Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Тепло Земли. Геотермальная энергия.

Аватар пользователя krol_jumarevich

В нашей стране, богатой углеводородами, геотермальная энергия — некий экзотический ресурс, который при сегодняшнем положении дел вряд ли составит конкуренцию нефти и газу. Тем не менее этот альтернативный вид энергии может использоваться практически всюду и довольно эффективно.

Геотермальный источник. Фото Игоря Константинова

Геотермальный источник. Фото Игоря Константинова.

Геотермальная энергия — это тепло земных недр. Вырабатывается оно в глубинах и поступает к поверхности Земли в разных формах и с различной интенсивностью.

Температура верхних слоёв грунта зависит в основном от внешних (экзогенных) факторов — солнечного освещения и температуры воздуха. Летом и днём грунт до определённых глубин прогревается, а зимой и ночью охлаждается вслед за изменением температуры воздуха и с некоторым запаздыванием, нарастающим с глубиной. Влияние суточных колебаний температуры воздуха заканчивается на глубинах от единиц до нескольких десятков сантиметров. Сезонные колебания захватывают более глубокие пласты грунта — до десятков метров.

Изменение температуры грунта с глубиной

Изменение температуры грунта с глубиной.

На некоторой глубине — от десятков до сотен метров — температура грунта держится постоянной, равной среднегодовой температуре воздуха у поверхности Земли. В этом легко убедиться, спустившись в достаточно глубокую пещеру.

Когда среднегодовая температура воздуха в данной местности ниже нуля, это проявляется как вечная (точнее, многолетняя) мерзлота. В Восточной Сибири мощность, то есть толщина, круглогодично мёрзлых грунтов достигает местами 200–300 м.

С некоторой глубины (своей для каждой точки на карте) действие Солнца и атмосферы ослабевает настолько, что на первое место выходят эндогенные (внутренние) факторы и происходит разогрев земных недр изнутри, так что температура с глубиной начинает расти.

Разогрев глубинных слоёв Земли связывают, главным образом, с распадом находящихся там радиоактивных элементов, хотя называют и другие источники тепла, например физико-химические, тектонические процессы в глубоких слоях земной коры и мантии. Но чем бы это ни было обусловлено, температура горных пород и связанных с ними жидких и газообразных субстанций с глубиной растёт. С этим явлением сталкиваются горняки — в глубоких шахтах всегда жарко. На глубине 1 км тридцатиградусная жара — нормальное явление, а глубже температура ещё выше.

Тепловой поток земных недр, достигающий поверхности Земли, невелик — в среднем его мощность составляет 0,03–0,05 Вт/м2, или примерно 350 Вт·ч/м2 в год. На фоне теплового потока от Солнца и нагретого им воздуха это незаметная величина: Солнце даёт каждому квадратному метру земной поверхности около 4000 кВт·ч ежегодно, то есть в 10 000 раз больше (разумеется, это в среднем, при огромном разбросе между полярными и экваториальными широтами и в зависимости от других климатических и погодных факторов).

Рост температуры термальных вод и вмещающих их сухих пород с глубиной

Рост температуры термальных вод и вмещающих их сухих пород с глубиной.

Незначительность теплового потока из недр к поверхности на большей части планеты связана с низкой теплопроводностью горных пород и особенностями геологического строения. Но есть исключения — места, где тепловой поток велик. Это, прежде всего, зоны тектонических разломов, повышенной сейсмической активности и вулканизма, где энергия земных недр находит выход. Для таких зон характерны термические аномалии литосферы, здесь тепловой поток, достигающий поверхности Земли, может быть в разы и даже на порядки мощнее «обычного». Огромное количество тепла на поверхность в этих зонах выносят извержения вулканов и горячие источники воды.

Именно такие районы наиболее благоприятны для развития геотермальной энергетики. На территории России это, прежде всего, Камчатка, Курильские острова и Кавказ.

Извержение исландского вулкана Эйяфьятлайокудль — иллюстрация бурных вулканических процессов, протекающих в активных тектонических и вулканических зонах с мощным тепловым потоком из земных недр

Извержение исландского вулкана Эйяфьятлайокудль — иллюстрация бурных вулканических процессов, протекающих в активных тектонических и вулканических зонах с мощным тепловым потоком из земных недр.

В то же время развитие геотермальной энергетики возможно практически везде, поскольку рост температуры с глубиной — явление повсеместное, и задача заключается в «добыче» тепла из недр, подобно тому, как оттуда добывается минеральное сырьё.

В среднем температура с глубиной растёт на 2,5–3°C на каждые 100 м. Отношение разности температур между двумя точками, лежащими на разной глубине, к разности глубин между ними называют геотермическим градиентом.

Обратная величина — геотермическая ступень, или интервал глубин, на котором температура повышается на 1°C.

Чем выше градиент и соответственно ниже ступень, тем ближе тепло глубин Земли подходит к поверхности и тем более перспективен данный район для развития геотермальной энергетики.

В разных районах, в зависимости от геологического строения и других региональных и местных условий, скорость роста температуры с глубиной может резко различаться. В масштабах Земли колебания величин геотермических градиентов и ступеней достигают 25 крат. Например, в штате Орегон (США) градиент составляет 150°C на 1 км, а в Южной Африке — 6°C на 1 км.

Изменение температуры с глубиной в разных регионах

Изменение температуры с глубиной в разных регионах.

Вопрос, какова температура на больших глубинах — 5, 10 км и более? При сохранении тенденции температура на глубине 10 км должна составлять в среднем примерно 250–300°C. Это более или менее подтверждается прямыми наблюдениями в сверхглубоких скважинах, хотя картина существенно сложнее линейного повышения температуры.

Например, в Кольской сверхглубокой скважине, пробурённой в Балтийском кристаллическом щите, температура до глубины 3 км меняется со скоростью 10°C/1 км, а далее геотермический градиент становится в 2–2,5 раза больше. На глубине 7 км зафиксирована уже температура 120°C, на 10 км — 180°C, а на 12 км — 220°C.

Другой пример — скважина, заложенная в Северном Прикаспии, где на глубине 500 м зарегистрирована температура 42°C, на 1,5 км — 70°C, на 2 км — 80°C, на 3 км — 108°C.

Предполагается, что геотермический градиент уменьшается начиная с глубины 20–30 км: на глубине 100 км предположительные температуры около 1300–1500°C, на глубине 400 км — 1600°C, в ядре Земли (глубины более 6000 км) — 4000–5000°C.

На глубинах до 10–12 км температуру измеряют через пробурённые скважины; там же, где их нет, её определяют по косвенным признакам так же, как и на бóльших глубинах. Такими косвенными признаками могут быть характер прохождения сейсмических волн или температура изливающейся лавы.

Впрочем, для целей геотермальной энергетики данные о температурах на глубинах более 10 км пока не представляют практического интереса.

На глубинах в несколько километров много тепла, но как его поднять? Иногда эту задачу решает за нас сама природа с помощью естественного теплоносителя — нагретых термальных вод, выходящих на поверхность или же залегающих на доступной для нас глубине. В ряде случаев вода в глубинах разогрета до состояния пара.

Строгого определения понятия «термальные воды» нет. Как правило, под ними подразумевают горячие подземные воды в жидком состоянии или в виде пара, в том числе выходящие на поверхность Земли с температурой выше 20°C, то есть, как правило, более высокой, чем температура воздуха.

Тепло подземных вод, пара, пароводяных смесей — это гидротермальная энергия. Соответственно энергетика, основанная на её использовании, называется гидротермальной.

Сложнее обстоит дело с добычей тепла непосредственно сухих горных пород — петротермальной энергии, тем более что достаточно высокие температуры, как правило, начинаются с глубин в несколько километров.

На территории России потенциал петротермальной энергии в сто раз выше, чем у гидротермальной, — соответственно 3500 и 35 трлн тонн условного топлива. Это вполне естественно — тепло глубин Земли имеется везде, а термальные воды обнаруживаются локально. Однако из-за очевидных технических трудностей для получения тепла и электроэнергии в настоящее время используются большей частью термальные воды.

Воды температурой от 20–30 до 100°C пригодны для отопления, температурой от 150°C и выше — и для выработки электроэнергии на геотермальных электростанциях.

В целом же геотермальные ресурсы на территории России в пересчёте на тонны условного топлива или любую другую единицу измерения энергии примерно в 10 раз выше запасов органического топлива.

Распределение геотермальных ресурсов по территории России. Запасы геотермальной энергии, по оценкам экспертов, в несколько раз превышают запасы энергии органического ископаемого топлива. По данным ассоциации «Геотермальное энергетическое общество»

Распределение геотермальных ресурсов по территории России. Запасы геотермальной энергии, по оценкам экспертов, в несколько раз превышают запасы энергии органического ископаемого топлива. По данным ассоциации «Геотермальное энергетическое общество»

Теоретически только за счёт геотермальной энергии можно было бы полностью удовлетворить энергетические потребности страны. Практически же на данный момент на большей части её территории это неосуществимо по технико-экономическим соображениям.

В мире использование геотермальной энергии ассоциируется чаще всего с Исландией — страной, расположенной на северном окончании Срединно-Атлантического хребта, в исключительно активной тектонической и вулканической зоне. Наверное, все помнят мощное извержение вулкана Эйяфьятлайокудль (Eyjafjallajökull) в 2010 году.

Установленные мощности геотермальных электростанций по странам мира, МВт

Установленные мощности геотермальных электростанций по странам мира, МВт.

Именно благодаря такой геологической специфике Исландия обладает огромными запасами геотермальной энергии, в том числе горячих источников, выходящих на поверхность Земли и даже фонтанирующих в виде гейзеров.

В Исландии в настоящее время более 60% всей потребляемой энергии берут из Земли. В том числе за счёт геотермальных источников обеспечивается 90% отопления и 30% выработки электроэнергии. Добавим, что остальная часть электроэнергии в стране производится на ГЭС, то есть также с использованием возобновляемого источника энергии, благодаря чему Исландия выглядит неким мировым экологическим эталоном.

«Приручение» геотермальной энергии в XX веке заметно помогло Исландии в экономическом отношении. До середины прошлого столетия она была очень бедной страной, сейчас занимает первое место в мире по установленной мощности и производству геотермальной энергии на душу населения и находится в первой десятке по абсолютной величине установленной мощности геотермальных электростанций. Однако её население составляет всего 300 тысяч человек, что упрощает задачу перехода на экологически чистые источники энергии: потребности в ней в целом невелики.

Помимо Исландии высокая доля геотермальной энергетики в общем балансе производства электроэнергии обеспечивается в Новой Зеландии и островных государствах Юго-Восточной Азии (Филиппины и Индонезия), странах Центральной Америки и Восточной Африки, территория которых также характеризуется высокой сейсмической и вулканической активностью. Для этих стран при их нынешнем уровне развития и потребностях геотермальная энергетика вносит весомый вклад в социально-экономическое развитие.

Использование геотермальной энергии имеет весьма давнюю историю. Один из первых известных примеров — Италия, местечко в провинции Тоскана, ныне называемое Лардерелло, где ещё в начале XIX века местные горячие термальные воды, изливавшиеся естественным путём или добываемые из неглубоких скважин, использовались в энергетических целях.

Коллектор для сбора термальной борной воды в Лардерелло (Италия), первая половина XIX века

Коллектор для сбора термальной борной воды в Лардерелло (Италия), первая половина XIX века.

Вода из подземных источников, богатая бором, употреблялась здесь для получения борной кислоты. Первоначально эту кислоту получали методом выпаривания в железных бойлерах, а в качестве топлива брали обычные дрова из ближайших лесов, но в 1827 году Франческо Лардерел (Francesco Larderel) создал систему, работавшую на тепле самих вод. Одновременно энергию природного водяного пара начали использовать для работы буровых установок, а в начале XX века — и для отопления местных домов и теплиц. Там же, в Лардерелло, в 1904 году термальный водяной пар стал энергетическим источником для получения электричества.

Двигатель и инвертор, использовавшиеся в Лардерелло в 1904 году в первом эксперименте по производству геотермальной электроэнергии

Двигатель и инвертор, использовавшиеся в Лардерелло в 1904 году в первом эксперименте по производству геотермальной электроэнергии.

Примеру Италии в конце XIX—начале XX века последовали некоторые другие страны. Например, в 1892 году термальные воды впервые были использованы для местного отопления в США (Бойсе, штат Айдахо), в 1919-м — в Японии, в 1928-м — в Исландии.

В США первая электростанция, работавшая на гидротермальной энергии, появилась в Калифорнии в начале 1930-х годов, в Новой Зеландии — в 1958 году, в Мексике — в 1959-м, в России (первая в мире бинарная ГеоЭС) — в 1965-м.

Старый принцип на новом источнике

Выработка электроэнергии требует более высокой температуры гидроисточника, чем для отопления, — более 150°C. Принцип работы геотермальной электростанции (ГеоЭС) сходен с принципом работы обычной тепловой электростанции (ТЭС). По сути, геотермальная электростанция — разновидность ТЭС.

Принципиальная схема работы тепловой электростанции

Принципиальная схема работы тепловой электростанции.

На ТЭС в роли первичного источника энергии выступают, как правило, уголь, газ или мазут, а рабочим телом служит водяной пар. Топливо, сгорая, нагревает воду до состояния пара, который вращает паровую турбину, а она генерирует электричество.

Отличие ГеоЭС состоит в том, что первичный источник энергии здесь — тепло земных недр и рабочее тело в виде пара поступает на лопасти турбины электрогенератора в «готовом» виде прямо из добывающей скважины.

Существуют три основные схемы работы ГеоЭС: прямая, с использованием сухого (геотермального) пара; непрямая, на основе гидротермальной воды, и смешанная, или бинарная.

Применение той или иной схемы зависит от агрегатного состояния и температуры энергоносителя.

Самая простая и потому первая из освоенных схем — прямая, в которой пар, поступающий из скважины, пропускается непосредственно через турбину. На сухом пару работала и первая в мире ГеоЭС в Лардерелло в 1904 году.

Принцип работы ГеоЭС на сухом пару. Геотермальный пар, поступающий из добывающей скважины, пропускается непосредственно через паровую турбину. Самая простая из существующих схем работы ГеоЭС

Принцип работы ГеоЭС на сухом пару. Геотермальный пар, поступающий из добывающей скважины, пропускается непосредственно через паровую турбину. Самая простая из существующих схем работы ГеоЭС.

ГеоЭС с непрямой схемой работы в наше время самые распространённые. Они используют горячую подземную воду, которая под высоким давлением нагнетается в испаритель, где часть её выпаривается, а полученный пар вращает турбину. В ряде случаев требуются дополнительные устройства и контуры для очистки геотермальной воды и пара от агрессивных соединений.

Принцип работы ГеоЭС с непрямой схемой. Горячая подземная вода из добывающей скважины нагнетается в испаритель, а полученный пар подаётся в турбину

Принцип работы ГеоЭС с непрямой схемой. Горячая подземная вода из добывающей скважины нагнетается в испаритель, а полученный пар подаётся в турбину.

Отработанный пар поступает в скважину нагнетания либо используется для отопления помещений, — в этом случае принцип тот же, что при работе ТЭЦ.

На бинарных ГеоЭС горячая термальная вода взаимодействует с другой жидкостью, выполняющей функции рабочего тела с более низкой температурой кипения. Обе жидкости пропускаются через теплообменник, где термальная вода выпаривает рабочую жидкость, пары которой вращают турбину.

Принцип работы бинарной ГеоЭС. Горячая термальная вода взаимодействует с другой жидкостью, выполняющей функции рабочего тела и имеющей менее высокую температуру кипения. Обе жидкости пропускаются через теплообменник, где термальная вода выпаривает рабочую жидкость, пары которой, в свою очередь, вращают турбину

Принцип работы бинарной ГеоЭС. Горячая термальная вода взаимодействует с другой жидкостью, выполняющей функции рабочего тела и имеющей менее высокую температуру кипения. Обе жидкости пропускаются через теплообменник, где термальная вода выпаривает рабочую жидкость, пары которой, в свою очередь, вращают турбину

Эта система замкнута, что решает проблемы выбросов в атмосферу. Кроме того, рабочие жидкости со сравнительно низкой температурой кипения позволяют использовать в качестве первичного источника энергии и не очень горячие термальные воды.

Во всех трёх схемах эксплуатируется гидротермальный источник, но для получения электричества можно использовать и петротермальную энергию.

Принципиальная схема в этом случае также достаточно проста. Необходимо пробурить две соединяющиеся между собою скважины — нагнетательную и эксплуатационную. В нагнетательную скважину закачивается вода. На глубине она нагревается, затем нагретая вода или образовавшийся в результате сильного нагрева пар по эксплуатационной скважине подаётся на поверхность. Далее всё зависит от того, как используется петротермальная энергия — для отопления или для производства электроэнергии. Возможен замкнутый цикл с закачиванием отработанного пара и воды обратно в нагнетательную скважину либо другой способ утилизации.

Схема работы петротермальной системы. Система основана на использовании температурного градиента между поверхностью земли и её недрами, где температура выше. Вода с поверхности закачивается в нагнетательную скважину и нагревается на глубине, далее нагретая вода или образовавшийся в результате нагрева пар подаются на поверхность по эксплуатационной скважине

Схема работы петротермальной системы. Система основана на использовании температурного градиента между поверхностью земли и её недрами, где температура выше. Вода с поверхности закачивается в нагнетательную скважину и нагревается на глубине, далее нагретая вода или образовавшийся в результате нагрева пар подаются на поверхность по эксплуатационной скважине.

Недостаток такой системы очевиден: для получения достаточно высокой температуры рабочей жидкости нужно бурить скважины на большую глубину. А это серьёзные затраты и риск существенных потерь тепла при движении флюида вверх. Поэтому петротермальные системы пока менее распространены по сравнению с гидротермальными, хотя потенциал петротермальной энергетики на порядки выше.

В настоящее время лидер в создании так называемых петротермальных циркуляционных систем (ПЦС) — Австралия. Кроме того, это направление геотермальной энергетики активно развивается в США, Швейцарии, Великобритании, Японии.

Подарок лорда Кельвина

Изобретение в 1852 году теплового насоса физиком Уильямом Томпсоном (он же — лорд Кельвин) предоставило человечеству реальную возможность использования низкопотенциального тепла верхних слоёв грунта. Теплонасосная система, или, как её называл Томпсон, умножитель тепла, основана на физическом процессе передачи тепла от окружающей среды к хладагенту. По сути, в ней используют тот же принцип, что и в петротермальных системах. Отличие — в источнике тепла, в связи с чем может возникнуть терминологический вопрос: насколько тепловой насос можно считать именно геотермальной системой? Дело в том, что в верхних слоях, до глубин в десятки-сотни метров, породы и содержащиеся в них флюиды нагреваются не глубинным теплом земли, а солнцем. Таким образом, именно солнце в данном случае — первичный источник тепла, хотя забирается оно, как и в геотермальных системах, из земли.

Принципиальная схема холодильника и теплового насоса: 1 — конденсатор; 2 — дроссель (регулятор давления); 3 — испаритель; 4 — компрессор

Принципиальная схема холодильника и теплового насоса: 1 — конденсатор; 2 — дроссель (регулятор давления); 3 — испаритель; 4 — компрессор.

Работа теплового насоса основана на запаздывании прогрева и охлаждения грунта по сравнению с атмосферой, в результате чего образуется градиент температур между поверхностью и более глубокими слоями, которые сохраняют тепло даже зимой, подобно тому, как это происходит в водоёмах. Основное назначение тепловых насосов — обогрев помещений. По сути — это «холодильник наоборот». И тепловой насос, и холодильник взаимодействуют с тремя составляющими: внутренней средой (в первом случае — отапливаемое помещение, во втором — охлаждаемая камера холодильника), внешней средой — источником энергии и холодильным агентом (хладагентом), он же — теплоноситель, обеспечивающий передачу тепла или холода.

В роли хладагента выступает вещество с низкой температурой кипения, что позволяет ему отбирать тепло у источника, имеющего даже сравнительно низкую температуру.

В холодильнике жидкий хладагент через дроссель (регулятор давления) поступает в испаритель, где из-за резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости. Испарение — эндотермический процесс, требующий поглощения тепла извне. В результате тепло из внутренних стенок испарителя забирается, что и обеспечивает охлаждающий эффект в камере холодильника. Далее из испарителя хладагент засасывается в компрессор, где он возвращается в жидкое агрегатное состояние. Это обратный процесс, ведущий к выбросу отнятого тепла во внешнюю среду. Как правило, оно выбрасывается в помещение, и задняя стенка холодильника сравнительно тёплая.

Тепловой насос работает практически так же, с той разницей, что тепло забирается из внешней среды и через испаритель поступает во внутреннюю среду — систему отопления помещения.

В реальном тепловом насосе вода нагревается, проходя по внешнему контуру, уложенному в землю или водоём, далее поступает в испаритель.

В испарителе тепло передаётся во внутренний контур, заполненный хладагентом с низкой температурой кипения, который, проходя через испаритель, переходит из жидкого состояния в газообразное, забирая тепло.

Далее газообразный хладагент попадает в компрессор, где сжимается до высокого давления и температуры, и поступает в конденсатор, где происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из системы отопления.

Для работы компрессора требуется электроэнергия, тем не менее коэффициент трансформации (соотношение потребляемой и вырабатываемой энергии) в современных системах достаточно высок, чтобы обеспечить их эффективность.

В настоящее время тепловые насосы довольно широко используются для отопления помещений, главным образом, в экономически развитых странах.

Экокорректная энергетика

Геотермальная энергетика считается экологически чистой, что в целом справедливо. Прежде всего, в ней используется возобновляемый и практически неисчерпаемый ресурс. Геотермальная энергетика не требует больших площадей, в отличие от крупных ГЭС или ветропарков, и не загрязняет атмосферу, в отличие от углеводородной энергетики. В среднем ГеоЭС занимает 400 м2 в пересчёте на 1 ГВт вырабатываемой электроэнергии. Тот же показатель для угольной ТЭС, к примеру, составляет 3600 м2. К экологическим преимуществам ГеоЭС относят также низкое водопотребление — 20 литров пресной воды на 1 кВт, тогда как для ТЭС и АЭС требуется около 1000 литров. Отметим, что это экологические показатели «среднестатистической» ГеоЭС.

Но отрицательные побочные эффекты всё же имеются. Среди них чаще всего выделяют шум, тепловое загрязнение атмосферы и химическое — воды и почвы, а также образование твёрдых отходов.

Главный источник химического загрязнения среды — собственно термальная вода (с высокой температурой и минерализацией), нередко содержащая большие количества токсичных соединений, в связи с чем существует проблема утилизации отработанной воды и опасных веществ.

Отрицательные эффекты геотермальной энергетики могут прослеживаться на нескольких этапах, начиная с бурения скважин. Здесь возникают те же опасности, что и при бурении любой скважины: разрушение почвенно-растительного покрова, загрязнение грунта и грунтовых вод.

На стадии эксплуатации ГеоЭС проблемы загрязнения окружающей среды сохраняются. Термальные флюиды — вода и пар — обычно содержат углекислый газ (CO2), сульфид серы (H2S), аммиак (NH3), метан (CH4), поваренную соль (NaCl), бор (B), мышьяк (As), ртуть (Hg). При выбросах во внешнюю среду они становятся источниками её загрязнения. Кроме того, агрессивная химическая среда может вызывать коррозионные разрушения конструкций ГеоТЭС.

В то же время выбросы загрязняющих веществ на ГеоЭС в среднем ниже, чем на ТЭС. Например, выбросы углекислого газа на каждый киловатт-час выработанной электроэнергии составляют до 380 г на ГеоЭС, 1042 г — на угольных ТЭС, 906 г — на мазутных и 453 г — на газовых ТЭС.

Возникает вопрос: что делать с отработанной водой? При невысокой минерализации она после охлаждения может быть сброшена в поверхностные воды. Другой путь — закачивание её обратно в водоносный пласт через нагнетательную скважину, что предпочтительно и преимущественно применяется в настоящее время.

Добыча термальной воды из водоносных пластов (как и выкачивание обычной воды) может вызывать просадку и подвижки грунта, другие деформации геологических слоёв, микроземлетрясения. Вероятность таких явлений, как правило, невелика, хотя отдельные случаи зафиксированы (например, на ГеоЭС в Штауфен-им-Брайсгау в Германии).

Следует подчеркнуть, что большая часть ГеоЭС расположена на сравнительно малонаселённых территориях и в странах третьего мира, где экологические требования бывают менее жёсткими, чем в развитых странах. Кроме того, на данный момент количество ГеоЭС и их мощности сравнительно невелики. При более масштабном развитии геотермальной энергетики экологические риски могут возрасти и умножиться.

Почём энергия Земли?

Инвестиционные затраты на строительство геотермальных систем варьируют в очень широком диапазоне — от 200 до 5000 долларов на 1 кВт установленной мощности, то есть самые дешёвые варианты сопоставимы со стоимостью строительства ТЭС. Зависят они, прежде всего, от условий залегания термальных вод, их состава, конструкции системы. Бурение на большую глубину, создание замкнутой системы с двумя скважинами, необходимость очистки воды могут многократно увеличивать стоимость.

Например, инвестиции в создание петротермальной циркуляционной системы (ПЦС) оцениваются в 1,6–4 тыс. долларов на 1 кВт установленной мощности, что превышает затраты на строительство атомной электростанции и сопоставимо с затратами на строительство ветряных и солнечных электростанций.

Очевидное экономическое преимущество ГеоТЭС — бесплатный энергоноситель. Для сравнения — в структуре затрат работающей ТЭС или АЭС на топливо приходится 50–80% или даже больше, в зависимости от текущих цен на энергоносители. Отсюда ещё одно преимущество геотермальной системы: расходы при эксплуатации более стабильны и предсказуемы, поскольку не зависят от внешней конъюнктуры цен на энергоносители. В целом эксплуатационные затраты ГеоТЭС оцениваются в 2–10 центов (60 коп.–3 руб.) на 1 кВт·ч произведённой мощности.

Вторая по величине после энергоносителя (и весьма существенная) статья расходов — это, как правило, заработная плата персонала станции, которая может кардинально различаться по странам и регионам.

В среднем себестоимость 1 кВт·ч геотермальной энергии сопоставима с таковой для ТЭС (в российских условиях — около 1 руб./1 кВт·ч) и в десять раз выше себестоимости выработки электроэнергии на ГЭС (5–10 коп./1 кВт·ч).

Отчасти причина высокой себестоимости заключается в том, что, в отличие от тепловых и гидравлических электростанций, ГеоТЭС имеет сравнительно небольшую мощность. Кроме того, необходимо сравнивать системы, находящиеся в одном регионе и в сходных условиях. Так, например, на Камчатке, по оценкам экспертов, 1 кВт·ч геотермальной электроэнергии обходится в 2–3 раза дешевле электроэнергии, произведённой на местных ТЭС.

Показатели экономической эффективности работы геотермальной системы зависят, например, и от того, нужно ли утилизировать отработанную воду и какими способами это делается, возможно ли комбинированное использование ресурса. Так, химические элементы и соединения, извлечённые из термальной воды, могут дать дополнительный доход. Вспомним пример Лардерелло: первичным там было именно химическое производство, а использование геотермальной энергии первоначально носило вспомогательный характер.

Форварды геотермальной энергетики

Геотермальная энергетика развивается несколько иначе, чем ветряная и солнечная. В настоящее время она в существенно большей степени зависит от характера самого ресурса, который резко различается по регионам, а наибольшие концентрации привязаны к узким зонам геотермических аномалий, связанных, как правило, с районами развития тектонических разломов и вулканизма.

Кроме того, геотермальная энергетика менее технологически ёмкая по сравнению с ветряной и тем более с солнечной энергетикой: системы геотермальных станций достаточно просты.

В общей структуре мирового производства электроэнергии на геотермальную составляющую приходится менее 1%, но в некоторых регионах и странах её доля достигает 25–30%. Из-за привязки к геологическим условиям значительная часть мощностей геотермальной энергетики сосредоточена в странах третьего мира, где выделяются три кластера наибольшего развития отрасли — острова Юго-Восточной Азии, Центральная Америка и Восточная Африка. Два первых региона входят в Тихоокеанский «огненный пояс Земли», третий привязан к Восточно-Африканскому рифту. С наибольшей вероятностью геотермальная энергетика и далее будет развиваться в этих поясах. Более отдалённая перспектива — развитие петротермальной энергетики, использующей тепло слоёв земли, лежащих на глубине нескольких километров. Это практически повсеместно распространённый ресурс, но его извлечение требует высоких затрат, поэтому петротермальная энергетика развивается прежде всего в наиболее экономически и технологически мощных странах.

В целом, учитывая повсеместное распространение геотермальных ресурсов и приемлемый уровень экологической безопасности, есть основания предполагать, что геотермальная энергетика имеет хорошие перспективы развития. Особенно при нарастании угрозы дефицита традиционных энергоносителей и росте цен на них.

От Камчатки до Кавказа

В России развитие геотермальной энергетики имеет достаточно давнюю историю, и по ряду позиций мы находимся в числе мировых лидеров, хотя в общем энергобалансе огромной страны доля геотермальной энергии пока ничтожно мала.

Пионерами и центрами развития геотермальной энергетики в России стали два региона — Камчатка и Северный Кавказ, причём если в первом случае речь идёт прежде всего об электроэнергетике, то во втором — об использовании тепловой энергии термальной воды.

На Северном Кавказе — в Краснодарском крае, Чечне, Дагестане — тепло термальных вод для энергетических целей использовалось ещё до Великой Отечественной войны. В 1980–1990-е годы развитие геотермальной энергетики в регионе по понятным причинам застопорилось и пока из состояния стагнации не вышло. Тем не менее геотермальное водоснабжение на Северном Кавказе обеспечивает теплом около 500 тыс. человек, а, например, город Лабинск в Краснодарском крае с населением 60 тыс. человек полностью отапливается за счёт геотермальных вод.

На Камчатке история геотермальной энергетики связана, прежде всего, со строительством ГеоЭС. Первые из них, до сих пор работающие Паужетская и Паратунская станции, были построены ещё в 1965–1967 годах, при этом Паратунская ГеоЭС мощностью 600 кВт стала первой станцией в мире с бинарным циклом. Это была разработка советских учёных С. С. Кутателадзе и А. М. Розенфельда из Института теплофизики СО РАН, получивших в 1965 году авторское свидетельство на извлечение электроэнергии из воды с температурой от 70°C. Эта технология впоследствии стала прототипом для более 400 бинарных ГеоЭС в мире.

Мощность Паужетской ГеоЭС, введённой в эксплуатацию в 1966 году, изначально составляла 5 МВт и впоследствии была наращена до 12 МВт. В настоящее время на станции идёт строительство бинарного блока, который увеличит её мощность ещё на 2,5 МВт.

Развитие геотермальной энергетики в СССР и России тормозилось доступностью традиционных энергоносителей — нефти, газа, угля, но никогда не прекращалось. Крупнейшие на данный момент объекты геотермальной энергетики — Верхне-Мутновская ГеоЭС с суммарной мощностью энергоблоков 12 МВт, введённая в эксплуатацию в 1999 году, и Мутновская ГеоЭС мощностью 50 МВт (2002 год).

Мутновская и Верхне-Мутновская ГеоЭС — уникальные объекты не только для России, но и в мировом масштабе. Станции расположены у подножия вулкана Мутновский, на высоте 800 метров над уровнем моря, и работают в экстремальных климатических условиях, где 9–10 месяцев в году зима. Оборудование Мутновских ГеоЭС, на данный момент одно из самых современных в мире, полностью создано на отечественных предприятиях энергетического машиностроения.

В настоящее время доля Мутновских станций в общей структуре энергопотребления Центрально-Камчатского энергетического узла составляет 40%. В ближайшие годы планируется увеличение мощности.

Мутновская ГеоЭС на Камчатке. На конец 2011 года установленная мощность станции была 50 МВт, однако её планируется увеличить до 80 МВт. Фото Татьяны Коробковой (НИЛ ВИЭ географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.)

Мутновская ГеоЭС на Камчатке. На конец 2011 года установленная мощность станции была 50 МВт, однако её планируется увеличить до 80 МВт. Фото Татьяны Коробковой (НИЛ ВИЭ географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова)

Отдельно следует сказать о российских петротермальных разработках. Крупных ПЦС у нас пока нет, однако есть передовые технологии бурения на большую глубину (порядка 10 км), которые также не имеют аналогов в мире. Их дальнейшее развитие позволит кардинально снизить затраты на создание петротермальных систем. Разработчики данных технологий и проектов — Н. А. Гнатусь, М. Д. Хуторской (Геологический институт РАН), А. С. Некрасов (Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН) и специалисты Калужского турбинного завода. Сейчас проект петротермальной циркуляционной системы в России находится на экспериментальной стадии.

Перспективы у геотермальной энергетики в России есть, хотя и сравнительно отдалённые: на данный момент достаточно велик потенциал и сильны позиции традиционной энергетики. В то же время в ряде отдалённых районов страны использование геотермальной энергии экономически выгодно и востребовано уже сейчас. Это территории с высоким геоэнергетическим потенциалом (Чукотка, Камчатка, Курилы — российская часть Тихоокеанского «огненного пояса Земли», горы Южной Сибири и Кавказ) и одновременно удалённые и отрезанные от централизованного энергоснабжения.

Вероятно, в ближайшие десятилетия геотермальная энергетика в нашей стране будет развиваться именно в таких регионах.

Кирилл Дегтярев,
научный сотрудник, МГУ им. М. В. Ломоносова
«Наука и жизнь» №9, №10 2013

Ссылка: http://scisne.net/a-1172

Комментарий редакции раздела Технологический мост через "тёмные века"

Технологии могут помочь пережить темную эру, но только анклавам. Масштабы работ (даже если представить, что есть масштабируемые технологии глубинного бурения) представляются значительно большими, чем по строительству АЭС.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(10:54:39 / 28-02-2016)

практически всюду и довольно эффективно.

Крайне спорно, что окупить себя это сможет "практически всюду", но ход мысли у автора правильный, лимиты на плотность энергопотока там совсем иные чем у солнечной, то есть потенциал за этим есть.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(10:58:32 / 28-02-2016)

Если найти способ относительно недорого бурить сверхглубокие скважины, то пертротермальная энергия переплюнет и Замкнутый цикл и термояд.

Еще в СССР разрабатывались такие способы, например подземная ракета Циферова: http://ru.knowledgr.com/18164639/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F%D0%A0%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(11:08:35 / 28-02-2016)

А если еще булки на деревьях сами будут печься, то рабочие смогут питаться прямо с деревьев :-).

На данных момент никаких дешевых методов бурения сверхглубоких скважин нет, поэтому перспективнее ИМХО строить генерацию там, где глубина меньше, и передавать в виде электроэнергии в другие регионы.

 

Аватар пользователя TEvg
TEvg(2 года 11 месяцев)(11:44:56 / 28-02-2016)

Почему бы не вывести колбасные деревья? Как это было сделанно в мультике Ромка, Фомка и Артос.

Комментарий администрации:  
*** Отчислен ***
Аватар пользователя Сергей Капустин

боюсь не все так просто. Если ли данные о деградации геотермальных скважин?

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(13:18:51 / 28-02-2016)

Солями зарастают, если вода сильноминерализованная. 

Читал, что лет на 10 хватает.

Аватар пользователя Злой_Дядька

С точки зрения вечного и бесплатного теплоносителя то да - золотое дно. В местах открытых геотермальных источников безусловно надо использовать.  А при отуствии оных? Сколько энергии надо потратить на заталкивание в недра на глубину 10 км  уже остывшей водички? 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(13:08:06 / 29-02-2016)

Тоже этот вопрос в голове возник. Энергобалланс не сойдется. Либо надо искать место, где вода сама под землю течь будет.

Аватар пользователя Remixov
Remixov(5 лет 1 месяц)(12:04:16 / 28-02-2016)

Ну есть еще один вариант с электрогидродинамческим  буром, его еще называются эффектом Юткина. Бур на основе этого эффекта будет раза в два попроще и подешевле представленного ракетного.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(13:09:52 / 28-02-2016)

Интересно.

Что можете посоветовать почитать по этому поводу?

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(13:08:56 / 29-02-2016)

Гиперболоид инженера Гарина)))

Шутка)))

Аватар пользователя TEvg
TEvg(2 года 11 месяцев)(11:52:19 / 28-02-2016)

Какие другие? У Солнца от 100 ватт на кв. метр, а у Земли 0,05 ватт на кв. метр.

Комментарий администрации:  
*** Отчислен ***
Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(13:56:25 / 28-02-2016)

Статью хотя бы читал?  0.05 это выход сейчас на поверхности, а если пробурить совсем иные цифры. 

 

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(17:22:27 / 28-02-2016)

А куда ж этот поток энергии девается по пути к поверхности?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(13:10:38 / 29-02-2016)

Логичный ответ: внутри Земли протекают разные процессы. Одни с выделением тепла, другие - с поглощением. Иначе планете давно бы был тепловой кирдык.

Аватар пользователя Vladyan
Vladyan(2 года 6 месяцев)(11:00:20 / 28-02-2016)

Спасибо за статью

Это что же, т-щу Слону не придется переезжать в Южную Америку, так как в случае дальнейшего роста себестоимости добычи углеводородов есть возможность получения большего числа энергии на геотермальных станциях? Внутреннего жара Земли-то явно на больше лет хватит, чем нефти и газа - если пиндосы ничего там в подарок в Йелоустоне не получат cheeky

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(11:02:05 / 28-02-2016)

Геотермальная энергетика уже довольно развита там где есть такая возможность, а вот петротермальная энергетика пока в разработке, но ее перспективы ОГО-ГО!

Аватар пользователя Имперский шут

Зная человеческую глупость соединённую с жадностью- стоит только разработать дешёвую технологию по извлечению термоэнергии и всё закончится бесконтрольным бурением и  остыванием планеты (массовым самоубийством)

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(11:09:12 / 28-02-2016)

Остыванием планеты! 

Вы серьезно?

Аватар пользователя green
green(4 года 8 месяцев)(11:11:52 / 28-02-2016)

Планета конечно не отстынет,а вот в месте интенсивного отбора тепла  температура будет постепенно снижаться,что повлияет на результаты работы такой электростанции..

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(11:18:16 / 28-02-2016)

Любопытно слышать это от матерого зеленого пропагандиста - ведь зеленая пропаганда традиционно игнорирует вопрос глобального оледенения, неизбежного при масштабной застройке солнечными батареями (в том гипотетическом случае, что панели станут на порядок энергетически дешевле, чтобы выйти на окупаемость, что сделает масштабирование возможным в принципе).  

Аватар пользователя green
green(4 года 8 месяцев)(11:27:31 / 28-02-2016)

Про глобальное оледенение - это вы сами придумали или кто подсказал?Есть модели и расчеты? Пока наблюдается  глобальное потепление.

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(11:29:41 / 28-02-2016)

Солнечная батарея с высоким КПД тупо забирает поступления тепловой энергии с этой площади, делая ее аналогом поверхности Марса. 

Аватар пользователя Сергей Капустин

но дальше где-то крутиться мотор, работает телевизор и энергия рано или поздно выбрасывается в виде тепла - тем или иным способом. Хотя да., не вся.

Аватар пользователя TEvg
TEvg(2 года 11 месяцев)(11:46:31 / 28-02-2016)

Что за бред? Во-1 альбедо у СБ ниже чем у среднестатистической суши. Во-2 генерируемое электричество в планетарном масштабе неизбежно превращается в тепло и переносится атмосферными массами.

Комментарий администрации:  
*** Отчислен ***
Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(13:54:04 / 28-02-2016)

Термохимию учите.  Если это станет основой энергобаланса планеты, значительные  объемы энергии будут уходит в синтез материалов, а не рассеиваться в виде тепла.

Аватар пользователя Alex_tec
Alex_tec(3 года 7 месяцев)(16:52:16 / 28-02-2016)

Кстати да, один из знакомых сделал что-то типа теплового насоса. Тепло он снимал с грунта, при помощи змеевика. Так в месте змеевика сейчас ничего не растет.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(13:15:50 / 29-02-2016)

Холодно там локально, однако. По хорошему в воду змеевик погружают, а в идеале - в проточную. Разность потенциалов обеспечена, коэффициенты теплопередачи значительно выше, и т.д.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(13:12:51 / 29-02-2016)

Человечество не способно создать знАчимый отвод теплового локального потока для изменения климата.

Аватар пользователя green
green(4 года 8 месяцев)(11:06:50 / 28-02-2016)

Ближайшие десятилетия - это пока природный газ не кончится.Так что не такие они уж ближайшие.

Аватар пользователя sam1964
sam1964(3 года 10 месяцев)(11:30:06 / 28-02-2016)

Задумчиво- старые шахты...

Аватар пользователя Виктор1690

Ужо используются, была на АШ статья как затопленные шахты включили в систему отопления и кондиционирования города. Для отопления забирали воду с горизонтов температурой 50-60, а для охлаждения в те же городские батареи гнали с Т 5-15.

Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(19:32:53 / 28-02-2016)

с теплом то понятно, работает. в голландии.
по поводу кондиционирования, через теплоцентраль? это шутка наверно? а явление точка росы не проявляется? эт же все! батареи в городе, в жару, будут течь! там столько конденсата будет на полу... вы кондер видели? видели сколько воды стекает? вот эта вся вода будет в доме.
не, я понимаю, если на крыше в тех помещении поставить радиатор, пропускать холодную воду, и через вентиляцию нагнетать в квартиру. это решение. но нигде пока не видел подобного:-)

Аватар пользователя Виктор1690

Нет не шутка, там правда быстро отключили из-за жалоб населения. Поддоны под батареи не помогали:)))

Из теплом проблемы были, 50-60 градусов не 90. Необходимо было большие радиаторы ставить вместо обычных штатных и еще куча мелочи...

Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(21:42:59 / 28-02-2016)

вы немного неправы. там на самом деле тепловые насосы стояли. так что с отопление вопросов не возникает. градусов 60-80 они дают точно))

скорее всего о городке Херлен речь идет:
energy-source.ru/istochniki/518-shahtnaja-voda-greet-gorod.html

по поводу кондиционирования. как то в детсве, в жару, хотелось в деревне прохлады дома. кондиционеров как таковых не было ни у кого. и пришла мне как то идея слить воду с системы отопления, и залить со скважины воды:-) вроде и батареи мокрые все были, но влажность особо в доме не чувствовалась. зато стало прохладней))) сейчас продумываю поставить на чердаке радиатор от авто, с вентилятором. ну и нагнетать в вентиляцию живительную прохладу:-) пока не знаю, потянет ли обычный циркуляционный насос прогонку воды, от скважины до чердака. учитывая что закрытый контур будет. все таки ставить насос на сто ватт, когда есть возможность заменить в четыре раза менее прожорливым, неразумно

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:34:36 / 28-02-2016)

Я не понимаю одной простой вещи. Если в глубине Земли есть источник тепла, то куда же это тепло девается? Оно же не может бесконечно греть глубины Земли, не выходя на поверхность. Иначе бы глубины Земли давно все расплавились, испарились и превратились в плазму.

А если тепло как и должно быть доходит до поверхности и греет атмосферу, а оттуда излучается в космос, то как же тут можно выиграть, не проиграв? Выкачивая тепло с глубины и превращая его в работу мы же лишим поверхность и атмосферу прогрева. Конечно, некоторая часть тепла таки вернётся в атмосферу за счёт неидеального КПД тепловых машин, но есть риск что поверхность Земли натурально обледенеет, в земле ничего не сможет расти. Ведь если поверхности Земли будет доставаться меньше тепла, то в каких-то местах даже Солнце уже не сможет её прогревать. Получится, что зона вечной мерзлоты расширится, это приведёт к изменению климата в планетарном масштабе или даже к новому великому оледенению.

Даже сейчас заметна температурная разница между крупным городом и областью. А если выкачивать тепло из глубин, то этот эффект станет вообще фантастическим - островки городов, потребляющие много энергии, а вокруг них безжизненные промёрзшие просторы, где не растут ни ёлки-палки, ни трава.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(11:56:04 / 28-02-2016)

Да, использование геотермальной энергии неизбежно нарушает тепловой баланс планеты. Её использование ограничено устойчивостью текущего теплового равновесия.

Аватар пользователя korvintorson
korvintorson(2 года 3 месяца)(14:12:26 / 28-02-2016)

Тепловой поток земных недр, достигающий поверхности Земли, невелик — в среднем его мощность составляет 0,03–0,05 Вт/м2, или примерно 350 Вт·ч/м2 в год. На фоне теплового потока от Солнца и нагретого им воздуха это незаметная величина: Солнце даёт каждому квадратному метру земной поверхности около 4000 кВт·ч ежегодно, то есть в 10 000 раз больше

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(17:29:11 / 28-02-2016)

То есть надо иссверлить на многокилометровой глубине целые поля, чтобы получить то же самое, что даёт солнечная панель на поверхности с одного квадратного метра?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(19:37:00 / 28-02-2016)

а вы статью то читали?

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(20:33:10 / 28-02-2016)

А откуда я по-вашему вычитал про 50 мВт на кв. метр?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(20:41:35 / 28-02-2016)

50мВт это тепловой поток, достигающий поверхности земли. Вы же не думаете, что в центре земли точно такой же поток? чем глубже, тем больше поток. об этом и речь в статье.
пример. это как расположить котел вокруг здания котельной, и пытаться поймать то тепло, проходящей сквозь нее.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(20:44:47 / 28-02-2016)

Ну если вы собрались просверлить Землю до самого центра, то конечно. Но это только если Прокурор из соседней палаты не будет против.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(20:50:04 / 28-02-2016)

я вроде и не грубил. и пациэнтом палаты не считал.
и где вы увидели мое рвение бурить до центра земли? жюль верна конечно считал. но даже в детстве знал, что это фантастика. всего лишь привел пример.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(22:07:11 / 28-02-2016)

Мне очень стыдно объяснять вам, что средний радиус Земли 6371 километров, и соответственно, чтобы найти заметное увеличение теплового потока из недр на том же квадратном метре - надо сверлить не на километр, не на 10 километров, а хотя бы на тысячу километров.

А удельный тепловой поток из недр вблизи поверхности Земли чисто физически не может зависеть от паршивых считанных километров глубины дырки при таком размере земного шара.

Ферштейн?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя korvintorson
korvintorson(2 года 3 месяца)(17:41:03 / 29-02-2016)

Да нет же, 350 Вт·ч/м2 в год - это поток, достигающий поверхности естественным путем, без бурения.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(10:44:26 / 01-03-2016)

Вы полагаете, что бурение позволит вам найти жидорептилоидов, которые сейчас воруют тепловой поток по пути к поверхности? Вы их обойдёте, начав воровать тепловой поток перед той глубиной где они воруют, где тепловой поток гораздо выше? Таков ваш план? Я правильно понял?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя korvintorson
korvintorson(2 года 3 месяца)(14:34:35 / 01-03-2016)

Мой план? Я не говорил ни о каких планах. Похоже, это у вас план, причём довольно забористый.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(18:59:48 / 01-03-2016)

Ну если вы отказываетесь от бурения, так сейчас же сотрите в своём комментарии слова, которые вводят в заблуждение о ваших планах на бурение: "это поток, достигающий поверхности естественным путем, без бурения"(c)

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя korvintorson
korvintorson(2 года 3 месяца)(09:48:21 / 02-03-2016)

Вы там бухаете, что ли? Третий день уже, завязывайте.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:20:13 / 02-03-2016)

Вы уже второе сообщение со словоблудием пишете. Если вам нечего сказать по теме - покиньте её и свяжите себе руки, чтобы контролировать позывы оставить очередной бессмысленный комментарий.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(19:42:38 / 28-02-2016)

выкачивая тепло с глубин, этим можно немного охладить землю, но не критично. другое дело, не вызовет ли это масштабных землетрясений и извержений?
ну а тепла в земной мантии много. например, сколько тепла дает одно извержение вулкана? тут наша цивилизация рядом не стояла

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(20:42:24 / 28-02-2016)

Давайте просто подумаем куда девается всё это тепло? Вот здесь тоненький слой, а там чуть под землёй уже раскалённая магма. Так? С какой стати она не остыла за миллиарды лет? Почему то, по чему мы все ходим, не расплавилось за миллиарды лет? Я не вижу термодинамику в действии.

Я вот сейчас по улицам хожу, так там снег, лёд, метель... Почему я должен верить во всякий собачий бред что у меня под ногами расплавленная магма существует миллиарды лет? Кто её теплу мешает на поверхность добраться?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(20:46:58 / 28-02-2016)

ходя по льду реки, вы же не считаете что река замерзла?
для меня тоже не совсем понятно, как земная кора не расплавилась. но физики уверены в своей правоте:-)
ну и откуда тогда магма появляется? извержения?

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(22:14:57 / 28-02-2016)

Так я тоже не знаю. Но законы физики говорят, что если под нами магма, которую разогревает внутренний источник, то всё (всё, Карл!!! абсолютно всё до последней калории!!!) тепло от этого источника должно доходить до поверхности Земли (если его не похищают жидорептилоиды, конечно!).

Было бы довольно глупо физику полагать, что какие-то паршивые 50 мВт/кв.м могут превратить недра в магму, а мы тут будем прыгать и веселиться вместо того чтобы поджариваться на раскалённой сковородке.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя freeman
freeman(3 года 7 месяцев)(22:31:01 / 28-02-2016)

но если я хожу по льду реки, а снизу относительно теплая вода, то как, Карл! она вся не замерзает?!

отвечать не надо. всего хорошего

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(23:18:28 / 28-02-2016)

Потому что в реке ничтожная температурная разница на границе фаз.

А в этой теме задвигают, что 99.999% Земли расплавленная магма за тысячу градусов, а тоооненькая плёночка на поверхности видите ли во многих местах аж вечная мерзлота ниже нуля.

Я так и не могу понять куда всё это тепло изнутра девается миллиардами лет? Жидорептилоиды воруют?

Какой-то простофиля про застывание стали начал задвигать... Офигеть! Его бы руку взять и к этой "застывшей" стали прибить - сразу бы дошло, сцуко!

Паноптикум дебилов собрался в выходной день, ТБМ. (c)Лавров

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(14:19:42 / 29-02-2016)

Слыш, ихтилигент, будешь в таком тоне вести дискуссию, за мной не заржавеет.

Тоже мне недебил объявился!

В мозгах надо мозговое вещество иметь, а не дух пердячий.

А в иглу, которые строят эскимосы, полностью из снега, температура внутри иглу может достигать +30, в то время, как снаружи доходить до -60. Толщина снега 20-30 см, и он держит разницу почти в 100 градусов. Снег снаружи и внутри холодный.

Иди поспорь с ученными-геофизиками, которые в большинстве поддерживают современную теорию строения Земли с которой ты споришь. Расскажи им свои сказки, что планету разорвет от избытка теплоты.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:06:09 / 01-03-2016)

1. Сколько ваше иглу проживёт, если вы запрётесь и изнутри постоянно будете греть? День? Неделю? Месяц?

И это ещё разница температур сильно меньше 100 градусов при метровой теплоизоляции воздухом и снегом.

Непохоже на расплавленный шар с оболочкой в виде тонюсенькой плёночки, об которую проще обморозиться, чем обжечься.

2. Обращение к авторитету (лат. Argumentum ad verecundiam — «аргумент к скромности»), вид ошибочной логической аргументации — предложение считать некоторое утверждение корректным потому, что такое утверждение сделано неким источником, считающимся авторитетным.

Логическая ошибка заключается в том, что истинность или ложность высказывания может не зависеть от мнения используемого авторитетного источника; кроме того, авторитетный источник может ошибаться в выводах, даже основываясь на корректных предпосылках[1].

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:19:05 / 05-03-2016)

Пример с иглу, - некорректный.

во первых снег, гад прозрачный в ИК диапазоне, и иглу имеет просто сумасшедшие теплопотери через прямое излучение занычившегося там эскимоса в окружающую среду. Поэтому снег стен долго остается ненагретым лучистым теплом этого самого эскимоса. Литосфера Земли как раз наоборот, - непрозрачна, и там участвуют все способы теплообмена, - лучистый перенос тепла, контакт нагретых масс, и конвекция.

При таком раскладе ответы на вопросы Дирижера неочевидны, и как минимум требуют обоснованных, с цифрами ответов.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(20:54:24 / 28-02-2016)

Вы видели как застывавает сталь в литейном цехе?

Сначала именно тонкой коркой.

Так и Земля остывала.

Также процесс теплообразования в Земле еще продолжается за счет ядерного распада, за счет нагревания за счет приливных волн, образующихся в системе Земля-Солнце и Земля -Луна.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(22:23:30 / 28-02-2016)

"Геотермальная энергия — это тепло земных недр. Вырабатывается оно в глубинах и поступает к поверхности Земли в разных формах и с различной интенсивностью."(c)

Вы тут решили передёрнуть? Но со мной этот фокус не пройдёт. Я вас сам продам, куплю, и снова продам, но уже дороже!!! :-)))

Сталь застывает только потому что источник тепла отключён. Объяснять этот убийственный факт взрослым мужикам - всё равно что учить пацана попадать в писсуар. Мне очень стыдно за свои комментарии в этой теме. Как будто в абизьяннике побывал, пообщался с "двуногими без перьев".

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя oil_troll
oil_troll(3 года 1 месяц)(22:15:12 / 29-02-2016)

Давайте просто подумаем куда девается всё это тепло? Вот здесь тоненький слой, а там чуть под землёй уже раскалённая магма. Так? С какой стати она не остыла за миллиарды лет? Почему то, по чему мы все ходим, не расплавилось за миллиарды лет? Я не вижу термодинамику в действии.

Какое феноменальное "воинствующее невежество"! Но, если Вы чего-то не замечаете, это не значит, что его нет.

Вам известно, что такое тектоническая активность Земли - ну, там материки двигаются, сталкиваются - горы образуются? 

Вот на эти процессы и расходуется выделяющаяся в недрах Земли энергия.

 

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(22:19:29 / 29-02-2016)

Сколько образуется, столько и выделяется.То что там внутри горячее, чем на поверхности это не значит, что там много тепла образуется.

Земля это не звезда с термоядерными реакциями.

Просто воинствующее невежество агрессирует не по делу.

Думает, что все дураки, один он умный и видит якобы очевидные нестыковки в общепризнанной теории.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:34:20 / 01-03-2016)

"это не значит, что там много тепла образуется"(c)

Ну и нафига оно тогда нужно?

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(13:50:37 / 05-03-2016)

Сколько образуется, столько и выделяется.

Верно. Но верно и обратное: раз выделяется мало (в десятки тысяч раз меньше, чем от Солнца, то и образуется мало. А раз образуется мало, - откуда огромные массы расплавленных веществ, по которым !плавает! тончайший слой окалины земной коры.

Так что Дирижер хороший вопрос задает.

Было бы интересно провести на орбите, в невесомости, эксперимент. - расплавляем СВЧ килограмм железных опилок с песком в соотношении 1/4 (так вроде соотносятся железо и силикаты в составе Земли), слегка закручиваем получившуюся каплю вокруг своей оси, и смотрим как она себя ведет. Эксперимент провести в дух средах, - в воздухе и в вакууме.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(14:10:51 / 05-03-2016)

Понято, что если бы образование глубинного тепла было интенсивнее, то это компенсировалось бы более сильной теплоотдачей и тогда возможно мы бы жили не в 10-70 км от мантии, а в 200-500 метров или вообще зажарились.

Тот эксперимент, о котором вы говорите, был бы интересен.

Что же до интересного вопроса Дирижера, то безусловно он интересный, но такой расчет, сколько образуется, а сколько теряется, нужно производить количественно. 

А это серьезная научная работа, на уровне Нобелевской премии.

Мы же можем говорить только качественно, то есть предполагать.

Внутренне тепло Земли сейчас образуется за счет ядерного распада трансурановых элементов, нагрева за счет преобразования приливных волн мантии в тепло в системе Земля-Луна, Земля-Солнце, а также за счет гравитационного падения сквозь расплавленную мантию более тяжелых молекул в центру Земли (забыл как эта херня по-научному  называется).

Как это рассчитать количественно, даже боюсь представить! 

Но такая научная неопределенность дает возможность делать нападки на сами принципы теории, как это делает Дирижер.

Сами нападки вполне терпимы, а вот зачем хамить?

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:33:15 / 05-03-2016)

В том то и вопрос, - я нигде не видел уравнения теплового баланса Земли. Более того, никто из серьезных авторов даже и вопроса такого не поднимает. Прям как сговорились. Я вот кстати при всей очевидной первостепенной важности данного вопроса, - тоже до настоящего момента незадумывался об этом. Прям морок какой то навели. sad Довольно неловко получилось. И мне совершенно  очевидно что строить без него любые теории строения Земли. - это чистейший бред. Ведь любую "теорию" будет элементарно проверить на первичную корректность просто составлением уравнения теплового баланса.

Так что я понимаю раздражение Дирижера, что народ влет не вкуривает такую очевидность. Она ИМХО, вполне обоснована и поэтому меня не задевает. Я скорее на себя злюсь, что сам недодумался.

Кроме того Дирижер - известный местному сообществу любитель резкостей. Но вполне осознанный и безропотно несет сопутствующие наказания. Даже на моей памяти это его третья реинкарнация, предыдущие были выпилены за ершистость. А с вами он практически ласково разговаривает (по его меркам)

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(14:42:26 / 05-03-2016)

Молодой человек, а как вы рассчитаете эти вопросы методом прямого наблюдения мантии, если это можно рассчитать только косвенно, по выходному тепловому потоку, так как самая глубокая скважина достигнутая человечеством всего 11 км глубиной и мантии не достигает?

Это будет оставаться теорией и со стороны геофизиков, и со стороны оппонентов, таких как Дирижер, пока такие методы не появятся.

Пока приходится работать на косвенных данных и современных физических теориях.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(15:34:18 / 05-03-2016)

Не выдумывай.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:40:51 / 05-03-2016)

Опять личное ЭГО прет?

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(21:19:12 / 05-03-2016)

выпей йоду

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(21:43:53 / 05-03-2016)

Ты сегодня что-то слишком краток.

Обычно тебя больше прет.

Болеешь небось.

Выздоравливай.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:26:07 / 01-03-2016)

Странно. Я думал, что материки двигаются под действием гравитации.

На горообразование действительно тратится энергия. Но на фоне объёма Земли, разогретой до тысяч градусов, это абсолютно ничтожная доля.

Никак не объясняет факты, что никаких гор вокруг меня в радиусе тысячи километров не образовывалось многие миллионы лет, под ногами в глубину тысячи километров расплавленной магмы, а на улице снег и лёд. Какого хрена, что за чушь?

Правдоподобнее версия, что никакого источника тепла в глубине Земли нет. Земля давно остывает.

Но и она не объясняет почему вдруг получилась именно такая тонюсенькая пленочка на поверхности с температурным градиентом далеко за тысячу градусов. Не жидорептилоиды же напылили на Землю прекрасный теплоизоляционный материал.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя oil_troll
oil_troll(3 года 1 месяц)(22:30:55 / 01-03-2016)

Странно. Я думал, что материки двигаются под действием гравитации.

Позвольте полюбопытствовать - каким образом, на Ваш взгляд, материки могут двигаться под действием гравитации?

Правдоподобнее версия, что никакого источника тепла в глубине Земли нет. Земля давно остывает.

Но и она не объясняет почему вдруг получилась именно такая тонюсенькая пленочка на поверхности с температурным градиентом далеко за тысячу градусов. Не жидорептилоиды же напылили на Землю прекрасный теплоизоляционный материал.

Если Вы действительно хотите, хотя бы слегка, разобраться в этом вопросе, то найдите в сети книгу - "Развитие Земли" авторы О.Г.Сорохтин, С.А.Ушаков.


В книге описывается физическая теория планетарного развития Земли, построенная на базе анализа ее энергетического баланса.В основе теории лежат два исходных предположения. Во-первых, принимается, что Земля, по гипотезе О.Ю. Шмидта, произошла за счет гомогенной аккреции холодного протопланетного облака и, во вторых, что земное ядро состоит из сплава железа с его оксидом (при условии, что составы земной коры и мантии известны). 
Оба эти предположения на сегодня являются наиболее обоснованными и принимаются большинством геофизиков. Оказывается, что этих двух предположений достаточно для построения самосогласованной теории, поскольку в них содержится вся необходимая информация о начальном строении Земли (однородная и холодная планета) и о запасах ее внутренней энергии, зависящей от массы планеты и состава земного вещества. 
Зная же по экспериментальным данным уравнение состояния этого вещества, далее по законам физики с привлечением геологических данных в качестве краевых (граничных) условий уже можно построить и саму теорию.

http://www.gemp.ru/tom/3.html
Хотя можно найти книгу и в виде pdf-файла.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:26:39 / 02-03-2016)

О, спасибо, сейчас почитаю, особенно про энергетику Земли.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(13:41:17 / 05-03-2016)

Если в глубине Земли есть источник тепла, то куда же это тепло девается? Оно же не может бесконечно греть глубины Земли, не выходя на поверхность. Иначе бы глубины Земли давно все расплавились, испарились и превратились в плазму.

Хороший вопрос, кстати. Надо бы будет разобраться...

Логика тепловой баланс подсказывает, что если источник есть, то источник должен быть слабенький, а тепло должно расходоваться на изменение фазного состояния (плавление) приличных объемов вещества, которое должно непрерывно поступать в глубины.

Если источника нет, то выключится он должен был относительно недавно, иначе планета успела бы остыть. Средняя удельная теплоемкость-то нашей старушки относительно невысокая..

Но это так, - домыслы и мысли в слух. Разбираться надо.

Аватар пользователя Listener
Listener(4 года 5 месяцев)(11:35:43 / 28-02-2016)

На Северном Кавказе еще рек много не застроено ГЭС. Никто не будет бурить если можно строить ГЭС. С Камчаткой тоже самое. Остается Северный Прикаспий вопрос в том как наладить переброс новых (замену) мощностей

Аватар пользователя verner
verner(2 года 3 месяца)(11:40:28 / 28-02-2016)

Все бы было хорошо, дармовая энергия. Но есть огромное НО, при пробуренной геотермальной скважине трубы забиваются солями буквально за месяцы и скважина выходит из строя. А источников с кипятком буквально единицы и они почти все уже используются. Так что статья практически бесполезная.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(12:59:53 / 28-02-2016)

Все верно.

Но только в сильноминерализованных гидротермах не за несколько месяцев , а лет за 10.

Иначе на Камчатке уже ни одна из ГэоТЭС не работала.

Аватар пользователя verner
verner(2 года 3 месяца)(20:23:00 / 28-02-2016)

На Камчатке не скважины, а используются источники и применяются два контура. Все горячие источники засолены, но забиваются только скважины. Кроме того, из-за отложений быстро теряется теплоотдача.

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(20:49:41 / 28-02-2016)

Скважины, скважины:

На месторождениях пароводяной смеси в вулканических районах (в России это Камчатка и Курильские острова) простейшим способом получения электроэнергии является использование противодавленческих паровых турбин.

 

    Поступающая из геотермального резервуара по подъемной скважине пароводяная смесь направляется в сепаратор 2, где происходит разделение на жидкую (вода с растворенными солями и газами) и газовую (водяной пар и пластовые неконденсирующиеся газы) фазы. Затем парогазовая смесь по ступает на противодавленческую паровую турбину с генератором 3, отработанный пар с неконденсирующимися газами сбрасывается в атмосферу, а отсепарированная вода после возможного использования для теплоснабжения возвращается в геотермальный резервуар по нагнетательной (реинжекционной) скважине 4. При низком солесодержании возможен сброс отработанной воды в открытые водоемы.

image1.png

 

Аватар пользователя TEvg
TEvg(2 года 11 месяцев)(11:49:50 / 28-02-2016)

благодаря чему Исландия выглядит неким мировым экологическим эталоном.

Страна №1 по потреблению нефти на душу населения. Эталон, ага.

Комментарий администрации:  
*** Отчислен ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(11:52:41 / 28-02-2016)

Запасы геотермальной энергии составляют  всего около 1% от доступной нам теоретически энергии Земли. Нет и не будет никакой массовой геотермальной энергетики (то есть энергетике основанной на выходе на поверхность высокотемпературных вод и прочего) именно потому что это явление скорее уникальное, чем повсеместное, зоны таких выходов невелики, расположены часто вдали от обжитых мест и главное, - тепловой поток от них все таки относительно невелик, и не позволяет в принципе создавать агрегаты с высокой единичной мощностью. Те места на планете где эти негативные факторы не действуют, как правило  энергетиками уже  окучены. Кроме того, - там есть большие проблемы со сроком службы скважин и экологией:

 

Таким образом в нашей стране это решение очень и очень нишевое.

А вот петротермальная энергетика, которая основана на глубоких (технически доступных) скважинах и тепле сухих горных пород имеет громадные запасы, прекрасные перспективы, но ограничена технологиями дешевого бурения. Ситуация схожа с газогидратами - огромные потенциальные запасы при отсутствии доступных и безопасных технологий:

 

Кстати, для желающих, - если я ничего не путаю, камрад BERES имеет что сказать по вопросу глубокого и дешевого бурения как раз под нужды петротермальных станций. Если вам удастся его затащить в  это обсуждение, - не пожалеете.

 

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(13:05:22 / 28-02-2016)

Да, именно в петротермальной энергетике видится решение всех энергетических проблем человечества.

И если бы в разработку дешевого или просто не слишком дорогого способа свехглубокого бурения было вложено столько усилий, сколько вложено в недопиленный термояд, то думаю, эта проблема была уже если не решена, то была бы близка к решению.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(13:11:30 / 28-02-2016)

И если бы в разработку дешевого или просто не слишком дорогого способа свехглубокого бурения было вложено столько усилий, сколько вложено в недопиленный термояд, то думаю, эта проблема была уже если не решена, то была бы близка к решению.

По моим сведениям камрад BERES  имеет что сказать по этому поводу вполне профессионально. Рекомендую.

Аватар пользователя rayidaho
rayidaho(4 года 1 месяц)(12:32:59 / 28-02-2016)

На вид есть интересное место на севере ЯНАО, там и скважин набурено много

Аватар пользователя Prikolist
Prikolist(2 года 10 месяцев)(12:39:26 / 28-02-2016)

Отличная фантастика на эту тему: "В. Обручев. Тепловая шахта". Раз пять перечитывал...;-)

http://popular.geo.web.ru/materials/library/obruchev/hot.html

 

 

Аватар пользователя viekinng
viekinng(2 года 2 месяца)(12:40:08 / 28-02-2016)

и капля дёгтя от меня- в окрестностях славного города Базеля попытались с этим ксперементировать на глубине 300 м. закачали воду произошло миниземлетрясение местного масштаба. все эксперементы прекратили.

Аватар пользователя G_G2008
G_G2008(5 лет 6 месяцев)(12:49:32 / 28-02-2016)

При чтении статьи почему-то сланцы лезли из памяти)
Там ведь протяженные горизонтальные скважины в пластах подверженных термическому разложению, т.е. горячих "по умолчанию", да еще и неоднократно подвергаемые гидроразрыву- чем не "радиатор"?) Продукты разложения сланцев- легкие углеводороды, т.е. вполне себе теплоноситель который ничем не хуже воды, а местами и лучше...

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(13:06:45 / 28-02-2016)

3.000-4.000 метров сланцевых скважин мало, надо 7.000-10.000.

Аватар пользователя G_G2008
G_G2008(5 лет 6 месяцев)(15:39:51 / 28-02-2016)

почему "мало"? откуда такая оценка?

 

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(15:45:31 / 28-02-2016)

Для пертротермальной мало, для нее оптимально 7.000-10.000.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(16:54:07 / 28-02-2016)

Да вот отсюда, конечно же:

Изменение температуры с глубиной в разных регионах

И из формулы КПД идеального  теплового двигателя:

img14.jpg

Легко посчитать что при глубине 7 000м и температуре окружающего воздуха 20оС максимально теоретически возможный КПД установки в Крыму составит 95%, а  внаукраине - 73% Но для реального диапазона мощностей идеальные цифры КПД надо делить на 2-3. Отсюда получаем классические для тепловых двигателей 20-40%

Само собой если вас устраивает низкий КПД, вы построив гораздо более громоздкую и дорогую установку, можете попробовать обойтись и менее глубокой скважиной, но тут проблемка в том, что собственные энергетические расходы установки (циркуляция теплоносителя и прочее) слопают львиную долю выработанной мощности.

Кроме того глубокие скважины с высокой температурой позволяют использовать в качестве теплоносителя дешевую воду, а неглубокие вынуждают использовать дорогущий фреон.

В целом глубина конкретной скважины вопрос индивидуальный. Но вам дали диапазон глубин, на которых результат гарантирован.

Аватар пользователя fastor
fastor(2 года 7 месяцев)(13:00:17 / 28-02-2016)

"Сложнее обстоит дело с добычей тепла непосредственно сухих горных пород — петротермальной энергии, тем более что достаточно высокие температуры, как правило, начинаются с глубин в несколько километров.

"Недостаток такой системы очевиден: для получения достаточно высокой температуры рабочей жидкости нужно бурить скважины на большую глубину. А это серьёзные затраты и риск существенных потерь тепла при движении флюида вверх. Поэтому петротермальные системы пока менее распространены по сравнению с гидротермальными, хотя потенциал петротермальной энергетики на порядки выше.

Уже настораживает

"В целом эксплуатационные затраты ГеоТЭС оцениваются в 2–10 центов (60 коп.–3 руб.) на 1 кВт·ч произведённой мощности.

Собственно почти ответ. Если ГеоТЭС (геотермальная) имеет э. затраты 0.6 - 3 рубля, то петротермальная, допустим, в 2 раза выше. То есть 1.2 - 6 рублей. При сегодняшней стоимости для населения (конечный потребитель, включая доставку) 2 - 4 рубля, выводы не в пользу Гео.

У нас в Томске (Западная Сибирь) построили ребята детский садик, в виде эксперимента, с геотермальным отоплением. Утеплили как положено, с использованием современных технологий. В приватном разговоре заявили, что овчинка выделки не стоила т.к. стоимость электроэнергии для детских учреждений как раз повысилась до промышленных расценок, и стало даже убыточно. Не знаю, сколько сейчас электроэнергия для пром. предприятий стоит, но была инфа что в 2-3 раза выше, чем для частных потребителей. То есть 6 - 12 руб.

Так что, не взлетит пока. Надо технологии допиливать ещё полвека. А с учётом кризиса, и того боле - технологии без вливаний не развиваются.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(13:06:57 / 28-02-2016)

относительно цен, - ну ерунда же. Смотрим пример с гидроразрываом и горизонтальными скважинами, - за время сланцевой революции стоимость метра такой сложной скважины упала раз в пять. То что вначале было уникальным, стало обыденным.

Относительно технологий, - да допиливать надо, но при желании можно уложиться в гораздо меньшие сроки. При желании.

Относительно ДС пример некорректный. Ребята просто считать правильно не умеют. Хотя сама инициатива заслуживает одобрения.

Аватар пользователя fastor
fastor(2 года 7 месяцев)(04:32:01 / 01-03-2016)

С гидроразрывом не всё так однозначно. Говорю вам, как дочь техасского буровика. Тут у моей знакомой нефтедобывной компании был, можно сказать, хороший контакт с техасскими буровиками. Ещё 3 года назад у них было 16 буровых установок, а сегодня - одна. И прутся ажно в Западную Сибирь в надежде поймать хоть какой-то профит, а то, говорят, "кушать хочется, аж слюной давятся".

------------

А ребята с Детсадом считать умеют т.к. по большей части этим занимаются. У них бизнес такой - ооочень дешево строить.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(15:00:43 / 05-03-2016)

Уводите в сторону.

Аватар пользователя DMatrix
DMatrix(1 год 10 месяцев)(13:41:44 / 28-02-2016)

А вот мне пришла в голову идея добраться до энергии геомагнитного поля.

Насколько я понимаю, проблема - в том, что поле это - не шибко гармоническое. Цитирую:

"Из естественных МП наиболее важным для всего живого на Земле является МП Земли и около земного пространства, которое имеет постоянную и переменную составляющие. Величина постоянной составляющей индукции МП Земли увеличивается от экватора к магнитным полюсам от 41,8 до 69,5 мкТл. На поверхности Земли колебания индукции геомагнитного поля находятся в диапазоне частот от 0.0001 до 10000Гц, и их амплитуды в спокойные по геофизическим показателям дни находятся в диапазоне 2 пТл … 0,1 мкТл. Колебания амплитуд индукции МП во время магнитных бурь находятся в диапазоне 0,1…0,5 мкТл. Переменные
составляющие МП в спокойные по геофизическим показателям дни имеют характер фликкер-шума."
(ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ НОРМ НА ИНДУКЦИЮ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА,А.В. Семенов)

Следовательно, проблема - в том, чтобы научиться улавливать электромагнитный шум и преобразовывать его в гармонику. 0,1…0,5 мкТл - это ведь существенная величина.

Основная проблема здесь - научиться переделывать фликкер-шум в гармонику... 


 

Аватар пользователя korvintorson
korvintorson(2 года 3 месяца)(14:18:56 / 28-02-2016)

Вызывает интерес вот такой ещё разрез (с). Скажем, добурились мы до горизонта с температурой 300 по Цельсию, пустили воду. Температура - это же не показатель количества энергии. Очевидно, что поток тепла, поступающего в зону отбора из прилегающих горячих слоев, ограничен теплопроводностью породы. Учитывая упомянутую в статье низкую теплопроводность породы - насколько быстро температура в зоне отбора тепла снизится до бесполезного уровня, близкого к температуре поступающего теплоносителя?

Аватар пользователя krol_jumarevich
krol_jumarevich(2 года 11 месяцев)(14:20:46 / 28-02-2016)

В зависимости от скорости циркуляции теплоносителя.

А вообще базальт и гранит довольно теплопроводны.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(17:44:10 / 28-02-2016)

Есть тепловой поток на площадь. Из него и надо исходить. Если как тут пишут 0.05 Вт на квадратный метр, то для получения мегаватта надо на многокилометровую глубину по всей площади 4 на 5 километров доставить необходимое оборудование для снятия этого потока с каждого квадратного метра. Это при идеальном КПД съёма.

Для одного гигаватта надо соответственно изрыть всё внутри на площади 132 на 165 километров.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя pamig
Аватар пользователя Bion
Bion(4 года 5 месяцев)(18:36:28 / 28-02-2016)

А вот про Океан статейка 2011 года:

Киловатты от Нептуна: Испарение

 

Самую маленькую батарею в мире, анод которой в семь тысяч раз тоньше человеческого волоса, в 2010 году собрали ученые из американской Национальной лаборатории Сандиа. Самую большую около миллиарда лет назад создала сама Мать-Природа. Речь идет о Мировом Океане

17620.jpeg

 

17621.jpeg

 

 

Ученые стремятся заставить работать на человека прибой, волны, ветер и даже растворенную вводе соль. Но несравнимо большие возможности откроются, если им удастся превратить в электричество разность температур между нагретой поверхностью океана и его студеными глубинами.

 

Французский биофизик Жак Арсен Д’Арсонваль первым догадался, что кипящая в вакууме теплая морская вода способна вращать паровую турбину и генерировать электроэнергию. Холодная вода с больших глубин при этом должна использоваться для последующей конденсации пара и получения питьевой пресной воды. Его публикация на эту тему появилась в 1881 году, но следующие полвека гениальная идея благополучно пролежала под сукном: у самого Д’Арсонваля нашлись более приземленные темы для исследований, а другим ученым она оказалась неинтересна.

    

Открытый цикл

 

Лишь в середине 1920-х изобретатель Жорж Клод, которого называли «французским Эдисоном», взялся за техническую реализацию проекта. В 1930 году в кубинской бухте Матанзас и в 1935-м в Бразилии он построил энергоустановки с паровыми турбинами низкого давления. Номинальная мощность первой составляла 22 кВт, второй – 1,2 МВт.

 

Принцип их работы был очень прост: теплую, как парное молоко, морскую воду закачивали в вакуумную камеру с давлением в пределах 0,03 атм, где она мгновенно вскипала и вращала лопатки турбины генератора. Отработанный пар через клапан выбрасывался в емкость с трубчатым змеевиком-конденсатором из латуни, в котором циркулировала ледяная вода, поднятая насосами из глубины. В этой емкости, в условиях атмосферного давления, пар превращался в сверхдефицитный товар– пресную воду. Ее собирали в большие емкости, а глубинную воду, сделавшую свое дело, сливали через трубопровод обратно в море на некотором удалении от зоны водозабора.

 

Системы такого типа, даже при смехотворном КПД 1–2%, при температуре теплой воды в пределах 25–28°С имели нетто-положительную мощность, то есть потребляли меньше энергии, чем вырабатывали. К сожалению, оба эксперимента закончились неудачей из-за технологического несовершенства: на Кубе хлипкая конструкция не выдержала натиска волн и развалилась еще до запуска, а в Бразилии списанную баржу водоизмещением 10 000 т, на которой Клод планировал поместить свою установку, так и не удалось поставить на мертвый якорь.

 

20 лет спустя схема с использованием морской воды в качестве рабочей жидкости, названная впоследствии станцией открытого цикла, или цикла Клода, была использована при строительстве коммерческой тепловой электростанции шельфового базирования мощностью 3 МВт у Берега Слоновой Кости. К сожалению, и этот проект провалился – по причине чисто экономической: в то же время вблизи Абиджана появилась небольшая ГЭС, полностью перекрывавшая ограниченный спрос дешевыми киловаттами.

 

Большому бизнесу технология конверсии тепловой энергии океана OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) была совершенно неинтересна вплоть до энергетического кризиса 1970-х. Дешевая нефть и изобилие каменного угля никак не стимулировали инвестиции в альтернативную энергетику. OTEC стала своеобразной «заначкой на черный день». Ко-гда же этот день наступил, оказалось, что идеи Д’Арсонваля и Клода без лишнего шума были глубоко пересмотрены и модернизированы выдающимся американским изобретателем-одиночкой, обладателем 125 патентов в области машиностроения и теплотехники Хилбертом Андерсоном.

 

Закрытый цикл

 

В 1940–1950-х Хилберт Андерсон занимался разработкой вакуумных насосов, компрессоров, паровых турбин, конструировал уникальное горное оборудование и сложнейшие системы теплообмена. В 1962 году Андерсон провел детальный анализ термодинамики OTEC открытого цикла и понял, что технологию можно серьезно улучшить, заменив воду другим, более эффективным рабочим телом с низкой температурой кипения, циркулирующим по замкнутому циклу, и тем самым избавившись от капризных вакуумных компонентов и затрат энергии на предварительную деаэрацию теплой воды. Разумеется, при такой схеме получать пресную воду становилось невозможно, но зато КПД системы увеличивался вдвое – с 2 до 4%.

 

В итоге инженер остановил свой выбор на пропилене, промышленном хладагенте, который вскипает при давлении 10 атм на отметке 19°С. В 1964 году Андерсон вместе с сыном Джеймсом запатентовали технологию OTEC закрытого цикла, а в 1972-м создали компанию Sea Solar Power и на свои деньги построили демонстрационную модель установки с проточными теплообменниками, работающую на теплой и холодной воде из водопровода. Устройство размером с холодильник легко справлялось с питанием дюжины лампочек накаливания. Позднее Андерсоны разработали проект плавучей электростанции водоизмещением 25 000 т нетто-мощностью 100 МВт с жесткой многосекционной трубой большого диаметра из стекловолокна для забора глубинной воды и подачей теплой воды самотеком, но так и не смогли найти финансовых партнеров для ее строительства.

 

В разгар нефтяного кризиса начала 1970-х специалисты Lockheed Martin по заказу Департамента энергетики и ВМФ США разработали и запатентовали сразу несколько версий установки OTEC закрытого цикла, в которых в роли рабочего тела выступал аммиак. Всплеск активности американцев был вызван не только нефтяными интригами, но и резким усилением позиций конкурентов – в 1973 году в Японии для изучения проблем OTEC был основан целый университет с первоклассным оборудованием.

 

В 1974 году правительством США на Гавайях была создана специализированная лаборатория NELHA, и уже в 1979-м на ее базе инженеры Lockheed, Dillingham Corp и Makai Ocean Engineering построили экспериментальную станцию Mini-OTEC мощностью 50 кВт. Она располагалась в 2 км от Кихоул-Пойнт на борту переоборудованной баржи ВМФ США. Забор холодной воды температурой 6°С осуществлялся с глубины 900 м по полиэтиленовой трубе, а критически важные элементы системы – теплообменники– были выполнены из титана. Mini-OTEC стала первым в истории проектом с положительной нетто-мощностью, достигавшей при оптимальных погодных условиях 15 кВт. Правда, через два года этот рекорд был побит японцами.

 

В 1984 году Александр Калина, инженер американской компании Wasabi Energy, вместо чистого аммиака предложил использовать его водный раствор – нашатырь. Добавление в стандартную систему новых компонентов – рекуператора и адсорбера – позволяло точно регулировать насыщенность раствора и извлекать из отработанной воды остаточное тепло для предварительного подогрева воды на входе. КПД установки OTEC цикла Калины при температуре теплой воды 28°С и холодной 4°С составляет не менее 5%.

 

Японец Харуо Уэхара из Университета Сага в 1994 году опубликовал описание системы двойного испарения водно-аммиачной смеси с дополнительными турбинами, теплообменниками и нагревателями входящей воды. Уэхара утверждает, что, несмотря на общее усложнение, в его концепции термический КПД достигает 7%.

 

Размер имеет значение

 

Руководитель проектов OTEC корпорации Lockheed Martin Роберт Варли считает, что активная коммерческая генерация энергии из температурного градиента океана начнется лишь через 20–30 лет, а в ближайшие годы придется обкатывать технологию на пилотных установках по 5–10 МВт. 

 

Главная проблема кроется в гигантских теплообменниках. Многолетние эксперименты в Японии и на Гавайях показали, что их эффективность очень быстро падает из-за загрязнения солями и микроорганизмами. С морской живностью пытались бороться механическими способами: фильтрацией и чисткой. Но установка фильтров приводит к слишком большим энергозатратам на прокачку воды, а подача губчатой резиновой дроби в каналы системы почему-то лишь стимулирует размножение микроорганизмов.

 

Сегодня ученые делают ставку на легкое хлорирование воды. Им удалось полностью исключить биозагрязнение титановых, алюминиевых и пластиковых поверхностей добавлением к воде мизерного количества хлора – 70 частиц на миллион – всего лишь на час в сутки. Вот только как скажется эта «химчистка» на морской экосистеме через пять, десять или двадцать лет, если учесть, что для беспрерывной работы станции мощностью 100 МВт 365 дней в году придется прокачивать 720 кубометров в секунду ледяной и 420 теплой воды? Ответа на этот вопрос, по словам вице-президента Lockheed Martin Криса Майерса, пока нет.

 

Еще одна острая проблема – километровая труба для забора и подъема глубинной воды. В первых версиях установок обоих типов ее делали из толстого полиэтилена. Для маломощных станций в десятки киловатт этот материал вполне приемлем. Но экономические расчеты показали, что минимальная нетто-мощность плавучей установки, претендующей на коммерческий успех, должна быть не менее 50МВт. По оценке специалистов, для сооружения водоизмещением от 125 до 250000 т понадобится стекловолоконная труба диаметром 8,7 м и толщиной стенки 75 мм. Масса трубы в сборе составит 2500 т.

 

Август 2011   |   Автор: Владимир Санников

Источник <http://www.popmech.ru/article/9432-kilovattyi-ot-neptuna/>

Аватар пользователя grr
grr(2 года 10 месяцев)(19:54:20 / 28-02-2016)

достигающий поверхности Земли, невелик — в среднем его мощность составляет 0,03–0,05 Вт/м2

Маловат что-то тепловой поток. Если Солнце с его ~500 Вт/м2 считается не очень, то тут что-то вообще не очень. Одно дело снимать энергию с плюмов как в Исландии, другое пытаться поймать эти пять ватт. Так что геотермальная энергия будет в той же цене, что и гидроэнергетика, там где она есть пользоваться можно и нужно, в остальных местах никакой пользы от нее нет. В СССР были проекты мощнейших, на сотни мегаватт, приливных станций в арктических пустынях, не взлетело, потребителей не нашлось.

З.Ы.

Спасибо за материал уважаемый krol_jumarevich.

Аватар пользователя verner
verner(2 года 3 месяца)(20:40:08 / 28-02-2016)

Идея закачивания воды на большую глубину для нагрева, а затем использование этой воды для нужд отопления порочна по своей сути. Кому нужно это тепло, если стоимость пресной воды начинает зашкаливать. Закачивать морскую воду еще большая глупость, это значит портить существующие водные горизонты. Овчинка не стоит выделки.

Аватар пользователя Argus
Argus(1 год 9 месяцев)(00:18:07 / 29-02-2016)

А если использовать это самое тепло для получения пресной воды из той же морской классической дистилляцией? Есть возражения? Закачивать опять же пресную, которой станет уже в избытке.

 

Аватар пользователя verner
verner(2 года 3 месяца)(11:45:16 / 29-02-2016)

А куда девать соли ? Гадить в океан или на сушу ?

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...