168641 (Вирішення глобальних енергетичних проблем на прикладі країн Європи), страница 3

Геотермальна енергія – це тепло Землі, яке переважно утворюється внаслідок розпаду радіоактивних речовин у земній корі та мантії. Температура земної кори углиб підвищується на 2,5-3 °С через кожні 100 м ( так званий геотермальний градієнт).Так, на глибині 20 км вона складає близько 500 °С, на глибині 50 км - порядку 700...800 °С. У певних місцях, особливо по краях тектонічних плит материків, а також у так званих "гарячих точках", температурний градієнт вище майже в 10 разів, і тоді на глибині 500-1000 метрів температура порід сягає 3000С. Однак і там де температура земних порід не така висока, геотермальних енергоресурсів цілком достатньо. Для отримання теплоти, акумульованої в надрах землі, її спочатку треба підняти на поверхню. Для цього бурять свердловини і, якщо вода досить гаряча, вона піднімається на поверхню природним чином, за нижчої температури може знадобитися насос. Геотермальні води – екологічно чисте джерело енергії, що постійно відновлюється. Воно суттєво відрізняється від інших альтернативних джерел енергії тим, що його можна використовувати незалежно від кліматичних умов і пори року. Є два види геотермальних станцій: перші для генерування струму використовують пару, другі - перегріті геотермальні води. У перших суха пара зі свердловини надходить у турбіну або генератор для вироблення електроенергії.. На станціях іншого типу використовуються геотермальні води температурою понад 190оС. Вода природним чином підіймається вгору свердловиною, подається в сепаратор, де внаслідок зменшення тиску частина її кипить і перетворюється на пару. Пара спрямовується в генератор або турбіну і виробляє електрику. Це найбільш поширений тип геотермальної електростанції. Значні масштаби розвитку геотермальної енергетики в майбутньому можливі лише в разі одержання теплової енергії безпосередньо з гірських порід. У цьому випадку в місцях, де знайдено сухі гарячі скельні породи, бурять паралельні свердловини між якими утворюють систему тріщин. Тобто фактично формується штучний геотермальний резервуар, в який подається холодна вода з наступним отриманням пари або пароводяної суміші. Значні масштаби розвитку геотермальної енергетики в майбутньому можливі лише в разі одержання теплової енергії безпосередньо з гірських порід. У цьому випадку в місцях, де знайдено сухі гарячі скельні породи, бурять паралельні свердловини між якими утворюють систему тріщин. Тобто, фактично формується штучний геотермальний резервуар, в який подається холодна вода з наступним отриманням пари або пароводяної суміші. Одним Із перспективних напрямів розвитку геотермальної енергетики є створення комбінованих енерготехнологічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в геотермальних теплоносіях. Геотермальні установки потребують зовсім невеликих ділянок землі, набагато менших, ніж необхідні під енергетичні установки інших типів. Вони можуть розміщуватися практично на будь-яких землях, включаючи сільськогосподарські угіддя. Якби можна було використовувати усього лише 1 % геотермальної енергії Земної кори (глибина 10 км), ми б мали у своєму розпорядженні кількість енергії, що у 500 разів перевищує всі світові запаси нафти і газу. У 2005 р. потужність електростанцій, що використовують геотермальні ресурси, в усім світі становила близько 8500 МВт. Очікується, що до 2010 р. цей показник перевищить 11000 МВт. Острів - один великий вулкан, сформований мільйони років тому. Геологічна еволюція зробила Ісландію відповідним місцем для збору геотермальної енергії. Пориста порода вбирає сотні міліметрів опадів щороку і підігріває їх в підземних надрах. Використовувати цю енергію не важко питання, воно полягає лише в тому, як пробурити свердловину і підвести гарячу рідину на поверхню до електростанції. Тоді, якщо електростанція запрацює, все як завжди: пара крутить турбіну, яка приводити в дію генератор. Більш ніж 50 країн використовують геотермальну енергію; в значній мірі усюди, де магма і вода стикаются в межах декількох кілометрів на поверхні. Ісландія займає 14-те місце в світі по наявності геотермальних ресурсів, але, в той же час, є найкрупнішим виробником цієї енергії на душу населення.

Минулою осені Ісландія увійшла до глибокої економічної кризи. Тепер ісландці економлять на всьому, включаючи енергоносії. Багато країн зараз починають використовувати джерела поновлюваної енергії — в основному це сонце і вітер — оскільки хочуть зменшити споживання вугілля і нафти. Ісландія ж почала упроваджувати екологічні технології, починаючи з нафтової кризи 1970-их років, коли її прогресивні жителі зрозуміли, що їх залежність від імпортованої енергії була слабкою крапкою.

Через десятиліття і $22 мільйони вкладень, ісландський проект глибокого буріння повинен в наступному місяці вдало використовувати надкритичну воду. Експерти дають 50 відсотків на успіх цього проекту. І якщо він запрацює, то зміг би виробляти таку ж кількість електроенергії як і невелика атомна електростанція. В даний час Ісландія використовує свій геотермальний потенціал всього на 20 відсотків від всього можливого. Аби вони експлуатували всі запаси острова лише звичайним способом, то могли б проводити до 20 Гігават під час електрики щорік — як три ядерні реактори.

Ісландія початку використовує геотермальну енергію з початку XX століття. На острові діють п'ять геотермальних електростанцій теплофікацій спільною електричною потужністю 420 Мвт, які проводять 26,5 % всій електроенергії в країні також 90 відсотків їх опалювання і гарячої води підігрівається за допомогою геотермальної енергії.

Але в такого крупного проекту є і серйозні проблеми і ризики. У гіршому разі, можливий викид і витік води під високим тиском, тоді нестримний потік рідини змете цілу бурову установку, що і трапилося на одному з ісландських проектів в 1999, тоді, із-за збою клапана використовуваного для ізоляції джерела в разі викиду, стався вибух, який залишив після себе воронку 30 метрів шириною. Можливо, також, що глибоководні води містять соляну кислоту, а ця рідина протягом декількох годин без проблем розплавить сталь. Також бур може наткнутися безпосередньо на магму, або пропустити надкритичну воду, тоді доведеться залишити цю ділянку і бурити у іншому місці.

Ісландія створила свій власний проект використання геотермічної енергії, який, можливо, стане прикладом для країн з подібним ландшафтом. Японія і Італія відкрито говорять про потенціал їх надкритичних вод, але Ісландія перша країна зробила великий крок в використанні геотермальної енергетики.

В Ісландії дуже великі запаси гідроенергії і геотермальні резерви. У 1904 році електрика прийшла до Ісландії з відкриттям 9 Квт гідроелектростанції на невеликій течії в рибальському місті Хафнарфьєрдур. У подальші три десятиліття потужності енергопостачання були встановлені в багатьох інших містах і великих селах, включаючи значну електростанцію на річці Еллідар в околицях столиці в 1922 році.

За законодавством, що діє з 1946 року державу отримало право споруджувати і вводити в експлуатацію електростанції потужністю більше 80 Квт, проте електростанції і різні потужності, що раніше введені в експлуатацію і знаходять у володінні місцевих властей продовжили свою роботу. Національна Енергетична Компанія (Ландсвіркьюн) була заснована в 1965 році, що знаходиться в спільному володінні в держави, міста Рейк'явіка і міста Акурейрі. Забезпечуючи Ісландію 93,3% всієї споживаної країною електрики через свою енергосистему НЕК побудувала по всій країні найкрупніші гідроелектростанції. І всі міста, села і ферми електрифіковані суспільними енергопотужностями.

Геотермічні ресурси до цих пір використовувалися для опалювання приміщень, оранжереї і плавальні басейни. Рейк'явік і ще два десятки по всій країні використовують це екологічно чисте і нове місцеве джерело опалювання, надаючи близько 86% населення геотермічним опалюванням приміщень. Гарячою водою Рейк'явік забезпечується з колодязів в самому місті і термальних територій Рейкира, 18 км. на північний захід, і Несявеллір в районі Хенгил, 35 км. на схід.

Більшість сільських шкільних центрів в країні розташовані поряд з гарячими джерелами де геотермічні води використовуються для обігріву будинків і спортивних споруд. Промислова утилізація геотермічної енергії - це досягнення останніх років.

У країні геотермальна пара також використовується для сушки морських водоростей, що йдуть потім в їжу і випаровування солі з морської води.

З 1980-х європейські енергокомпанії вивчають можливість здійснення масових проектів вироблення електроенергії в Ісландії для подальшого експорту її через підводний кабель. Деякі компанії передбачають встановлення подібних експортних потужностей до 2010 року. Зростаюча в світі думка про шкоду, що приносить навколишньому середовищу ядерними паливами і використанням інших природних копалин робить Ісландію в очах всього світу екологічним чистим новим джерелом енергії з конкурентоспроможністю її територій, що лише збільшується.

2.4 Досвід Польщі вирішення енергетичної проблеми

Польща могла б опалювати третину осель теплом із підземних гарячих джерел. Але "заважає" вугілля…

Місто Пижице, на північному заході Польщі неполадок Щецина. Зала розміром з тенісний майданчик заповнена великими трубами. Посередині стоїть теплообмінювач. Енергія гарячої води з-під землі звідси потрапляє в міську тепломережу. Говорить керівник станції Збіґнєв Кулик:

"На початку 90-х років місту довелося оновлювати мережу теплопостачання. Комунальники постали перед питанням: газова установка чи щось сучасне, нове. Оскільки в тутешній місцевості є хороші гарячі джерела, вибрали геотермальну енергію".

Майже половина приватних помешкань і всі громадські установи опалюються теплом з-під землі. Збіґнєв Кулик поправляє свою блакитну сорочку і показує список, у якому близько двох десятків прізвищ: "Останнім часом ми отримуємо дедалі більше запитів від приватних клієнтів, які хочуть підключитися до нашої мережі. Вони відчувають зростання цін, скажімо, на газ. Натомість наші ціни відносно стабільні".

В усій Польщі зараз існує п’ять геотермальних мереж, шосту будують. Александра Ґоздур фахівець-інженер зі Щецинського університету вважає, що їх можуть бути сотні.

"Поки що це лише пілотні станції в окремих регіонах. Досі в Польщі використовували свердловини, які вже існують. Свого часу їх зробили, коли шукали нафту. Власне, Польща нагадує швейцарський сир – так багато у нас свердловин. Лише завдяки цьому ми знаємо, що в нас такий потенціал геотермальної енергії".

За деякими підрахунками, потенціалу вистачить на те, щоб забезпечити теплом третину польських помешкань. Сьогодні це лише 0,1 відсотка. Експерт Александра Ґоздур хитає головою:

"Головний бар’єр на шляху розбудови геотермальної енергії – це великі запаси вугілля. Ним Польща може ще довго опалювати. Тому ніхто не поспішає користуватися геотермальними джерелами і будувати станції".

Щоправда, це може змінитися. Якщо ЄС активізує боротьбу з глобальним потеплінням полякам стане невигідно спалювати вугілля, а геотермальна енергія навпаки стане більш привабливою.

Висновок

Розвиток людського суспільства нерозривно пов’язаний з споживанням різних видів енергії. Сьогодні гостро стоїть проблема швидкого вичерпування запасів природних енергоресурсів –вугілля, нафти, газу. Використання будь якого виду енергії доводиться оплачувати грошима, людським життям, забрудненням навколишнього середовища. Не існує якогось універсального виду енергії, також не можна відмовитися від одного виду енергії, не замінивши його іншими видами. Доводиться балансувати між вигодами й ризиком.

Впроваджуючи широке використання альтернативних джерел енергії потрібно пам’ятати, що цю електроенергії варто виробляти за сучасними технологіями, насамперед, використовуючи відновлювальні джерела енергії. І ось саме тут треба виконати три умови: право постачати вироблену електроенергію в мережу; зобов’язати енергокомпанії купувати електроенергію у виробників; справедливе ціноутворення, тобто гарантовані ціни на визначений період, сприятливі умови кредитування.

Електроенергія – це товар, якість якого повинна відповідати вимогам стандартів. Нині споживача цікавлять три питання: якої якості електроенергію він купив і чи варта вона цих грошей (у тому розумінні, який збиток йому приносить кожне порушення якості електроенергії); на які цілі й у якій кількості він споживає електроенергію, яку купує (раціонально чи ні); як грамотно керувати енергоспоживанням, щоб звести до мінімуму витрати електроенергії (у який момент і які навантаження варто відімкнути, щоб не перевищити ліміт споживання).

Вважаючи на перспективи розвитку енергетики світу можна з впевненістю сказати, що в найближче майбутнє будуть широко використовуватися альтернативні джерела енергії з впровадженням їх у всіх розвинутих країнах світу. Адже, саме альтернативні джерела енергії дають змогу використовувати екологічно чисте паливо і виробляти при цьому в кілька разів більше енергії для практичного і продуктивного виробництва.