Pored nafte i gasa, geotermalni resursi imaju veliki potencijal u energetskom sektoru. Pod njima se podrazumijevaju rezerve topline iz crijeva planete, nastale kao rezultat cijepanja radionuklida.

Ruska Federacija ima znatno veće rezerve ovih resursa od mnogih zemalja svijeta. Koristeći toplinu planete Zemlje, možete dobiti do deset posto cjelokupne toplinske energije u državi. Danas je poznato više od šezdeset ležišta geotermalnih resursa, a za dobijanje energije stvoreno je preko četiri hiljade bušotina.

Regije koje najviše obećavaju za razvoj takve energije su poluostrvo Kamčatka, Kurilska ostrva, Sibir i Kavkaz.

Najbolje istražena ležišta sada su na Sjevernom Kavkazu. Temperatura vode u arteškim bazenima ove regije dostiže sto osamdeset stepeni. Nalazišta resursa nalaze se na dubini od 300-5000 metara.

U Krasnodarskom kraju postoje poznata ležišta sa termičkim potencijalom do 3800 GJ godišnje. Trenutno je samo pet posto ovog potencijala realizovano.

Što se tiče sibirskih termalnih resursa, poznato je da su oni perspektivni za upotrebu.

Potencijal ove vrste grijanja je da je ovaj resurs brzo obnovljiv, ekološki prihvatljiv i jeftin.

Korištenje geotermalnih resursa u nacionalnoj ekonomiji moguće je za grijanje prostorija, staklenika, u ribarstvu - za uzgoj mlađi, kao i za uzgoj micelija. U industriji se energija vode zagrijane do stepena ključanja može koristiti za elektrifikaciju zgrada. U tom slučaju, vodena para će se dovoditi do turbina.

Geotermalni resursi su heterogeni. Stručnjaci razlikuju petrotermalne i hidrotermalne.

Geotermalna energija u Rusiji

Ova vrsta resursa je najtraženija u Sjedinjenim Američkim Državama, državi koja dugo i aktivno koristi unutrašnju toplinu planete. I naša zemlja ekonomski sektor smatra jednim od najperspektivnijih.

Po pravilu, elektrane koje rade na izvorima toplotne energije nalaze se u regijama sa povećanom vulkanskom aktivnošću. Njihova lokacija objašnjava se činjenicom da vruća lava zagrijava vodu koja teče u blizini. Gdje se kamen lomi, zagrijana voda izjuri. Ovo stvara gejzire i geotermalna jezera. Ukoliko nema kvarova i nije moguće dobiti energiju iz otvorenih izvora, do termalne vode se dolazi bušenjem bunara.

Iako su nalazišta geotermalnih resursa u našoj državi bogata, samo mali dio njih se koristi u privredi. Elektrane koje rade na takvom izvoru podijeljene su u dvije vrste: stanice indirektnog tipa (najčešće) i stanice mješovitog tipa. Potonji se smatraju najnježnijim za stanje ekologije regije.

Početak korišćenja energije iz izvora podzemne vode u Sovjetskom Savezu datira od sredine dvadesetog veka. Šezdesetih godina na Kamčatki se pojavila prva eksperimentalna geotermalna elektrana. Njegov zadatak je bio da proizvodi energiju za industrijska preduzeća. Snaga stanice nije prelazila 500 kW.

Puštanje u rad stanice omogućilo je snabdijevanje električnom energijom stanovnika poluotoka po najpovoljnijim cijenama. To se nastavilo dugi niz godina sve dok cijena lož ulja nije naglo porasla. Nakon poskupljenja goriva, cijena struje, koja je ranije bila tako jeftina, porasla je. Poskupljenje usluge postalo je razlogom da se, unatoč obećanjima geotermalne energije, ova industrija na poluotoku ne razvija tako aktivno i zaostaje za potrebama teritorije za jeftinim i ekološki prihvatljivim izvorima energije.

U poređenju sa drugim izvorima, geotermalni izvori energije imaju niz prednosti. Prije svega, termoelektrane mogu efikasno raditi u svim klimatskim uvjetima u bilo koje doba godine, dok stepen iskorištenosti neće biti manji od devedeset posto. Takva preduzeća ne štete životnoj sredini, štetne nečistoće, uključujući ugljen-dioksid, ne ispuštaju se u atmosferu. Održavanje elektrane ne zahtijeva velike tehničke troškove. Trošak finalnog proizvoda - električne energije - niži je od cijene ovog proizvoda koju proizvode druge vrste elektrana.

U Ruskoj Federaciji postoji pet stanica koje rade na geotermalnim resursima. Na sjeveru ili u nedovoljno naseljenim područjima države, gdje je snabdijevanje naseljenih mjesta energijom kroz centraliziranu mrežu elektrana neisplativo, u rješavanju problema pomoći će stanice koje rade na geotermalnoj energiji.

Geotermalne elektrane u Rusiji

Prva elektrana na teritoriji naše države otvorena je šezdesetih godina prošlog veka. Stanica je izgrađena da bi snabdevala energijom stanovnike i preduzeća koja se nalaze u selima za preradu ribe. Ime stanice dobilo je ime sela koje se nalazi na obali poluostrva Kamčatka. Pored njega nalaze se dva vulkana - Koshelev i Kambalny.

Kada je Pauzhetskaya GeoPP puštena u rad, radila je sa kapacitetom od 5 MW. Nakon priključenja binarne električne jedinice, proizvodni kapacitet je povećan na 17 MW. Koliko god termoelektrana bila ekološki prihvatljiva, njen rad ima negativan utjecaj na okoliš. Ispuštanje mase geotermalne vode u najbližu rijeku onemogućava mrijest ribe u Ozernoj. Povećanje temperature vode u rijeci na 120 stepeni također negativno utiče na njeno ekološko stanje. Na geotermalni nosač također negativno utječe rad stanice - dolazi do stalnog gubitka toplinskog potencijala.

Krajem devedesetih, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP je izgrađena na Kamčatki. Četiri godine kasnije puštena je u rad stanica Munovskaya, najveća u regionu. Vulkan Mutnovsky koji ga hrani zagrijava vodu podignutu sa dubine od najmanje tri stotine metara. Kada se zagrije, voda se pretvara u paru, čija temperatura doseže dvjesto pedeset stupnjeva. Obližnje selo se grije na parni kondenzat.

Energetski sektor poluostrva Kamčatka zadovoljava skoro dvadeset pet posto potreba stanovnika za električnom energijom korišćenjem geotermalnih izvora.

2000-ih godina počela je sa radom Ocean Station. Nalazi se u regiji Sahalin na Iturupu, na Kurilskom ostrvu. Trinaest godina kasnije na stanici su se desile brojne nesreće, nakon čega je elektrana zatvorena.

Još jedno ostrvo Kurilskog grebena - Kunashir - ima svoju stanicu, koja je izgrađena u blizini vulkana Mendeljejev. Izgradnja elektrane Mendeljejev trajala je manje od deset godina. Svrha izgradnje je bila da se grad Južno-Kurilsk obezbedi električnom i toplotnom energijom. Trenutno je u toku modernizacija preduzeća sredstvima iz federalnog budžeta. Nakon modernizacije, kapacitet preduzeća će se povećati.

Unatoč nesumnjivim prednostima geotermalne energije, ovaj dio industrije ima niz negativnih aspekata. Među njima:

• Štetne nečistoće u emisiji izduvne pare koje zagađuju zrak;
• Neefikasno odlaganje otpadnih voda podignutih iz velikih dubina. Ne poštuju svi zaposlenici GeoPP-a sigurnosne zahtjeve, zbog čega se voda ispušta u obližnja vodna tijela;
• Izgradnja takvih elektrana je prilično skupa;
• Trošak opreme je nerazumno visok sa prilično niskom izlaznom energijom;
• Nedovoljno visoki potencijali rashladnog sredstva;
• Dobijeni proizvod se ne može transportovati na velike udaljenosti;
• Poteškoće u skladištenju.

Gore navedeno nam omogućava da izvučemo sljedeće zaključke. Ruska Federacija ima tri geotermalne zone, od kojih svaka ima specifične vrste i mogućnosti korištenja geotermalne energije.

Prvi od njih nalazi se na Dalekom istoku - poluostrvo Kamčatka i ostrva Kurilskog lanca. Drugi i treći su region Bajkala i Sjeverni Kavkaz.

Izgradnja elektrana koje koriste geotermalne resurse pomogla je u rješavanju mnogih kritičnih problema u udaljenim regijama. Naučnici ove zemlje su odbranili niz patenata i imaju napredak u oblasti proizvodnje energije.

Ostaje samo da se ovaj naučni potencijal primeni u praksi za dobrobit države.

Geotermalni izvor (grč. gbYab - zemlja i iesm - toplota, toplota) - ispuštanje podzemne vode zagrejane iznad 20 °C na površinu. Postoji i definicija prema kojoj se izvor naziva vrućim ako ima temperaturu iznad prosječne godišnje temperature područja.

Većina toplih izvora se napaja vodom koja se zagrijava magmatskim intruzijama u područjima aktivnog vulkanizma. Međutim, nisu svi termalni izvori ograničeni na takva područja, voda se također može zagrijati na način da podzemna voda koja curi naniže dosegne dubinu od oko kilometar ili više, gdje stijena ima višu temperaturu zbog geotermalnog gradijenta; Zemljine kore, što je oko 30 °C po km prvih 10 km.

Termalni mineralni izvori se dijele na tople (20-37 °C), vruće (37-50 °C) i veoma vruće (50-100 °C).

Čovjek jednostavno ne može iscrpiti ovaj - strogo govoreći, neobnovljivi - unutrašnji resurs planete. Na mjestima gdje je zemljina kora tanka i magma dopire do površine, ova toplina se može iskoristiti za pretvaranje vode u paru, koja okreće turbinu i proizvodi električnu energiju.

Na osnovu načina primjene geotermalne energije razlikuju se sljedeće tri kategorije:

Direktna upotreba, u kojoj se topla voda i para usmjerena direktno na površinu Zemlje koriste u sistemima grijanja, hortikulturi i proizvodnim procesima;

Proizvodnja energije u kojoj se geotermalna toplina koristi za pogon turbine koristeći geotermalnu paru ili toplu vodu; ili

Toplotne pumpe, koje rade premeštanjem toplote i koriste se za regulaciju temperature u zgradama.

Direktne upotrebe, kao što su kupanje i kuhanje, ne zahtijevaju naprednu tehnologiju i postoje već nekoliko hiljada godina. Trenutna direktna upotreba uključuje grijanje zgrada (i naselja, kao i cijelih sela i gradova), hortikulturu staklenika, sušenje usjeva, akvakulturu i industrijske procese kao što je pasterizacija.

Termalne vode, kao što sam već rekao, koriste se za opskrbu toplinom i kao alternativni izvor električne energije. Reykjavik (glavni grad Islanda) je potpuno zagrijan toplinom termalnih voda. U Italiji, Islandu, Meksiku, Rusiji, SAD-u i Japanu brojne elektrane rade na pregrijanoj termalnoj vodi s temperaturama iznad 100 °C.

Toplina iz podzemnih izvora vode je ekološki prihvatljiv i obnovljiv izvor energije. Tehnologija za ekstrakciju i pretvaranje geotermalne energije u električnu energiju je također sigurna sa ekološke točke gledišta. Korištenje geotermalne energije ne dovodi do ispuštanja štetnih tvari, čađi i dima u atmosferu. Trenutno se podzemna toplota koristi u 78 zemalja širom svijeta. Od toga, 24 zemlje su naučile da proizvode električnu energiju koristeći podzemnu paru. Trenutno u Estoniji postoji oko 5 hiljada geotermalnih instalacija. U Švajcarskoj je broj stanica premašio 40 hiljada. U Švedskoj postoji više od 300 hiljada jedinica toplotne pumpe, a u Poljskoj je instalirano 600 takvih jedinica.

Teoretski, geotermalni resursi Zemlje dovoljni su da zadovolje ljudske energetske potrebe, ali se samo vrlo mali dio njih zapravo može iskoristiti jer je istraživanje i bušenje duboko usađenih resursa tako skupo. Međutim, tekući tehnološki napredak proširuje raspon resursa.

Prvi geotermalni generator pokrenut je u Italiji 1904. godine u regiji Larderello u Toskani. Princ Piero Ginori je pred kamerama upalio pet sijalica, a već 1911. godine Toskanci su pokrenuli prvu punopravnu geotermalnu stanicu. Danas stanica opskrbljuje milion domova u Toskani - četvrtinu električne energije u regiji. Geotermalne stanice se aktivno koriste na Novom Zelandu i Islandu - zemljama s visokom vulkanskom aktivnošću. Dakle, na Islandu postoji više od 7 hiljada geotermalnih izvora: najveći broj po jedinici površine na svijetu. Zahvaljujući plastenicima koji rade na termalnim izvorima, u zemlji u kojoj svuda nema voćaka, a na zemlji rastu samo krompir i kupus, puno ne samo povrća, već i cvijeća, 85% Islanđana živi u kućama koje se griju vodama termalnih izvora. Toplom vodom se snabdevaju i brojni plastenici i bazeni.

Šta je sa ostatkom svijeta? Glavne nade polažu se u duboko bušenje - od 3 do 10 km - kako bi se došlo do takozvane zagrijane čvrste stijene. Samo u Sjedinjenim Državama sadrži dovoljno da cijelo čovječanstvo snabdijeva energijom za 30 hiljada godina. Duboko bušenje je postalo uobičajena tehnologija. Voda se ulijeva u bunar, gdje ključa, para izlazi i vrti turbine generatora. Jedini problem je što voda ulazi u podzemne pukotine i treba je stalno obnavljati. Na negativne posljedice korištenja takve tehnologije naišle su se 1996. godine u Bazelu u Švicarskoj: nedugo nakon što je voda upumpana u bunar, dogodio se mali potres. Voda je uklonjena, ali su podrhtavanja potrajala neko vrijeme. Zaključili su: u područjima podložnim potresima, ova metoda proizvodnje energije može imati suprotne rezultate. Mogu li geotermalni resursi biti iscrpljeni? To je, naravno, nemoguće. Ali lokalno hlađenje izvora je sasvim moguće, na primjer, u Toskani je proizvodnja energije dosegla svoj maksimalni kapacitet 1958. godine, od tada stvari opadaju. Kapacitet geotermalnih elektrana u svijetu je krajem 1990-ih, zbog porasta operativnih troškova, smanjen za gotovo polovicu.

Danas su svjetski lideri u geotermalnoj energiji SAD, Filipini, Meksiko, Indonezija, Italija, Japan, Novi Zeland i Island. Potonje stanje predstavlja posebno upečatljiv primjer korištenja geotermalne energije. Ostrvo Island se pojavilo na površini okeana kao rezultat vulkanskih erupcija prije 17 miliona godina, a sada njegovi stanovnici uživaju u svom povlaštenom položaju - otprilike 90% islandskih domova grije se podzemnom energijom. Što se tiče proizvodnje električne energije, postoji pet geotermalnih elektrana ukupnog kapaciteta 420 MW, koje koriste toplu paru sa dubine od 600 do 1000 metara. Tako se 26,5% električne energije na Islandu proizvodi korištenjem geotermalnih izvora.

geotermalna mineralna električna energija

Top 15 zemalja koje koriste geotermalnu energiju (podaci za 2007.)

Već pročitano: 3,179

Geotermalna energija - odakle dolazi energija?

Glavni izvori energije koji se danas koriste u potpunosti zadovoljavaju sve trenutne potrebe stanovništva. Međutim, prema proračunima naučnika, u roku od 20 godina čovječanstvo će početi osjećati nedostatak energije. To će se dogoditi zbog stalno rastućih potreba stanovništva, a posebno industrijskih preduzeća. Do tada će izvori kao što su ugljena, naftna i plinska polja biti primjetno iscrpljeni, a hidroenergetske strukture su već značajno dotrajale i zahtijevaju vanjsku podršku.

Naučnici vide rješenje u korištenju alternativnih (i) ili obnovljivih vrsta energije (OIE), čija je jedna od varijanti geotermalna energija.

Prema rezultatima istraživanja, temperatura Zemljinog jezgra je oko 6000°C. Kako se približava zemljinoj kori, postepeno se smanjuje. Brzina hlađenja Zemljinog jezgra je oko 400°C na milijardu godina, što znači da nema potrebe za brigom da će izvor nestati. Razlog za ovo zagrijavanje smatra se stalna reakcija radioaktivnog raspada elemenata koji čine značajan dio Zemljinog jezgra - uranijuma, torija i radioaktivnog kalija.

Korištenje ove topline od strane ljudi je još uvijek značajno ograničeno, budući da su tehnološke mogućnosti niske i ne dozvoljavaju dobivanje energije na bilo kojoj geografskoj tački. Danas se koriste samo termički anomalne zone, gdje postoje tačke gdje vruće stijene ili izvori vode izlaze na površinu.

Razlikuju se sljedeće vrste izvora toplinske energije:

• površinski, koji se nalazi na dubini od nekoliko desetina metara
• podzemni hidrotermalni rezervoari
• parno-hidrotermalna područja
• petrotermalni sistemi sa „suvom“ toplotom iz stena
• magmatska područja gdje se rastopljene stijenske mase približavaju površini

Glavni tipovi geotermalnih izvora su područja sa rashladnim tečnostima (voda ili para) i sa suvim zagrejanim stenama. Pogledajmo ih pobliže.

Petrotermalna energija

Petrotermalna energija se zasniva na dobijanju energije korišćenjem podzemne toplote dobijene iz vrućih stena. Tehnološki, ovaj smjer još nije razvijen, jer je za dobivanje energije potreban pristup zagrijanim stijenama, pa čak i u područjima s visokim temperaturnim gradijentom leže na dubini od oko 2 km od površine. Stoga se danas koriste samo oni blizu površine, u suštini anomalni dijelovi zemljine kore s vrućim masivima koji dopiru do površine.

Kada bude tehnološki moguće bušiti do dubine od 8-10 km, moći će se graditi geotermalne elektrane (GeoTES) na svakom mjestu gdje je to potrebno.

Planirano je da se električna energija proizvodi pumpanjem vode u podzemne šupljine, koja se pretvara u pregrijanu paru. Pod pritiskom se dovodi na površinu, gdje se spaja na turbinske jedinice koje proizvode električnu energiju. Poteškoća leži u potrebi za velikom površinom kontakta kako bi se dobila dovoljna snaga. Predlaže se korištenje podzemnih rasjeda, pukotinskih sistema i drugih šupljina s visokim temperaturama.

Hidrotermalna energija

Ovo je pravac danas se aktivno koristi. Zemlje koje imaju područja sa bogatim toplim izvorima na svojoj teritoriji koriste ih za grijanje domova i proizvodnju električne energije.

Najpoznatiji korisnici u ovom pravcu su:

• Island
• Novi Zeland
• Meksiko
• Japan
• Italija
• Salvador

U zavisnosti od prirode izvora, temperature i snage podzemnih procesa, postavljaju se elektrane, a gradske toplotne mreže se spajaju na podzemne rezervoare sa toplom vodom pod pritiskom. Temperatura pare, pogodan za proizvodnju električne energije u industrijskim razmjerima, mora biti najmanje 200°C, što nije svuda moguće. Praktično, sve postojeće elektrane koje koriste geotermalnu energiju su posebne, rade u posebnim jedinstvenim uslovima.

PROČITAJTE TAKOĐE: Kako radi toplotna pumpa zemlja-voda - prednosti i nedostaci, izbor opreme

Principi rada geotermalnih elektrana

Geotermalne elektrane koriste bilo koje vruće stijene za grijanje vode upumpane u podzemne šupljine ili prirodne Hot Springs, već postoji u debljini zemlje. Pregrijana para nastala kao rezultat geotermalnih procesa dovodi se na površinu zemlje i koristi lopatice turbine parnih električnih generatora.

Navedeni princip ispravno odražava shemu, ali u praksi je sve mnogo složenije. Prvo, sastav pare koja se uklanja iz podzemnih rezervoara je složen i zasićen agresivnim i otrovnim gasovima i jedinjenjima. Drugo, količina povučenog nosača mora se nadopuniti ubrizgavanjem svježih količina, inače će se poremetiti hidrodinamička ravnoteža, zbog čega se funkcionisanje izvora može poremetiti ili potpuno zaustaviti.

Ovisno o vrsti izvora, postoje sljedeće vrste geotermalnih elektrana:

• konstrukcije postavljene na prirodnim izvorima tople pare ili vode (parne hidroterme)
• geotermalne elektrane s dva kruga koje koriste toplu vodenu paru iz izvora i sekundarnu paru dobivenu iz dovedene i zagrijane vode
• geotermalne elektrane sa dva kruga koje koriste pregrijanu vodu prirodnog porijekla

Dizajn svake specifične instalacije je specijalizovan za lokalne uslove, temperature i sastav vode ili pare. U većini slučajeva koriste se izmjenjivači topline koji uzimaju toplinu iz nosača uklonjenog iz podzemnih šupljina, a zatim se pumpa natrag. Različiti ciklusi se koriste za prečišćavanje pare od toksičnih ili agresivnih nečistoća, sumpornih jedinjenja, sumporovodika i drugih supstanci.

Prednosti GeoTES-a

Prednosti hidrotermalnih elektrana uključuju:

• izvor energije je praktično neiscrpan
• ne koriste se ugljovodonični izvori energije
• izgradnja geotermalne elektrane ne mijenja prirodni krajolik i ne zahtijeva korištenje velikih površina zemljine površine
• potreba za eksternim izvorom energije prisutna je samo u trenutku pokretanja opreme. Čim stanica pruži prvu struju, osigurava njen rad samostalno
  Nema ulaganja osim početnih troškova izgradnje. Zahteva samo održavanje i popravku opreme po potrebi
• postoje mogućnosti za dodatnu upotrebu opreme stanice (na primjer, kao desalinizatori vode)
• ekološka čistoća, odsustvo opasnosti od infekcije ili kontaminacije prostora (ova klauzula vrijedi uz određene rezerve)

Nedostaci

• povezuje stanicu sa točkom toplih izvora koji dopiru do površine, ponekad locirani u udaljenim područjima
• rad geotermalnih elektrana doprinosi promjenama u toku prirodnih procesa, zbog čega postoji opasnost od njihovog prekida
• bunari ili drugi ispusti mogu ispuštati štetna ili korozivna isparljiva jedinjenja
• cijena izgradnje stanice je prilično visoka, što doprinosi povećanju cijene energije za krajnjeg korisnika

Glavni razlog za prisustvo ovih nedostataka je nestabilnost prirodnih procesa za industrijsku upotrebu. Svaki zahvat može narušiti krhku ravnotežu, a u hidrodinamičkim sistemima opasnost se povećava zbog mogućnosti stvaranja kraških šupljina. Rad geotermalne elektrane zahtijeva pažljiv i pažljiv odnos prema prirodnim sistemima, obnavljanje vodnih količina i druge preventivne mjere.

Područja primjene

Geotermalna energija danas nije od preovlađujuće važnosti, ali se koristi prilično aktivno. U regijama gdje je to moguće stvaraju se geotermalne elektrane, toplane za stambene ili industrijske objekte i prostore. Razmotrimo najpopularnija područja korištenja geotermalne energije:

Poljoprivreda i hortikultura

Pristup zagrijanoj vodi ili pari omogućava im upotrebu u poljoprivrednim ili hortikulturnim kompleksima i farmama. Biljke se griju i zalijevaju, poljoprivredni usevi u plastenicima, plastenici. Moguće je grijati poljoprivredne komplekse za držanje i uzgoj životinja i peradi. Mogućnosti ovog pravca uvelike zavise od karakteristika izvora, njegovih specifičnih parametara i sastava vode. Aktivna upotreba geotermalne energije u poljoprivredi je uočena u Izraelu, Meksiku, Keniji, Grčkoj, Gvatemali.

GETERMALNI RESURSI (a. geotermalni resursi; n. geothermale Reserven, Geothermalressoursen; f. ressorces geothermales; i. recursos geotermicos) - rezerve duboke toplote, čija je eksploatacija ekonomski izvodljiva savremenim tehničkim sredstvima. Potencijalni udio geotermalnih resursa u ukupnom bilansu goriva i energije industrijaliziranih kapitalističkih zemalja (,) procjenjuje se na 5-10% (1980). Poboljšanjem opreme i tehnologije rada ovaj procenat se može povećati na 50% ili više.

Pravi se razlika između hidrogeotermalnih resursa (), sadržanih u prirodnim podzemnim rezervoarima, i petrogeotermalnih resursa, akumuliranih u zagrijanim (do 350 ° C ili više) praktički bezvodnim (tzv. suhim) blokovima. Tehnologija vađenja petrogeotermalnih resursa zasniva se na stvaranju sistema veštačke cirkulacije (tzv. termalnih kotlova). Hidrogeotermalni resursi su od praktične važnosti, čiji stabilan režim, relativna lakoća vađenja (vidi) i značajna područja distribucije omogućili su korišćenje ovih voda za snabdevanje toplotom (na temperaturama od 40 do 100-150°C) i proizvodnja električne energije (150-300°C). Hidrogeotermalni resursi su ograničeni na sisteme pritiska vode u pukotinama razvijene u oblastima modernog vulkanizma i u naboranim područjima koja su bila pogođena nedavnim tektonskim pokretima; rezervoarski vodopritisni sistemi koji se nalaze u zonama depresija ispunjenim debelim slojevima sedimentnih naslaga mezozojske i kenozojske starosti. Pukotinski vodopritisni sistemi se razvijaju lokalno u velikim zonama tektonskih rasjeda. Najveći značaj imaju akumulacijski hidrogeotermalni resursi iu manjoj mjeri pukotinasti.

Obećavajuća područja geotermalnih resursa rezervoara su zapadnosibirski, skitski, turanski epiplatformni arteški regioni; Kura, Rioni, Fergana, Dzharkent, Sjeverni Sahalin i niz drugih manjih međuplaninskih arteških basena. U ovim područjima dubina vode je 1500-5000 m, temperatura 40-200°C, salinitet 1-150 g/l. Područja razvoja pukotinskih termalnih voda; Kamčatka i Kurilska ostrva, gde su produktivne zone otkrivene na dubinama od 500-2000 m, temperatura vode varira od 40 do 200-300 ° C, salinitet 10-20 g/l; Bajkalski rascjep, Tien Shan, Pamir, Kavkaz, gdje je dubina vode 500-1000 m, temperatura 40-100°C, salinitet 1-2 g/l.

U SSSR-u, ukupne rezerve toplotne energije u vodama do 35 g/l (sa pumpnim radom bunara i efikasnim korišćenjem toplotnog potencijala od 0,5) se procenjuju na 850-1200 miliona GJ/god, što je ekvivalentno sagorevanje 30-40 miliona tona konvencionalnog goriva; kada se radi po metodi održavanja ponovnim ubrizgavanjem korišćenih termalnih voda, ušteda goriva može iznositi 130-140 milijardi tona godišnje. U SSSR-u se geotermalna energija koristi za opskrbu toplinom i toplom vodom. Grozni, Mahačkala, Čerkesk, Zugdidi, Tbilisi; za opskrbu toplinom u stakleničkim postrojenjima u Gruziji, Sjevernom Kavkazu, Kamčatki; za proizvodnju električne energije (Paužetska geotermalna elektrana na Kamčatki kapaciteta preko 10 MW) itd.

Hidrogeotermalni resursi se koriste u inostranstvu, koncentrisani u oblastima modernog ili novijeg vulkanizma, gde vode imaju temperaturu od 200-300°C i mogu se direktno koristiti za proizvodnju električne energije. Takva područja uključuju Toskanu u Italiji (nalazište Larderello), Kaliforniju u SAD (depozit), na Novom Zelandu (depozit), u Japanu - ostrva Hokaido, Kyushu, Honshu (naslage Atagawa, Otaka, Matsukawa), Baja California u Meksiku (depozit Cerro Prieto); regija Auachapan u El Salvadoru, naslage na jugu i sjeveru Islanda, itd. Dubina bunara u ovim područjima je uglavnom do 1500 m, rijetko više. Na osnovu ekstrahovane podzemne pare i mešavine pare i vode izgrađene su geotermalne elektrane, najveće na svetu - na polju Veliki gejziri ukupne snage do 900 MW.

Perspektiva povećanja geotermalnih resursa povezana je s otkrivanjem novih, njihovom umjetnom stimulacijom i poboljšanjem metoda za proizvodnju električne energije. Na primjer, u SAD-u se zbog toga planira povećanje ukupnog kapaciteta geotermalnih elektrana na 35 GJ do 1990. godine, a na 75 GJ do 2000. godine. Kada se koriste hidrotermalni resursi, dolazi do hemijskog i toplotnog zagađenja životne sredine usled korozivne aktivnosti vode. U tu svrhu se termalne vode nakon upotrebe pumpaju nazad u produktivne formacije (lomičke zone). Borba protiv korozivnog dejstva prirodnih rashladnih tečnosti na opremu, instrumente i konstrukcijske materijale rešava se u fazi eksploatacije specifičnih ležišta dodavanjem hemijskih reagensa u rashladno sredstvo, preliminarnim, kao i odabirom odgovarajućih metala i premaza otpornih na koroziju.

Geotermalna energija, geotermalni resursi Dagestana

Uvod

1. Geotermalna energija

2. Kratak pregled hidrogeotermalnih studija

2.1 Glavna ležišta termalnih voda

2.2 Sadašnje stanje i perspektive razvoja

geotermalna energija

3. Prognozna procjena hidrotermalnih resursa Republike Dagestan

4. Izgledi za kompleksnu preradu geotermalnih mineralnih voda u Republici Dagestan

5. Geotermalne metode pretraživanja i istraživanja gasno-naftnih i geotermalnih polja

Zaključak

Književnost

Uvod

Po rezervama termalne vode, Dagestan je na prvom mjestu u Ruskoj Federaciji. Dagestan je jedinstvena geotermalna provincija Rusije. Veliki razvoj geotermije ovdje je olakšan povoljnim geotermalnim i hidrogeološkim uvjetima velikog termalnog vodonosnog basena višeslojnog tipa.

Po termičkom intenzitetu podzemlja, teritorija Dagestana premašuje sve poznate sedimentne basene ZND, sa izuzetkom područja modernog vulkanizma.

Temperature na dubinama od 3-6 km ovdje su zabilježene na 140-210°C, što je za 80-100°C više nego u Azerbejdžanskoj, Astrahanskoj i Rostovskoj oblasti. U Dagestanu sistemi za snabdevanje geotermalnom toplotom već dugi niz godina uspešno funkcionišu u gradovima Mahačkala, Kizljar i Izberbaš.

Geološki, Dagestan se nalazi na spoju dvije najveće geološke i tektonske strukture (Kavkaske geosinklinale i Ruske platforme) i zauzima jugoistočni dio istočnog Predkavkazija.

Analiza geološko-tektonskih, hidrodinamičkih, hidrogeoloških, geotermalnih, seizmičkih i drugih prirodnih uslova omogućila je da se na teritoriji Dagestana identifikuju četiri hidrogeotermalne regije: Slancevyj, Krečnjak, Predgorni i Platforma, koji su zauzvrat podijeljeni na manje hidrogeološke strukture.

Cilj ovog rada je proučavanje izvora geotermalnog energetskog potencijala u Republici Dagestan.

1. Geotermalna energija

Geotermalna energija se odnosi na fizičku toplinu dubokih slojeva zemlje, koji imaju temperaturu veću od temperature zraka na površini. Kao nosioci ove energije mogu delovati i tečni fluidi (voda i/ili mešavina pare i vode) i suve stene koje se nalaze na odgovarajućoj dubini. Iz vruće unutrašnjosti Zemlje na njenu površinu neprestano teče toplotni tok čiji je intenzitet u prosjeku po površini Zemlje oko 0,03 W/mI. Pod utjecajem ovog toka, ovisno o svojstvima stijena, nastaje temperaturni gradijent - takozvani geotermalni korak. U većini mesta geotermalna faza nije veća od 2-3ºC/100m.

Danas je ekonomski izvodljivo koristiti samo termalne vode i hidrotermalnu paru kao izvore geotermalne energije za proizvodnju topline i/ili električne energije. Na planeti postoji relativno malo lako dostupnih geotermalnih naslaga sa temperaturama iznad 100°C.

Za proizvodnju električne energije sa prihvatljivim tehničkim i ekonomskim pokazateljima, temperatura mora biti najmanje 100?

Trenutno je ukupni kapacitet geotermalnih elektrana koje rade u svijetu oko 10 GW(e). Ukupni kapacitet postojećih sistema geotermalnog grijanja procjenjuje se na približno 20 GW(e).

Glavni problemi geotermalnog snabdijevanja toplinom odnose se na taloženje soli i otpornost na koroziju materijala i opreme koji rade u agresivnim sredinama.

Kako bi se izbjeglo zagađivanje okoliša, rijeka i akumulacija mineralnim jedinjenjima izvađenim iz utrobe zemlje, moderne tehnologije za korištenje geotermalne energije predviđaju ponovno ubrizgavanje istrošenog geotermalnog fluida u formaciju.

Slika 1. Termički dijagram elektrane:

1-generator pare? 2- akumulator pare? 3-turbina? 4- izbacivač? 5- kondenzator? 6.7 pumpe? ES - proizvodni dobro? NS - injekciona bušotina.

2. Kratak pregled hidrogeotermalnih studija

Hidrogeotermalni resursi, uz energiju sunca, vjetra i plime, novi su, obnovljivi izvor energije koji u budućnosti zapravo može zauzeti značajno mjesto u energijsko-energetskom bilansu niza regija naše zemlje.

Raznolikost prirodnih uslova i prisustvo prirodnih manifestacija nafte, gasa i brojnih izvora termomineralnih voda od davnina su privlačili pažnju prirodnjaka na podzemlje Dagestana.

Istovremeno, lokalno stanovništvo je široko koristilo termomineralne izvore ne samo za liječenje bolesti, već i za vađenje kuhinjske soli, komunalne potrebe, pečenje kruha itd. Talginski, Akhtinski, Kajakentski, Karakajtagski, Rihalski, Istisu, Botlikhski i mnogi drugi termomineralni izvori bili su široko popularni među lokalnim stanovništvom.

Prvi štampani podaci o termomineralnim vodama Dagestana pripadaju ruskom doktoru I. Lerichu, koji je početkom 18. vijeka dva puta posjetio Dagestan. Nakon njega, informacije o podzemnim vodama Dagestana date su u radovima S.G. Gmelina, G.V. Abikha, I. Berezina.

Poseban podstrek proučavanju podzemnih voda dala je proizvodnja izljeva nafte u Berikeju 1894. i Kajakentu 1898. Nakon toga, Dagestan su posjetili istaknuti geolozi kao što su N.I. Barbot-de-Marny, C.P. Lysenko, V.I. Meller, A.M. Konshin, A.A. Bulgakov, K.V. Kharichkov, I.N. Strizhov i drugi, čiji radovi sadrže niz zanimljivih informacija i razmišljanja o podzemnim vodama Dagestana. Međutim, svi hidrogeološki podaci prije 20-ih godina XX vijeka. To je epizodično i raštrkano u prirodi.

Istraživanja velikih razmjera počela su se provoditi tek nakon pobjede Oktobarske revolucije. Mnogo pažnje ovih godina je posvećeno proučavanju mineralnih voda, ljekovitog blata i razvoju odmarališta na njihovoj osnovi. U ovom periodu proučavani su izvori koji zaslužuju posebnu pažnju zbog svojih prirodnih i balneoloških faktora: Talginsky, Zuramakentsky, Kayakentsky, Istisu i slane jodno-bromne vode Berikeiskog, Duzlakskog, Dagogninskog nalazišta itd.

Objavljen 1963. Rezolucijom Vijeća ministara SSSR-a "O razvoju rada na korištenju duboke topline Zemlje u nacionalnoj ekonomiji" u gradu Mahačkali, počinje kvalitativno nova faza u razvoju geotermalnih resursa.

Nova industrijska faza razvoja termalnih voda u početku je izazvala posebno veliko oduševljenje. To se objašnjava činjenicom da je uz pomoć napuštenih bunara bilo moguće prodati termalne vode u značajnim količinama bez značajnih troškova. Obim istražnih, istražnih, bušećih, remontnih i restauratorskih radova na gasnim i naftnim bušotinama, kao i naučnih istraživanja o prediktivnoj proceni rezervi, razvoju metoda protiv korozije i naslaga soli, integrisanom korišćenju termalnih voda za snabdevanje toplotom i hladnoćom, balneologije itd. naglo je porasla.

S obzirom da na teritoriji Dagestana postoje geotermalna područja sa različitim geološkim uslovima, koja sadrže gotovo sve tipične karakteristike ravničarskih i predgorskih geotermalnih naslaga SSSR-a, postojeći preduslovi određuju mogućnosti i omogućavaju organizaciju istraživačko-razvojnog rada. u ovoj oblasti uz najniže troškove.

2.1 Glavna ležišta termalnih voda

Među istraženim, najznačajnija ležišta termalnih voda u Dagestanu su ograničena na naslage srednjeg miocena (Makhachkala-Ternairskoye, Izberbashskoye, Kizlyarskoye, itd.).

Sadržaj industrijske termalne vode u brojnim područjima je također utvrđen za pliocenske (Kizlyar, Khasavyurt) i mezozojske (Talgi, Akhty, itd.) komplekse. Ispod je kratak opis glavnih naslaga termalnih voda u Dagestanu.

Polje Makhachkala-Ternair

Nalazi se unutar grada Mahačkale, ograničen na antiklinalni nabor Mahačkale i njegov sjeverozapadni periklinalni kraj.

Prema svojim geološkim uslovima, geotermalno polje Makhachkala-Ternair je klasifikovano kao polje tipa rezervoara.

Sadržaj industrijske termalne vode ograničen je na sedimente srednjeg miocena, koji sadrže pješčane formacije A+B i B horizonta Čokrak, 1. i 2. pješčane naslage karaganskog horizonta.

Na polju postoje dva vodozahvata: Mahačkala i Ternair.

Unos vode u Mahačkali

Zaliha operativnih bunara vodozahvata Makhachkala uključuje 32 bunara, od kojih: 14 je u funkciji, 6 je za posmatranje, 12 je neaktivno, od kojih: 4 miruju, 1 čeka popravku, 7 čeka radove na izolaciji i likvidaciji.

Prvi pješčani član Karaganskog horizonta razvijaju tri bušotine (br. 24 t, 25 t, 26 t), operativni protok je 80-545 m³/dan, temperatura vode na ušću bušotine je 52-60ºC, salinitet 4,5 -5,0 g/l, pritisak 4,2-2,8 atm., godišnja proizvodnja iz formacije je 89150 m3.

Drugi pješčani član Karaganskog horizonta razvijaju dvije bušotine (br. 160, 180), operativni protok 65-130 m/dan, temperatura vode na ušću 54-59ºC, salinitet 3,69-8,30 g/ l, pritisak je 4,8-1,4 atm. Godišnja proizvodnja iz formacije je 56.290 m³. Godišnje se iz Karaganskog termalnog vodonosnika izvlači 145,4 hiljade m termalne vode.

Opremljeno je šest bunara za A+B svitu horizonta Chokrak (br. 20t, 30, 36, 37, 63, 215), operativni protok 4-475 m/dan, temperatura na ušću 38-54ºC, salinitet 6,16 -7,78 g/l, pritisak na ušću 1,2-4,8 atm. godišnja proizvodnja iz A+B formacije horizonta Chokrak iznosi 218.365 hiljada m3.

Godišnja proizvodnja na vodozahvatu Makhachkala iznosi 406,5 hiljada m3.

Najveći deo dobijene vode korišćen je za snabdevanje toplom vodom stambenih naselja i industrijskih preduzeća, manji deo za grejanje, za flaširanje lekovite stone vode (bunar 29 t, 83), za balneoterapiju (bunar 30, 215).

Ternair unos vode

Fond bunara se sastoji od 25 bunara, od kojih su 6 proizvodne, 3 osmatračke, 9 miruju, 7 čekaju izolaciju i likvidaciju.

U 1999-2001 Zahvat vode je radio tokom cijele godine, glavni razvoj se obavlja zimi, kada se plastenici državne farme Teplični, poslovni prostori Odjela za proizvodnju nafte i plina Mahačkala i odjela Nefteservis zagrijavaju geotermalnom toplinom.

Ljeti rade samo dva bunara, od 27 tona i 38 tona, čija se termalna voda koristi za zagrijavanje pitke vode kroz dvokružni sistem koji služi za snabdijevanje toplom vodom stambenog naselja.

Glavni produktivni horizont je svita B2 horizonta Chokrak, iz koje dolazi do 1,7 hiljada m³/dan, temperatura vode na ušću je 97-98ºC, salinitet 21,99-22,03 g/l, pritisak na ušću je 8,8- 9 ,2 atm. godišnja proizvodnja iz formacije B2 iznosi 349,5 hiljada m3.

Godišnja proizvodnja termalne vode sa polja Makhachkala-Ternair iznosi 976,8 hiljada m3 ili 2,6 m3/dan.

Manas polje

Nalazi se na obali Kaspijskog mora, u regionu Karabudakhent u Republici Dagestan, u blizini sela. Manaskent, na teritoriji Kaspijskog sanatorija i uključen je u Centralno ribarsko područje.

Godine 1966 Istražni bunar za termalnu vodu br. 9t iz sedimenata karaganske starosti, koji leži na dubini od 1414-1448 m, dao je priliv lekovite termomineralne vode, koja se koristi za balneološke procedure u kaspijskom sanitarno-lečilišnom kompleksu.

U zavisnosti od sezone, crpljenje je 16-30 m³/dan, temperatura 41ºC, salinitet 69,18 g/l, pritisak 0,5 atm., godišnja proizvodnja 7,7 hiljada m³.

Voda ovog bunara pripada hloridnoj, natrijumskoj, jod-bromnoj vrsti.

Godišnja proizvodnja termalne vode u oblasti Centralnog polja, koja obuhvata vodozahvat Mahačkala i polje Manas, iznosi 414,3 m3/dan.

Izberbaš depozit

Polje termalne energije Izberbash nalazi se u gradu Izberbash u Republici Dagestan.

Geološki, polje je ograničeno na Izberbaški antiklinalni nabor.

Vodozahvat polja Izberbaš sastoji se od 16 bunara, od kojih je 9 u funkciji, 3 osmatračke, 2 miruju i 2 čekaju likvidaciju.

Zahvat vode Izberbash radi kontinuirano u režimu česme. Radni protok od 50 do 960 m³/dan, temperatura na ušću 50-60ºC, pritisak 0,6-3,6 atm., salinitet 2,02-5,52 g/l.

Otpadne termalne vode se ispuštaju u gradsku kanalizaciju.

Kajakent polje

Nalazi se unutar naselja. Novokayakent, Kajakentski okrug Republike Dagestan. Vodozahvat predstavljaju 4 bunara, obnovljena iz naftnog fonda i obezbeđuju industrijske dotoke termalne vode, koja je istog tipa i karakteriše je niska mineralizacija od 1,3-1,86 g/l, hidrokarbonatno-sulfatni sastav natrijuma, visoka termalna sadržaj (45-59ºC).

Trenutno se termalna voda koristi za potrebe domaćinstva: kupatilo, vrtić, vodovod za stambeni sektor.

Protoci bunara su 50 m³/dan, rade u protočnom režimu, višak pritiska na ušću bunara je 1,4-1,9 atm. Godišnja proizvodnja termalne vode na vodozahvatu Kajakent iznosi 77,5 hiljada m³.

Kizljarsko polje

U okviru grada nalazi se Kizljarsko ležište termalnih voda visokog potencijala.

Prema geološkim uslovima, Kizljarsko polje je rezervoarskog tipa sa relativno jednostavnim hidrogeotermalnim uslovima.

Vode su visoke temperature (naslage Čokrak starosti), temperatura na ušću bunara je 100-104ºC.

Kizljarski vodozahvat predstavlja 17 bunara, od kojih su 7 proizvodnih, 2 injekcione, 4 osmatračke, 4 neaktivne.

Chokraksky vodonosnik - 5 bunara (br. 1t, 3t, 5t, 17t, 21t), operativni protok 1000-2500 m³/dan, temperatura 99-100ºC, salinitet 1,83-9,2 g/l, višak pritiska na ušću 7-14 atm.

Kardonovka depozit

Nalazi se u okrugu Kizljar, 10 km jugoistočno od grada Kizljara, u okviru sela. Kordonovka.

U funkciji je jedan bunar br. 4t koji snabdeva termalnom vodom iz apšeronskog horizonta. Na bazi ovog bunara nalazi se kolektivno kupatilo i organizovano je flaširanje stone vode, protok je do 25 m3/dan, temperatura vode na izvorištu je 40°C, salinitet 2,18 g/l, višak pritiska je 6,0 atm.

Slika 2. Osnovni integrirani dijagram korištenja geotermalnih voda:

1 - proizvodni bunar? 2 - proizvodnja električne energije? 3 - procesi hlađenja? 4 - staklenici? 5 - instalacija toplotne pumpe? 6 - industrijski procesi? 7 - pilane? 8 - proizvodnja hrane? 9 - dehidracija? 10 - sušenje zrna? 11 - hrana za stoku? 12 - centralno grijanje i opskrba toplom vodom? 13 - grijanje tla i zalijevanje poljoprivrednog zemljišta? 14 - uzgoj ribe? 15 - hemijska proizvodnja? 16 - balneoterapija i bazeni? 17 - injekcioni bunar.

2.2 Sadašnje stanje i izgledi za razvoj geotermalne energije

Globalni potencijal geotermalnih resursa koji se danas proučava (2006) iznosi 0,2 TW električne i 4,4 TW toplotne energije. Otprilike 70% ovog potencijala se javlja u poljima sa temperaturama fluida nižim od 130°C.

Posljednje godine karakterizira nagli porast obima i proširenje područja korištenja geotermalnih resursa.

Najnovije energetske tehnologije koje koriste geotermalne resurse su ekološki prihvatljive i po efikasnosti su bliske tradicionalnim.

Kod savremenih GeoPP faktor iskorištenja energije dostiže i do 90%, što je 3-4 puta više nego kod tehnologija koje koriste druge obnovljive izvore energije (solarna, vjetar, plima). GeoPP koji koriste GVC tehnologiju i binarni ciklus (BEC) u potpunosti eliminiraju emisije ugljičnog dioksida u atmosferu, što je najvažnija ekološka prednost ovakvih elektrana.

Posljednjih godina tehnologije za direktno korištenje geotermalnih resursa u opskrbi toplinom se ubrzano razvijaju. Ukupni toplinski kapacitet geotermalnih sistema za opskrbu toplinom je povećan više od tri puta i dostigao je 28 GW.

U takvim sistemima se kao primarni izvor toplote koristi niskopotencijalna (T=55ºC) termalna voda i petrotermalna energija iz gornjih slojeva zemljine kore. Ukupni instalisani kapacitet sistema toplotnih pumpi je 15.723 GW, sa godišnjom proizvodnjom toplote od 86.673 TJ. Tehnologija sistema toplotnih pumpi je dobila najveći razvoj u SAD, Nemačkoj i Kanadi.

Rusija ima ne samo velike rezerve fosilnih goriva, već i geotermalne resurse, čija je energija za red veličine veća od cjelokupnog potencijala fosilnih goriva. Korišćenje Zemljine toplote u Rusiji može iznositi do 10% ukupnog bilansa snabdevanja toplotom. U Rusiji je istraženo 66 geotermalnih ležišta sa produktivnošću većom od 240.000 m3/dan termalne vode i više od 105.000 m3/dan. hidrotermalne pare. Preko 4.000 bušotina je izbušeno za eksploataciju geotermalnih resursa.

Trenutno oko 50 naučnih organizacija, koje su pod jurisdikcijom Ruske akademije nauka i brojnih ministara, radi na problemima korišćenja zemljine toplote.

Da bi se osigurala visoka ekonomska efikasnost termalnih voda, potrebno je maksimalno iskoristiti termalni potencijal, što se može postići integriranim korištenjem ovih voda. Primjer integriranog korištenja termalnih voda je ležište Mostovskoye na Krasnodarskom teritoriju. Treba napomenuti da se eksploatacija većine geotermalnih ležišta odvija na prilično niskom nivou. Često se nakon potrošača ispuštaju termalne vode na T = 50-70ºC. Približno 1/5 termalnog potencijala termalne vode se korisno koristi.

Zbog pogrešnih tehničkih rješenja (direktno snabdijevanje potrošača vodom koja ne zadovoljava utvrđene standarde po hemijskom sastavu i sl.), korištenje termalnih voda je u velikom broju slučajeva kompromitovano.

Nizak stepen eksploatacije ležišta i ogromna razlika između značajnih rezervi geotermalne energije i malog njenog utroška, ​​objašnjavaju se nekim specifičnim faktorima koji karakterišu ovu energiju, kao i tehnologijom njenog vađenja i korišćenja.

Ovi faktori su:

* visoka cijena bunara i niske prenosivosti termalnih voda;

* potreba za reinjektiranjem otpadne vode i značajni troškovi za njenu pripremu;

* nemogućnost akumulacije toplotne energije na duži period;

* koroziono-agresivna svojstva;

* jednokratna upotreba termalnih voda u sistemu za snabdevanje toplotom i njihova uporedna temperatura.

S tim u vezi javljaju se naučni, tehnički i tehnološki problemi geotermalne energije, od kojih su glavni:

* razvoj tehnologija za izgradnju visokoprinosnih bunara sa horizontalnim stolovima u produktivnom horizontu;

* konverzija neaktivnih bušotina u osiromašenim poljima nafte i gasa za ekstrakciju geotermalnog fluida;

* široko rasprostranjen razvoj GCS (geotermalnih cirkulacionih sistema);

* razvoj efikasnih metoda za borbu protiv korozije i kamenca;

* razvoj efikasnih tehnologija za korišćenje geotermalne toplote niskog potencijala.

Područja primjene i efikasnosti korištenja geotermalnih voda zavise od njihovog energetskog potencijala, ukupnog protoka i rezervi bunara, hemijskog sastava, saliniteta, agresivnih voda, dostupnosti potrošača itd.

Najefikasnije područje primjene geotermalne vode je grijanje, opskrba toplom i tehničkom vodom objekata različite namjene. Maksimalni energetski efekat postiže se stvaranjem posebnih sistema grijanja sa povećanom temperaturnom razlikom.

Danas se 3,5% svjetskog geotermalnog potencijala koristi za proizvodnju električne energije, a samo 0,2% za toplinu.

U zavisnosti od temperature, geotermalni resursi se široko koriste u električnoj energiji i daljinskom grejanju, industriji, poljoprivredi, balneologiji i drugim oblastima.

Do početka 2005 GeoPP rade u 24 zemlje širom svijeta, a njihov ukupni instalirani kapacitet je dostigao 8910,7 MW. Lideri po instaliranoj električnoj snazi ​​GeoPP-a su SAD - 2544 MW, Filipini - 1931, Meksiko - 953, Indonezija - 797, Italija - 790, Japan - 535, Novi Zeland - 435, Island - 200 MW. Godišnja proizvodnja električne energije u GeoPP-ima širom svijeta u 2004. Iznosio je 56.798 GWh.

Poslednjih godina aktivno se razvijaju geotermalni sistemi za snabdevanje toplotom zasnovani na toplotnim pumpama.

Otprilike 58% ukupnog svjetskog kapaciteta geotermalnog termalnog sistema dolazi od sistema toplotnih pumpi. Ukupni instalisani kapacitet sistema toplotnih pumpi je 15.723 MW, sa godišnjom proizvodnjom toplotne energije od 86.673 TJ. Ove tehnologije su dobile najveći razvoj u SAD-u, Njemačkoj i Kanadi.

Zahvaljujući prelasku privrede na geotermalne resurse, Island je postao razvijena zemlja sa visokim životnim standardom. Više od 87% isporuka grijanja na Islandu dolazi od geotermalne topline, s planovima za povećanje na 92% u bliskoj budućnosti. Primjer uspješne implementacije velikog projekta je stvaranje geotermalnog sistema grijanja u Reykjaviku, koji obezbjeđuje oko 99% potreba za toplinom. Ovaj sistem troši 2348 l/s geotermalne tople vode sa temperaturom od 86...127°C (vidi sliku 3).

Geotermalna energija u bivšem SSSR-u počela je da se razvija sredinom 60-ih godina prošlog veka, kada je prvi put stvorena Severnokavkaska istraživačka ekspedicija za bušenje i rekonstrukciju naftnih i gasnih bušotina za termalne vode.

Od 1970. do 1990. godine proizvodnja termalne vode povećana je za 9 puta, a prirodne pare za 3,2 puta. Godine 1990 Proizvedeno je 53 miliona kubnih metara termalne vode i 413 hiljada tona prirodne pare.

Rusija ima velike geotermalne resurse, čija je energija za red veličine veća od cjelokupnog potencijala fosilnih goriva.

Na teritoriji Rusije istraženo je 66 geotermalnih ležišta sa produktivnošću većom od 240 hiljada m3/dan termalnih voda i više od 105 hiljada tona/dan hidrotermalne pare. Preko 4.000 bušotina je izbušeno za eksploataciju geotermalnih resursa.

Regioni koji najviše obećavaju za razvoj geotermalne energije su regioni Kamčatka-Kuril, Zapadni Sibir i Sjeverni Kavkaz.

Na Sjevernom Kavkazu su dobro proučena geotermalna ležišta koja se nalaze na dubinama od 300 do 5000 m.

Rice. 3. Šematski dijagram organizacije snabdijevanja toplotom u Reykjaviku: (1- proizvodni geotermalni bunari; 2- deaeratori; 3- pumpna stanica; 4- hitni (rezervni) rezervoari; 5- vršna kotlarnica; 6- potrošači toplote; 7- kanal za pražnjenje).

Temperature u dubokim rezervoarima dosežu do 180°C i više. Ova ležišta mogu proizvesti do 10.000 toplotne i 200 MW električne energije.

Na Severnom Kavkazu oko 500 hiljada ljudi koristi geotermalne resurse za snabdevanje toplotom u domaćem sektoru, poljoprivredi i industriji.

Stvaranje i puštanje u rad modularnih geotermalnih električnih i termalnih stanica, kao i izgradnja geotermalnih elektrana kombinovanog ciklusa, još jednom uvode Rusiju u red vodećih zemalja u oblasti geotermalne energije. Danas na geotermalnom polju Mutnovsky uspješno radi 5 geotermalnih elektrana. Ukupni instalisani električni kapacitet GeoPP u Rusiji je 73 MW, a toplotni kapacitet elektrana za direktno korišćenje geotermalne toplote je 307 MW.

Uz direktnu upotrebu, više od polovine izvađenih resursa koristi se za opskrbu toplinom stambenih i industrijskih prostorija, trećina? za grijanje staklenika, a oko 13% za industrijske procese. Osim toga, termalne vode se koriste u oko 150 banja i 40 punionica mineralne vode.

Chokrak kompleks

U podnožju Dagestana, naslage Čokrak, koje su izvor topline i vodosnabdijevanja, raspoređene su regionalno, odlikuju se konzistencijom debljine i predstavljene su naizmjeničnim debelim jedinicama visoko propusnih, ravnomjerno zrnatih, slabo cementiranih pješčenjaka i glina. Na osnovu prirode distribucije pjeskovito-glinovitih sedimenata u sekciji i hidrogeoloških karakteristika, kompleks vodonosnika Čokrak podijeljen je na gornji i donji dio.

Naslage Donjeg Čokraka odlikuju se regionalnim sadržajem nafte i gasa, promjenjivom debljinom i dominacijom glinovitih sorti u sekciji.

Formacija "G" je predstavljena debelim članom visoko propusnih pješčenjaka, prilično dobro ucrtanih na cijeloj teritoriji Pijemonta Dagestana. Formacija je najrazvijenija u oblasti Mahačkale, gde njena debljina dostiže 470 m, a peskovitost do 370 m.

Formacija "B" je rasprostranjena na cijeloj teritoriji Pijemonta Dagestana. Litološki je predstavljen debelim slojevima pješčenjaka pod pritiskom koji se izmjenjuju sa naslagama gline. Debljina pojedinačnih krupnozrnih slojeva dostiže 20 m.

Formacija "B" dobila je maksimalan razvoj unutar Zapadne antiklinalne zone, kao iu oblastima Izberbaša i Kajakenta. Predstavljen je masivnim slojem pješčenjaka, mjestimično krupnozrnog, sa zaobljenim kvarcnim oblucima. Pješčari su rastresiti, slabo cementirani i vrlo propusni. Karakteristična karakteristika formacije “B” je regionalni kontinuitet slojeva pijeska na značajnim udaljenostima kako duž pada tako i duž poteza.

Formaciju "A" predstavljaju kvarcni peščari sa međuslojem gline. Pješčenjaci su sitno i srednje zrni, slabo cementirani, a karakteriše ih loša sortacija klastičnog materijala po veličini, obliku i stepenu zaobljenosti. Najveća debljina formacije „A“ je u južnom Dagestanu, gde dostiže 100 m u oblasti Kajakent, 55-60, ređe 85 m? unutar zapadnog antiklinalnog pojasa. Na sjeveru debljina se smanjuje: u Izberbashu na 20m, Mahačkali na 30m.

Ukupna debljina gornjeg Čokraka iznosi 300-500m, dok ukupna debljina pješčanika neznatno varira, varira između 150-200m, a samo u južnom Dagestanu u oblastima Derbenta opada na 60m.

Karaganski kompleks

Dat je kratak opis karaganskih naslaga prema stratigrafskoj šemi N.B. Vassoevich, ko ih deli na dva dela? gornji i donji, od kojih je svaki zauzvrat podijeljen na horizonte obilježavanja (gornji na tri, donji na četiri). Dakle, odozdo prema gore, izdvaja se sedam podformacija koje se mogu pratiti unutar Terek-Dagestanske naftno-gasne regije.

Podformacija Alistandža debljine 25-60 m uglavnom je predstavljena glinama sa međuslojevima laporaca i jednim pješčano-aljevtičkim elementom debljine 10-16, mjestimično i do 30 m.

Podformacija Nižnjekumska je sastavljena od pjeskovito-alevritnih i glinovitih stijena, koja uključuje tri pješčano-alevritna člana ukupne debljine od 10 do 30 m.

Podformacija Verkhnekumskaya je gotovo u potpunosti predstavljena glinama ukupne debljine oko 40 m i nije od posebnog interesa u hidrološkom i geološkom smislu.

Podformacija Yaryksu u sjevernom dijelu Pijemonta Dagestana čini četvrtinu ukupne debljine Karagane. Debljina podformacije se povećava prema istoku iu dolini rijeke. Sulak je 110m, u selu. Kumtorkala 115m, lale opada u oblasti Mahačkale.

Podformacija Achisu je uglavnom predstavljena pješčano-alevritnim stijenama sa glinenim međuslojevima. Ukupna debljina podformacije u riječnoj dolini. Aksai je 40-45m, a sloj pijeska S6 je 23m.

Podformacija Belgatoy predstavljena je preslojavanjem glina sa peskovito-alevritnim stenama, među kojima se ističu tanki peskoviti slojevi od 1,5-10 metara S4 i S3.

Podformacija Shaudan, debljine obično 50-60 m, regionalno je ograničena na Pijemont Dagestan.

Posljednjih godina, sadržaj termalne vode Karaganskog horizonta proučavan je u brojnim područjima: Mahačkala, Ternair, Kizlyar, Kajakent, Kaspijsk, Manas, Gerga, itd., Što ih je općenito moguće okarakterizirati kao visoko produktivne.

Protok bušotine tokom samotoka se kreće od 450 m³/dan (Gerga) do 2000 (Mahačkala) i 3500 mí/dan (Kizlyar), temperatura tokom samotoka? od 0,3 do 1,4 MPa.

3. Prognozna procjena hidrotermalnih resursa Dagestana

Stepen poznavanja geotermalnih resursa sedimentnih slojeva Dagestana, kako po površini tako iu geološkom preseku, određen je brojem, kvalitetom i dubinom bušenja gasno-uljnih termalnih i arteških bušotina.

Da li su bušenjem proučavani akviferski kompleksi prve strukturno-hidrogeotermalne faze parnih termalnih voda? oko 1 hiljada gasne i naftne bušotine na teritoriji Prikumskog okna i Pijemontskog Dagestana.

Miocenski kompleks visokotermalnih i termalnih voda otkrio je više od dvije hiljade gasno-uljnih i geotermalnih bušotina, uglavnom u zoni Kumskaya i Pijemontskom Dagestanu.

Niskotermalne slatke vode pliocenskog kompleksa otkrivene su u više od pet hiljada arteških, gasno-naftnih i geotermalnih bušotina i, za razliku od podložnih kompleksa, prilično su ravnomjerno proučavane na teritoriji platforme i podnožja Dagestana.

4. Izgledi za kompleksnu preradu geotermalnih mineralizovanih voda Republike Dagestan

U posljednje vrijeme sve se više pažnje poklanja prirodnim mineraliziranim vodama kao obećavajućim izvorima mnogih vrijednih hemijskih proizvoda. Ekonomsku isplativost korištenja prirodnih voda potvrđuje dugogodišnja industrijska praksa proizvodnje soli litijuma, natrijuma, kalija, magnezija, bora, broma, joda i drugih elemenata od njih u SAD, Japanu, Njemačkoj, Italiji.

U Rusiji se iz podzemnih voda izdvajaju samo jod i brom, dok zemlja ima ogromne rezerve mineralizovane vode, u kojoj u nekim slučajevima koncentracije vrijednih elemenata premašuju njihove koncentracije u vodama eksploatisanih nalazišta stranih zemalja.

Razvijena je tehnologija za složenu preradu mineralizovanih voda retkih metala tipa hlorid-natrijum-kalcijum, koja omogućava proizvodnju ne samo komercijalnih proizvoda, već i gotovo svih reagensa neophodnih za implementaciju tehnologije, od samu prerađenu vodu.

5. Geotermalne metode pretraživanja i istraživanja gasno-naftnih i geotermalnih polja

Da li je višestruko proučavanje uloge toplotnog toka u formiranju toplotnih anomalija različitih vrsta minerala poslužilo kao osnova za razvoj novog pravca u primenjenoj geofizici? termička prospekcija metodom varijacija toplotnog toka (MHVT).

Toplotni režim zemlje. Termičko polje zemljine kore karakteriziraju značajne prostorne nepravilnosti, što je rezultat složene strukture vanjskog čvrstog omotača Zemlje. Utjecaj različitih tektonskih oblika na distribuciju prirodnog toplinskog polja zemljine kore određen je redoslijedom tektonske strukture.

Redoslijed strukture istovremeno određuje dubinu izvora toplinskog polja. U okviru velikih tektonskih struktura s korijenima u gornjem plaštu, dominantan utjecaj na njihov termički režim imaju termodinamički procesi koji se u njemu odvijaju, za razliku od struktura sedimentnih slojeva, koji samo narušavaju duboki toplinski tok.

Oprema za geotermalna istraživanja. Obimnost i relativno niska preciznost standardne termometričke opreme čine je neprikladnom za upotrebu u geotermalnim istraživanjima. Prilikom projektovanja termometra za termalna istraživanja, projektovanog za upotrebu do dubine od 150 m, uzete su u obzir karakteristike merenja u ovom intervalu: kratka komunikaciona linija, male granice promene temperature (2-3?C), niski pritisci i dug boravak (do 10 dana) uređaja na dnu bunara otvorenih rupa, pri čemu bunar često pliva i projektil se zaglavi. Termistori se koriste kao temperaturni senzori, koji u kombinaciji sa sklopom za snimanje koji uključuje jednosmjerni most s klasom tačnosti od najmanje 0,005 i galvanometar, osiguravaju preciznost mjerenja do stotinih stupnjeva.

Za geotermalna mjerenja do dubine od 600 m razvijen je termometar T-600 u kojem se prate promjene otpora u komunikacijskoj liniji pomoću posebnog uređaja zasnovanog na svojstvu diode da propušta struju u jednom smjeru. Osjetljivi dio termometra sastoji se od dva senzora koji se međusobno prate, od kojih je jedan termistor, a drugi žičani? Otporni termometar T-600 omogućava mjerenje visokofrekventnih promjena temperature (±0,005°C) i njenih apsolutnih vrijednosti sa greškom ne većom od ±0,05°C.

Zaključak

Geotermalni resursi predstavljaju praktično neiscrpan, obnovljiv i ekološki prihvatljiv izvor energije koji će igrati značajnu ulogu u energetskom sektoru budućnosti.

Budući da mnoge ekstrahirane geotermalne vode sadrže otopljene hemijske elemente koji štetno djeluju na cjevovode (korozija) i na zdravlje potrošača, sada se velika pažnja poklanja prečišćavanju ove vode i izdvajanju iz nje hemijskih elemenata.

Kao jedan od neobnovljivih izvora energije, geotermalna energija ostaje i ostat će jedno od vodećih mjesta u energetskom sektoru zemlje.

Književnost

1. Gadžijev A.G., Kurbanov M.K., Suetnov V.V. "Problemi geotermalne energije u Dagestanu." Moskva. Izdavačka kuća "Nedra".

2. Meilanov R.P., Aliev R.M., Boykov A.M., Alkhasov A.B., Ramazanov M.M., Azizov G.A. "Zbornik članaka Odeljenja za energetiku i geotermomehaničku IPC DSC RAS." Mahačkala 2002. 107 str.

3. "Aktuelni problemi razvoja obnovljivih izvora energije." Makhachkala. Izdavačka kuća "Poslovni svijet" doo. (Materijal škole mladih naučnika).

Slični dokumenti

Glavna nalazišta mramora u Rusiji i njihove karakteristike. Metodologija pretraživanja. Pretražite prostorije i znakove. Sistem za istraživanje rezervoara. Pripremljenost istraženih ležišta za industrijski razvoj. Uzorkovanje mermernih naslaga.

sažetak, dodan 17.02.2008


Geološka i geofizička studija područja. Litološke i stratigrafske karakteristike ležišta. Tektonska struktura, sadržaj gasa i fizičke i hidrodinamičke karakteristike proizvodnih formacija. Prediktivna procjena količine resursa zapaljivog gasa.

rad, dodato 10.11.2015


Geološka struktura ležišta Maslovskoye. Varijabilnost parametara glavnog rudnog ležišta. Primjena linearnog blok kriginga za analizu raspodjele rezervi polja. Izbor tehničkih sredstava za dalja istraživanja.

kurs, dodan 19.07.2015


Formiranje nafte i gasa u utrobi Zemlje. Fizička svojstva formacijskih voda, nalazišta nafte i gasa i stena. Geofizičke metode traženja i istraživanja ugljikovodika. Gravitaciona prospekcija, magnetna prospekcija, električna prospekcija, seizmička prospekcija, radiometrija.

kurs, dodato 07.05.2014


Opće informacije o području Dnjeparskog polja, njegovim geološkim i geofizičkim karakteristikama. Metode istraživanja i razvoja. Proučavanje akumulacijskih svojstava proizvodnih formacija polja. Sastav formacijskih fluida. Faze razvoja polja.

rad, dodato 10.11.2015


Geološka struktura ležišta Rodnikovoe: stratigrafija, magmatizam, tektonika. Geofizička istraživanja u bušotinama. Tehnološki uslovi i svrha bušenja. Odabir dizajna bunara. Sprečavanje i otklanjanje nezgoda na terenu.

teza, dodana 24.11.2010


Analiza tehnološkog uzorka obogaćivanja niskokvalitetne manganove rude iz ležišta Parnok. Izvođenje elementarne, hemijske, granulometrijske, mineralne, rendgenske strukturne, mikro-rendgenske i fazne emisione spektralne analize.

kurs, dodato 01.10.2016


Opći podaci o mineralnim vodama, njihovim geohemijskim tipovima. Klasifikacija i uslovi nastajanja termalnih voda. Geohemijska procjena sposobnosti hemijskih elemenata da se akumuliraju u podzemnim vodama. Primjena i načini korištenja industrijskih voda.

sažetak, dodan 04.04.2015


Procjena prirode i režima akvifera za preduzimanje efikasnih mjera za odvodnjavanje rudarskih radova na osnovu analize raspoloživih hidrogeoloških istražnih podataka i proračuna indikatora. Određivanje inženjersko-geoloških uslova polja.

kurs, dodan 26.11.2009


Geografske i ekonomske karakteristike rada: lokacija ležišta, ekonomsko stanje regiona. Istorija geološkog i hidrogeološkog znanja. Procjena prirodnih resursa i rezervi. Opravdanost metodologije i faza bušenja.