro temperatūrą.
Požeminio vandens, garo, garo ir vandens mišinių šiluma yra hidroterminė energija. Atitinkamai, energija, pagrįsta jos panaudojimu, vadinama hidrotermine.
Padėtis yra sudėtingesnė gaminant šilumą tiesiai iš sausų uolienų – naftos šiluminę energiją, juolab kad pakankamai aukšta temperatūra, kaip taisyklė, prasideda nuo kelių kilometrų gylio.
Rusijos teritorijoje naftos šiluminės energijos potencialas yra šimtą kartų didesnis nei hidroterminės energijos – atitinkamai 3500 ir 35 trilijonai tonų standartinio kuro. Tai gana natūralu – Žemės gelmių šiluma yra visur, o terminiai vandenys randami lokaliai. Tačiau dėl akivaizdžių techninių sunkumų didžioji dalis terminio vandens šiuo metu naudojama šilumai ir elektrai gaminti.
Vandens temperatūra nuo 20-30 iki 100°C tinka šildymui, temperatūra nuo 150°C ir aukštesnė - ir elektros gamybai geoterminėse elektrinėse.
Apskritai geoterminiai ištekliai Rusijos teritorijoje, skaičiuojant tonomis standartinio kuro ar bet kokiu kitu energijos matavimo vienetu, yra apie 10 kartų didesni nei iškastinio kuro atsargos.
Teoriškai visiškai patenkinti šalies energetinius poreikius būtų įmanoma tik dėl geoterminės energijos. Praktiškai įjungta Šis momentas didžiojoje jos teritorijos dalyje tai neįmanoma dėl techninių ir ekonominių priežasčių.
Pasaulyje geoterminės energijos panaudojimas dažniausiai siejamas su Islandija – šalimi, esančia šiauriniame Vidurio Atlanto kalnagūbrio gale, itin aktyvioje tektoninėje ir vulkaninėje zonoje. Tikriausiai visi prisimena galingą ugnikalnio Eyyafyatlayokudl išsiveržimą ( Eyjafjallajokull) 2010 m.
Būtent dėl šios geologinės specifikos Islandija turi didžiulius geoterminės energijos rezervus, įskaitant karštąsias versmes, kurios ateina į Žemės paviršių ir net trykšta geizerių pavidalu.
Islandijoje daugiau nei 60% visos suvartojamos energijos šiuo metu paimama iš Žemės. Įskaitant dėl geoterminių šaltinių, aprūpinama 90% šildymo ir 30% elektros energijos. Priduriame, kad likusią elektros dalį šalyje gamina hidroelektrinės, tai yra taip pat naudojant atsinaujinantį energijos šaltinį, kurio dėka Islandija atrodo kaip savotiškas pasaulinis aplinkosaugos standartas.
Geoterminės energijos „prisijaukinimas“ XX amžiuje labai padėjo Islandijai ekonomiškai. Iki praėjusio šimtmečio vidurio tai buvo labai skurdi šalis, dabar užima pirmąją vietą pasaulyje pagal įrengtus pajėgumus ir geoterminės energijos gamybą, tenkančią vienam gyventojui, o pagal absoliučią geoterminės energijos instaliuotąją galią patenka į dešimtuką. augalai. Tačiau jos gyventojų skaičius yra tik 300 tūkstančių žmonių, o tai supaprastina užduotį pereiti prie aplinkai nekenksmingų energijos šaltinių: jos poreikis paprastai yra mažas.
Be Islandijos, didelę geoterminės energijos dalį bendrame elektros energijos gamybos balanse sudaro Naujoji Zelandija ir Pietryčių Azijos salų valstybės (Filipinai ir Indonezija), Centrinės Amerikos ir Rytų Afrikos šalys, kurių teritorija taip pat būdinga. dėl didelio seisminio ir vulkaninio aktyvumo. Šioms šalims, esant dabartiniam išsivystymo lygiui ir poreikiams, geoterminė energija labai prisideda prie socialinio ir ekonominio vystymosi.
Geoterminės energijos naudojimas turi labai ilgą istoriją. Vienas pirmųjų žinomų pavyzdžių – Italija, vieta Toskanos provincijoje, dabar vadinama Larderello, kur dar XIX amžiaus pradžioje energijai buvo naudojami vietiniai karšti terminiai vandenys, tekantys natūraliai arba išgaunami iš seklių šulinių. tikslai.
Boro rūgščiai gauti čia buvo naudojamas požeminių šaltinių vanduo, kuriame gausu boro. Iš pradžių ši rūgštis buvo gauta išgarinant geležiniuose katiluose, o paprastos malkos buvo paimtos kaip kuras iš netoliese esančių miškų, tačiau 1827 m. Francesco Larderel sukūrė sistemą, kuri veikė pačių vandenų šilumą. Tuo pat metu natūralių vandens garų energija pradėta naudoti gręžimo įrenginiams eksploatuoti, o XX amžiaus pradžioje – vietiniams namams ir šiltnamiams šildyti. Toje pačioje vietoje, Larderello mieste, 1904 m. terminio vandens garai tapo energijos šaltiniu elektrai gaminti.
XIX amžiaus pabaigos ir XX amžiaus pradžios Italijos pavyzdžiu pasekė kai kurios kitos šalys. Pavyzdžiui, 1892 metais terminiai vandenys vietiniam šildymui pirmą kartą pradėti naudoti JAV (Boise, Aidaho valstija), 1919 metais – Japonijoje, 1928 metais – Islandijoje.
Jungtinėse Amerikos Valstijose pirmoji hidroterminė elektrinė pasirodė Kalifornijoje XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pradžioje, Naujojoje Zelandijoje - 1958 m., Meksikoje - 1959 m., Rusijoje (pirmasis pasaulyje dvejetainis GeoPP) - 1965 m.
Senas principas naujame šaltinyje
Elektros gamybai reikalinga aukštesnė vandens šaltinio temperatūra nei šildymui, virš 150°C. Geoterminės elektrinės (GeoES) veikimo principas panašus į įprastos šiluminės elektrinės (TPP) veikimo principą. Tiesą sakant, geoterminė elektrinė yra šiluminės elektrinės tipas.
Šiluminėse elektrinėse, kaip taisyklė, pagrindinis energijos šaltinis yra anglys, dujos arba mazutas, o vandens garai – kaip darbinis skystis. Kuras, degdamas, įkaitina vandenį iki garo būsenos, kuri sukasi garo turbiną ir gamina elektros energiją.
Skirtumas tarp GeoPP yra tas, kad pagrindinis energijos šaltinis čia yra žemės vidaus šiluma, o darbinis skystis garų pavidalu patenka į elektros generatoriaus turbinos mentes „paruošta“ forma tiesiai iš gamybinio gręžinio.
Yra trys pagrindinės GeoPP veikimo schemos: tiesioginė, naudojant sausą (geoterminį) garą; netiesioginis, pagrįstas hidroterminiu vandeniu, ir mišrus, arba dvejetainis.
Vienos ar kitos schemos panaudojimas priklauso nuo agregacijos būsenos ir energijos nešiklio temperatūros.
Paprasčiausia ir todėl pirmoji iš įsisavintų schemų yra tiesioginė, kurioje iš gręžinio einantys garai perduodami tiesiai per turbiną. Pirmasis pasaulyje GeoPP Larderello mieste 1904 m. taip pat veikė sausu garu.
GeoPP su netiesiogine veikimo schema mūsų laikais yra labiausiai paplitę. Jie naudoja karštą požeminis vanduo, kuris dideliu slėgiu įpurškiamas į garintuvą, kur dalis jo išgarinama, o susidarę garai sukasi turbiną. Kai kuriais atvejais reikalingi papildomi įrenginiai ir grandinės, kad būtų galima išvalyti geoterminį vandenį ir garą nuo agresyvių junginių.
Išmetimo garai patenka į įpurškimo šulinį arba yra naudojami patalpų šildymui – šiuo atveju principas toks pat, kaip ir dirbant CHP.
Dvejetainiuose GeoPP karštas terminis vanduo sąveikauja su kitu skysčiu, kuris veikia kaip darbinis skystis, kurio virimo temperatūra žemesnė. Abu skysčiai praleidžiami per šilumokaitį, kuriame terminis vanduo išgarina darbinį skystį, kurio garai suka turbiną.
Ši sistema yra uždara, o tai išsprendžia emisijų į atmosferą problemą. Be to, darbiniai skysčiai su santykinai žema virimo temperatūra leidžia naudoti ne itin karštą terminį vandenį kaip pirminį energijos šaltinį.
Visose trijose schemose naudojamas hidroterminis šaltinis, tačiau elektros energijai gaminti gali būti naudojama ir petroterminė energija.
Grandinės schema šiuo atveju taip pat gana paprasta. Būtina išgręžti du tarpusavyje sujungtus gręžinius – įpurškimo ir gamybos. Vanduo pumpuojamas į įpurškimo šulinį. Gylyje jis įšyla, tada per gamybinį šulinį į paviršių tiekiamas dėl stipraus kaitinimo susidaręs pašildytas vanduo arba garai. Be to, viskas priklauso nuo to, kaip naudojama naftos šiluminė energija – šildymui ar elektros gamybai. Galimas uždaras ciklas pumpuojant išmetamuosius garus ir vandenį atgal į įpurškimo šulinį arba naudojant kitą šalinimo būdą.
Tokios sistemos trūkumas yra akivaizdus: norint gauti pakankamai aukštą darbinio skysčio temperatūrą, reikia gręžti gręžinius iki didelio gylio. Ir tai yra rimta kaina ir didelių šilumos nuostolių rizika, kai skystis juda aukštyn. Todėl petroterminės sistemos vis dar yra mažiau paplitusios nei hidroterminės sistemos, nors naftos šiluminės energijos potencialas yra daug didesnis.
Šiuo metu vadinamųjų petroterminių cirkuliacinių sistemų (PCS) kūrimo lyderė yra Australija. Be to, ši geoterminės energijos kryptis aktyviai vystosi JAV, Šveicarijoje, Didžiojoje Britanijoje, Japonijoje.
Lordo Kelvino dovana
1852 m. fiziko Williamo Thompsono (dar žinomas kaip Lordas Kelvinas) išradęs šilumos siurblį žmonijai suteikė realią galimybę panaudoti žemos kokybės viršutinių dirvožemio sluoksnių šilumą. Šilumos siurblio sistema arba šilumos daugiklis, kaip jį pavadino Thompsonas, yra pagrįsta fiziniu šilumos perdavimo procesu aplinką prie aušinimo skysčio. Tiesą sakant, jis naudoja tą patį principą kaip ir petroterminėse sistemose. Skirtumas yra šilumos šaltinyje, dėl kurio gali kilti terminologinis klausimas: kiek šilumos siurblys gali būti laikomas geotermine sistema? Faktas yra tas, kad viršutiniuose sluoksniuose, iki dešimčių ar šimtų metrų gylio, uolienos ir jose esantys skysčiai įkaista ne nuo gilios žemės šilumos, o nuo saulės. Taigi šiuo atveju saulė yra pagrindinis šilumos šaltinis, nors ji, kaip ir geoterminėse sistemose, paimama iš žemės.
Šilumos siurblio veikimas pagrįstas dirvožemio įkaitimo ir vėsinimo uždelsimu, lyginant su atmosfera, dėl ko tarp paviršiaus ir gilesnių sluoksnių susidaro temperatūros gradientas, kuris net ir žiemą sulaiko šilumą, panašus į kas vyksta rezervuaruose. Pagrindinė šilumos siurblių paskirtis – patalpų šildymas. Tiesą sakant, tai yra „šaldytuvas atvirkščiai“. Tiek šilumos siurblys, tiek šaldytuvas sąveikauja su trimis komponentais: vidine aplinka (pirmuoju atveju - šildoma patalpa, antruoju - vėsinama šaldytuvo kamera), išorine aplinka - energijos šaltiniu ir šaltnešiu (šaldymo agentu), taip pat yra aušinimo skystis, kuris užtikrina šilumos perdavimą arba šaltį.
Medžiaga, kurios virimo temperatūra yra žema, veikia kaip šaltnešis, leidžiantis paimti šilumą iš šaltinio, kurio temperatūra yra net palyginti žema.
Šaldytuve skystas šaltnešis per droselį (slėgio reguliatorių) patenka į garintuvą, kur dėl staigaus slėgio sumažėjimo skystis išgaruoja. Garavimas yra endoterminis procesas, reikalaujantis, kad šiluma būtų absorbuojama iš išorės. Dėl to iš garintuvo vidinių sienelių paimama šiluma, kuri suteikia vėsinimo efektą šaldytuvo kameroje. Toliau iš garintuvo šaltnešis įsiurbiamas į kompresorių, kur grįžta į skystą agregacijos būseną. Tai yra atvirkštinis procesas, dėl kurio jo metu išsiskiria išgaunama šiluma išorinė aplinka. Paprastai jis metamas į kambarį, o galinė šaldytuvo sienelė yra gana šilta.
Šilumos siurblys veikia beveik taip pat, tik tuo skirtumu, kad šiluma paimama iš išorinės aplinkos ir patenka į vidinę aplinką per garintuvą – kambario šildymo sistemą.
Tikrame šilumos siurblyje vanduo šildomas, praeidamas per išorinę grandinę, paklotą žemėje arba rezervuare, tada patenka į garintuvą.
Garintuve šiluma perduodama į vidinę grandinę, užpildytą žemos virimo temperatūros šaltnešiu, kuris, eidamas per garintuvą, pasikeičia iš skystos į dujinę būseną, pasiimdamas šilumą.
Tada dujinis šaltnešis patenka į kompresorių, kur jis suspaudžiamas aukštas spaudimas ir temperatūros, ir patenka į kondensatorių, kur vyksta šilumos mainai tarp karštų dujų ir aušinimo skysčio iš šildymo sistemos.
Kad kompresorius veiktų, reikia elektros energijos, tačiau transformacijos koeficientas (suvartotos ir pagamintos energijos santykis) in modernios sistemos pakankamai aukštas, kad būtų veiksmingas.
Šiuo metu šilumos siurbliai yra gana plačiai naudojami patalpų šildymui, daugiausia ekonomiškai išsivyščiusios šalys.
Ekologiškai teisinga energija
Geoterminė energija laikoma ekologiška, o tai paprastai yra tiesa. Visų pirma, naudojamas atsinaujinantis ir praktiškai neišsenkantis išteklius. Geoterminė energija nereikalauja didelių plotų, skirtingai nei didelės hidroelektrinės ar vėjo jėgainės, ir neteršia atmosferos, kitaip nei angliavandenilių energija. Vidutiniškai GeoPP užima 400 m 2 1 GW pagamintos elektros energijos. Toks pat skaičius, pavyzdžiui, anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės plotas yra 3600 m 2. GeoPP nauda aplinkai taip pat apima mažas vandens sąnaudas – 20 litrų gėlo vandens už 1 kW, o šiluminėms elektrinėms ir atominėms elektrinėms reikia apie 1000 litrų. Atkreipkite dėmesį, kad tai yra „vidutinio“ GeoPP aplinkosaugos rodikliai.
Bet neigiamas šalutiniai poveikiai dar yra. Tarp jų dažniausiai išskiriamas triukšmas, šiluminė atmosferos tarša bei cheminė vandens ir dirvožemio tarša, taip pat kietųjų atliekų susidarymas.
Pagrindinis cheminės aplinkos taršos šaltinis yra pats terminis vanduo (su aukšta temperatūra ir mineralizacija), kuriame dažnai yra daug toksinių junginių, todėl iškyla nuotekų ir pavojingų medžiagų šalinimo problema.
Neigiamą geoterminės energijos poveikį galima atsekti keliais etapais, pradedant nuo gręžinių gręžimo. Čia kyla tie patys pavojai, kaip ir gręžiant bet kurį gręžinį: dirvožemio ir augalinės dangos sunaikinimas, dirvožemio ir gruntinio vandens tarša.
GeoPP eksploatavimo etape aplinkos taršos problemos išlieka. Šiluminiuose skysčiuose – vandenyje ir garuose – paprastai yra anglies dioksido (CO 2), sieros sulfido (H 2 S), amoniako (NH 3), metano (CH 4), valgomosios druskos (NaCl), boro (B), arseno (As). ), gyvsidabrio (Hg). Patekę į aplinką jie tampa taršos šaltiniais. Be to, agresyvi cheminė aplinka gali sukelti korozijos žalą GeoTPP konstrukcijoms.
Tuo pačiu metu teršalų emisija GeoPP yra vidutiniškai mažesnė nei TPP. Pavyzdžiui, anglies dvideginio emisija vienai kilovatvalandei pagamintos elektros energijos yra iki 380 g GeoPP, 1042 g anglimi kūrenamose šiluminėse elektrinėse, 906 g mazuto ir 453 g dujomis kūrenamose šiluminėse elektrinėse.
Kyla klausimas: ką daryti su nuotekomis? Esant mažam druskingumui, po aušinimo jis gali būti išleidžiamas į paviršinius vandenis. Kitas būdas yra pumpuoti jį atgal į vandeningąjį sluoksnį per įpurškimo šulinį, o tai šiuo metu yra pageidaujama ir vyraujanti praktika.
Terminio vandens išgavimas iš vandeningųjų sluoksnių (taip pat ir įprasto vandens išsiurbimas) gali sukelti nusėdimą ir grunto judėjimą, kitas geologinių sluoksnių deformacijas, mikrožemės drebėjimus. Tokių įvykių tikimybė paprastai yra maža, nors atskirų atvejų fiksuotas (pavyzdžiui, GeoPP Staufen im Breisgau mieste Vokietijoje).
Reikia pabrėžti, kad dauguma GeoPP yra gana retai apgyvendintose vietovėse ir trečiojo pasaulio šalyse, kur aplinkosaugos reikalavimai yra ne tokie griežti nei išsivysčiusiose šalyse. Be to, šiuo metu GeoPP skaičius ir jų pajėgumai yra palyginti nedideli. Didėjant geoterminės energijos plėtrai, rizika aplinkai gali padidėti ir daugėti.
Kiek yra Žemės energijos?
Investicinės geoterminių sistemų statybos sąnaudos svyruoja labai plačiame diapazone – nuo 200 iki 5000 dolerių už 1 kW instaliuotos galios, tai yra pigiausi variantai prilyginami šiluminės elektrinės statybos kainoms. Jie visų pirma priklauso nuo terminių vandenų atsiradimo sąlygų, jų sudėties ir sistemos konstrukcijos. Gręžiant didelius gylius, sukuriant uždarą sistemą su dviem šuliniais, vandens valymo poreikis gali padidinti išlaidas.
Pavyzdžiui, investicijos į petroterminės cirkuliacijos sistemos (PTS) sukūrimą vertinamos 1,6–4 tūkst. dolerių už 1 kW instaliuotos galios, o tai viršija atominės elektrinės statybos kaštus ir yra palyginama su vėjo ir vėjo elektrinių statybos kaštais. saulės elektrinių.
Akivaizdus ekonominis GeoTPP pranašumas – nemokamas energijos nešiklis. Palyginimui, veikiančios šiluminės elektrinės ar atominės elektrinės sąnaudų struktūroje kuras sudaro 50–80 ar net daugiau, priklausomai nuo esamų energijos kainų. Taigi dar vienas geoterminės sistemos privalumas: eksploatacijos kaštai yra stabilesni ir labiau prognozuojami, nes nepriklauso nuo išorinės energijos kainų konjunktūros. Apskritai GeoTPP eksploatacinės sąnaudos yra 2–10 centų (60 kapeikų – 3 rubliai) už 1 kWh generuojamos galios.
Antra pagal dydį (ir labai reikšminga) išlaidų dalis po energijos nešiklio, kaip taisyklė, yra darbo užmokestis gamyklos personalas, kuris įvairiose šalyse ir regionuose gali labai skirtis.
Vidutiniškai 1 kWh geoterminės energijos kaina yra panaši į šiluminių elektrinių kainą (Rusijos sąlygomis - apie 1 rublis / 1 kWh) ir dešimt kartų didesnė už elektros energijos gamybą hidroelektrinėse (5–10 kapeikų). / 1 kWh).
Dalis didelių sąnaudų priežasčių yra ta, kad, skirtingai nei šiluminės ir hidraulinės elektrinės, GeoTPP yra gana mažos galios. Be to, būtina palyginti sistemas, esančias tame pačiame regione ir panašiomis sąlygomis. Taigi, pavyzdžiui, Kamčiatkoje, ekspertų teigimu, 1 kWh geoterminės elektros kainuoja 2–3 kartus pigiau nei vietinėse šiluminėse elektrinėse pagaminta elektra.
Geoterminės sistemos ekonominio naudingumo rodikliai priklauso, pavyzdžiui, nuo to, ar būtina šalinti nuotekas ir kokiais būdais tai daroma, ar galimas bendras išteklių naudojimas. Taigi iš terminio vandens išgaunami cheminiai elementai ir junginiai gali duoti papildomų pajamų. Prisiminkite Larderello pavyzdį: cheminė gamyba ten buvo pagrindinė, o geoterminės energijos naudojimas iš pradžių buvo pagalbinio pobūdžio.
Geoterminės energijos pirmyn
Geoterminė energija vystosi kiek kitaip nei vėjo ir saulės energija. Šiuo metu tai labai priklauso nuo paties ištekliaus pobūdžio, kuris labai skiriasi priklausomai nuo regiono, o didžiausios koncentracijos yra susietos su siauromis geoterminių anomalijų zonomis, dažniausiai susijusiomis su tektoninių lūžių ir vulkanizmo sritimis.
Be to, geoterminė energija yra mažiau technologiškai talpi, palyginti su vėjo ir juo labiau su saulės energija: geoterminių stočių sistemos yra gana paprastos.
Bendroje pasaulio elektros gamybos struktūroje geoterminė komponentė sudaro mažiau nei 1 proc., tačiau kai kuriuose regionuose ir šalyse jos dalis siekia 25–30 proc. Dėl sąsajos su geologinėmis sąlygomis nemaža dalis geoterminės energijos pajėgumų yra sutelkta trečiojo pasaulio šalyse, kur yra trys didžiausios pramonės plėtros klasteriai – Pietryčių Azijos, Centrinės Amerikos ir Rytų Afrikos salos. Pirmieji du regionai yra Ramiojo vandenyno „Žemės ugnies juostos“ dalis, trečiasis yra susietas su Rytų Afrikos plyšiu. Su didžiausia tikimybe šiose juostose ir toliau vystysis geoterminė energija. Tolimesnė perspektyva – naftos šiluminės energijos plėtra, naudojant kelių kilometrų gylyje glūdinčių žemės sluoksnių šilumą. Tai beveik visur paplitęs išteklius, tačiau jo išgavimas reikalauja didelių sąnaudų, todėl naftos šiluminė energija pirmiausia vystosi ekonomiškai ir technologiškai galingiausiose šalyse.
Apskritai, atsižvelgiant į geoterminių išteklių paplitimą ir priimtiną aplinkos saugos lygį, yra pagrindo manyti, kad geoterminė energija turi geras plėtros perspektyvas. Ypač augant tradicinių energijos nešėjų trūkumo grėsmei ir kylant jų kainoms.
Nuo Kamčiatkos iki Kaukazo
Rusijoje geoterminės energijos plėtra turi gana ilgą istoriją, o daugelyje pozicijų esame tarp pasaulio lyderių, nors geoterminės energijos dalis bendrame didžiulės šalies energijos balanse vis dar yra nereikšminga.
Geoterminės energijos plėtros pradininkai ir centrai Rusijoje buvo du regionai - Kamčiatka ir Šiaurės Kaukazas, o jei pirmuoju atveju kalbame pirmiausia apie elektros energijos pramonę, tai antruoju - apie šilumos energijos naudojimą. terminis vanduo.
Šiaurės Kaukaze – Krasnodaro teritorijoje, Čečėnijoje, Dagestane – terminių vandenų šiluma energetiniams tikslams buvo naudojama dar prieš Didžiąją. Tėvynės karas. 1980–1990 metais geoterminės energetikos plėtra regione dėl suprantamų priežasčių sustojo ir iki šiol neatsigavo iš stagnacijos. Nepaisant to, geoterminis vanduo Šiaurės Kaukaze aprūpina šilumą apie 500 tūkstančių žmonių, o, pavyzdžiui, Labinsko miestas Krasnodaro krašte, kuriame gyvena 60 tūkstančių žmonių, yra visiškai šildomas geoterminiais vandenimis.
Kamčiatkoje geoterminės energijos istorija pirmiausia siejama su GeoPP statyba. Pirmoji iš jų, tebeveikiančios Paužetskaja ir Paratunskaja stotys, buvo pastatytos dar 1965–1967 m., o 600 kW galios Paratunskaja GeoPP tapo pirmąja pasaulyje dvejetainio ciklo stotimi. Būtent sovietų mokslininkų S. S. Kutateladzės ir A. M. Rosenfeldo iš Rusijos mokslų akademijos Sibiro filialo Šiluminės fizikos instituto kūrinys 1965 m. gavo autorių teisių sertifikatą, skirtą elektros energijos išgavimui iš 70 ° C temperatūros vandens. Vėliau ši technologija tapo prototipu daugiau nei 400 dvejetainių GeoPP pasaulyje.
1966 m. pradėto eksploatuoti Pauzhetskaya GeoPP galia iš pradžių buvo 5 MW, o vėliau padidinta iki 12 MW. Šiuo metu stotyje statomas dvejetainis blokas, kuris padidins jos galią dar 2,5 MW.
Geoterminės energijos plėtrą SSRS ir Rusijoje stabdė tradicinių energijos šaltinių – naftos, dujų, anglies – prieinamumas, tačiau jis niekada nesustojo. Didžiausi geoterminės energetikos objektai šiuo metu yra Verchne-Mutnovskaya GeoE, kurio bendra galia yra 12 MW, pradėtas eksploatuoti 1999 m. ir Mutnovskaya GeoPP, kurio galia 50 MW (2002 m.).
Mutnovskaya ir Verkhne-Mutnovskaya GeoPP yra unikalūs objektai ne tik Rusijai, bet ir pasauliniu mastu. Stotys yra Mutnovskio ugnikalnio papėdėje, 800 metrų virš jūros lygio aukštyje ir veikia ekstremaliomis sąlygomis. klimato sąlygos, kur žiema 9–10 mėnesių per metus. „Mutnovsky GeoPP“ įranga, šiuo metu viena moderniausių pasaulyje, buvo visiškai sukurta vietinėse energetikos įmonėse.
Šiuo metu Mutnovskio stočių dalis bendroje Centrinio Kamčiatkos energijos mazgo energijos suvartojimo struktūroje yra 40%. Ateinančiais metais planuojamas pajėgumų didinimas.
Atskirai reikėtų pasakyti apie Rusijos naftos šilumos plėtrą. Didelių PDS dar neturime, tačiau yra pažangių technologijų gręžti į didelį gylį (apie 10 km), kurios taip pat neturi analogų pasaulyje. Tolimesnė jų plėtra leis drastiškai sumažinti naftos terminių sistemų kūrimo išlaidas. Šių technologijų ir projektų kūrėjai yra N. A. Gnatus, M. D. Chutorskojus (Rusijos mokslų akademijos Geologijos institutas), A. S. Nekrasovas (Rusijos mokslų akademijos Ekonomikos prognozių institutas) ir Kalugos turbinų gamyklos specialistai. Šiuo metu naftos terminės cirkuliacijos sistemos projektas Rusijoje yra bandomajame etape.
Geoterminės energetikos perspektyvų Rusijoje yra, nors jos gana tolimos: šiuo metu potencialas gana didelis, o tradicinės energetikos pozicijos tvirtos. Tuo pačiu metu daugelyje atokių šalies regionų geoterminės energijos naudojimas yra ekonomiškai pelningas ir paklausus ir dabar. Tai teritorijos, turinčios didelį geoenergetinį potencialą (Čukotka, Kamčiatka, Kurilai – rusiška Ramiojo vandenyno dalis „Žemės ugnies juosta“, kalnai Pietų Sibiras ir Kaukazas) ir tuo pat metu nutolęs ir atjungtas nuo centralizuoto energijos tiekimo.
Tikėtina, kad artimiausiais dešimtmečiais geoterminė energetika mūsų šalyje vystysis būtent tokiuose regionuose.
Ankstesnis straipsnis: Kaip ir kiek galite uždirbti iš kompiuterinių žaidimų Kitas straipsnis: Horoskopas Žuvims Moterims Numerologija Žuvims apie