Плюсы и минусы геотермальных электростанций: Плюсы и минусы геотермальной энергии

Содержание

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Дата публикации: 4 января 2019

Содержание

  • Перспективы и преимущества геотермальной энергии
  • Геотермальные источники энергии: плюсы и минусы

Сила геотермальных вод Земли — альтернативный источник энергии. Такой метод получения энергии задействуется в регионах, где геотермальные источники выходят на поверхность или располагаются в местах легкой досягаемости. Перед возведением станции на месте источников периметр оценивают с точки зрения инженерной и экономической целесообразности, а главное — безопасности. Турбины геотермальных станций приводит в движение пар, который выпускают гейзеры и вулканы. Отсюда следует, что геотермальные источники обычно располагаются в неустойчивых сейсмических зонах, а значит, безопасность — вопрос первостепенной важности.

Перспективы и преимущества геотермальной энергии

Схема строительства будущей ГеоТЭС, преобразующей энергию геотермальных вод Земли в электричество, зависит от источника, на котором станция будет возведена. Иногда инженерная задумка сводится к простому бурению скважины, а иногда требуется дополнительное оборудование и технологии для очищения пара от вредных выхлопов или твердых частиц. Принцип добычи электричества из источников прост: пар поднимается вверх по скважине, приводя турбины в движение, а после возвращается обратно в обсадную.

Геотермальные станции активно используются в промышленных масштабах, сельскохозяйственной деятельности, ЖКХ. С их помощью обогреваются и поливаются оранжереи, теплицы, различные аква-установки. Подземные источники служат для полива полей или поддержания необходимого уровня влажности для выращивания сельскохозяйственных культур. ГеоТЭС успешно задействуются в ЖКХ, заменяя собой традиционные электростанции. Крупнейшая ГеоТЭС построена в Кении. Она подает достаточно электричества, чтобы содержать город.

Геотермальные источники энергии: плюсы и минусы

Главный минус геотермальной энергетики кроется в самом происхождении энергии: станции строятся в сейсмически активных зонах. Проблема в том, что спрогнозировать пробуждение вулкана, землетрясение или движение почв — задача непростая. Возведение станции в таких местах — это всегда риски. А с учетом того, что строительство ГеоТЭС — дело затратное, возникает вопрос о целесообразности использования силы геотермальных вод Земли. Чтобы обойти риски, для возведения ГеоТЭС выбираются «спокойные» регионы, где последняя сейсмическая активность была замечена лишь в далеком прошлом. Разведка потенциальных месторождений ведется в более чем семидесяти странах. Например, в России это Ставропольский край, Камчатка, Сахалин. В Украине — Закарпатье, Одесская область, Херсон.

Преимущества:

  • Внушительные запасы геотермальной энергии. Один из главных плюсов геотермальной энергии заключается в том, что при грамотной эксплуатации этот источник можно назвать возобновляемым.
  • Экономия на топливе. ГеоТЭС не нуждается в дополнительных поставках топлива для своего функционирования.
  • Экологичность. Геотермальные источники и станции, их эксплуатирующие, не выбрасывают вредные вещества. А те вредные вещества, которые могут возникать во время добычи энергии, собираются и перерабатываются (например, нефть или природный газ).
  • Самообеспечение. Дополнительное топливо из сторонних источников требуется только для первого запуска станции. В дальнейшем ГеоТЭС может обеспечивать электричеством сама себя. Его вырабатывается достаточно и для поставок, и для самообеспечения.
  • Экономичность эксплуатации. Станция не требует больших трат на свою эксплуатацию — только на плановое техническое обслуживание, ремонт и профилактику.
  • Дополнительная польза. Если электростанция стоит на берегу моря, ее можно задействовать для опреснения воды. Вода дистиллируется за счет нагревания и охлаждения пара в ходе работы ГеоТЭС. В дальнейшем эту воду можно использовать для питься или искусственного орошения земель.
  • Эстетический вид. ГеоТЭС не портят пейзаж, не нуждаются в большом землеотводе, а современные проекты даже добавляют виду эстетической завершенности.

Недостатки:

  • Сложности при утверждении проекта. Проблемы возникают на всех этапах проектирования: поиска подходящего места, тестирования, получения разрешения от властей и местного населения.
  • Остановка работы в любой момент. Сложно предугадать извержение вулкана или землетрясение. Работа станции может остановиться даже из-за естественных изменений в земной коре. Неудачный выбор места для возведения ГеоТЭС тоже не способствует долгой стабильной работе. Еще одна причина остановки — превышение нормы закачки воды в породу.
  • Если не использовать фильтры для выбросов из источника, в окружающую среду могут попасть вредные вещества.




Геотермальная энергия плюсы и минусы



Преимущества и недостатки геотермальных электростанций

Преимущества геотермальных электростанций

  • Запасы геотермальной энергии велики, хотя и не бесконечны. Ее можно считать возобновляемым источником энергии — во всяком случае, при условии, что в нагнетательную скважину не закачивается слишком много воды за слишком короткое время.
  • Геотермальная электростанция для работы не требует поставок топлива из внешних источников.
  • Работа геотермальных электростанций не сопровождается вредными или токсичными выбросами (см., однако, третий недостаток геотермальных электростанций ниже).
  • Помимо необходимого для первого старта насоса (или насосов) внешнего источника энергии, геотермальным электростанциям для дальнейшей работы внешняя энергия (топливо) не нужна. С началом работы геотермальной электростанции ее насосы можно запитывать электричеством, которое вырабатывается на самой станции.
  • Эксплуатация геотермальной электростанции не требует дополнительных расходов, кроме расходов на профилактическое техобслуживание или ремонт.
  • Геотермальные электростанции не портят пейзаж и не требуют значительного землеотвода.
  • Обычная геотермальная электростанция, расположенная на берегу моря или океана, может применяться и для опреснения воды, которую затем можно использовать для питья или ирригации. Опреснение происходит естественным путем в результате дистилляции — разогрева воды и охлаждения водяного пара в процессе работы электростанции.

Недостатки геотермальных электростанций

  • Найти подходящее место для строительства геотермальной электростанции и получить разрешение местных властей и согласие жителей на ее возведение может быть проблематичным.
  • Иногда действующая геотермальная электростанция может остановиться в результате естественных изменений в земной коре. Кроме того, причиной ее остановки может стать плохой выбор места или чрезмерная закачка воды в породу через нагнетательную скважину.
  • Через эксплуатационную скважину могут выделяться горючие или токсичные газы или минералы, содержащиеся в породах земной коры. Избавиться от них достаточно сложно. Правда, в некоторых случаях их можно сифонировать (собрать) и переработать в горючее (нефть-сырец или природный газ, например).

Можно ли построить небольшую геотермальную электростанцию, способную обеспечить электричеством дом или небольшой поселок?

Это можно осуществить в районах, где не нужно бурить глубокие дорогие скважины. Наиболее показательным примером является, пожалуй, Исландия, которая, по сути, находится на вершине гигантского вулкана. На территории США среди таких районов можно назвать территории вокруг Йеллоустоуна, Термополиса и Саратоги в штате Вайоминг и вокруг города Хот Спрингс в Южной Дакоте (В России наиболее известным регионом с высоким потенциалом для геотермальной энергетики считается Камчатка.).

Преимущества и недостатки геотермальных электростанций, Энергия

Преимущества и недостатки геотермальных электростанций

Источник: www.enersy.ru

Преимущества и недостатки геоэс

Ответы и объяснения

* при определённых условиях практически неиссякаемый источник энергии;

* не требует топлива от внешних источников, исключая этапы включения;

* не требует дополнительных трат, исключая необходимые;

* не портят пейзаж;

* могут служить для опреснения воды, если расположены у моря или океана.

* добиться разрешения на строительство нелегко;

* не везде геотермальные электростанции можно построить (точнее, не везде это делать целесообразно) — основной район их расположения — сейсмоактивные регионы;

* может остановиться из-за изменений земной коры или чрезмерного количества воды в нагнетательной скважине;

* через эксплуатационную скважину могут выделяться токсичные и горючие газы и минералы, содержащиеся в земной коре, избавиться от которых нелегко (хотя и можно собирать в некоторых случаях для последующей переработки в топливо).

Преимущества и недостатки геоэс — Школьные

Школьные знания.com это сервис в котором пользователи бесплатно помогают друг другу с учебой, обмениваются знаниями, опытом и взглядами.

Источник: znanija.com

Геотермальная электростанция

В недрах земли находится большое сокровище. Это не золото, не серебро и не драгоценные камни – это огромный запас геотермальной энергии.

Большая часть этой энергии заключена в слоях расплавленных пород, называемых магмой. Тепло Земли – настоящее сокровище, поскольку это чистый источник энергии, и он имеет преимущества перед энергией нефти, газа и атома.

Глубоко под землей температура достигает сотен и даже тысяч градусов по Цельсию. Предполагают, что количество подземного тепла, выходящего каждый год на поверхность, в пересчете на мегаватт-часы составляет 100 миллиардов. Это во много раз превышает количество электроэнергии, потребляемой во всем мире. Какая сила! Однако укротить ее совсем не просто.

Какое-то количество тепла находится в почве, даже недалеко от поверхности Земли. Его можно извлечь при помощи тепловых насосов, подсоединенных к трубам, проложенным под землей. Энергию земных недр можно использовать как для обогрева домов зимой, так и для других целей. Люди, живущие неподалеку от горячих источников или в районах, где происходят активные геологические процессы, нашли и другие способы применения тепла Земли. В древности римляне, например, использовали тепло горячих источников для бань.

Но большая часть тепла сосредоточена под земной корой в слое, называемом мантией. Средняя толщина земной коры составляет 35 километров, и современные бурильные технологии не позволяют проникнуть на такую глубину. Однако земная кора состоит из многочисленных плит, и в некоторых местах, особенно на месте их стыка, она тоньше. В этих местах магма поднимается ближе к поверхности Земли и нагревает воду, попавшую в пласты горных пород. Эти пласты обычно залегают на глубине всего лишь двух-трех километров от поверхности Земли. При помощи современных бурильных технологий проникнуть туда вполне по силам. Энергию геотермальных источников можно извлечь и с пользой применять.

На уровне моря вода превращается в пар при температуре 100 градусов по Цельсию. Но под землей, где давление намного выше, вода остается в жидком состоянии и при более высоких температурах. Точка кипения воды повышается до 230, 315 и 600 градусов по Цельсию на глубине 300, 1 525 и 3 000 метров соответственно. Если температура воды в пробуренной скважине выше 175 градусов по Цельсию, то эту воду можно использовать для работы электрогенераторов.

Вода высоких температур обычно встречается в районах недавней вулканической активности, например в Тихоокеанском геосинклинальном поясе – там, на островах Тихого океана, много действующих, а также потухших вулканов. Филиппины находятся в этой зоне. И в последние годы эта страна достигла значительных успехов в использовании геотермальных источников для производства электроэнергии. Филиппины стали одним из самых крупных в мире производителей геотермальной энергии. Более 20 процентов всего электричества, потребляемого страной, получают таким способом.

Чтобы больше узнать о том, как используют запасы тепла Земли для производства электричества, посетите большую геотермальную электростанцию Мак-Бан в филиппинской провинции Лагуна. Мощность электростанции составляет 426 мегаватт.

Дорога ведет к геотермальному полю. Приближаясь к станции, попадаете в целое царство больших труб, по которым пар из геотермальных колодцев поступает к генератору. Пар по трубам идет и с расположенных неподалеку холмов. Через определенные промежутки огромные трубы согнуты в специальные петли, позволяющие им расширяться и сжиматься при нагревании и охлаждении.

Рядом с этим местом находится офис компании “Philippine Geothermal, Inc.”. Недалеко от офиса находится несколько эксплуатационных скважин. На станции используется тот же метод бурения, что и при нефтедобыче. Разница лишь в том, что эти скважины больше в диаметре. Колодцы становятся трубопроводами, через которые горячая вода и пар под давлением поднимаются к поверхности. Именно такая смесь поступает на электростанцию. Вот два колодца, расположенные очень близко. Они сближаются только у поверхности. Под землей один из них уходит вертикально вниз, а другой направляют сотрудники станции по своему усмотрению. Так как земля дорогая, то такое расположение очень выгодно – буря колодцы близко друг к другу, экономятся средства.

На этой площадке применяется “технология мгновенного испарения”. Глубина самого глубокого колодца здесь 3 700 метров. Горячая вода находится под высоким давлением глубоко под землей. Но когда вода поднимается к поверхности, давление падает, и большая часть воды мгновенно превращается в пар, отсюда и название.

По трубопроводу вода поступает в сепаратор. Здесь пар отделяется от горячей воды или геотермального рассола. Но и после этого пар еще не готов для поступления в электрогенератор – капли воды остаются в потоке пара. В этих каплях есть частицы веществ, которые могут попасть в турбину и повредить ее. Поэтому после сепаратора пар попадает в газоочиститель. Здесь пар очищается от этих частиц.

По большим трубам, покрытым изоляцией, очищенный пар поступает на электростанцию, расположенную приблизительно в километре отсюда. Прежде чем пар попадает в турбину и приводит в движение генератор, его пропускают еще через один газоочиститель, чтобы удалить образовавшийся конденсат.

Если подняться на вершину холма, то взору откроется вся геотермальная площадка.

Общая площадь этого участка около семи квадратных километров. Здесь находятся 102 колодца, из них 63 – эксплуатационные скважины. Многие другие используются, чтобы закачивать воду обратно в недра. Каждый час перерабатывается такое огромное количество горячей воды и пара, что необходимо возвращать отделенную воду обратно в недра, чтобы не наносить вреда окружающей среде. А также этот процесс помогает восстановлению геотермального поля.

Как геотермальная электростанция влияет на вид местности? Больше всего о ней напоминает пар, выходящий из паровых турбин. Вокруг электростанции растут кокосовые пальмы и другие деревья. В долине, расположенной у подножия холма, построено много жилых домов. Следовательно, при правильном использовании геотермальная энергия может служить людям, не нанося вреда окружающей среде.

На данной электростанции для производства электроэнергии используют только высокотемпературный пар. Однако не так давно попробовали получать энергию при помощи жидкости, температура которой ниже 200 градусов по Цельсию. И в итоге появилась геотермальная электростанция с двойным циклом. В ходе работы горячая пароводяная смесь используется для превращения в газообразное состояние рабочей жидкости, которая, в свою очередь, приводит в движение турбину.

Использование геотермальной энергии имеет много плюсов. Страны, где она применяется, меньше зависят от нефти. Каждые десять мегаватт электроэнергии, получаемые на геотермальных электростанциях ежегодно, помогают экономить 140000 баррелей сырой нефти в год. К тому же геотермальные ресурсы огромны, и опасность их истощения во много раз ниже, чем в случае со многими другими энергетическими ресурсами. Использование геотермальной энергии решает проблему загрязнения окружающей среды. К тому же ее себестоимость довольно низкая по сравнению со многими другими видами энергии.

Есть несколько минусов экологического характера. В геотермальном паре обычно содержится сероводород, который в больших количествах ядовит, а в небольших – неприятен из-за запаха серы. Однако системы, удаляющие этот газ, эффективны и более действенны, чем системы понижения токсичности выхлопа на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. Кроме того, частицы в пароводяном потоке иногда содержат небольшое количество мышьяка и других ядовитых веществ. Но при закачивании отходов в землю опасность сводится до минимума. Беспокойство может вызывать и возможность загрязнения грунтовых вод. Чтобы этого не произошло, геотермальные колодцы, пробуренные на большую глубину, должны быть “одеты” в каркас из стали, и цемента.

Геотермальная электростанция

Геотермальная энергетика и описание возможностей геотермальной электростанции

Источник: youhouse. ru

Геотермальная энергия: плюсы и минусы. Геотермальные источники энергии

Среди альтернативных источников геотермальная энергия занимает значительное место – ее так или иначе используют примерно в 80 странах по всему миру. В большинстве случаев это происходит на уровне строительства теплиц, бассейнов, применения в качестве лечебного средства или отопления.

В нескольких странах – в том числе США, Исландии, Италии, Японии и других – построены и работают электростанции.

Геотермальная энергия в целом подразделяется на две разновидности – петротермальную и гидротермальную. Первый тип использует как источник горячие горные породы. Второй – подземные воды.

Если свести все данные по теме в одну диаграмму, обнаружится, что в 99% случаев используется тепло пород, и только в 1% геотермальная энергия извлекается из подземных вод.

Петротермальная энергетика

На настоящий момент в мире достаточно широко используется тепло земных недр, причем преимущественно это энергия неглубоких скважин – до 1 км. С целью обеспечения электричеством, теплом или ГВС устанавливаются скважинные теплообменники, работающие на жидкостях с низкой температурой кипения (например, на фреоне).

Сейчас использование скважинного теплообменника является наиболее рациональным способом добычи тепла. Выглядит это так: теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре. Нагретый поднимается по концентрично опущенной трубе, отдавая свое тепло, после чего, охлажденный, при помощи насоса подается в обсадную.

В основе использования энергии земных недр лежит природное явление – по мере приближения к ядру Земли растет температура земной коры и мантии. На уровне 2-3 км от поверхности планеты она достигает более 100 °С, в среднем увеличиваясь с каждым последующим километром на 20 °С. На глубине 100 км температура достигает уже 1300–1500 ºС.

Гидротермальная энергетика

Вода, циркулирующая на больших глубинах, нагревается до значительных величин. В сейсмически активных районах она поднимается на поверхность по трещинам в земной коре, в спокойных же регионах ее можно вывести с помощью скважин.

Принцип действия тот же: нагретая вода поднимается по скважине вверх, отдает тепло, и возвращается по второй трубе вниз. Цикл практически бесконечен и возобновляем до тех пор, пока в земных недрах остается тепло.

В некоторых сейсмически активных регионах горячие воды лежат так близко к поверхности, что можно воочию наблюдать, как работает геотермальная энергия. Фото окрестностей вулкана Крафла (Исландия) демонстрирует гейзеры, которые передают пар для действующей там ГеоТЭС.

Основные черты геотермальной энергетики

Внимание к альтернативным источникам обусловлено тем, что запасы нефти и газа на планете не бесконечны, и постепенно исчерпываются. Кроме того, они есть не везде, и многие страны зависят от поставок из других регионов. Среди иных важных факторов – негативное влияние ядерной и топливной энергетики на среду обитания человека и дикую природу.

Большое достоинство ГЭ – возобновляемость и универсальность: возможность использовать для водо- и теплоснабжения, или для выработки электроэнергии, или для всех трех целей сразу.

Но главное – это геотермальная энергия, плюсы и минусы которой зависят не столько от местности, сколько от кошелька заказчика.

Достоинства и недостатки ГЭ

В числе преимуществ этого вида энергии следующие:

  • она возобновляемая и практически неиссякаемая;
  • независима от времени суток, сезона, погоды;
  • универсальна – с ее помощью можно обеспечить водо- и теплоснабжение, а также электричество;
  • геотермальные источники энергии не загрязняют окружающую среду;
  • не вызывают парникового эффекта;
  • станции не занимают много места.

Однако имеются и недостатки:

  • геотермальная энергия не считается полностью безвредной из-за выбросов пара, в составе которого могут быть сероводород, радон и другие вредные примеси;
  • при использовании воды с глубоких горизонтов стоит вопрос ее утилизации после использования – из-за химического состава такую воду нужно сливать либо обратно в глубокие слои, либо в океан;
  • постройка станции относительно дорога – это удорожает и стоимость энергии в итоге.

Сферы применения

На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква- и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем.

Сельское хозяйство и садоводство

Чаще всего использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве сводится к обогреву и поливу оранжерей, теплиц, установок аква- и гидрокультуры. Подобный подход применяется в нескольких государствах – Кении, Израиле, Мексике, Греции, Гватемале и Теде.

Подземные источники применяются для полива полей, обогрева почвы, поддержания постоянной температуры и влажности в оранжерее или теплице.

Промышленность и ЖКХ

В ноябре 2014 года в Кении начала работать крупнейшая на то время геотермальная электростанция мира. Вторая по размерам находится в Исландии – это Хеллишейди, берущая тепло от источников возле вулкана Хенгидль.

Другие страны, использующие геотермальную энергию в промышленных масштабах: США, Филиппины, Россия, Япония, Коста-Рика, Турция, Новая Зеландия и т. д.

Известны четыре основные схемы добывания энергии на ГеоТЭС:

  • прямая, когда пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами;
  • непрямая, аналогичная предыдущей во всем, за исключением того, что перед попаданием в трубы пар очищается от газов;
  • бинарная – в качестве рабочего тепла используется не вода или пар, а другая жидкость, имеющая низкую температуру кипения;
  • смешанная – аналогична прямой, но после конденсации здесь удаляют из воды не растворившиеся газы.

В 2009 году группа исследователей, искавшая пригодные к использованию геотермальные ресурсы, достигла расплавленной магмы всего на глубине 2,1 км. Подобное попадание в магму – большая редкость, это всего второй известный случай (предыдущий произошел на Гавайях в 2007 году).

Хотя соединенная с магмой труба ни разу не подключалась к находящейся неподалеку ГеоТЭС Крафла, ученые получили весьма многообещающие результаты. До сих пор все работающие станции брали тепло опосредованно, из земных пород либо из подземных вод.

Частный сектор

Одна из наиболее перспективных сфер – частный сектор, для которого геотермальная энергия – это реальная альтернатива автономного газового отопления. Самая серьезная преграда здесь – при довольно дешевой эксплуатации высокая начальная стоимость оборудования, которая значительно выше, чем цена установки «традиционного» отопления.

Свои разработки для частного сектора предлагают компании MuoviTech, Geodynamics Ltd, Vaillant, Viessmann, Nibe.

Страны, использующие тепло планеты

Безусловным лидером в использовании георесурсов является США – в 2012 году выработка энергии в этой стране достигла отметки 16.792 миллиона мегаватт-часов. В том же году, суммарная мощность всех геотермальных станций на территории Штатов достигала 3386 МВт.

ГеоТЭС на территории США расположены в штатах Калифорния, Невада, Юта, Гавайи, Орегон, Айдахо, Нью-Мехико, Аляска и Вайоминг. Самая крупная группа заводов носит название «Гейзеры» и расположена неподалеку от Сан-Франциско.

Кроме Соединенных Штатов, в первой десятке лидеров (по состоянию на 2013 год) также находятся Филиппины, Индонезия, Италия, Новая Зеландия, Мексика, Исландия, Япония, Кения и Турция. При этом в Исландии геотермальные источники энергии обеспечивают 30% от всей потребности страны, на Филиппинах – 27%, а в США – меньше 1%.

Потенциальные ресурсы

Работающие станции – только начало, отрасль лишь начинает развиваться. Исследования в этом направлении идут постоянно: более чем в 70 странах ведется разведка потенциальных месторождений, в 60 освоено промышленное использование ГЭ.

Перспективными выглядят сейсмически активные районы (как это видно на примере Исландии) – штат Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, страны Центральной Америки, Филиппины, Исландия, Коста-Рика, Турция, Кения. Эти страны имеют потенциально выгодные не исследованные месторождения.

В России это Ставропольский край и Дагестан, остров Сахалин и Курильские о-ва, Камчатка. В Беларуси определенный потенциал есть на юге страны, охватывая города Светлогорск, Гомель, Речица, Калинковичи и Октябрьский.

На Украине перспективными являются Закарпатская, Николаевская, Одесская и Херсонская области.

Достаточно перспективным является полуостров Крым, тем более что большая часть потребляемой им энергии импортируется извне.

Геотермальная энергия: плюсы и минусы

Среди альтернативных источников геотермальная энергия занимает значительное место – ее так или иначе используют примерно в 80 странах по всему миру. В большинстве случаев это происходит на уровне строительства теплиц, бассейнов, применения в качестве лечебного средства или отопления.

Источник: www.syl.ru

Геотермальная электростанция преимущества и недостатки

Издавна Земля является источником энергоресурсов, но, признавая этот факт, надо признать и то, что невозобновляемые источники энергии не бесконечны. Ради обогрева жилья люди уже отказались от дров и больше не сжигают леса, почти исключили добычу каменного угля, признавая, что это наносит экологический вред среде обитания. Но добыча нефти и газа идёт полным ходом. Между тем у нашей планеты в запасе есть и возобновляемый источник энергии — сила её геотермальных вод.

Тепло из самых глубин планеты

Использовать тепло Земли — очень заманчивая идея и непростая, но в целом решаемая, задача. Особенно актуально это для регионов, где геотермальные источники выходят на поверхность или, хотя бы находятся в зоне досягаемости, как с инженерной, так и экономической точек зрения. Вот только местоположение подобных источников, как правило, соседствует с тектоническими разломами планеты и находится в крайне сейсмо неустойчивых регионах.

Перегретый пар и/или вода, способный вращать турбины, с тем, чтобы выработать электроэнергию, — это «побочный продукт» деятельности вулканов и гейзеров. В то же время на планете множество людей живут в опасном соседстве с подобными грозными силами природы. А потому использование этих сил на благо людей, в основном, вопрос времени: с развитием технологии этот вид энергии станет доступнее, возрастёт и мощность геотермальных станций.

Геотермальные электростанции: преимущества и недостатки

Существует несколько принципиальных схем строительства таких электростанций и, обычно, выбор зависит от конкретного источника тепла: где-то достаточно пробурить скважину и можно начинать её эксплуатацию, а где-то предварительно необходимо очистить поступающий энергоноситель от твёрдых частиц и вредных газов.

Но, каков бы ни был принцип работы такой станции, у неё имеется ряд преимуществ перед ТЭС и даже перед тепловой АЭС.

Вот недостаток у геотермальной станции всего один: в конечном счёте он сводятся её местоположению. Учитывая, что сейсмическая активность не поддаётся прогнозам, районы тектонических разломов крайне неблагоприятное место для строительства и последующей эксплуатации энергоустановок.

Зато преимущества геотермальных электростанций многочисленны и неоспоримы:

  • безопасность для окружающей среды, в том числе отсутствие возникновения парниковых газов;
  • компактность размеров станции;
  • основные расходы заканчиваются с завершением строительства, расходы же на эксплуатацию — минимальны;
  • за счёт природного теплоносителя (практически неисчерпаемый ресурс!) себестоимость электрической энергии снижается почти до нуля.

Подробнее об экологии

С развитием общества, вырастает и его экологическая сознательность, проблемы разумного природопользования выходят на первый план. Ведущие экономические державы, в том числе и Россия, подписывают протоколы об ограничении выбросов в атмосферу, стремясь сократить вред от парникового эффекта и предотвратить глобальное потепление. ТЭС, использующие для выработки электроэнергии в качестве топлива газ, продукты нефтепереработки и, особенно, каменный уголь оказывают существенное влияние на рост загрязнённости атмосферы.

С тем, что имеется экологический недостаток ТЭС, ничего поделать нельзя. Можно попытаться сократить выбросы за счёт более полного сжигания топлива, за счёт применения передовых фильтрующих систем, но от «родового» недостатка тепловой энергетики не уйти.

Поэтому основной вопрос, который встаёт в связи с использованием термальной энергией, какие экологические преимущества имеет геотермальная электростанция? Используя воду и пар, нагретые самой природой, такие электростанции не производят выбросов. Минимизирует вред, наносимый окружающей среде и небольшие габариты подобных станций. Так что, преимущества геотермальных электростанций перед ТЭС не подлежат сомнению.

Какие экологические преимущества имеет геотермальная электростанция перед ТЭС?

Главные преимущества и недостатки геотермальных электростанций перед ТЭС

Источник: madenergy.ru

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии. Он включает в себя использование тепла, хранящегося под нашими ногами, то есть внутри поверхности Земли. Ее можно использовать в больших масштабах (на коммунальном уровне) для выработки электроэнергии, а также в меньших масштабах в домах и на предприятиях для обеспечения отопления и охлаждения.

Геотермальная энергия используется в течение длительного времени, но не t так же хорошо известен как другие альтернативные источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия.

Чтобы помочь вам узнать больше об этом источнике питания, мы составили краткий обзор его наиболее важных преимуществ и недостатков; Вы также можете найти более подробную информацию ниже на странице.

Примечание: Этот список основан на двух основных способах использования геотермальной энергии сегодня: производство электроэнергии с помощью геотермальных электростанций и геотермальных систем отопления и охлаждения.

На этой странице

    … Показать больше

    Плюсы и минусы геотермальной энергии

    Плюсы и минусы геотермальной энергии
    Плюсы Минусы
    В целом безвреден для окружающей среды; не вызывает значительного загрязнения Некоторые незначительные экологические проблемы
    Возобновляемые и устойчивые Устойчивое развитие зависит от надлежащего управления водохранилищами
    Огромный потенциал Зависит от местоположения
    Надежный Высокие первоначальные затраты
    Отлично подходит для обогрева и охлаждения В экстремальных случаях может вызывать землетрясения

    Что такое геотермальная энергия?

    Земная кора состоит из горных пород и воды, а под ними находится слой горячей расплавленной породы (магмы). Магма очень горячая, даже горячее, чем поверхность Солнца.

    Тепло, выделяемое магмой, является огромным источником энергии, и его можно преобразовать в электричество. Для этого мы бурим землю и, как правило, чем ниже, тем жарче становится.

    Подземное тепло используется для нагрева воды, которая превращается в пар. Затем этот пар используется для вращения турбины, расположенной над землей, которая производит электричество для сети.

    Геотермальная энергия — это возобновляемый источник энергии, практически не загрязняющий окружающую среду и неизменно надежный.

    Преимущества геотермальной энергии

    1. Экологичность

    Геотермальная энергия обычно считается экологически чистой.

    Углеродный след геотермальной электростанции минимален. По данным EIA, средняя геотермальная электростанция выбрасывает на 99% меньше углекислого газа (CO2) на каждый мегаватт-час (МВтч) вырабатываемой электроэнергии.

    Несмотря на то, что использование геотермальной энергии связано с некоторыми загрязняющими факторами, они незначительны по сравнению с загрязнением, связанным с традиционными источниками ископаемого топлива, такими как уголь и природный газ.

    Дальнейшее развитие наших геотермальных ресурсов считается полезным в борьбе с глобальным потеплением.

    2. Возобновляемые и устойчивые

    Геотермальные резервуары образуются из природных ресурсов и пополняются естественным путем. Таким образом, геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии.

    «Устойчивый» — еще один ярлык, используемый для возобновляемых источников энергии. Другими словами, геотермальная энергия — это ресурс, который может поддерживать собственную скорость потребления, в отличие от традиционных источников энергии, таких как уголь и ископаемое топливо.

    По мнению ученых, энергии в наших геотермальных резервуарах хватит буквально на миллиарды лет.

    3. Огромный потенциал

    Мировое потребление энергии в настоящее время составляет около 17 тераватт (ТВ) энергии из всех источников, как ископаемых, так и возобновляемых.

    Хотя это может показаться большим, на самом деле энергии во много раз больше, чем хранится внутри Земли! Тем не менее, доступ к большей части геотермальной энергии затруднен и/или убыточен. Реальные оценки потенциала геотермальных электростанций варьируются от 0,035 до 2 ТВт.

    Геотермальные электростанции по всему миру в настоящее время производят всего 12,7 гигаватт (ГВт) электроэнергии, а установленная тепловая мощность геотермальных источников немного выше — 28 ГВт. Это означает, что есть много возможностей для дополнительного производства геотермальной энергии.

    4. Стабильный

    Геотермальная энергия является надежным источником энергии.

    Мы можем предсказать выходную мощность геотермальной электростанции с поразительной точностью. Это не относится к солнечной и ветровой энергии, где погода играет огромную роль в производстве электроэнергии. Таким образом, геотермальные электростанции отлично подходят для удовлетворения потребностей в энергии базовой нагрузки.

    Геотермальные электростанции имеют высокий коэффициент мощности — фактическая выходная мощность очень близка к общей установленной мощности.

    В 2017 г. средняя мировая выработка электроэнергии составляла более 80% (коэффициент мощности) от общей установленной мощности, но реализовано целых 96%.

    5. Отлично подходит для обогрева и охлаждения

    Для производства электроэнергии с помощью геотермальной энергии требуется высокая температура воды — более 150 °C (около 300 °F) или выше — для эффективного вращения турбин, вырабатывающих электроэнергию.

    Другой, более простой способ использования геотермальной энергии — использовать ее для отопления и охлаждения. Этот подход использует (относительно небольшую) разницу температур между поверхностью и наземным источником.

    Земля в целом более устойчива к сезонным изменениям температуры, чем воздух. Следовательно, земля всего в нескольких футах от поверхности может выступать в качестве поглотителя/источника тепла для геотермального теплового насоса — почти так же, как электрический тепловой насос использует тепло, присутствующее в воздухе.0003

    За последние пару лет мы наблюдаем огромный рост числа домовладельцев, использующих геотермальное отопление/охлаждение.

    Недостатки геотермальной энергии

    1. Экологические проблемы

    Под поверхностью земли много парниковых газов. При использовании геотермальной энергии часть этих газов уходит на поверхность и в атмосферу. Эти выбросы, как правило, выше вблизи геотермальных электростанций.

    Геотермальные электростанции производят небольшое количество выбросов двуокиси серы и кремнезема. Резервуары также могут содержать следы токсичных тяжелых металлов, включая ртуть, мышьяк и бор.

    Тем не менее, загрязнение, связанное с геотермальной энергией, очень низкое, и это всего лишь малая часть того, что мы наблюдаем при использовании угольной энергии и ископаемого топлива. Кроме того, по данным Союза обеспокоенных ученых, не было зарегистрировано случаев загрязнения воды из геотермальных источников в США.

    2. Неустойчивость поверхности (землетрясения)

    Строительство геотермальных электростанций может повлиять на устойчивость земли. Фактически, геотермальные электростанции привели к проседанию (проседанию поверхности Земли) как в Германии, так и в Новой Зеландии.

    Землетрясения могут быть вызваны гидравлическим разрывом пласта, который является неотъемлемой частью разработки электростанций с улучшенной геотермальной системой (EGS).

    В 2006 году строительство геотермальной электростанции в Швейцарии спровоцировало землетрясение силой 3,4 балла по шкале Рихтера.

    3. Дорого

    Коммерческие проекты геотермальной энергетики стоят дорого. Общие затраты на установку обычно составляют от 2,5 до 5 миллионов долларов США для геотермальной электростанции мощностью 1 мегаватт (МВт).

    Разведка и бурение новых резервуаров играет большую роль в повышении затрат и обычно составляет половину общих затрат.

    Как упоминалось ранее, большинство геотермальных ресурсов нельзя использовать рентабельным образом, по крайней мере, при существующих технологиях, уровне субсидий и ценах на энергию.

    Первоначальные затраты на геотермальные системы отопления и охлаждения для домов и коммерческих зданий также высоки. Тем не менее, эти системы, вероятно, сэкономят вам деньги спустя годы, и поэтому их следует рассматривать как долгосрочные инвестиции. Установка геотермальных тепловых насосов обычно стоит от 15 000 до 40 000 долларов США, а срок их окупаемости обычно составляет 10–20 лет.

    4. В зависимости от местоположения

    Трудно найти хорошие геотермальные резервуары. Некоторые страны наделены огромными ресурсами — например, Исландия и Филиппины удовлетворяют почти треть своей потребности в электроэнергии за счет геотермальной энергии.

    Если геотермальная энергия транспортируется на большие расстояния с помощью горячей воды (не электричества), необходимо учитывать значительные потери энергии.

    5. Вопросы устойчивого развития

    Дождевая вода просачивается через поверхность земли и попадает в геотермальные резервуары на протяжении тысячелетий. Исследования показывают, что резервуары могут быть истощены, если жидкость удаляется быстрее, чем заменяется.

    Можно попытаться нагнетать жидкость обратно в геотермальный резервуар после того, как тепловая энергия была использована (турбина произвела электричество).

    Геотермальная энергия является устойчивой, если водохранилища правильно управляются. Это не проблема для геотермального отопления и охлаждения жилых помещений, где геотермальная энергия используется иначе, чем на геотермальных электростанциях.

    Геотермальная энергия: чистый источник энергии, сдерживаемый высокими первоначальными затратами

    Суть в следующем: геотермальная энергия обычно считается экологически чистой, устойчивой и надежной. Это делает геотермальную энергию в некоторых местах легкой задачей, но большие первоначальные затраты мешают нам реализовать весь потенциал.

    Влияние геотермальной энергии на наши энергетические системы в будущем зависит от технологических достижений, цен на энергоносители и политики (субсидий). Никто на самом деле не знает, как будет выглядеть ситуация через одно-два десятилетия.

    Возможно, вы захотите сравнить эту статью с остальными статьями серии «за и против»:

    Ищете списки плюсов и минусов для других типов источников энергии?

    Плюсы и минусы солнечной энергии
    Плюсы и минусы геотермальной энергии
    Плюсы и минусы гидроэлектроэнергии
    Плюсы и минусы энергии биомассы

    Плюсы и минусы энергии приливов
    Плюсы и минусы энергии волн
    Плюсы и минусы ископаемого топлива
    Плюсы и минусы ядерной энергии

    Ключевые выводы

      огромное количество тепла, которое существует под поверхностью Земли.
    • Геотермальную энергию можно использовать для выработки электроэнергии путем бурения под землей и использования тепла для работы паровых турбин на поверхности.
    • Геотермальная энергия также может использоваться для обогрева и охлаждения за счет разницы температур над и под землей.
    • Плюсы геотермальной энергии: она безвредна для окружающей среды, возобновляема и устойчива, надежна, отлично подходит для отопления и охлаждения и обладает огромным потенциалом.
    • Минусы геотермальной энергии: образуются отходы, водохранилища требуют надлежащего управления, это зависит от местоположения, имеет высокую начальную стоимость и в экстремальных случаях может вызвать землетрясения.
    • Геотермальная энергетика может стать основным мировым источником энергии, но ее сдерживают высокие первоначальные затраты.

    Геотермальная энергия: преимущества и недостатки (2022)

    Список за и против производства геотермальной энергии 

    В настоящее время геотермальная энергия считается одним из наиболее выгодных источников энергии. Это не только возобновляемый вид энергии , но также присутствует в большинстве областей, превосходя даже некоторые традиционные источники во многих аспектах.

    Великобритания даже рассматривает возможность строительства самой длинной в мире линии электропередач между Великобританией и Исландией, которая обеспечит больше возобновляемой энергии для 1,6 млн британских домов, в которых нет геотермальных тепловых насосов. Более того, первый коммерческий 9Геотермальную электростанцию ​​0009 планируется построить в Корнуолле, Великобритания, если будут получены все необходимые средства.

    Это не должно вызывать удивления, поскольку некоторые страны получают прибыль от присутствия геотермальной энергии в больших масштабах. Наиболее известным случаем является Исландия, где электроэнергия на 100% устойчива , используя энергию ветра, гидро- и в основном геотермальную энергию .

    Тем не менее, вам не нужен задний двор размером с футбольное поле, чтобы уменьшить ваши счета за электроэнергию . Фактически, все больше и больше домохозяйств по всему миру вкладывают средства в геотермальные тепловые насосы и системы отопления, чтобы сократить свои расходы.

    Каковы преимущества геотермальной энергии?

    Геотермальная энергия имеет много преимуществ, особенно по сравнению с традиционными источниками энергии:

    1. Геотермальная энергия полезна для окружающей среды

    Прежде всего, геотермальная энергия извлекается из земли без сжигания ископаемого топлива и геотермальных месторождений. производить практически нет выбросов . Более того, геотермальная энергия может быть очень выгодной, так как вы можете добиться экономии до 80% по сравнению с традиционным использованием энергии.

    2. Геотермальная энергия — надежный источник возобновляемой энергии

    Геотермальная энергия также имеет много преимуществ по сравнению с другими возобновляемыми источниками, такими как солнце, ветер или биомасса. Это исключительно постоянный источник энергии , что означает, что он не зависит ни от ветра, ни от солнца, и доступен круглый год .

    При рассмотрении коэффициента доступности, который показывает, насколько надежны и постоянны определенные источники энергии, геотермальная занимает первое место среди (см. рисунок ниже), намного выше других групп, что подтверждает аргумент о ее независимости от непостоянные внешние обстоятельства при подаче энергии.

    3. Высокая эффективность геотермальных систем

    Геотермальные тепловые насосы потребляют электроэнергии на 25–50 % меньше , чем обычные системы отопления или охлаждения, а благодаря своей гибкой конструкции их можно приспособить к различным ситуациям, требующим меньше места для оборудования по сравнению с обычными системами.

    4. Небольшое техническое обслуживание геотермальных систем

    Из-за того, что геотермальные системы имеют только несколько подвижных частей, которые защищены внутри здания, срок службы систем геотермальных тепловых насосов относительно высок . Трубы теплового насоса даже имеют гарантию от 25 до 50 лет , в то время как срок службы насоса обычно составляет не менее 20 лет .

    Получить котировки сейчас

    Заполните форму всего за 1 минуту

    Коэффициент доступности геотермальной энергии по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии

    Каковы недостатки геотермальной энергии?

    Однако всегда есть две стороны медали, поэтому давайте рассмотрим минусы геотермальной энергии:

    1. Экологические опасения по поводу выбросов парниковых газов

    К сожалению, несмотря на репутацию экологически чистого альтернативного источника энергии, геотермальная энергия также вызывает некоторые незначительные опасения в отношении окружающей среды.

    Добыча геотермальной энергии из земли приводит к выбросу парниковых газов , таких как сероводород, двуокись углерода, метан и аммиак. Однако количество выделяемого газа значительно ниже, чем в случае ископаемого топлива .

    2. Возможность истощения геотермальных источников

    Кроме того, несмотря на то, что они считаются устойчивыми и возобновляемыми источниками энергии, существует вероятность того, что определенные места со временем могут остыть , что сделает невозможным получение большего количества геотермальной энергии в будущем.

    Единственным неистощимым вариантом является получение геотермальной энергии справа из магмы , но технология для этого все еще находится в процессе разработки. Этот вариант стоит вложений в основном благодаря тому, что магма будет около в течение миллиардов лет .

    3. Высокие инвестиционные затраты на геотермальную систему

    Другим недостатком являются высокие первоначальные затраты для отдельных домохозяйств. Необходимость сверлить и устанавливать в доме довольно сложную систему приводит к достаточно высокому росту цены. Тем не менее, окупаемость таких инвестиций очень многообещающая, поскольку они могут заработать 9 баллов.0009 возврат инвестиций в течение 2-10 лет .

    4. Требования к земле для установки геотермальной системы

    В случае геотермальной системы, для ее установки требуется участок земли рядом с домом. Это затрудняет внедрение геотермальных систем для домовладельцев в больших городах, если только не используется вертикальный геотермальный тепловой насос .

    Какие типы геотермальных систем существуют?

    Есть число доступны различные геотермальные системы . Какую систему выбрать, зависит от множества факторов, таких как состояние почвы, климат, местные затраты на установку на месте и доступная земля. Существует две основные системы контура заземления , которые далее делятся на несколько подгрупп:

    Замкнутая геотермальная система

    • Горизонтальная
    • Вертикальный
    • Пруд

    Геотермальная система открытого цикла

    • Пруд
    • Хорошо стоит

    Эти системы различаются, главным образом, монтажом труб, в зависимости от структуры и размера доступного земельного участка.

    Сколько стоит геотермальная энергетическая система?

    После всей этой информации о плюсах и минусах геотермальной энергии остается главный вопрос: сколько вам на самом деле нужно инвестировать , чтобы ваша собственная геотермальная система работала в вашем собственном доме?

    Как мы определили в одном из наших предыдущих постов «Цены на геотермальные тепловые насосы», геотермальный геотермальный тепловой насос может стоит от 13 000 до 20 000 фунтов стерлингов , тогда как тепловой насос с воздушным источником колеблется в пределах 7 000–11 000 фунтов стерлингов .

    См. ориентировочные информационные номера по геотермальной установке для дома площадью 100 м²:

    Дом площадью 100 м²
    Средний срок службы 18-23 года
    Срок окупаемости 2-10 лет
    Средняя стоимость установки 15 000–30 000 фунтов стерлингов
    Уменьшение счета за электроэнергию 40%-60%
    Государственные льготы До 30% от общей стоимости

    Несмотря на то, что геотермальные системы являются более дорогостоящими по сравнению с другими системами отопления или охлаждения, они имеют гораздо более низкие эксплуатационные расходы и производят больше энергии на единицу.

    Получить котировки сейчас

    Заполните форму всего за 1 минуту

    Государственные геотермальные гранты

    Стимулы от правительства Великобритании или сообщества обычно колеблются около 30% от общей стоимости , что делает внедрение геотермальных систем более конкурентоспособным по сравнению с традиционными системами. Считается, что затраты на реализацию , вероятно, будут дополнительно снижены в будущем .

    Поощрение использования возобновляемых источников тепла для бытовых/небытовых нужд (RHI) — это финансовая программа правительства Великобритании, поощряющая использование возобновляемых источников тепла . Однако размер такой помощи зависит от многих факторов, таких как размер дома, местоположение, тип крыши, действующая система отопления и т. д., и может быть рассчитан онлайн.

    Как и где установить геотермальную систему?

    Поскольку температура неглубокого грунта, из которого берется геотермальная энергия, относительно постоянна, геотермальные системы отопления могут использоваться почти везде .

    Плюсы и минусы геотермальных электростанций: Плюсы и минусы геотермальной энергии