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.

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/m². Pod utjecajem ovog toka, ovisno o svojstvima stijena, nastaje temperaturni gradijent - takozvani geotermalni korak. U većini mjesta, geotermalna stopa nije veća od 2-3˚C/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˚C. 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, savremene 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- ejektor; 5- kondenzator; 6.7- pumpe; ES - proizvodna bušotina; NS - injekciona bušotina

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 lekaru I. Lerihu, koji je početkom 15. veka dva puta posetio Dagestan. Nakon njega, informacije o podzemnim vodama Dagestana date su u radovima S. G. Gmelina, G. V. Abikha, I. Berezina. Poseban podsticaj proučavanju podzemnih voda dalo je primanje izliva nafte u Berikeju 1894. i Kajakentu 1898. Nakon toga, Dagestan su posjetili istaknuti geolozi kao što su N.I. Barbot-de-Marny, K.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.

Slika 2. Osnovni integrisani dijagram korišćenja geotermalnih voda

1 - proizvodni bunar; 2 - proizvodnja električne energije; 3 - procesi hlađenja; 4 - staklenici; 5 - jedinica toplotne pumpe; 6 - industrijski procesi; 7 - pilane; 8 - proizvodnja hrane; 9 - dehidracija; 10 - sušenje žitarica; 11 - stočna hrana; 12 - centralno grijanje i toplu vodu; 13 - grijanje tla i navodnjavanje poljoprivrednog zemljišta; 14 - uzgoj ribe; 15 - hemijska proizvodnja; 16 - balneoterapija i bazeni; 17 - injekcioni bunar

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. Tokom ovog perioda proučavani su izvori koji zaslužuju posebnu pažnju zbog svojih prirodnih i balneoloških faktora: Talginsky, Zuramakentsky, Kayakentsky, Istisu i slane jod-bromne vode Berikeisky, Duzlaksky, Dagogninski, itd. Sa puštanjem 1963. godine. 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.

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.

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°C.

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, savremene tehnologije za korištenje geotermalne energije predviđaju ponovno ubrizgavanje istrošenog geotermalnog fluida u formaciju.

Slika 1.

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

Šta je geotermalna energija? Ovaj izraz se odnosi na proizvodnju toplotne i električne energije, koja koristi energiju iz utrobe zemlje. Ova vrsta energije gotovo da ne šteti okolišu. Jedan kilovat električne energije proizveden uz „pomoć“ vrućih geotermalnih izvora dovodi do oslobađanja 13-380 grama ugljičnog dioksida, dok je kod uglja, na primjer, situacija mnogo gora (1042 grama po kilovatu na sat). .

Iako toplina koju kriju zemaljske dubine nije „koncentrisana” – u mnogim područjima moguće je iskoristiti samo mali dio energije.

Postoji pet vrsta geotermalnih izvora energije:

Magma su stijene čija je temperatura 1300 stepeni Celzijusa, u rastopljenom stanju;

Stene zagrejane na veoma visoke temperature magmom, koje ostaju u suvom stanju;

Geotermalni izvori vode koji sadrže vodu i paru, ili samo vodu (vruću); nastaju na sljedeći način: praznine u zemlji su ispunjene vodom kao rezultat padavina, nakon čega se ova voda zagrijava magmom koja se nalazi u blizini;

Naslage mokre pare; nedostatak ovih ležišta je što termoelektrane za njih moraju biti organizovane na način da se spreči korozija opreme, kao i da se minimizira štetan uticaj na životnu sredinu;

Izvori suhe pare; Ima ih relativno malo, ali ih je prilično lako razviti. 50% geotermalnih elektrana na planeti radi koristeći izvore suhe pare.

Izvori tople vode, kao i prirodna para, trenutno se koriste više od drugih. Mada, za puni razvoj geotermalni energije u budućnosti ćemo morati da razvijamo vruće stene. Njihova temperatura je više od sto stepeni na dubini od tri do pet kilometara.

Toplota iz utrobe zemlje može se "pretvoriti" u električnu energiju pod uslovom da rashladna tečnost ima temperaturu od 150 stepeni (ili više). U tu svrhu se podižu posebne građevine koje se nazivaju geoelektrane. Energija u geoelektranama se „vadi“ na jedan od sljedećih metoda:

Indirektna shema. Para ulazi u turbine, koje su spojene na generatore električne energije, prolazeći kroz cijevi. U tom slučaju para, prije nego što završi u cijevima, prolazi "tretman" - iz nje se izvlače plinovi koji imaju destruktivni učinak na materijal cijevi.

Direktna shema. Sve se događa na potpuno isti način, s tom razlikom što se pri korištenju ove sheme faza pročišćavanja parom preskače - potonji ide ravno u cijevi.

Mješovita shema. Slično je prethodnoj shemi, ali u ovom slučaju, nakon kondenzacije, voda se čisti od plinova koji nisu otopljeni u njoj.

U ovom trenutku, preko osam desetina država koristi "termalno bogatstvo" koje Zemlja krije u sebi. Istovremeno, sedam desetina zemalja koristi mogućnosti geotermalne energije, grade bazene, plastenike i poboljšavaju zdravlje stanovništva, a dvadeset pet zemalja ima na raspolaganju geotermalne elektrane.

Geotermalne elektrane koje čovječanstvo trenutno ima sposobne su snabdijevati strujom jedan posto stanovništva Zemlje (što je jednako 60 miliona ljudi).

Što se tiče Rusije, ona se ne može pohvaliti razvijenošću ovog područja, iako u unutrašnjosti zemlje na njenoj teritoriji ima dosta energetskih rezervi - čak i više od rezervi fosilnih goriva. Istovremeno, veći broj „nanosa“ nalazi se na Kurilskim ostrvima, Kamčatki, Sahalinu, ali malo ljudi živi na ovim prostorima, teren je težak i često se dešavaju potresi - jednom rečju, uslovi nisu najbolji .

Više obećavajuće u tom pogledu su Kalinjingradska oblast, Stavropoljska, Krasnodarska područja - mogu se pohvaliti prisustvom rezervi termalnih voda. Čukotka takođe ima geotermalne izvore, a neki od njih već daju energiju lokalnim naseljima. Već dugo vremena geotermalni resursi se koriste na Sjevernom Kavkazu, opskrbljuju stanovnike toplinom i toplom vodom, koriste ih u industriji i poljoprivredi. Prednosti geotermalne energije dostupne su i ljudima koji žive u regionu Zapadnog Sibira, Bajkalskom regionu i Primorju.

Stručnjaci kažu da Rusija u posljednje vrijeme sve više radi na korištenju geotermalnih resursa. Treba napomenuti da je u ovom trenutku udio električne energije dobijene iz geotermalne energije u ukupnoj količini energije “isporučenoj” iz alternativnih izvora zanemarljiv i jedva dostiže 0,2%.

Brzi rast potrošnje energije i ograničena dostupnost neobnovljivih prirodnih resursa tjeraju nas da razmišljamo o korištenju alternativnih izvora energije. U tom smislu, korištenje geotermalnih resursa zaslužuje posebnu pažnju.

Geotermalne elektrane (GeoPP) su strukture za proizvodnju električne energije iz prirodne topline Zemlje.

Geotermalna energija ima istoriju dužu od jednog veka. U julu 1904. izveden je prvi eksperiment u italijanskom gradu Larderello, koji je omogućio dobijanje električne energije iz geotermalne pare. Nekoliko godina kasnije ovdje je puštena u rad prva geotermalna elektrana, koja još uvijek radi.

Obećavajuće teritorije

Za izgradnju geotermalnih elektrana idealnim se smatraju područja sa geološkom aktivnošću, gdje se prirodna toplina nalazi na relativno maloj dubini.

To uključuje područja koja obiluju gejzirima, otvoreni termalni izvori s vodom zagrijanom vulkanima. Tu se najaktivnije razvija geotermalna energija.

Međutim, čak iu seizmički neaktivnim područjima postoje slojevi zemljine kore čija je temperatura veća od 100 °C.

Na svakih 36 metara dubine temperatura se povećava za 1 °C. U tom slučaju se buši bunar i u njega se pumpa voda.

Izlaz je kipuća voda i para, koji se mogu koristiti i za grijanje prostorija i za proizvodnju električne energije.

Mnogo je teritorija na kojima je moguće dobiti energiju na ovaj način, pa geotermalne elektrane rade svuda.

Izvori geotermalne energije

Prirodna toplina može se proizvesti iz sljedećih izvora.

Principi rada geotermalnih elektrana

Danas se koriste tri metode za proizvodnju električne energije geotermalnim sredstvima, ovisno o stanju medija (voda ili para) i temperaturi stijene.

1. Direktno (koristeći suhu paru). Para direktno utiče na turbinu koja pokreće generator.
2. Indirektno (upotreba vodene pare). Ovo koristi hidrotermalnu otopinu koja se pumpa u isparivač. Isparavanje koje je rezultat smanjenja pritiska pokreće turbinu.
3. Mješoviti ili binarni. U ovom slučaju koristi se hidrotermalna voda i pomoćni fluid sa niskom tačkom ključanja, kao što je freon, koji ključa kada je izložen vrućoj vodi. Nastala para iz freona vrti turbinu, zatim se kondenzira i vraća u izmjenjivač topline radi grijanja. Formira se zatvoreni sistem (krug) koji praktično eliminiše štetne emisije u atmosferu.

Prve geotermalne elektrane radile su na suhu paru.

Indirektna metoda se danas smatra najčešćom. Ovdje se koristi podzemna voda temperature oko 182 °C koja se pumpa u generatore koji se nalaze na površini.

Prednosti GeoPP-a

• Rezerve geotermalnih resursa smatraju se obnovljivim, praktično neiscrpnim, ali pod jednim uslovom: Velika količina vode se ne može ispumpati u injekcioni bunar u kratkom vremenskom periodu.
• Stanici nije potrebno vanjsko gorivo za rad.
• Instalacija može raditi autonomno, koristeći vlastitu proizvedenu električnu energiju. Eksterni izvor napajanja potreban je samo za prvo pokretanje pumpe.
• Stanica ne zahtijeva dodatna ulaganja, osim troškova za održavanje i popravke.
• Geotermalne elektrane ne zahtijevaju sanitarne prostore.
• Ako se stanica nalazi na obali mora ili oceana, može se koristiti za prirodno desalinizaciju vode. Ovaj proces se može odvijati direktno u režimu rada stanice - pri zagrevanju vode i isparavanju rashladne vode.

Nedostaci geotermalnih instalacija

• Početna investicija u razvoj, projektovanje i izgradnju geotermalnih postrojenja je velika.
• Često nastaju problemi u odabiru odgovarajuće lokacije za elektranu i dobijanju dozvole od nadležnih organa i lokalnog stanovništva.
• Kroz radni bunar moguće su emisije zapaljivih i toksičnih gasova i minerala sadržanih u zemljinoj kori. Tehnologije u nekim modernim postrojenjima omogućavaju prikupljanje ovih emisija i preradu u gorivo.
• Dešava se da elektrana koja radi stane. To se može dogoditi zbog prirodnih procesa u stijeni ili zbog pretjeranog ubrizgavanja vode u bunar.

Najveći proizvođači geotermalne energije

Najveći GeoPP izgrađeni su u SAD-u i na Filipinima. Predstavljaju čitave geotermalne komplekse, koji se sastoje od desetina pojedinačnih geotermalnih stanica.

Kompleks gejzira, koji se nalazi u Kaliforniji, smatra se najmoćnijim. Sastoji se od 22 dvije stanice ukupnog kapaciteta 725 MW, dovoljno za napajanje višemilionskog grada.

• Filipinska elektrana Makiling-Banahau ima kapacitet od oko 500 MW.
• Druga filipinska elektrana pod nazivom Tiwi ima kapacitet od 330 MW.
• Imperial Valley u SAD je kompleks od deset geotermalnih elektrana ukupnog kapaciteta 327 MW.
• Hronologija razvoja domaće geotermalne energije

Ruska geotermalna energija je započela svoj razvoj 1954. godine, kada je usvojena odluka da se stvori laboratorija za proučavanje prirodnih termalnih resursa na Kamčatki.

1. 1966 – Puštena je u rad Paužetska geotermalna elektrana sa tradicionalnim ciklusom (suha para) i snage 5 MW. Nakon 15 godina, njegov kapacitet je povećan na 11 MW.
2. Godine 1967. počela je sa radom stanica Paratunka sa binarnim ciklusom. Inače, patent za jedinstvenu tehnologiju binarnog ciklusa, koji su razvili i patentirali sovjetski naučnici S. Kutateladze i L. Rosenfeld, kupile su mnoge zemlje.

Visok nivo proizvodnje ugljovodonika 1970-ih i kritična ekonomska situacija 90-ih zaustavili su razvoj geotermalne energije u Rusiji. Međutim, sada se ponovo pojavilo interesovanje za to iz više razloga:

• Cijene nafte i plina na domaćem tržištu se približavaju svjetskim cijenama.
• Rezerve goriva se brzo troše.
• Novootkrivena nalazišta ugljikovodika na dalekoistočnom šelfu i arktičkoj obali trenutno su neisplativa.

Volite velike, snažne automobile? Pročitajte zanimljiv članak o.

Ako vam je potrebna oprema za drobljenje materijala, pročitajte ovo.

Izgledi za razvoj geotermalnih resursa u Rusiji

Najperspektivnija područja Ruske Federacije u smislu korištenja toplinske energije za proizvodnju električne energije su Kurilska ostrva i Kamčatka.

Kamčatka ima takve potencijalne geotermalne resurse sa vulkanskim rezervama hidrotermalne pare i energetskih termalnih voda koje mogu zadovoljiti potrebe regiona za 100 godina. Mutnovsko polje se smatra perspektivnim, čije poznate rezerve mogu da obezbede do 300 MW električne energije. Istorija razvoja ove oblasti započela je geoistraživanjem, procenom resursa, projektovanjem i izgradnjom prvih GeoPP Kamčatka (Paužetskaja i Paratunka), kao i geotermalne stanice Verkhne-Mutnovskaya kapaciteta 12 MW i Mutnovskaya, kapaciteta od 50 MW.

Na Kurilskim otocima rade dvije elektrane koje koriste geotermalnu energiju - na ostrvu Kunašir (2,6 MW) i na ostrvu Iturup (6 MW).

U poređenju sa energetskim resursima pojedinih filipinskih i američkih GeoPP-a, domaća postrojenja za proizvodnju alternativne energije značajno gube: njihov ukupni kapacitet ne prelazi 90 MW. Ali elektrane na Kamčatki, na primjer, osiguravaju 25% potreba za električnom energijom u regionu, što u slučaju neočekivanih prekida u isporuci goriva neće dozvoliti da stanovnici poluotoka ostanu bez struje.

Rusija ima sve mogućnosti za razvoj geotermalnih resursa – i petrotermalnih i hidrogeotermalnih. Međutim, koriste se izuzetno malo, a perspektivnih područja ima više nego dovoljno. Osim na Kurilskim ostrvima i Kamčatki, praktična primjena je moguća na Sjevernom Kavkazu, Zapadnom Sibiru, Primorju, Bajkalu i Ohotsko-Čukotskom vulkanskom pojasu.

Industrija geotermalne energije svoj nastanak duguje takvom prirodnom fenomenu kao što je povećanje temperature podzemnih stijena proporcionalno dubini. Na svakih 36 metara dubine, temperatura se povećava u prosjeku za 1 °C. Pristup grijanoj podzemnoj vodi može se dobiti ne samo putem bunara - neki topli izvori su prirodni gejziri. Rashladno sredstvo se koristi ne samo za potrebe grijanja, već i za proizvodnju električne energije pomoću geotermalnih stanica koje pretvaraju paru u električnu energiju.

Osim toga, prakticira se korištenje vrućih stijena u kojima nema podzemnih voda. U ovom slučaju, energetski inženjeri pumpaju vodu u podzemne horizonte uz njenu daljnju selekciju u zagrijanom stanju. Visoki „suhi“ horizonti, čija temperatura, međutim, ne dostiže stepen ključanja vode, nalaze se i na velikom broju teritorija na kojima uopšte nema vulkanske aktivnosti, što geotermama daje status perspektivnih izvora energije, bez obzira na njihovu geografsku lokaciju.

Energija vrelog izvora: faktori distribucije

Geotermalna energija je najrasprostranjenija u dva tipa regiona. Prije svega, razvija se tamo gdje zbog prirodnih uslova postoji veliki broj pristupačnih toplih izvora. Osim toga, geoterme se koriste tamo gdje postoji nedostatak zapaljivih minerala ili je isporuka energetskih resursa komplikovana zbog nepristupačnosti područja. U nizu zemalja, toplinska ili električna energija proizvedena korištenjem geotermalnih postrojenja pokriva značajan dio troškova energije.

Koristeći ovu tehnologiju, potrošači u američkom San Franciscu dobijaju oko trećine svoje električne energije. U Poljskoj već postoje četiri geotermalne stanice, od kojih jedna zadovoljava potrebe letovališta Zakopane. Opskrba toplom vodom u litvanskoj Klaipedi u potpunosti je osigurana radom geotermalne stanice. Devedesetih godina ukupan kapacitet geotermalnih stanica u svijetu procijenjen je na 5 GW, a do 2000-ih je premašio 6 GW. Brojne procjene sugeriraju da proizvodnja geotermalne energije sada premašuje 10 GW.

Situacija u rodnom mjestu geotermalne energije

Sama priroda je odredila da Island postane vodeća zemlja u korištenju geotermalnih izvora. U ovoj zemlji, na relativno maloj dubini, temperatura vode je dovoljna za proizvodnju energije, što je omogućeno zahvaljujući visokoj vulkanskoj aktivnosti. U regiji postoji oko stotinu vulkana, a samo ostrvo se nalazi na spoju litosferskih ploča.

Svakih devet od deset kuća u zemlji grije se toplom vodom iz podzemlja. Glavni grad Islanda, Reykjavik, u potpunosti je prešao na geotermalno grijanje od 1943. godine, pružajući toplinu ne samo stambenom sektoru, već i industrijskim preduzećima. Država je gotovo u potpunosti napustila tradicionalne izvore energije, 25% potreba se podmiruje korištenjem geotermalnih izvora, 70% osiguravaju hidroelektrane.

Njegova vodeća pozicija u industriji daje Islandu priliku ne samo da bude energetski samodovoljna zemlja, već i da izvozi energiju koju proizvode geotermalne stanice. Posljednjih godina razgovaralo se o projektu organiziranja isporuke električne energije proizvedene u islandskim geotermalnim elektranama u Veliku Britaniju. Britanci su zauzvrat spremni da polažu morski kabl od 750 milja. Budžet projekta procjenjuje se na milijarde funti. Prema proračunima Londona, realizacija projekta će omogućiti da se obezbijedi petina potreba zemlje za električnom energijom.

Popularnost u Aziji

Trenutno, geotermalna energija doslovno prolazi kroz ponovno rođenje u Kini. Industrija je u ovoj zemlji napuštena već četrdeset godina. Interes za nju je obnovljen dolaskom na vlast lidera zemlje Xi Jinpinga. Zahvaljujući naporima generalnog sekretara, grad Xianyang se s pravom može smatrati svjetskom prijestolnicom zelene energije. U cijeloj zemlji, tokom tri godine Jinpingove vladavine, obim proizvodnje geotermalne energije porastao je sa 28 na 100 MW.

Plan razvoja industrije uvršten je u program 13. petogodišnjeg plana. Dinamičan razvoj ovog područja u velikoj mjeri olakšavaju inženjeri sa Islanda pozvani da rade u Kini. Prema preliminarnim proračunima, geotermalni potencijal u Kini je uporediv sa energijom koja se može dobiti sagorevanjem 853 milijarde tona uglja.

Upravo s prekomjernom potrošnjom ovog posljednjeg povezuju se pokušaji pronalaženja alternativnih resursa, budući da se 66% energije primljene u zemlji proizvodi iz uglja. Očekuje se da će geotermalna strategija biti implementirana za najviše 10 godina. Kina već čini 15% globalne proizvodnje geotermalne energije. NRK planira postići obim proizvodnje od 2 GW.

Udio geotermalne energije u Japanu dostiže 21%. Međutim, njegov razvoj aktivno koče ekološki društveni pokreti zbog činjenice da korištenje geotermalnih izvora dovodi do povećanja opasnosti od zagađenja okoliša. Međutim, u nastavku ćemo se zadržati na opasnostima geotermalne energije.

Strani stručnjaci smatraju da ova industrija ima velike izglede u Kazahstanu. U brojnim regijama zemlje, temperatura podzemne vode dostiže tačku ključanja, što, uz sve veću cijenu tradicionalne električne energije, čini geotermu atraktivnom investicijom. Graham Norman, profesor na Univerzitetu Michigan koji je posjetio republiku, vjeruje da potencijal Kazahstana nije ništa lošiji od turskog, gdje se geotermalna energija razvija izvan područja sa toplim izvorima visokog intenziteta.

Ekološki i tehnički problemi industrije

Razvoj geotermalne energije značajno je otežan nizom problema svojstvenih ovoj industriji. Među najozbiljnijim preprekama je potreba za složenim procesom ponovnog ubrizgavanja otpadne rashladne tečnosti (vode) koja sadrži otrovne materije - arsen, kadmijum, cink, olovo, bor - u vodonosne slojeve. Time se eliminiše mogućnost ispuštanja takve vode u površinske slojeve. Osim toga, akutan je i problem emisije vodonik sulfida u atmosferu.

Za geotermalne stanice, između ostalog, za razliku od termoelektrana, pa čak i hidroelektrana, postoji striktna vezanost gradilišta za određena područja ovisno o geologiji. Često (osim možda Islanda), takva mjesta se nalaze u teško dostupnim područjima, planinskim područjima. Ne treba zanemariti visoku mineralizaciju podzemnih voda, koja vremenom dovodi do začepljenja bunara.

Potrebno je uzeti u obzir glavni faktor razvoja koji je svojstven svakoj industriji - potražnju na tržištu. OPEC je izračunao da će, uprkos ukupnom povećanju potražnje za obnovljivim izvorima energije, uključujući geotermalnu, za 7,6% godišnje, do 2040. godine udio takvih izvora u proizvodnji energije biti samo 4,3%, inferiorniji od tradicionalnih metoda proizvodnje. Trenutno je udio alternativne energije samo 0,9% na svjetskom tržištu.

Međunarodno priznanje i buduće prognoze

Međutim, na međunarodnom nivou, geotermalna energija se smatra prilično obećavajućim područjem. Fokus na razvoju ovog segmenta potvrđuje i odluka nedavno održanog samita o klimi u Parizu. Predstavnici 38 zemalja glasali su za povećanje proizvodnje geotermalne energije za 500%. Inicijativa za donošenje takve odluke pripada Međunarodnoj agenciji za obnovljivu energiju (IRENA). Očekuje se da će razvoj industrije pružiti priliku za suzbijanje nepovoljnih klimatskih promjena.

U rezoluciji samita navedeno je da ova vrsta energije ostaje jedna od najjeftinijih, ali je stepen razvijenosti industrije krajnje nedovoljan. Oko 90 država ima potencijal za razvoj u ovoj oblasti. Članovi samita su prepoznali da glavna prepreka implementaciji geotermalnih projekata uopće nije okoliš, već potreba za značajnim ulaganjima u operacije bušenja. Istovremeno, prodaja električne energije može se vršiti kako se izvori razvijaju, bez čekanja da se projekti u potpunosti realizuju.

Korištenje geotermalnih izvora može djelomično riješiti problem gladi u ugroženim regijama. Pronedra je ranije pisao da UN vjeruje da će uvođenje geotermalne energije omogućiti smanjenje nestašice hrane u nizu zemalja u razvoju u kojima jednostavno nema struje koja bi osigurala skladištenje hrane i, kao rezultat toga, stvaranje uslova za akumulaciju rezervi hrane.

Vjerovatno će se, imajući u vidu ciljanu međunarodnu energetsku politiku u ovom pravcu, uvesti jeftine i efikasne metode usmjerene na prevazilaženje rizika kontaminacije podzemnih horizonata i otklanjanje tehničkih problema koji neminovno prate geotermalnu energiju. Ako nestanu glavne prepreke razvoju geotermalnog segmenta, industrija će definitivno početi da doživljava dinamičan rast i vremenom će postati značajan izvor energije za mnoge zemlje širom sveta.