Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Геотермальная энергия




Читайте также:
  1. А) Координаты, импульс и энергия могут быть заданы лишь приблизительно
  2. Биомаңыз энергиясының табиғаты
  3. Биосфера и космическая энергия
  4. Весь мир - это энергия
  5. ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГИЯ.
  6. Внутренняя энергия и количество теплоты. Теплоемкость.
  7. Внутренняя энергия идеального газа
  8. Внутренняя энергия идеального газа. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.
  9. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля - Томсона
  10. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона

Геотермальная энергия, или теплота земных недр, представляет собой тепло, аккумулированное в доступных частях Земли. Так как оно удовлетво­ряет критерию устойчивости, оно относится к реге­неративным видам энергии. Геотермальная энергия - это энергоресурс, пригодный к использованию в течение долгого времени. Теоретически за счет за­пасов тепла, аккумулированного в верхней трехки­лометровой зоне земной коры, можно было бы обе­спечивать современные потребности мира в энергии в течение более 100 000 лет.

Геотермальная энергия может использоваться для выработки тепловой и электрической энергии. Различают в основном близкое к поверхности и глубокозалегающее тепло.

Геотермальная теплота с глубины примерно 5 – 10 м имеет однородную температуру и в боль­шинстве случаев с помощью тепловых насосов подается непосредственно для обогревания или охлаждения.

Геотермальная энергия глубокого залегания де­лится на энергию с высоким и низким теплосодер­жанием.

Месторождения с высоким теплосодержанием приурочены к тепловым аномалиям, как правило, связанным с вулканической активностью; это тепло используется во всем мире для выработки электро­энергии. Месторождения с низким теплосодержа­нием, которые, к примеру, имеются в Руре и Сааре, можно разделить в соответствии со следующими ви­дами использования геотермальной энергии.

Гидротермальные системы, в которых термаль­ная вода циркулирует в грунтовом слое между дву­мя скважинами.

Петротермальные системы, так называемые су­хие нагретые породы, в которых специально вве­денный теплоноситель циркулирует по трещинам и разломам между двумя глубокими скважинами.

Система глубоких геотермических зондов, в кото­рой среда-носитель циркулирует в замкнутом кон­туре внутри скважины.

Добыча геотермальной энергии при строитель­стве туннелей (широко распространенный способ в Швейцарии и Австрии), а также из глубоких шахт.

Сочетание геотермальной энергии с возможно­стями использования участков бывших горных раз­работок можно рассматривать как идеальное.

При использовании рудничной воды в качестве тепло­носителя главными объектами затрат являются ин­вестиционные затраты, например, связанные с бу­рением глубоких геотермических скважин, а также текущие эксплуатационные расходы. Энергия сама по себе поступает в распоряжение, казалось бы, бес­платно. Если для доступа к рудничной воде восполь­зоваться бывшими шахтными стволами, то можно за­метно снизить объем капиталовложений. Разумеется, уже при засыпке или санировании шахтных стволов необходимо обеспечить доступ к рудничной воде и, таким образом, сохранить их для возможного геотер­мического использования. Помимо экономии затрат на вскрытие и эксплуатацию дополнительные преи­мущества состоят в том, что за счет обширных под­земных гидравлических соединений в пределах ка­менноугольных бассейнов обеспечивается доступ к практически неограниченному геотермическому по­тенциалу, температура которого остается постоян­ной круглый год.



Геотермальная энергия существует всегда, независимо от времени дня и сезона, а также независимо от погоды. Геотермальная энергия может служить, таким образом, в качестве базового энерго­носителя. Рудничная вода с температурой от 25 до 40 °С насосами подается на поверхность. В теплооб­меннике вода отдает свое тепло. Затем вода через вторую находящуюся на достаточном удалении сква­жину снова закачивается в массив. Старые шахтные стволы идеально для этого подходят. Относительно небольших затрат требует использование уже име­ющихся трубопроводов, либо разбуривание старых трубопроводов или засыпанных стволов.



Еще одна возможность состоит в том, чтобы ис­пользовать воду из имеющихся систем рудничного водоотлива в энергетических целях, отбирая теп­ло с помощью теплообменника. В качестве приме­ра можно привести открытие недавно Школы ме­неджмента и дизайна на шахте «Цолльферайн» в Эссене. Хотя шахта «Цолльферайн» закрыта еще в 1986 г., здесь ведется добыча энергии будуще­го. Энергия, необходимая для работы помещений школы, производится на базе тепла, забираемого из рудничного водоотлива, и используется зимой в отопительных системах, а летом для кондициони­рования помещений.

В развивающемся промышленном районе на ме­сте бывшей шахты «Реден» в Сааре предпочтение теперь отдается геотермической энергии. Здесь должна быть реализована концепция «близкого» тепла, предусматривающая снабжение теплом, от­даваемым рудничной водой, которая подается с по­мощью надежных и дешевых тепловых компресси­онных насосов. Для защиты от пиковой нагрузки должны использоваться котел на древесной щепе и котел на жидком топливе. Такая система теплоснаб­жения, которая устанавливается на трех надежных стойках, после завершения строительства сможет обеспечить непрерывное местное теплоснабжение в объеме нескольких мегаватт.

Кроме того, в бывших ахенском и нидерландском каменноугольных бассейнах уже есть конкретные планы по использованию геотермальной энергии. В нидерландском городе Геерлене реализуется так на­зываемый проект «Шахтная вода» (Minewater-Project) силами международного партнерства, в которое вхо­дят нидерландские, французские, английские и не­мецкие организации. Цель проекта - показать, что добыча геотермальной энергии из бывших шахт яв­ляется надежным и экологически приемлемым спо­собом получения энергии. Первый реальный пилотный проект уже реализуется в настоящее время в Геерлене. Новый городской жилой квартал пример­но на 700 квартир будет снабжаться геотермальным теплом, добываемым на бывшей голландской камен­ноугольной шахте. В настоящее время на ней ведут­ся необходимые буровые работы.



В задачи MGG входит поиск тех, кто заинтересо­ван в использовании участков, занятых в прошлом горнодобывающими предприятиями в Руре и Саа­ре, которые пригодны для создания системы энер­госнабжения на базе геотермической энергии. К ним относятся энергоемкие предприятия, которые испытывают круглогодично высокую потребность в энергии, такие, например, как тепличные хозяйства или объекты, предназначенные для организации досуга, например, бассейны. Следует учесть также теплоснабжение сельскохозяйственных площадей, что уже практикуется в Нидерландах.

Использовать геотермическую энергию планиру­ется также на шахте «Хаус Аден 1/2» в Бергкамене. Уже сейчас здесь для производства электроэнергии применяется метан, но все же без утилизации ге­нерируемого тепла. В будущем производство этой энергии можно было бы совместить с получени­ем геотермальной энергии из системы водоотли­ва шахты «Ост», принадлежащей компании «Дойче Штайнколе АГ» (ДСК). В рамках реализации программы «Wasserstadt Haus Aden» теплом будет снабжаться не только запланированный городской жилой массив на 400 квартир, но и центр водолаз­ного спорта, спортивный зал на побережье, а также спацентр с термальным источником.

Геотермаль­ная энергия для таких энергоемких потребителей, связанных с организацией досуга, является прак­тически идеальным вариантом, так как она имеется почти в неограниченном объеме, а температура по­стоянна. В настоящее время готовится инженерно-техническое и экономическое обоснование проек­та геотермического использования рудничной воды в районе шахты «Хаус Аден».

В целом, помимо чисто энергетических преиму­ществ, использование геотермальной энергии обеспечивает улучшение имиджа энергетики, так как не вызывает эмиссии вредных веществ. В сочетании с другими возобновляемыми видами энергии, такими как биомасса или пластовый метан, геотермальная энергия представляет собой недорогой, экологиче­ски целесообразный и надежный первичный энерго­носитель для производства электроэнергии с отбо­ром и использованием тепла, например, в системах централизованного теплоснабжения.

 

Метан

Выделение метана (СН4) происходит в процессе добычи каменного угля. До сих пор метан всегда был врагом горняков. Сегодня метан находит свое полезное применение. Выделяющийся из закрытых шахта метан влияет на окружающую среду, способ­ствуя созданию сильного парникового эффекта, по­этому он входит в состав парниковых газов, пере­численных в Киотском протоколе. Роль этих газов в решении проблемы защиты климата уже хорошо известна, поэтому в течение десятилетий благо­даря каптажу и сжиганию метана обеспечивается не только более эффективная отработка каменно­угольных месторождений, но и вносится существен­ный вклад в охрану окружающей среды.

Извлекаемый через засыпанные шахтные ство­лы метан сжигается в блочных теплоэлектростан­циях и превращается в электрическую энергию. В настоящее время тепло отработавших газов отби­рается только на нескольких предприятиях, так как прогнозы относительно возможных объемов извле­чения СН4, а также срока службы установок по ути­лизации метана в основном ненадежны.

Уже сейчас в эксплуатации находится 58 блоч­ных теплоэлектростанций в бывших районах горно­добывающей деятельности в земле Северный Рейн-Вестфалия, которые ежегодно производят почти 500 млн кВт-ч электроэнергии. Это соответствует потребности примерно 170 000 домовладений. На упоминавшейся уже шахте «Хаус Аден» в Бергкамене можно было бы использовать метан в сочета­нии с геотермальной энергией.

 


Дата добавления: 2015-04-05; просмотров: 11; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты