Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: III Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 23 мая 2012 г.)

Наука: Биология

Секция: Экология

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Кузнецова В.А. ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ТЕРРИТОРИИ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. III междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3. URL: https://sibac.info//sites/default/files/conf/file/stud_3_3.pdf (дата обращения: 22.08.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПЕРСПЕКТИВЫ ОСВОЕНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ТЕРРИТОРИИ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Кузнецова Валентина Андреевна

студент 1 курса, направление 022000 -«Экология и природопользование» ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный университет экономики и управления «НИНХ», г. Новосибирск.

Катункина Евгения Владимировна

научный руководитель, доцент кафедры Территориальной организации производительных сил и экономики природопользования ФГБОУ ВПО НГУЭУ, г. Новосибирск

E-mailtops@nsuem.ru.

 

 

В условиях быстрого роста энергопотребления и удорожания энергии, ограниченности ресурсов топлива и обострения экологических проблем его использования, мировая энергетика была вынуждена взять курс на переход к рациональному сочетанию традиционных и новых, в первую очередь возобновляемых, источников энергии. Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства на работы в области нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного «голода», а также загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на НВИЭ. Уже более десяти лет использование возобновляемых источников энергии является приоритетом энергетической политики государств Европы [3].

Что касается геотермальных ресурсов, то это один из самых крупных и постоянно действующих источников энергии, освоение которого, уже сейчас позволяет удешевить энергопродукцию по сравнению с органическим топливом [1]. Геотермальная энергия – это экологически чистая альтернатива ископаемому топливу.

Выражение "геотермальная энергия" буквально означает, что это энергия тепла земли (от греч. geo- земля, therme- тепло). Подсчитано, что температура ядра Земли составляет близко 5000 °С. В среднем температура повышается на 3°С через каждые 100 метров в глубину. Так, на глубине 20 км она составляет около 500°С, на глубине 50 км - порядка 700...800°С [5].

Основным источником геотермальной энергии является постоянный поток тепла от раскаленных недр, направленный к поверхности земли. Этого тепла достаточно, чтобы расплавлять горные породы под земной корой, превращая их в магму. Большая часть магмы остается под землей и, подобно печи, нагревает окружающую породу. В некоторых местах, в особенности по краям тектонических плит материков, а также в так называемых "горячих точках" теплота подходит так близко к поверхности, что ее можно добывать с помощью геотермальных буровых скважин. Средняя продолжительность срока службы скважины, как показывает мировая практика, 25 – 30 лет.

Использование геотермальной энергии даже в небольшом объеме может значительно изменить и улучшить энергетический баланс страны. Внутри Земли помещается теплоты намного большее, чем можно было бы добыть ее в ядерных реакторах при расщеплении всех земных запасов урана и тория [4]. Общий выход теплоты из недр к земной поверхности втрое превышает современную мощность энергоустановок мира и оценивается в 30 ТВт. Прогнозная количественная оценка материальных ресурсов геотермальной энергии (глубина до 3 км) составляет 25 х 1012 кВт/ч, для сравнения гидроэнергия – 33 х 1012  кВт/ч [5].

В геологическом понимании геотермальная теплота — это теплота при температурах, высших, чем температура окружающей среды. Запасы этой теплоты на земном шаре составляют приблизительно 81030 Дж, это количество превышает годовое потребление энергии во всем мире в 35 млрд. раз.

Потенциальными возможностями для использования геотермальных ресурсов обладает Западная Сибирь.

Западная Сибирь располагает примерно половиной запасов геотермальных ресурсов России, в ее недрах на доступной глубине (1–4 км) сосредоточено колоссальное (превосходящее все остальные регионы) количество возобновляемых, наиболее безопасных, дешёвых, стабильных по мощности и перспективных к комплексному использованию геотермальных энергоресурсов. Наиболее высокотемпературная зона (1000С и выше) находится в центральной части Западно-Сибирской плиты.

Термальные воды, приуроченные к мощным мезо-кайнозойским отложениям, залегают на глубинах 1100 – 3000 м и имеют высокую температуру, местами значительные дебиты и слабую минерализацию. Наиболее изучены месторождения термальных вод в Омской, Тюменской, западной части Новосибирской и Томской областей.

В связи с развитием нефтегазодобывающей и других отраслей промышленности Западной Сибири, встает вопрос о комплексном использовании тепла Земли в народном хозяйстве. Однако термальные воды, которых здесь так много, используются очень слабо.

Специфика теплоты недр как источника энергии существенно сказывается на методических принципах оценки геотермальных ресурсов. С позиции пользователя преимущества геотермальных ресурсов значительны и состоят в следующем:

  • повсеместность распространения – геотермальные ресурсы, годные для теплоснабжения, представлены почти на всей территории России;
  • близость к потребителю – добыча геотермальной энергии почти везде возможна на месте ее использования, что резко сокращает затраты на транспорт, канализацию и существенно повышает надежность энергоустановок;
  • неисчерпаемость – прогнозные геотермальные ресурсы на доступных глубинах (до 5 – 6 км) в 4 – 6 раз, а перспективные в 2 – 3 раза превышают ресурсы углеводородов;
  • локализованность геотермальных систем – геотермальные установки могут полностью обеспечить электроэнергией и теплом промышленные, сельскохозяйственные и жилищно-коммунальные нужды потребителей, что делает их особо ценными для труднодоступных, удаленных и неосвоенных районов;
  • региональная принадлежность – так как теплота недр относится к местным ресурсам, то планирование и размещение геотермальных систем может быть более гибким и мобильным; а  заинтересованность региона может стимулировать темпы и масштабы освоения этого полезного ископаемого.
  • полная автоматизация, безопасность и практическая безлюдность добычи геотермальной энергии – использование глубоких скважин  тепломассопереноса водой не требует ведения традиционных подземных или открытых горных работ с их неизбежной опасностью, обеспечивает управляемость процессов добычи, возможность компьютерного контроля и отсутствие горнодобывающих рабочих;
  • экономическая конкурентоспособность – добыча и использование теплоты недр, по данным действующих зарубежных и отечественных предприятий, проектов, технико-экономических обоснований и прогнозных расчетов, экономически целесообразны и не требуют государственных дотаций;
  • достоинство маломощных систем геотермального теплоснабжения – технико-экономические показатели с теплопроизводительностью 5 – 10 ГДж/ч сопоставимы с альтернативными топливными котельными, что позволяет обеспечить центральным отоплением, и горячим водоснабжением сельские районы страны.
  • экологическая чистота – при использовании циркуляционной технологии добычи теплоты недр обеспечивается замкнутый цикл оборота геотермального теплоносителя и не требуется никаких сбросов или выбросов в окружающую среду [1].

 

Однако геотермальным ресурсам свойственен и ряд недостатков.

  1. Сравнительно низкий температурный потенциал теплоносителя – в общем случае он зависит от геотермических условий района и глубины залегания продуктивного естественного или искусственного коллектора. Температура теплоносителя, направляемого потребителю, может регулироваться размерами инвестиций в строительство систем геотермального теплоснабжения (на скважины – для увеличения глубины зоны теплоотбора, или на пиковые котельные, тепловые насосы и др. – для повышения температуры уже на поверхности), но инвестиции лимитируются затратами на выработку тепловой энергии за счет традиционных ее источников.
  2. Нетранспортабельность – добытая теплота должна быть использована на месте или преобразована в электроэнергию; строительство протяженных теплотрасс экономически не выгодно, а в геотермальных условиях России выработка электроэнергии целесообразна лишь в отдельных, нетипичных районах.
  3. Сложность складирования – аккумуляция добытой теплоты в виде горячей воды в емкостях возможна только для сглаживания неравномерности суточного графика теплоснабжения или кратковременной остановки геотермальной циркуляционной системы [1].

 

С изобретением тепловых насосов стало возможным строительство геотермальных электростанций на территориях с низкопотенциальными источниками тепла, к которым относится  Новосибирская область.

Децентрализованное энергоснабжение (ДЦЭ) районов области осуществляется от дизельных электростанций. Общая задействованная мощность дизельных электростанций, расположенных в зоне ДЦЭ, более 10 МВт. Средний срок их эксплуатации составляет 15 лет, что ведет к сверхнормативному расходу топлива и повышению стоимости производства энергии. Совокупная стоимость производства электроэнергии доходит до 15-70 центов/кВт-ч. Кроме того, высокий износ станций снижает надежность снабжения населенных пунктов энергией, что приводит к возникновению чрезвычайных ситуаций [2]. Внедрение в регионе новых технологий, основанных на использовании природных возобновляемых ресурсов, значительно снизит стоимость производства энергии, позволит снизить расходы бюджета на завоз топлива для дизель-электростанций, а также повысит надежность обеспечения населения электричеством и теплом [3].

Положительное воздействие проекта строительства ГеоТЭС на экологическую обстановку в регионе обусловлено уменьшением завозимого и сжигаемого органического топлива. К тому же сокращаются вредные выбросы токсичных газов транспортных устройств, осуществляющих доставку топлива к дизельным электростанциям.

Развитие геотермальной энергетики позволит полностью обеспечить необходимой энергией более 20 тыс. человек, проживающих в Новосибирской области в зонах децентрализованного электроснабжения, значительно улучшить условия быта населения, обеспечить трудоспособное население новыми рабочими местами, улучшить медицинское и социальное обеспечение, развить инфраструктуру территорий.

Таким образом, освоение геотермальных ресурсов является перспективным направлением развития энергетики Западной Сибири. Основным потребителем геотермальных ресурсов на территории Западной Сибири следует считать жилищно-коммунальное, сельскохозяйственное и промышленное тепло и энергоснабжение.

Экономическая оценка геотермальных ресурсов показывает, что этот источник энергии конкурентоспособен на значительной территории региона, и представляет собой практически неограниченную сырьевую базу для теплоэнергетики. Внедрение новых технологий, основанных на использовании энергии геотерм, значительно снизит стоимость производства энергии, позволит снизить расходы бюджета на завоз топлива для электростанций, работающих на традиционном топливе, а также повысит надежность обеспечения населения электричеством и теплом.

 

Список литературы:

  1. Богуславский Э. И. Экономическая оценка геотермальных ресурсов //Проблемы геотермальной энергии. Междунар. симпозиум, Т.1 – С.‑П.: 1995.
  2. Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма – материалы Международного полевого Курило-Камчатского семинара, 16 июля – 6 августа 2005 г.. – Петропавловск-Камчатский: «ОТТИСК», 2005.
  3. Гужулев Э. П., Горюнов В. Н., Лаптий А. П. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: Монография. – Омск: ОмГТУ, 2004.
  4. Калинин М. И., Хахаев Б. Н., Баранов А. В. Геотермальное теплоснабжение центральных регионов России с использованием мелких и глубоких скважин.//Электрика. 2004 № 4.
  5. Кирюхин А. В., Делемень И. Ф., Гусев Д. Н. Высокотемпературные гидротермальные резервуары – Москва: «Наука», 1991.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий