В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 102
Текст из файла (страница 102)
Исследовательская работа 520 Гл. лн Зкологичеекие кроблелгы эиергеигики на Паратунской геотермальной станции продолжается и сейчас. В 1999 г. введена в строй Верхне-Мутновская геотермвльная электростанция мощностью 12 МВт. Начаты работы по сооружению первой очереди Мутновской геотермальной станции мощностью 50 МВт (два блока по 25 МВт). В отдаленных районах стоимость энергии, получаемой на геотермальных станциях, оказывается ниже стоимости энергии, получаемой из привозного топлива. Геотермальные станции успешно функционирует в ряде сгран Филиппины, Италии, Исландии, США, Новая Зеландия, Индонезия. Первая в мире геотермвльпая электростанция была построена в 1904 г.
в Италии. Геотермальнвл энергия в Исландии начала использоваться в 1944 г. Однако интерес к использованию геотермальной энергии резко вырос в 60 — 70 гг. При благоприятных природных условиях использование геотермальных энергоносителей оказывается в 2 5 раз выгоднее традиционных тепловых и атомных энергоустановок.
Кратко рассмотрим использование геотермальной энергии ~31, 108~. В США в Калифорнии в начале 90-х гг. ХХ в. дойствовало около 30 станций общей мощностью 2400 МВт. Пар для этих станций извлекался с глубин от 300 до 3000 м. В этом штате США за 30 лет мощносты еотермальных станций возросла почти в 200 раз. Таковы темпы развития геотермальной энергетики. Оборудование и эксплуатация геотермических станций достаточно просты, так как нет проблемы доставки топлива, удаления золы, пет топки и трубы. Типичная станция работает на паре 10 15 скважин. Поэтому невелики и затраты на создание станций малой и средней мощности. В верхнем пятикилометровом слое земной коры содержится 85 млн кмв горячей воды, ее тепловая мощность равна 570 млрд т условного топлива.
Наиболее доступна геотермальная энергетика в зонах повышенной вулканической деятельности и землетрясений. Такая привязка к определенным районам является одним из недостатков геотермальной энергетики. Гейзеры это хорошо известная форма поступления на поверхность Земли горячей воды и пара.
По оценке Геологического управления США, разведанные источники геотермальной энергии могли бы дать 5-6% современного потребления электроэнергии в стране. Оценка перспективных источников геотермальной энергии дает величину примерно в 10 раз болыпую. Однако эксплуатация некоторых этих источников пока нерентабельна. Наряду с этими ресурсами, которые уже могут быть использованы для выработки электроэнергии, в еще большем количестве имеется Гл. 21. Эколоеинеекие проблемы онергетиики вода с температурой 90 — 150'С, которая пригодна как источник тепла для обогрева. В перспективе для извлечения энергии из недр Земли можно использовать не только запасы горячей воды и пара, но и тепло сухих горных пород (такие области сухих горных пород с температурой около 300'С встречаются значительно чаще., чем водоносные горячие породы), а также энергию магматических очагов, которые в некоторых районах расположены на глубинах в несколько километров.
Интересно, что идею использования тепла твердых горячих пород высказал К.Э. Циолковский. Тепло сухих горных пород извлекается следующим образом. Сухая горная порода разрушается путем закачивания воды под давлением. После разрушения породы в ее трещины можно закачивать воду с поверхности, а выкачивать уже нагретую воду или пар. Эксперименты показали перспективность этого метода отбора геотермвльного тепла. Вопрос об использовании энергии магмы еще пе решен и только разрабатывается. Однако гидротермвльные ресурсы России незначительны и геотермальные станции могут играть только вспомогательную роль.
Геотермвльная энергия используется для выработки электроэнергии и для получения тепла. Форма поступления геотермальной энергии определяет и форму использования (рис. 21.10). Оптимальная форма сухой пар. Он может быть непосредственно использован для выработки электроэнергии на турбинах. Конденсированная вода возвращается в землю или поверхностный водоем, если она не содержит вредных примесей. В случае закачки воды в землю образуется замкнутый цикл, загрязнения окружающей среды не происходит.
При понижении давления н температуры теплоносителя может иметь место выделение газов и минеральных веществ, с которым трудно бороться. При поступлении на поверхность горячей воды и пара для их разделения уже необходим сепаратор. Г1рямое использование смеси пара и воды невозможно, так как геотермальпая вода содержит обычно большое количество солей, вызывающих коррозию, и капли воды в паре могут повредить турбину. Наиболее частая форма поступления энергии просто в виде горячей воды.
Горячая вода используется, прежде всего, для получения тепла. В столице Исландии Рейкьявике (около 100000 жителей) для обогрева используется, в основном, вода геотермальных источников. Она может бьггь использована также для получения пара рабочей жидкости, имеющей более низкую температуру кипения, чем вода. В таких станциях используетсл так называемый бинарный цикл, поскольку имеются две цепи !'л. 21. Экологические проблемы энергетики б22 1.
Теилообмснннк 2. Турбина 3 Генератор (. Сепаратор и Турбина 3. Генератор 1. Турбина 2. Генергпор т Градирня Из ое Рис. 21.10. Схемы получения энергии за счет геотермальпых ресурсов: А — использование сухого пара, Б использование горячей воды, В— использование горячей воды путем нагревания рабочей жидкости [108) жидкостей -- водяная цепь и цепь рабочей жидкости. Станция «Хебер» в Калифорнии, работающая по бинарному циклу, имеет мощность 45 МВт. В ее работе используется соленая геотермальная вода с умеренной температурой 150-200'С, которая не может быть использована для выработки электроэнергии какимто другим способом. Так как геотермальный пар и вода имеют сравнительно низкую температуру и давление, КПД геотермальных станций не превышает 20%, что значительно ниже атомных (30%) и тепловых, работающих на ископаемом топливе (40%). Использование геотермальной энергии имеет отрицательные экологические последствия.
Строительство геотермальных станций нарушает «работу» гейзеров, что наносит невосполнимый ущерб национальным паркам и природным заповедникам. Для конденсации пара на геотермальных станциях используется большое количество охлаждающей воды, поэтому гсотермальные станции являются источниками теплового загрязнения. При одинаковой мощности с тепловой или атомной станцией геотермальная электростанция потребляет для охлаждения значительно большее количество воды, так как ее КПД ниже. Сброс сильно Гл. 2П Экологичевкиа проблемы анергетики 523 минерализованной геотермальной воды в поверхностные водоемы может привести к нарушению их экосистем.
В геотермальных водах в больших количествах содержится сероводород и радон, которые вызывают радиоактивные загрязнения окружающей среды; в незначительных количествах содержатся метан и аммиак, фтор, соли хлора, мышьяк. Скопление сероводорода может представлять опасность для людей и животных. Для очистки вод геотермальных станций иногда требуется принятие специальных мер. Например, в Сальвадоре воду с большим содержанием фтора от геотермальной станции мощностью 30 МВт отводят по специальному трубопроводу в море. Выделение газов из теплоносителя на геотермальных станциях сопровождается мощным шумовым загрязнением. Наиболее эффективным методом защиты окружающей среды от воздействия геотермальных станций является реинфекция теплоносителя в коллектор и переход от фонтанной технологии подачи теплоносителя к циркуляционной технологии подачи.
Глава 22 Экологические последствия стихийных бедствий Стихийные бедствия, несмотря на рост человеческих возможностей, продолжают оказывать огромное влияние на уровень жизни многих жителей планеты. Стихийные бедствия отрицательно влияют на миграцию населения, в ряде регионов Земли сводят на пег борьбу с бедностью и болезнями, ухудшают экологическую ситуацикь Невозможно достичь прогресса в социальном развитии, на путях перехода к устойчивому развитию, если в ближайшие годы не будет решена проблема борьбы со стихийными бедствиями.
Представить сложносгь ситуации на планете, обусловленную влиянием стихийных бедствий, можно па основе следующих данных. Каждые десять лет бедствия уносят более 1 млн человеческих жизней, десятки миллионов человек остаются без крова. За последние 30 лет экономический ущерб от природных катастроф возрос в 3 раза. В начале 60-х гг. ежегодный ущерб от стихийных бедствий составлял 40 млрд долларов, в 80-е гг, он возрос до 120 млрд долларов. Эта тенденция роста экономического ущерба от стихийных бедствий сохраняется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
