Электростанции нетрадиционные: Нетрадиционные источники энергии

Энергетические установки, электростанции на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

Структура образовательной программы состоит из трех блоков — блока дисциплин (модулей), блока практик и государственной итоговой аттестации. Также в структуру входят факультативные дисциплины.

Модуль	Описание
Философские проблемы науки и техники	Базовый модуль, состоящий из одноименной дисциплины, дает представление об устройстве и основных тенденциях развития современного общества, современной науки. Демонстрируется взаимосвязь современной науки с другими сферами человеческой деятельности, особенности взаимопроникновения современной науки и техники.
Цифровизация в возобновляемой энергетике	В рамках модуля студенты изучают системные основы информационных технологий и прикладных программ САПР. Раздел «Моделирование динамики САР в среде программы SimInTech» рассматривает методы математического моделирования систем автоматизированного регулирования. В разделе «Схемотехническое проектирование аналоговых и цифровых электронных устройств» осваиваются методы схемотехнического проектирования на основе информационного компьютерного моделирования в области электротехники, аналоговой и цифровой электроники с использованием программы National Instrument Multisim 14. В процессе изучения раздела «Система автоматизации проектирования SolidWorks на основе 3-мерного параметрического моделирования» магистранты изучают основные приемы моделирования деталей, сборок, узлов и изделий, интегрированных средств электронного документооборота и получают практические знания по созданию твердотельных параметрических моделей и автоматической генерации рабочих чертежей деталей и узлов на основании созданных 3D-моделей.
Проблемы и перспективы возобновляемой энергетики	В рамках дисциплины «Современные проблемы возобновляемой энергетики и энергосбережения» анализируются факторы, стимулирующие использование возобновляемых источников энергии, возможности возобновляемых источников энергии в снижении экологической нагрузки, нормативно -правовые решения по развитию возобновляемой энергетики в странах мира и Российской Федерации. Дисциплина «Избранные вопросы проектирования электростанций и комплексов на базе возобновляемой энергетики» рассматривает особенности задач проектирования основных видов энергоустановок нетрадиционной и возобновляемой энергетики, дает общие сведения о методах оценки валового, технического и экономического потенциала для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.
Энергетическая и экологическая эффективность использования возобновляемой энергетики	Дисциплина «Дополнительные главы математики» предусматривает углубленное изучение методов оптимизации, статистических методов анализа данных, элементов теории случайных процессов, метода конечных разностей и метода конечных элементов и других разделов, необходимых для освоения магистерской программы. Дисциплина «Эффективность использования энергии» рассматривает методы термодинамического и эксергетического анализа эффективности установок возобновляемой энергетики, построение оптимальных моделей систем с учетом энергетического и промышленного менеджмента. Дисциплина «Экология и развитие энергетики» знакомит обучающегося с понятием экологической безопасности и механизмами ее обеспечения, с основами современного экологического законодательства России.
Строительные и технологические особенности установок на базе возобновляемой энергетики	Дисциплина «Технологические особенности и оборудование электро- и теплогенерирующих систем на основе возобновляемой энергетики» изучает технологические особенности и состав оборудования ветроэнергетических установок, малых ГЭС, солнечных коллекторов, солнечных фотоэлектрических станций, тепловых насосов, геотермальных тепловых станций. Дисциплина «Строительно-технологические особенности установок возобновляемой энергетики для электро- и теплогенерирующих систем» рассматривает функциональные основы проектирования конструкторской, технологической, а также проектной документации на строительство, монтаж и наладку энергоустановок. В рамках проекта по модулю на практике применяются методы расчета энергетических сооружений, вспомогательного оборудования и оформление технологических схем.
Возобновляемая  энергетика и энергосбережение	Дается классификация источников возобновляемой энергии, особенностей их использования, типичных схем подключения потребителей. Подробно рассматриваются принципы обеспечения снижения потребления энергетических ресурсов и повышения энергетической эффективности совместно с применением возобновляемых источников энергии. Рассматриваются как хорошо зарекомендовавшие себя подходы и технологии, так и инновационные, находящиеся в стадии лабораторных испытаний, имеющей перспективы применения в системах энергообеспечения. Изучаются системы, применяемые в современных энергоэффективных зданиях (энергопассивных, экологичных, с нулевым потреблением энергии и т.д.) в отечественной практике и в развитых зарубежных странах.
Оптимизация и менеджмент энергетических установок систем возобновляемой энергетики	В рамках дисциплины «Модели оптимизации систем с установками возобновляемой энергетики» изучаются методы оптимизации энергетического оборудования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и технологических схем функционирования отдельных технологий и их комбинаций, в том числе умные сети — Smart Grid. В рамках дисциплины «Энергетический и промышленный менеджмент» рассматриваются состав, принципы создания, применения и совершенствования систем энергетического и промышленного менеджмента, международные и отечественные стандарты систем менеджмента качества и энергетического менеджмента. В результате изучения дисциплины студенты будут знать основные категории и понятия энергетического и промышленного менеджмента, уметь разрабатывать и реализовывать новые решения энергетического планирования, уметь составить программу организационных и технических мероприятий по повышению энергетической эффективности производства, проект бизнес-плана внедрения энергосберегающих мероприятий и энергоэффективных решений.

Модуль «Практика» представляет собой форму организации учебного процесса, непосредственно ориентированную на профессионально-практическую подготовку обучающихся. Практики проводятся в сторонних организациях или на выпускающей кафедре «Атомные станции и нетрадиционные источники энергии», которая обладает необходимым кадровым и научно-техническим потенциалом. В период прохождения практики и в ходе выполнения научно-исследовательской работы студенты закрепляют теоретические знания, полученные при изучении дисциплин общепрофессионального цикла и дисциплин специализации, приобретают и развивают необходимые практические умения и навыки. Аттестация по итогам практики проводится на основании оформленного в соответствии с установленными требованиями письменного отчета и отзыва руководителя практики от организации.

Государственная итоговая аттестация состоит из двух мероприятий: государственный экзамен по направлению и выпускная квалификационная работа в виде защиты магистерской диссертации. После сдачи государственного экзамена по направлению и успешной защиты магистерской диссертации, магистранту присваивается квалификация (степень) «магистр» и выдается диплом установленного образца.

Издания | Библиотечно-издательский комплекс СФУ

• Издания(активная вкладка)
• Услуги

Все года изданияТекущий годПоследние 2 годаПоследние 5 летПоследние 10 лет

Все виды изданийУчебная литератураНаучная литератураЖурналыГазетыМатериалы конференций

Все темыЕстественные и точные наукиАстрономияБиологияГеографияГеодезия. КартографияГеологияГеофизикаИнформатикаКибернетикаМатематикаМеханикаОхрана окружающей среды. Экология человекаФизикаХимияТехнические и прикладные науки, отрасли производстваАвтоматика. Вычислительная техникаБиотехнологияВодное хозяйствоГорное делоЖилищно-коммунальное хозяйство. Домоводство. Бытовое обслуживаниеКосмические исследованияЛегкая промышленностьЛесная и деревообрабатывающая промышленностьМашиностроениеМедицина и здравоохранениеМеталлургияМетрологияОхрана трудаПатентное дело. Изобретательство. РационализаторствоПищевая промышленностьПолиграфия. Репрография. ФотокинотехникаПриборостроениеПрочие отрасли экономикиРыбное хозяйство. АквакультураСвязьСельское и лесное хозяйствоСтандартизацияСтатистикаСтроительство. АрхитектураТранспортХимическая технология. Химическая промышленностьЭлектроника. РадиотехникаЭлектротехникаЭнергетикаЯдерная техникаОбщественные и гуманитарные наукиВнешняя торговляВнутренняя торговля. Туристско-экскурсионное обслуживаниеВоенное делоГосударство и право. Юридические наукиДемографияИскусство. ИскусствоведениеИстория. Исторические наукиКомплексное изучение отдельных стран и регионовКультура. КультурологияЛитература. Литературоведение. Устное народное творчествоМассовая коммуникация. Журналистика. Средства массовой информацииНародное образование. ПедагогикаНауковедениеОрганизация и управлениеПолитика и политические наукиПсихологияРелигия. АтеизмСоциологияФизическая культура и спортФилософияЭкономика и экономические наукиЯзыкознаниеХудожественная литератураХудожественные произведения

Все институтыВоенно-инженерный институтБазовая кафедра специальных радиотехнических системВоенная кафедраУчебно-военный центрГуманитарный институтКафедра ИТ в креативных и культурных индустрияхКафедра истории России, мировых и региональных цивилизацийКафедра культурологии и искусствоведенияКафедра рекламы и социально-культурной деятельностиКафедра философииЖелезногорский филиал СФУИнженерно-строительный институтКафедра автомобильных дорог и городских сооруженийКафедра инженерных систем, зданий и сооруженийКафедра проектирования зданий и экспертизы недвижимостиКафедра строительных конструкций и управляемых системКафедра строительных материалов и технологий строительстваИнститут архитектуры и дизайнаКафедра архитектурного проектированияКафедра градостроительстваКафедра дизайнаКафедра дизайна архитектурной средыКафедра изобразительного искусства и компьютерной графикиИнститут гастрономииБазовая кафедра высшей школы ресторанного менеджментаИнститут горного дела, геологии и геотехнологийКафедра геологии месторождений и методики разведкиКафедра геологии, минералогии и петрографииКафедра горных машин и комплексовКафедра инженерной графикиКафедра маркшейдерского делаКафедра открытых горных работКафедра подземной разработки месторожденийКафедра технической механикиКафедра технологии и техники разведкиКафедра шахтного и подземного строительстваКафедра электрификации горно-металлургического производстваИнститут инженерной физики и радиоэлектроникиБазовая кафедра «Радиоэлектронная техника информационных систем»Базовая кафедра инфокоммуникацийБазовая кафедра физики конденсированного состояния веществаБазовая кафедра фотоники и лазерных технологийКафедра нанофазных материалов и нанотехнологийКафедра общей физикиКафедра приборостроения и наноэлектроникиКафедра радиотехникиКафедра радиоэлектронных системКафедра современного естествознанияКафедра теоретической физики и волновых явленийКафедра теплофизикиКафедра экспериментальной физики и инновационных технологийКафедры физикиИнститут космических и информационных технологийБазовая кафедра «Интеллектуальные системы управления»Базовая кафедра «Информационные технологии на радиоэлектронном производстве»Базовая кафедра геоинформационных системКафедра высокопроизводительных вычисленийКафедра вычислительной техникиКафедра информатикиКафедра информационных системКафедра прикладной математики и компьютерной безопасностиКафедра разговорного иностранного языкаКафедра систем автоматики, автоматизированного управления и проектированияКафедра систем искусственного интеллектаИнститут математики и фундаментальной информатикиБазовая кафедра вычислительных и информационных технологийБазовая кафедра математического моделирования и процессов управленияКафедра алгебры и математической логикиКафедра высшей и прикладной математикиКафедра математического анализа и дифференциальных уравненийКафедра математического обеспечения дискретных устройств и системКафедры высшей математики №2афедра теории функцийИнститут нефти и газаБазовая кафедра пожарной и промышленной безопасностиБазовая кафедра проектирования объектов нефтегазового комплексаБазовая кафедра химии и технологии природных энергоносителей и углеродных материаловКафедра авиационных горюче-смазочных материаловКафедра бурения нефтяных и газовых скважинКафедра геологии нефти и газаКафедра геофизикиКафедра машин и оборудования нефтяных и газовых промысловКафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторожденийКафедра технологических машин и оборудования нефтегазового комплексаКафедра топливообеспеченя и горюче-смазочных материаловИнститут педагогики, психологии и социологииКафедра информационных технологий обучения и непрерывного образованияКафедра общей и социальной педагогикиКафедра психологии развития и консультированияКафедра современных образовательных технологийКафедра социологииИнститут торговли и сферы услугБазовая кафедра таможенного делаКафедра бухгалтерского учета, анализа и аудитаКафедра гостиничного делаКафедра математических методов и информационных технологий в торговле и сфере услугКафедра технологии и организации общественного питанияКафедра товароведения и экспертизы товаровКафедра торгового дела и маркетингаОтделение среднего профессионального образования (ОСПО)Институт управления бизнес-процессамиБазовая кафедра Федеральной службы по финансовому мониторингу (Росфинмониторинг)Кафедра бизнес-информатики и моделирования бизнес-процессовКафедра маркетинга и международного администрированияКафедра менеджмент производственных и социальных технологийКафедра цифровых технологий управленияКафедра экономики и управления бизнес-процессамиКафедра экономической и финансовой безопасностиИнститут физ. культуры, спорта и туризмаКафедра медико-биологических основ физической культуры и оздоровительных технологийКафедра теоретических основ и менеджмента физической культуры и туризмаКафедра теории и методики спортивных дисциплинКафедра физической культурыИнститут филологии и языковой коммуникацииКафедра восточных языковКафедра журналистики и литературоведенияКафедра иностранных языков для гуманитарных направленийКафедра иностранных языков для естественнонаучных направленийКафедра иностранных языков для инженерных направленийКафедра романских языков и прикладной лингвистикиКафедра русского языка и речевой коммуникацииКафедра русского языка как иностранногоКафедра теории германских языков и межкультурной коммуникацииИнститут фундаментальной биологии и биотехнологииБазовая кафедра «Медико-биологические системы и комплексы»Базовая кафедра биотехнологииКафедра биофизикиКафедра водных и наземных экосистемКафедра геномики и биоинформатикиКафедра медицинской биологииИнститут цветных металлов и материаловеденияБазовая кафедра «Технологии золотосодержащих руд»Кафедра автоматизации производственных процессов в металлургииКафедра аналитической и органической химииКафедра инженерного бакалавриата СDIOКафедра композиционных материалов и физико-химии металлургических процессовКафедра литейного производстваКафедра металловедения и термической обработки металловКафедра металлургии цветных металловКафедра обогащения полезных ископаемыхКафедра обработки металлов давлениемКафедра общаей металлургииКафедра техносферной безопасности горного и металлургического производстваКафедра физической и неорганической химииКафедра фундаментального естественнонаучного образованияИнститут экологии и географииКафедра географииКафедра охотничьего ресурсоведения и заповедного делаКафедра экологии и природопользованияИнститут экономики, государственного управления и финансовБазовая кафедра антимонопольного и тарифного регулирования рынков ФАСБазовая кафедра цифровых финансовых технологий Сбербанка РоссииКафедра бухгалтерского учета и статистикиКафедра международной и управленческой экономикиКафедра социально-экономического планированияКафедра теоретической экономикиКафедра управления человеческими ресурсамиКафедра финансов и управления рискамиКрасноярская государственная архитектурно-строительная академияКрасноярский государственный технический университетКрасноярский государственный университетМежинститутские базовые кафедрыМежинститутская базовая кафедра «Прикладная физика и космические технологии»Политехнический институтБазовая кафедра высшей школы автомобильного сервисаКафедра конструкторско-технологического обеспечения машиностроительных производствКафедра материаловедения и технологии обработки материаловКафедра машиностроенияКафедра прикладной механикиКафедра робототехники и технической кибернетикиКафедра стандартизации, метрологии и управления качествомКафедра тепловых электрических станцийКафедра теплотехники и гидрогазодинамикиКафедра техногенных и экологических рисков в техносфереКафедра техносферной и экологической безопасностиКафедра транспортаКафедра транспортных и технологических машинКафедра химииКафедра электротехникиКафедра электроэнергетикиСаяно-Шушенский филиал СФУХакасский технический иститутЮридический институтКафедра гражданского праваКафедра иностранного права и сравнительного правоведенияКафедра конституционного, административного и муниципального праваКафедра международного праваКафедра предпринимательского, конкурентного и финансового праваКафедра теории и истории государства и праваКафедра теории и методики социальной работыКафедра трудового и экологического праваКафедра уголовного праваКафедра уголовного процеса и криминалистики

По релевантностиСначала новыеСначала старыеПо дате поступленияПо названиюПо автору

Текст в электронном виде

Экспертиза и управление недвижимостью.

Для курсового проектирования

Этноязыковые процессы у коренных народов

Теория отраслевых рынков

Электротехническое материаловедение. Лабораторный практикум

Общая и неорганическая химия. Лабораторный практикум

Высотные и большепролетные здания и сооружения

English for metallurgy and materials science students

Правовое регулирование труда и социального обеспечения сотрудников таможенных органов

Биоинжиниринг: белки и молекулярная динамика

English for Law Students

Горнопромышленная экология

Этнография народов Сибири

Разработка нетрадиционных месторождений нефти и газа

Быстрый рост добычи нетрадиционных запасов нефти и газа, также называемый гидроразрывом пласта, изменил энергетический ландшафт. Новые районы стали местами добычи энергии, такие как сланцевый рудник Марцеллус в Пенсильвании и рудник Баккен в Северной Дакоте. Внедрение большого количества недорогого газа в сочетании со стремлением к более чистым источникам энергии привело к выводу из эксплуатации многих угольных электростанций и созданию электростанций, работающих на природном газе. Переход с угля на газ оказал значительное влияние на водные ресурсы, поскольку для извлечения ископаемого топлива из земли требуется вода, а количество воды, необходимое для охлаждения электростанций, зависит от типа электростанции и ее источника энергии.

Николасский институт решений в области экологической политики сотрудничал с несколькими учреждениями для изучения воздействия гидроразрыва пласта на водные ресурсы из-за водозабора, потенциального воздействия на экосистемы и окружающую среду в результате водозабора и разливов, а также воздействия на дорожную инфраструктуру в Пенсильвании, где утилизация отходов была сложной из-за лежащей в основе геологии. Каждое исследование подготовило публикацию и инструмент визуализации данных для изучения воздействия воды, разливов и удаления отходов.

Как переход от угля к газу влияет на водные ресурсы?

Изучение изменений водопотребления в Пенсильвании в результате перехода с нефти на газ:

Инвентаризационный анализ с пространственным разрешением воды, потребленной при переходе от угля к газу в Пенсильвании

Публикация

Пространственно-временное исследование изменений водопотребления в результате перехода от угля к газу в Пенсильвании

Белая книга

Интерактивный инструмент: Визуализация изменений водопотребления во время перехода Пенсильвании с угля на газ

Интерактивный инструмент

Воздействие перехода от угля к газу варьируется в пространстве и зависит от расположения ранее существовавшей энергетической инфраструктуры (угольных и газовых электростанций) и наличия природного газа для добычи электроэнергии. Использование воды для производства природного газа увеличилось на 67%, особенно в районах Филадельфии и Питтсбурга; использование воды для гидроразрыва пласта увеличилось в девять раз на юго-западе и северо-востоке Пенсильвании. Напротив, использование воды для добычи и производства угля сократилось на 13%. В некоторых районах увеличение потребления воды в результате гидроразрыва пласта было компенсировано снижением потребления воды для выработки электроэнергии, поскольку электростанции перешли с угля на природный газ. Эти выводы указывают на важность рассмотрения последствий добычи и производства энергии для водных ресурсов.

Водный стресс из-за крупномасштабного гидроразрыва пласта потенциально угрожает водному биоразнообразию и экосистемным услугам в Арканзасе

Публикация

Гидравлический разрыв пласта требует интенсивного использования большого объема воды в течение короткого периода времени (несколько дней). Разрешенный и фактический водозабор сравнивали с низким, средним и высоким расходом воды для оценки потенциальной нагрузки на водные экосистемы. Суточный расход воды по сравнению со средним речным стоком показал возможный водный стресс от 7 до 51% водосборов летом и осенью. Политика, поддерживающая использование оборотной воды и сокращение строительства новых колодцев, может снизить дефицит воды в бассейнах. Сбор достоверных данных об водозаборе и стоке имеет решающее значение для мониторинга и смягчения кумулятивного воздействия водозабора на водотоки.

Как мы управляем и снижаем риски, связанные с разливами?

Нетрадиционные разливы нефти и газа: риски, приоритеты смягчения последствий и государственная отчетность причина разливов. Данные о разливах были собраны для более чем 30 000 скважин в Колорадо, Нью-Мексико, Северной Дакоте и Пенсильвании в период с 2005 по 2014 год. Наиболее вероятно, что разливы произошли в течение первых трех лет эксплуатации скважин в резервуарах или выкидных трубопроводах. Штаты собирают обширные данные о разливах, однако требования к отчетности различаются в зависимости от штата и требуют значительных усилий, чтобы сделать данные пригодными для крупномасштабного анализа.

Повышение единообразия и доступности государственных данных о разливах может предоставить заинтересованным сторонам важную информацию о том, на что следует направить усилия по обнаружению и предотвращению разливов в будущем.

Нетрадиционные разливы нефти и газа: материалы, объемы и риски для поверхностных вод в четырех штатах США. и Пенсильвании в период с 2005 по 2014 год. Для оценки экологического риска UOG использовались частота разливов, тип разлитого материала, объем разлитого материала и близость разлива к поверхностным водам и другим экологически чувствительным системам. Среднее расстояние от разливов до ручьев было самым коротким в Пенсильвании (268 м) и самым большим в Нью-Мексико (1379 м).м), при этом от 7 до 20,5 % разливов происходят в рамках уже существующих норм ограничения поверхностных вод.

Куда направляются пластовые воды и каковы их последствия? Или Как быстрое развитие нетрадиционных месторождений нефти и газа влияет на общественную инфраструктуру?

Транспортировка отходов гидроразрыва пласта из скважин Пенсильвании: анализ использования дорог на уровне округа и связанных с этим затрат на ремонт дорог

Быстрая разработка нетрадиционных месторождений нефти и газа в Пенсильвании с 2004 по 2013 год резко увеличила объемы перевозки нетрадиционных нефтяных и газовых отходов тяжелыми грузовиками. Геология в Пенсильвании не допускает обычной практики закачки отходов под землю поблизости. Вместо этого отходы необходимо транспортировать на места захоронения, что увеличивает стоимость ремонта дорог не только в Пенсильвании, но и в округах близлежащих штатов Западной Вирджинии, Мэриленда, Нью-Джерси, Огайо и Нью-Йорка. В период с июля 2010 г. по декабрь 2013 г. сметная стоимость ремонта дорог, поврежденных таким транспортом, варьировалась от 3 до 18 млн долл. США, при этом большая часть затрат была сосредоточена в Пенсильвании (79).процентов) и Огайо (16 процентов).

Вопросы и ответы: Почему нетрадиционные ресурсы являются ключом к расширению использования геотермальной энергии

Звучит обманчиво просто — пробурить скважину в земле и доставить на поверхность пар или горячую воду по трубопроводу для питания турбины, вырабатывающей электричество, а в некоторых частях мире это легко используется таким образом. Ресурс также отвечает нескольким другим требованиям — он возобновляем, он генерирует часть выбросов парниковых газов, которые производят ископаемые виды топлива, и, в отличие от своих аналогов из солнечной и ветровой энергии, он не привязан к колебаниям темперамента погоды.

Единственная проблема заключается в том, что мы не всегда знаем, где бурить, и даже если мы находим нужные места, условия, необходимые для использования этой формы энергии, не всегда оптимальны, говорит Инга Берре, профессор университета. Бергена в Норвегии. Она работает над математическими моделями, которые помогут ученым выйти за рамки использования легкодоступной геотермальной энергии и получить доступ к энергии из так называемых нетрадиционных ресурсов.

Каково текущее состояние технологии геотермальной энергии?

В настоящее время очень небольшая часть всей электроэнергии, вырабатываемой в мире, приходится на геотермальные ресурсы. Эта энергия наиболее доступна в вулканически и/или тектонически активных регионах, таких как некоторые части Соединенных Штатов и Исландия. Около 30 стран в настоящее время используют глубинную геотермальную энергию для производства электроэнергии. (В целом) около 90 стран используют (неглубоко или глубоко) геотермальную энергию для прямого использования, например, для централизованного теплоснабжения.

Чтобы использовать глубинную геотермальную энергию, вам нужны жидкости — вода в виде жидкости или пара для передачи тепла изнутри. Самая старая технология геотермального «сухого пара» — впервые использованная в электрогенераторе в 1904 в Тоскане, Италия — природный пар из трещин в земле использовался для непосредственного привода турбины. Установки с «мгновенным паром» перекачивают горячую воду высокого давления из глубины в более холодную воду низкого давления — полученный пар используется для приведения в движение турбины. Наконец, электростанции с «бинарным циклом» позволяют производить электроэнергию из воды с более низкой температурой, чем другие технологии, поскольку они передают тепло от геотермальной горячей воды другой жидкости с гораздо более низкой температурой кипения. Тепло заставляет вторую жидкость превращаться в пар, который приводит в действие турбину.

Почему геотермальная энергия не так популярна, как другие возобновляемые источники?

Независимо от того, заинтересованы ли вы в производстве тепла или электроэнергии, вам необходимо знать, что возможно в регионе, в котором вы находитесь. В некоторых местах недра Земли охарактеризованы довольно хорошо, но для обширных регионов не так хорошо. Перед бурением действительно трудно узнать, какие геотермальные ресурсы доступны. Ученые могут проводить поверхностные исследования, но чтобы действительно знать , нужно бурить.

Хотя есть места, где тепло легко получить при бурении колодцев, нужно не только бурить глубже, чтобы получить доступ к более высоким температурам. Мы тоже хотим бурить в нужных местах, потому что нам нужно наличие флюида, и высокая проницаемость — пористые структуры и трещины для передачи горячей геотермальной воды из пласта в добывающие скважины.

Легкодоступные геотермальные ресурсы ограничены. Если мы действительно хотим использовать этот огромный ресурс, нам нужно опуститься на большую глубину, получить доступ к более высоким температурам и стимулировать или проектировать резервуары, чтобы жидкость могла течь легче. И если мы хотим получить доступ к более высоким температурам, нам необходимо продолжать разработку материалов для бурения и так далее, но нам также необходимо лучше понимать процессы, происходящие в недрах Земли.

Таким образом, существует высокий первоначальный риск развития геотермальной системы. Вам нужно пробурить первую скважину, прежде чем вы сможете понять, насколько продуктивной будет ваша система, и будет ли она вообще продуктивной, а это дорого.

Каковы традиционные и нетрадиционные источники геотермальной энергии?

Обычные гидротермальные ресурсы находятся на глубине менее 2000 метров под поверхностью и связаны с температурой более 225 градусов по Цельсию. При таких температурах вы можете использовать более традиционные электростанции, но если у вас более низкие температуры (до 125 градусов Цельсия), вы все равно можете производить энергию с помощью бинарных электростанций. На данный момент существует большой неиспользованный потенциал для использования геотермальных технологий в таких регионах, как Южная Америка и Африка.

Как правило, нетрадиционные ресурсы связаны с доступом либо к более высоким температурам, либо к более глубоким глубинам, либо к резервуарам, которые недостаточно поддерживают поток жидкости. Чтобы устранить это ограничение, ученые работают над технологией «улучшенных» геотермальных систем (EGS), предназначенных для улучшения природного резервуара. Это включает закачку воды под высоким давлением, чтобы стимулировать раскрытие ранее существовавших сетей трещин. Это может повысить производительность и даже обеспечить экономичное производство электроэнергии в резервуаре, что в противном случае было бы неэкономичным.

Но интенсификация пласта сопряжена с определенным риском. Процесс стимуляции трещиноватых пород может запустить цепочку реакций под поверхностью Земли, которые могут вызвать землетрясения. Были случаи, когда EGS вызывала относительно сильные землетрясения, так что это определенно риск, который необходимо снизить.

Мой проект, финансируемый ERC (Европейским исследовательским советом), направлен на поиск способов расширения использования геотермальных ресурсов за счет более высоких температур, а также разработки областей, где проницаемость горных пород недостаточна для извлечения жидкости. Одним из способов сделать последнее является нагнетание воды под высоким давлением, чтобы стимулировать раскрытие ранее существовавших сетей трещин. Это запускает каскад событий внутри горной породы, и, учитывая, что у нас очень ограниченный доступ к недрам, можно только косвенно следить за тем, что происходит. Мы разрабатываем уравнения и технологию моделирования, чтобы предсказать эту динамику, чтобы эти математические модели могли как бы открыть окно в недра.

»

«Существует высокий первоначальный риск развития геотермальной системы».

Проф. Инга Берре, Университет Бергена, Норвегия

Как выглядит будущее геотермальной энергии?

Этот ресурс связан с высоким первоначальным (финансовым) риском, поэтому важно, чтобы мы лучше знали, как эту энергию можно использовать в различных геологических условиях. Я думаю, нам нужно больше демонстрационных проектов для тестирования новых технологий и сбора данных — нам действительно нужна и фундаментальная наука.

В то время как другие возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, популярны, они являются изменчивыми ресурсами. Существует потребность в таких ресурсах, как геотермальная энергия, которая может обеспечить базовую мощность, поскольку она не зависит от погодных условий. Я думаю, что чем более изменчивые возобновляемые ресурсы используются, тем более важной будет геотермальная энергия. Я вижу, что он играет важную роль в энергетической экосистеме, но сам по себе он определенно не является решением наших энергетических проблем.

Усовершенствованные геотермальные системы могут помочь нам получить доступ к большему количеству геотермальных ресурсов, но этот процесс может вызвать землетрясения — риск, который необходимо уменьшить. Источник изображения — Горизонт

Обновлено 05.11.2021: В более ранней версии этой статьи говорилось, что закачка жидкости под высоким давлением приводит к образованию трещин и складок в горных породах. Эта часть была уточнена, чтобы сказать, что это стимулирует открытие ранее существовавших сетей трещин.