26.09.2019

भू-तापीय ऊर्जा और शिकार करने के तरीके। गर्मी भूमि

रूस के लिए, पृथ्वी की गर्मी की गर्मी उपभोक्ता को निष्कर्षण और आपूर्ति के लिए नई उच्च, पर्यावरणीय रूप से अनुकूल प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते समय सस्ते और किफायती बिजली और गर्मी प्रदान करने का स्थायी, विश्वसनीय स्रोत हो सकती है। वर्तमान में, यह विशेष रूप से प्रासंगिक है

जीवाश्म ऊर्जा कच्चे माल के सीमित संसाधन

कार्बनिक ऊर्जा कच्चे माल की आवश्यकताएं औद्योगिक और विकासशील देशों (संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान, संयुक्त यूरोप, चीन, भारत, आदि राज्यों) में बड़ी हैं। साथ ही, इन देशों में अपने हाइड्रोकार्बन संसाधन या तो अपर्याप्त या आरक्षित हैं, और देश, उदाहरण के लिए, यूएसए विदेश में ऊर्जा कच्चे माल खरीदता है या अन्य देशों में जमा विकसित करता है।

रूस में, देशों के ऊर्जा संसाधनों में सबसे अमीर देशों में से एक, ऊर्जा के लिए आर्थिक आवश्यकताएं प्राकृतिक जीवाश्मों का उपयोग करने की संभावनाओं से अभी भी संतुष्ट हैं। हालांकि, आंतों से जीवाश्म हाइड्रोकार्बन कच्चे माल का निष्कर्षण बहुत तेज़ गति में होता है। यदि 1940-1960 के दशक में। मुख्य तेल उत्पादक क्षेत्र वोल्गा क्षेत्र में "दूसरा बाकू" था और पूर्व-उरल, फिर, 1 9 70 के दशक के बाद से, और वर्तमान में, इस तरह के एक क्षेत्र पश्चिमी साइबेरिया है। लेकिन यहां जीवाश्म हाइड्रोकार्बन के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण कमी है। यह "सूखी" जीनएचन गैस के पिछले युग में जाता है। प्राकृतिक गैस उत्पादन के व्यापक विकास के पूर्व चरण ने पूरा होने के लिए संपर्क किया। इस तरह के दिग्गजों के जमा से, एक मंदी, यूरेनगॉय और याम्बबर्ग, क्रमशः 84, 65 और 50% के रूप में निकालना। विकास के लिए अनुकूल तेल भंडार का हिस्सा भी कम हो जाता है।

हाइड्रोकार्बन ईंधन की सक्रिय खपत के कारण, भूमि पर तेल और प्राकृतिक गैस भंडार में काफी कमी आई है। अब उनके मुख्य भंडार महाद्वीपीय शेल्फ पर केंद्रित हैं। और हालांकि तेल के कच्चे माल का आधार और गैस उद्योग यह अभी भी आवश्यक मात्रा में रूस में तेल और गैस का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त है, निकट भविष्य में यह जटिल खनन और भूगर्भीय स्थितियों के साथ जमा के विकास के कारण तेजी से सुनिश्चित किया जाएगा। हाइड्रोकार्बन कच्चे माल का उत्पादन करने की लागत बढ़ेगी।

आंतों से खनन किए गए अधिकांश गैर-अक्षय संसाधनों का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है ऊर्जा प्रतिष्ठान। सबसे पहले, यह एक हिस्सा है जिसका ईंधन की संरचना में 64% है।

रूस में, 70% बिजली टीपीपी द्वारा उत्पादित की जाती है। देश के ऊर्जा उद्यम सालाना 500 मिलियन टन का अनुमानित हैं। टी। बिजली और गर्मी प्राप्त करने के लिए, जबकि बिजली की पीढ़ी पर हाइड्रोकार्बन ईंधन 3-4 गुना अधिक खर्च होता है।

हाइड्रोकार्बन कच्चे माल की नामित मात्रा के दहन से प्राप्त गर्मी की मात्रा परमाणु ईंधन के सैकड़ों के उपयोग के बराबर है - अंतर बहुत बड़ा है। लेकिन अ परमाणु ऊर्जा इसे पर्यावरणीय सुरक्षा (चेरनोबिल पुनरावृत्ति को बाहर करने के लिए) की आवश्यकता होती है और इसे संभावित आतंकवादी कृत्यों से बचाने के साथ-साथ अप्रचलित के शोषण से एक सुरक्षित और महंगी निष्कर्ष के कार्यान्वयन और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की ऊर्जा इकाइयों की अवधि में खर्च किया जाता है। दुनिया में सिद्ध पुनर्प्राप्त करने योग्य यूरेनियम भंडार लगभग 3 मिलियन 400 हजार टन हैं। पूरी पिछली अवधि (2007 तक) के लिए यह लगभग 2 मिलियन टन का उत्पादन किया।

विश्व ऊर्जा के भविष्य के रूप में रिजर्व

वैकल्पिक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों (नवीकरणीय) में दुनिया में दुनिया में दुनिया में जांच की गई न केवल हाइड्रोकार्बन ईंधन भंडार के थकावट के कारण, बल्कि हल करने की आवश्यकता भी होती है पर्यावरणीय समस्याएँ। उद्देश्य कारक (जीवाश्म ईंधन और यूरेनियम के भंडार, साथ ही परिवर्तन व्यापकपारंपरिक आग और परमाणु ऊर्जा के उपयोग से जुड़े) और ऊर्जा विकास के रुझानों से पता चलता है कि नई विधियों और ऊर्जा उत्पादन के रूपों में संक्रमण अनिवार्य है। पहले से ही XXI शताब्दी के पहले भाग में। गैर-पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों के लिए एक पूर्ण या लगभग पूर्ण संक्रमण होगा।

जल्द ही सफलता इस दिशा में बनाई गई है, यह कम दर्दनाक यह पूरे समाज के लिए होगा और देश के लिए अधिक लाभदायक होगा जहां निर्दिष्ट दिशा में निर्णायक कदम बनाए जाएंगे।

विश्व अर्थव्यवस्था ने अब पारंपरिक और नए ऊर्जा स्रोतों के तर्कसंगत संयोजन में संक्रमण के लिए पहले ही एक कोर्स कर लिया है। 2000 तक दुनिया में ऊर्जा खपत 18 अरब टन से अधिक थी। टी।, और 2025 तक ऊर्जा खपत 30-38 अरब टन हो सकती है। टी।, पूर्वानुमान के अनुसार, 2050 तक, 60 अरब टन के स्तर पर खपत संभव है। टी। समीक्षाधीन अवधि में वैश्विक अर्थव्यवस्था के विकास में विशेषता रुझान कार्बनिक ईंधन की खपत में व्यवस्थित कमी और गैर-पारंपरिक ऊर्जा संसाधनों के उपयोग में समान वृद्धि है। भूमि की थर्मल ऊर्जा उनमें से एक को पहले स्थानों में से एक है।

वर्तमान में, रूसी संघ की ऊर्जा मंत्रालय ने गैर पारंपरिक ऊर्जा के विकास के लिए एक कार्यक्रम अपनाया है, जिसमें गर्मी पंप प्रतिष्ठानों (टीएनयू) के उपयोग के लिए 30 प्रमुख परियोजनाएं शामिल हैं, जिनके संचालन के सिद्धांत की खपत पर आधारित है पृथ्वी की कम लागत वाली गर्मी ऊर्जा।

कम संभावित पृथ्वी गर्मी ऊर्जा और गर्मी पंप

पृथ्वी की गर्मी की कम ऊर्जा ऊर्जा के स्रोत सौर विकिरण और हमारे ग्रह के प्रीहेड उपनिष्ठों के थर्मल विकिरण हैं। वर्तमान में, इस तरह की ऊर्जा का उपयोग अक्षय के आधार पर सबसे गतिशील रूप से विकसित ऊर्जा दिशाओं में से एक है।

पृथ्वी की गर्मी का उपयोग हीटिंग, गर्म पानी की आपूर्ति, एयर कंडीशनिंग (शीतलन) के साथ-साथ हीटिंग ट्रैक के लिए विभिन्न प्रकार की इमारतों और संरचनाओं में उपयोग किया जा सकता है सर्दियों का समय वर्षों, खुले स्टेडियमों में खुले स्टेडियमों में हीटिंग फ़ील्ड इत्यादि को रोकना, सिस्टम के अंग्रेजी बोलने वाले तकनीकी साहित्य में, गर्मी की आपूर्ति और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में पृथ्वी की गर्मी का उपयोग, जीएचपी के रूप में संकेत दिया जाता है - "भू-तापीय हीट पंप" (भू-तापीय गर्मी के पंप)। मध्य और उत्तरी यूरोप के देशों की जलवायु विशेषताओं, जो संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा के साथ, पृथ्वी की कम कीमती गर्मी के उपयोग के मुख्य क्षेत्र हैं, इसे मुख्य रूप से हीटिंग उद्देश्यों के लिए निर्धारित करते हैं; गर्मी की अवधि में भी हवा शीतलन अपेक्षाकृत शायद ही कभी आवश्यक है। इसलिए, संयुक्त राज्य अमेरिका के विपरीत, यूरोपीय देशों में थर्मल पंप मुख्य रूप से हीटिंग में काम करते हैं। अमेरिका में, वे अक्सर सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं वायु तापवेंटिलेशन के साथ संयुक्त, जो आपको बाहरी हवा को गर्म करने और ठंडा करने की अनुमति देता है। यूरोपीय देशों में, थर्मल पंप आमतौर पर पानी हीटिंग सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं। चूंकि उनकी प्रभावशीलता वाष्पीकरण और कंडेनसर के तापमान में अंतर में कमी के साथ बढ़ जाती है, अक्सर इमारतों के हीटिंग के लिए, फर्श हीटिंग की प्रणाली का उपयोग किया जाता है जिसमें शीतलक अपेक्षाकृत कम तापमान (35-40 प्रति सी) होता है।

पृथ्वी की गर्मी की कम-परिशुद्धता ऊर्जा का उपयोग करने के लिए सिस्टम के प्रकार

आम तौर पर, पृथ्वी की कम ऊर्जा ऊर्जा के दो प्रकार के उपयोग को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

- खुली प्रणाली: मिट्टी के पानी को कम कीमती थर्मल ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसे सीधे पंप के लिए आपूर्ति की जाती है;

- बंद सिस्टम: हीट एक्सचेंजर्स मिट्टी की सरणी में स्थित हैं; एक कम तापमान के साथ शीतलक को फैलाते समय, मिट्टी से गर्मी ऊर्जा का तापमान और इसे गर्मी पंप के वाष्पीकरणकर्ता को स्थानांतरित करना (या मिट्टी के तापमान के सापेक्ष बढ़ते रिश्तेदार के साथ शीतलक का उपयोग करते समय शीतलक होता है)।

खुले सिस्टम के विपक्ष हैं कि कुएं रखरखाव की आवश्यकता है। इसके अलावा, सभी इलाकों में ऐसे सिस्टम का उपयोग संभव नहीं है। मिट्टी और भूजल के लिए मुख्य आवश्यकताएं निम्नानुसार हैं:

- मिट्टी की पर्याप्त पानी पारगम्यता, जिससे आप जल भंडार के साथ भर्ती कर सकते हैं;

- अच्छा न रासायनिक संरचना भूजल (उदाहरण के लिए, कम लोहा), जो पाइप दीवारों और संक्षारण पर जमा के गठन से जुड़ी समस्याओं से बचने की अनुमति देता है।

पृथ्वी की गर्मी की कम-शक्ति ऊर्जा का उपयोग करने के लिए बंद प्रणाली

बंद सिस्टम क्षैतिज और लंबवत (चित्र 1) हैं।

अंजीर। 1. भू-तापीय हीट-पंप स्थापना की योजना सी: ए - क्षैतिज

और बी - लंबवत मिट्टी हीट एक्सचेंजर्स।

क्षैतिज मिट्टी हीट एक्सचेंजर

पश्चिमी और मध्य यूरोप के देशों में, क्षैतिज मिट्टी ताप विनिमायक आमतौर पर अलग पाइप होते हैं, जो अपेक्षाकृत तंग होते हैं और खुद के बीच और समानांतर (चित्र 2) के बीच जुड़े होते हैं।

अंजीर। 2. क्षैतिज मिट्टी हीट एक्सचेंजर्स सी: ए - लगातार और

बी - समांतर यौगिक।

साइट के क्षेत्र को बचाने के लिए जहां हीटिंग इकाई का उत्पादन होता है, गर्मी एक्सचेंजर्स के बेहतर प्रकार विकसित किए गए थे, उदाहरण के लिए, क्षैतिज या लंबवत स्थित हेलिक्स (चित्र 3) के रूप में हीट एक्सचेंजर्स। संयुक्त राज्य अमेरिका में हीट एक्सचेंजर्स का ऐसा रूप वितरित किया जाता है।

2. थर्मल अर्थ मोड

पृथ्वी एक ठंडा लौकिक शरीर है। सतह का तापमान मुख्य रूप से बाहर से आने वाली गर्मी पर निर्भर करता है। पृथ्वी की ऊपरी परत की गर्मी का 95% है घर के बाहर (सौर) गर्मी, और केवल 5% - गर्मी घरेलू जो पृथ्वी के आंतों से आता है और इसमें ऊर्जा के कई स्रोत शामिल हैं। पृथ्वी के आंतों में, तापमान 1300 डिग्री सेल्सियस (ऊपरी मैटल में) की गहराई के साथ 3700 ओ सी (नाभिक के केंद्र में) की गहराई के साथ बढ़ता है।

आउटडोर गर्मी। गर्मी मुख्य रूप से सूर्य से पृथ्वी की सतह पर आती है। सतह के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर को एक मिनट के लिए लगभग 2 कैलोरी गर्मी मिलती है। इस मान को कहा जाता है सौर निरंतर और सूर्य से पृथ्वी में प्रवेश करने वाली गर्मी की कुल मात्रा निर्धारित करता है। साल के लिए यह 2.26 · 10 21 कैलोरी का मूल्य है। पृथ्वी के सबसॉइल में सौर गर्मी की पहुंच की गहराई मुख्य रूप से गर्मी की मात्रा पर निर्भर करती है जो सतह के प्रति इकाई क्षेत्र में और चट्टानों की थर्मल चालकता से होती है। अधिकतम गहराई जिस पर बाहरी गर्मी घुसपैठ महासागरों में 200 मीटर है, भूमि पर - लगभग 40 मीटर।

आंतरिक गर्मी। गहराई के साथ, तापमान में वृद्धि देखी जाती है, जो विभिन्न क्षेत्रों में बहुत असमान रूप से होती है। तापमान एडियाबेटिक कानून में बढ़ता है और पर्यावरण के साथ गर्मी विनिमय असंभव होने पर पदार्थ के संपीड़न पर निर्भर करता है।

पृथ्वी के अंदर गर्मी के मुख्य स्रोत:

तत्वों के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान जारी गर्मी।

अवशिष्ट गर्मी, पृथ्वी के गठन के बाद संरक्षित।

गुरुत्वाकर्षण गर्मी पृथ्वी के संपीड़न और घनत्व द्वारा पदार्थ के वितरण के दौरान जारी की गई।

गर्मी, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण नमूना पृथ्वी की परत की गहराई में होता है।

पृथ्वी की ज्वारीय घर्षण के दौरान जारी की गई गर्मी।

तीन तापमान क्षेत्र अंतर:

मैं - परिवर्तनीय तापमान का क्षेत्र । तापमान परिवर्तन क्षेत्र के जलवायु द्वारा निर्धारित किया जाता है। दैनिक उतार-चढ़ाव व्यावहारिक रूप से लगभग 1.5 मीटर की गहराई पर फीका होता है, और वार्षिक 20 की गहराई पर ... 30 मीटर। आईए - ठंड का क्षेत्र।

द्वितीय - स्थायी तापमान का क्षेत्र 15 की गहराई पर ... 40 मीटर क्षेत्र के आधार पर।

III - तापमान वृद्धि क्षेत्र .

पृथ्वी की परत की गहराई में चट्टानों का तापमान व्यवस्था भू-तापीय ढाल और भू-तापीय कदम व्यक्त करने के लिए बनाई गई है।

हर 100 मीटर की गहराई के लिए तापमान की परिमाण बढ़ जाती है भू-तापीय ढाल। अफ्रीका में विदर्रेंड फील्ड में, यह जापान (इचिगो) में 1.5 डिग्री सेल्सियस है - 2.9 डिग्री सेल्सियस, दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में - 10.9 डिग्री सेल्सियस, कज़ाखस्तान (समरिंडा) में - 6.3 डिग्री सेल्सियस, कोला प्रायद्वीप पर - 0.65 डिग्री सेल्सियस।

अंजीर। 3. पृथ्वी की परत में तापमान क्षेत्र: मैं - परिवर्तनीय तापमान का क्षेत्र, आईए - ठंड का क्षेत्र; II - निरंतर तापमान का क्षेत्र; III - तापमान वृद्धि क्षेत्र।

गहराई जिस पर तापमान 1 डिग्री तक बढ़ता है, कहा जाता है भू-तापीय कदम।भू-तापीय चरण के संख्यात्मक मान न केवल अलग-अलग अक्षांशों पर बल्कि क्षेत्र के एक ही बिंदु की विभिन्न गहराई पर असंगत हैं। भू-तापीय चरण की परिमाण 1.5 से 250 मीटर तक भिन्न होती है। Arkhangelsk में यह मास्को में 10 मीटर के बराबर है - 38.4 मीटर, और पायतिगोरस्क में - 1.5 मीटर। सैद्धांतिक रूप से, इस चरण का औसत मूल्य 33 मीटर है।

1630 मीटर की गहराई तक मॉस्को में अच्छी तरह से ड्रिल किए गए, वध में तापमान 41 डिग्री सेल्सियस था, और एक खदान में 1545 मीटर की गहराई तक डोनबास में पारित किया गया, तापमान 56.3 डिग्री सेल्सियस तक चला गया। उच्चतम तापमान 7136 मीटर की अच्छी गहराई में अमेरिका में तय किया गया है, जहां यह 224 डिग्री सेल्सियस के बराबर है। गणना के अनुसार गहराई के साथ तापमान में वृद्धि पर विचार किया जाना चाहिए, गणना के अनुसार गहरी डाउनिट संरचनाओं को डिजाइन करते समय, 400 किमी की गहराई पर तापमान 1400 तक पहुंच जाना चाहिए ... 1700 डिग्री सेल्सियस। भूमि कोर के लिए उच्चतम तापमान (लगभग 5000 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त किया जाता है।

डी.टी.एन. पर। रदर, प्रोफेसर,
अकदमीशियन रूसी अकादमी तकनीकी विज्ञान, मास्को

हाल के दशकों में, दुनिया प्राकृतिक गैस, तेल, कोयले को आंशिक रूप से बदलने के लिए पृथ्वी की गहरी गर्मी की ऊर्जा के अधिक कुशल उपयोग की दिशा को मानती है। यह न केवल उच्च भू-तापीय मानकों वाले क्षेत्रों में भी संभव होगा, बल्कि दुनिया के किसी भी क्षेत्र में इंजेक्शन और परिचालन कुएं ड्रिल करते समय और उनके बीच परिसंचरण प्रणालियों के निर्माण को भी संभव होगा।

दुनिया में दुनिया में दुनिया में ब्याज की जांच की वैकल्पिक स्रोत ऊर्जा हाइड्रोकार्बन ईंधन भंडार के थकावट और कई पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने की आवश्यकता के कारण होती है। उद्देश्य कारक (जीवाश्म ईंधन और यूरेनियम के भंडार, साथ ही पारंपरिक आग और परमाणु ऊर्जा के कारण होने वाले माध्यम में एक परिवर्तन) से पता चलता है कि नई विधियों और ऊर्जा के रूपों में संक्रमण अनिवार्य है।

वैश्विक अर्थव्यवस्था ने वर्तमान में पारंपरिक और नए ऊर्जा स्रोतों के तर्कसंगत संयोजन में संक्रमण को उठाया है। भूमि की गर्मी उनमें से एक है जो पहले स्थानों में से एक है।

भू-तापीय ऊर्जा संसाधनों को हाइड्रोजियोलॉजिकल और पेट्रोजेर्मल में बांटा गया है। उनमें से पहले कूलेंट्स द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाता है (केवल 1% का गठन होता है सामान्य संसाधन भू-तापीय ऊर्जा) - भूमिगत जल, भाप और भाप मिश्रण। दूसरा हॉट चट्टानों में निहित भू-तापीय ऊर्जा है।

प्राकृतिक भाप और भू-तापीय जल के निष्कर्षण की फाउंटेन प्रौद्योगिकी (आत्मनिर्भरता) हमारे देश और विदेशों में उपयोग की जाती है, लेकिन अप्रभावी। स्व-लूप किए गए कुओं के एक छोटे से डेबिट के साथ, उनके ताप उत्पाद केवल भू-तापीय कलेक्टरों की एक छोटी गहराई के साथ ड्रिलिंग की लागत को फिर से भर सकते हैं उच्च तापमान थर्मलोमालिया के क्षेत्रों में। कई देशों में ऐसे कुओं की सेवा जीवन 10 साल तक नहीं पहुंचता है।

साथ ही, अनुभव यह पुष्टि करता है कि प्राकृतिक भाप के उथले कलेक्टरों की उपस्थिति में, जियोट्स का निर्माण भू-तापीय ऊर्जा का सबसे अनुकूल उपयोग है। ऐसे जियोट्स के संचालन ने अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों की तुलना में अपनी प्रतिस्पर्धात्मकता दिखायी। इसलिए, उत्तरी काकुसस के क्षेत्रों में कामचटका प्रायद्वीप और कुरिल आरयूडी के द्वीपों में भू-तापीय जल और वाष्पहोटर्म के भंडार का उपयोग, और अन्य क्षेत्रों में भी संभव है, यह सलाह दी जाती है और समयबद्ध तरीके से । लेकिन जोड़ी फ़ील्ड - दुर्लभता, इसकी प्रसिद्ध और पूर्वानुमान भंडार पास ही। थर्मल पावर वाटर्स के अधिक सामान्य क्षेत्र हमेशा उपभोक्ता-गर्मी की आपूर्ति के काफी करीब नहीं होते हैं। यह बड़े पैमाने पर कुशल उपयोग की संभावना को समाप्त करता है।

अक्सर, कठिन समस्या लवण का मुकाबला करने की समस्या को बढ़ेगी। एक नियम के रूप में भू-तापीय का उपयोग, खनिज स्रोतों के एक शीतलक के रूप में लौह ऑक्साइड, कैल्शियम कार्बोनेट और सिलिकेट संरचनाओं के एक बोरहोल क्षेत्र की ओर जाता है। इसके अलावा, संक्षारण और नमक डिजाइन क्षरण की समस्याएं उपकरणों से नकारात्मक रूप से प्रभावित होती हैं। समस्या, खनिज और अपशिष्ट जल की विषाक्त अशुद्धता युक्त रीसेट हो जाती है। इसलिए, सबसे सरल फव्वारा प्रौद्योगिकी भू-तापीय संसाधनों के व्यापक विकास के आधार के रूप में कार्य नहीं कर सकती है।

क्षेत्र में प्रारंभिक अनुमानों के अनुसार रूसी संघ 40-250 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ थर्मल वाटर्स के पूर्वानुमानित भंडार, 35-200 ग्राम / एल के खनिजरण और 3000 मीटर की गहराई 21-22 मिलियन एम 3 / दिन हैं, जो 30-40 की भूकंप के बराबर है मिलियन टन यूटी साल में।

कमचटका प्रायद्वीप के 150-250 ओएस के तापमान के साथ भाप-वायु मिश्रण के पूर्वानुमान भंडार और कुरिल द्वीप समूह 500 हजार एम 3 / दिन है। और 40-100 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ थर्मल वाटर्स के भंडार - 150 हजार एम 3 / दिन।

लगभग 8 मिलियन एम 3 / दिन की प्रवाह दर वाले प्राथमिक जल को विकास के लिए प्राथमिक माना जाता है, खनिजरण के साथ 10 जी / एल और 50 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का तापमान।

भविष्य की ऊर्जा के लिए एक बहुत अधिक महत्व थर्मल ऊर्जा का निष्कर्षण, व्यावहारिक रूप से अविश्वसनीय, पेट्रोजेथर्मल संसाधन है। ठोस गर्म चट्टानों में निष्कासित यह भू-तापीय ऊर्जा भूमिगत थर्मल ऊर्जा के कुल संसाधनों का 99% है। 4-6 किमी की गहराई पर, 300-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले सरणी केवल कुछ ज्वालामुखी के मध्यवर्ती foci के पास पाए जा सकते हैं, लेकिन 100-150 ओएस के तापमान वाले गर्म चट्टानों को लगभग हर जगह इन गहराई में फैलाया जाता है , और एक काफी महत्वपूर्ण भूमिका पर 180-200 ओएस के तापमान के साथ। रूस का क्षेत्र।

पूरे अरबों में, परमाणु, गुरुत्वाकर्षण और पृथ्वी के अंदर अन्य प्रक्रियाएं उत्पन्न हुईं और थर्मल ऊर्जा उत्पन्न हुईं। इसके कुछ हिस्सेदारी बाहरी अंतरिक्ष में विकिरणित होती है, और गर्मी गहराई में जमा होती है, यानी। पृथ्वी के पदार्थ के गर्मी युक्त ठोस, तरल और गैसीय चरणों और भू-तापीय ऊर्जा कहा जाता है।

अंदर की गर्मी की निरंतर पीढ़ी अपने बाहरी नुकसान के लिए क्षतिपूर्ति करती है, भू-तापीय ऊर्जा के संचय के स्रोत के रूप में कार्य करती है और इसके संसाधनों के नवीकरणीय हिस्से को निर्धारित करती है। पृथ्वी की सतह पर आंत्र की गर्मी को हटाने से दुनिया की आधुनिक शक्ति की शक्ति की तुलना में तीन गुना अधिक है और इसका अनुमान 30 टीवी पर है।

हालांकि, यह स्पष्ट है कि नवीनीकरण केवल सीमित है प्राकृतिक संसाधन, और भू-तापीय ऊर्जा की कुल क्षमता व्यावहारिक रूप से अविश्वसनीय है, क्योंकि इसे जमीन की गर्मी की कुल मात्रा के रूप में निर्धारित किया जाना चाहिए।

मौका से नहीं, हाल के दशकों में, दुनिया प्राकृतिक गैस, तेल, कोयले को आंशिक रूप से बदलने के लिए पृथ्वी की गहरी गर्मी की ऊर्जा के अधिक कुशल उपयोग की दिशा को मानती है। यह न केवल उच्च भू-तापीय मानकों वाले क्षेत्रों में भी संभव होगा, बल्कि दुनिया के किसी भी क्षेत्र में इंजेक्शन और परिचालन कुएं ड्रिल करते समय और उनके बीच परिसंचरण प्रणालियों के निर्माण को भी संभव होगा।

बेशक, परिसंचरण प्रणालियों के प्रभावी संचालन के लिए नस्लों की कम थर्मल चालकता पर, गर्मी चयन क्षेत्र में काफी विकसित गर्मी विनिमय सतह बनाना या बनाना आवश्यक है। इस तरह की सतह, छिद्रपूर्ण परतों और प्राकृतिक क्रैक प्रतिरोध के जोनों के साथ, इसमें पारगम्यता चट्टानों की ऊर्जा के प्रभावी निष्कर्षण के साथ शीतलक के मजबूर निस्पंदन को व्यवस्थित करना संभव बनाता है, साथ ही व्यापक गर्मी विनिमय के कृत्रिम निर्माण के साथ भी संभव बनाता है हाइड्रोलिक नमूना (आकृति देखें) द्वारा कम आयामी छिद्रपूर्ण सरणी में सतह।

वर्तमान में, हाइड्रोलिक सर्वेक्षण में लागू किया जाता है तेल व गैस उद्योग तेल क्षेत्रों के विकास में तेल वसूली बढ़ाने के लिए जलाशयों की पारगम्यता को बढ़ाने के तरीके के रूप में। आधुनिक प्रौद्योगिकी आपको एक संकीर्ण, लेकिन लंबी दरार, या छोटी लेकिन चौड़ी बनाने की अनुमति देता है। 2-3 किमी तक की लंबाई के साथ हाइड्रोलिक फ्रैक्चर के ज्ञात उदाहरण।

ठोस चट्टानों में संपन्न मुख्य भू-तापीय संसाधनों को निकालने का घरेलू विचार 1 9 14 में व्यक्त किया गया था। केईई। Tsiolkovsky, और 1 9 20 में, गर्म ग्रेनाइट सरणी में भू-तापीय परिसंचरण प्रणाली (जीसीसी) को वीए द्वारा वर्णित किया गया था। हुपेवी

1 9 63 में, पेरिस में, ब्रॉडकास्टा कैओस कॉम्प्लेक्स के परिसर में हीटिंग और एयर कंडीशनिंग के लिए छिद्रपूर्ण परतों की नस्लों की गर्मी का पहला जीसीसी निष्कर्षण बनाया गया था। 1 9 85 में, फ्रांस में, 64 जीसी ने लगभग 150 हजार टन तेल की वार्षिक अर्थव्यवस्था में 450 मेगावाट की कुल थर्मल क्षमता में काम किया। उसी वर्ष, इस तरह के पहले जीसीसी को Grozny के पास Khankalskaya घाटी में यूएसएसआर में बनाया गया था।

1 9 77 में, परियोजना के मुताबिक, संयुक्त राज्य अमेरिका के लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी ने न्यू मैक्सिको सिटी में पहाड़ी के हेयर ड्रायर की साइट पर व्यावहारिक रूप से अभेद्य सरणी के हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के साथ प्रयोगात्मक जीएसएस का परीक्षण करना शुरू किया। ठंडे ताजा पानी को अच्छी तरह से (इंजेक्शन) ठंडे ताजे पानी को गर्म ताजा पानी गर्म किया जाता है, जिसमें हाइड्रोलिक द्वारा गठित 8000 मीटर 2 के ऊर्ध्वाधर क्रैक क्षेत्र में चट्टानों (185 डिग्री सेल्सियस) के साथ गर्मी विनिमय के खर्च पर ठंडा ताजा पानी 2.7 किमी की गहराई से गठित होता है । एक और अच्छी तरह से (परिचालन) पर, इस दरार को पार करना, अतिरंजित पानी भाप के एक जेट के रूप में सतह पर चला गया। दबाव में एक बंद समोच्च में फैलते समय, सतह पर सुपरशीट पानी का तापमान 160-180 ओएस तक पहुंच गया, और सिस्टम की थर्मल पावर 4-5 मेगावाट है। आसपास के सरणी में शीतलक का रिसाव कुल प्रवाह का लगभग 1% था। यांत्रिक और रासायनिक अशुद्धियों की एकाग्रता (0.2 ग्राम / एल तक) ताजा पेयजल की सत्ता से मेल खाती है। हाइड्रोलिक क्रैक को तरल पदार्थ के हाइड्रोस्टैटिक दबाव की ऑपरेटिंग स्थिति में बढ़ते और बनाए रखने की आवश्यकता नहीं थी। इसमें विकास में नि: शुल्क संवहन ने गर्म रॉक द्रव्यमान के संपर्क की लगभग पूरी सतह के गर्मी हस्तांतरण में प्रभावी भागीदारी प्रदान की।

इच्छित ड्रिलिंग, तेल और गैस उद्योग में लंबे समय से अभ्यास के आधार पर गर्म अभेद्य चट्टानों की भूमिगत थर्मल ऊर्जा का निष्कर्षण, भूकंपीय गतिविधि का कारण नहीं था, न ही पर्यावरण पर कोई अन्य हानिकारक प्रभाव।

1 9 83 में, ब्रिटिश वैज्ञानिकों ने अमेरिकी अनुभव को दोहराया, करनुएल में हाइड्रोलिक ग्रंथियों के साथ एक प्रयोगात्मक एचसीएस बना दिया। जर्मनी, स्वीडन में इसी तरह के काम किए गए थे। संयुक्त राज्य अमेरिका में, 224 से अधिक भू-तापीय ताप आपूर्ति परियोजनाएं की गईं। यह माना जाता है कि भू-तापीय संसाधन गैर-विद्युत आवश्यकताओं के लिए थर्मल ऊर्जा में संयुक्त राज्य अमेरिका की संभावित आवश्यकताओं का मुख्य हिस्सा प्रदान कर सकते हैं। जापान में, 2000 में जियोट्स पावर लगभग 50 जीडब्ल्यू तक पहुंच गई।

वर्तमान में, 65 देशों में भू-तापीय संसाधनों की अनुसंधान और अन्वेषण आयोजित किया जाता है। दुनिया में लगभग 10 जीडब्ल्यू की कुल क्षमता वाले भू-तापीय ऊर्जा बनाए गए स्टेशनों के आधार पर। भू-तापीय ऊर्जा के विकास में सक्रिय समर्थन संयुक्त राष्ट्र द्वारा प्रदान किया जाता है।

भू-तापीय कूलेंट का उपयोग करने का अनुभव कई देशों में जमा हुआ है अनुकूल परिस्थितियां वे थर्मल और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए 2-5 गुना अधिक लाभदायक हो जाते हैं। गणना से पता चलता है कि वर्ष में एक भू-तापीय अच्छी तरह से 158 हजार टन कोयले का प्रतिस्थापन प्रदान कर सकता है।

इस प्रकार, पृथ्वी की गर्मी शायद, एकमात्र बड़ा, भरने वाले ऊर्जा संसाधन, तर्कसंगत विकास, जिसमें से आधुनिक ईंधन ऊर्जा की तुलना में ऊर्जा में कमी का वादा किया जाता है। इस तरह की एक अविश्वसनीय ऊर्जा क्षमता, सौर और थर्मोन्यूक्लियर प्रतिष्ठानों के साथ, दुर्भाग्यवश, मौजूदा ईंधन की तुलना में अधिक महंगा होगा।

आज पृथ्वी की गर्मी के विकास के लंबे इतिहास के बावजूद, भू-तापीय तकनीक अभी तक नहीं पहुंची है उच्च विकास। पृथ्वी की थर्मल ऊर्जा के विकास को गहरे कुओं के निर्माण में बड़ी कठिनाइयों का सामना करना पड़ रहा है, जो सतह पर शीतलक को वापस लेने के लिए चैनल हैं। संग्रह (200-250 डिग्री सेल्सियस) पर उच्च तापमान के कारण, पारंपरिक रॉक-ऑपरेटिंग टूल ऐसी स्थितियों में काम के लिए अनुपयुक्त हैं, ड्रिल और आवरण की पसंद के लिए विशेष आवश्यकताएं, सीमेंट समाधान, ड्रिलिंग प्रौद्योगिकियों, बन्धन और परिष्करण कुओं। घरेलू मापने के उपकरण, धारावाहिक परिचालन फिटिंग और उपकरण निष्पादन में निर्मित होते हैं जो तापमान को 150-200 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं अनुमति देता है। कुएं के पारंपरिक गहरे यांत्रिक ड्रिलिंग को कभी-कभी वर्षों से देरी होती है और महत्वपूर्ण वित्तीय लागत की आवश्यकता होती है। मुख्य उत्पादन सुविधाओं में, कुएं की लागत 70 से 9 0% तक है। भू-तापीय संसाधनों के मुख्य भाग को विकसित करने के लिए केवल प्रगतिशील तकनीक बनाकर इस समस्या को हल करना संभव है, यानी गर्म नस्ल ऊर्जा का निष्कर्षण।

रूसी संघ के क्षेत्र में पृथ्वी के गर्म चट्टानों की एक अविश्वसनीय, भरपूर गहरी थर्मल ऊर्जा निकालने और उपयोग करने की समस्या, रूसी वैज्ञानिकों और विशेषज्ञों का हमारा समूह किसी भी वर्ष में लगी हुई है। काम का उद्देश्य पृथ्वी की परत के आंत्रों में गहरे प्रवेश के लिए घरेलू, उच्च तकनीकी प्रौद्योगिकियों के आधार पर बनाना है। वर्तमान में, ड्रिलिंग शैल (बीएस) के लिए कई विकल्प विकसित किए गए हैं, जो विश्व अभ्यास में कोई अनुरूप नहीं हैं।

पहले बीएस संस्करण का काम वर्तमान पारंपरिक अच्छी ड्रिलिंग तकनीक से जुड़ा हुआ है। ठोस चट्टानों की ड्रिलिंग दर (औसत घनत्व 2500-3300 किलो / एम 3) 30 मीटर / घंटा तक है, तरल व्यास 200-500 मिमी है। बीएस का दूसरा संस्करण स्वायत्त और स्वचालित मोड में कुओं के ड्रिलिंग अभ्यास करता है। रन एक विशेष स्टार्ट-अप स्वीकृति मंच के साथ किया जाता है जिसके साथ इसे अपने आंदोलन से नियंत्रित किया जाता है। ठोस चट्टानों में बीएस के एक हजार मीटर कुछ घंटों के भीतर पारित करने में सक्षम होंगे। 500 से 1000 मिमी तक अच्छी तरह से व्यास। विकल्प बीएस पुन: प्रयोज्य उपयोग में महान आर्थिक दक्षता और एक विशाल संभावित मूल्य है। उत्पादन में बीएस का परिचय आपको कुओं के निर्माण में एक नया चरण खोलने और पृथ्वी की थर्मल ऊर्जा के अविश्वसनीय स्रोतों तक पहुंच सुनिश्चित करने की अनुमति देगा।

गर्मी की आपूर्ति की जरूरतों के लिए, पूरे देश में आवश्यक अच्छी गहराई 3-4.5 हजार मीटर तक है और 5-6 हजार मीटर से अधिक नहीं है। आवास और सांप्रदायिक गर्मी की आपूर्ति के लिए शीतलक का तापमान सीमा से परे नहीं जाता है 150 ओएस का। औद्योगिक सुविधाओं के लिए, तापमान, एक नियम के रूप में, 180-200 ओएस से अधिक नहीं है।

जीएससी के निर्माण का लक्ष्य रूसी संघ के दूरस्थ, कठिन, पहुंचने और गैर-महारत क्षेत्रों की स्थायी, किफायती, सस्ती गर्मी प्रदान करना है। जीएसएस के संचालन की अवधि 25-30 साल और अधिक है। स्टेशनों की वापसी अवधि (सहित) नवीनतम टेक्नोलॉजीज ड्रिलिंग) - 3-4 साल।

गैर-विद्युत जरूरतों के लिए भू-तापीय ऊर्जा के उपयोग के लिए संबंधित क्षमता के आने वाले वर्षों में रूसी संघ में बनाना लगभग 600 मिलियन टन बदल दिया जाएगा। बचत 2 ट्रिलियन रूबल तक हो सकती है।

2030 तक, अग्नि ऊर्जा के प्रतिस्थापन के लिए 30% तक ऊर्जा सुविधाएं बनाना संभव है, और 2040 तक लगभग कार्बनिक कच्चे माल को रूसी संघ के ऊर्जा संतुलन से ईंधन के रूप में पूरी तरह से खत्म कर दिया गया है।

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हमारे देश में हाइड्रोकार्बन में समृद्ध, भू-तापीय ऊर्जा एक विशेष विदेशी संसाधन है, जो आज के राज्य में तेल और गैस के साथ प्रतिस्पर्धा करने की संभावना नहीं है। फिर भी, इस वैकल्पिक प्रकार की ऊर्जा का लगभग हर जगह और काफी कुशलता से उपयोग किया जा सकता है।

भू-तापीय ऊर्जा सांसारिक सबसॉइल की गर्मी है। यह गहराई में उत्पादित होता है और पृथ्वी की सतह को विभिन्न रूपों में और विभिन्न तीव्रता के साथ में प्रवेश करता है।

तापमान ऊपरी परतें मिट्टी मुख्य रूप से बाहरी (एक्सोजेनस) कारकों पर निर्भर करती है - सौर प्रकाश और वायु तापमान। गर्मियों और दिन में, मिट्टी को कुछ गहराई तक गरम किया जाता है, और सर्दियों में और रात में हवा के तापमान में बदलाव के बाद ठंडा हो जाता है और कुछ देरी के साथ गहराई से बढ़ने के साथ ठंडा हो जाता है। दैनिक वायु तापमान में उतार-चढ़ाव का प्रभाव इकाइयों से कई दस सेंटीमीटर तक गहराई से समाप्त होता है। मौसमी oscillations गहरी मिट्टी परतों पर कब्जा - दर्जन मीटर तक।

कुछ गहराई में - दसियों से सैकड़ों मीटर तक - मिट्टी का तापमान निरंतर रखा जाता है, पृथ्वी की सतह पर औसत वार्षिक हवा के तापमान के बराबर होता है। यह सुनिश्चित करना आसान है कि काफी गहरी गुफा में उतरना।

जब इस क्षेत्र में औसत वार्षिक हवा का तापमान शून्य से नीचे होता है, तो यह एक शाश्वत (अधिक सटीक, एक लंबी अवधि) permafrost के रूप में प्रकट होता है। पूर्वी साइबेरिया में, शक्ति, यानी मोटाई, वर्षभर शोक वाली मिट्टी 200-300 मीटर स्थानों तक पहुंच जाती है।

कुछ गहराई (मानचित्र पर प्रत्येक बिंदु के लिए) के साथ, सूर्य और वातावरण का प्रभाव इतना कमजोर हो जाता है कि अंतर्जात (आंतरिक) कारक पहले स्थान पर आते हैं और स्थलीय उपशीर्षक अंदर से होता है, इसलिए गहराई के साथ तापमान शुरू होता है बढ़ना।

पृथ्वी की गहरी परतों को हीटिंग मुख्य रूप से रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के साथ बांधती है, हालांकि अन्य ताप स्रोतों को बुलाया जाता है, जैसे कि भौतिक-रासायनिक, पृथ्वी की परत और मंडल की गहरी परतों में टेक्टोनिक प्रक्रियाएं। लेकिन जो भी हुआ, चट्टानों और संबंधित तरल और गेसीस पदार्थों का तापमान गहराई के साथ बढ़ रहा है। खनिकों को इस घटना का सामना करना पड़ता है - गहरी खानों में हमेशा गर्म होते हैं। 1 किमी की गहराई पर, तीस डिग्री गर्मी एक सामान्य घटना है, और गहरा तापमान भी अधिक है।

पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाले सांसारिक सब्सोइल की थर्मल स्ट्रीम, छोटी है - औसत पर इसकी शक्ति 0.03-0.05 डब्ल्यू / एम 2, या लगभग 350 डब्ल्यू · बी / एम 2 प्रति वर्ष है। सूरज और हवा से गर्मी प्रवाह की पृष्ठभूमि के खिलाफ, यह एक अपरिहार्य मूल्य है: सूर्य हर किसी को देता है वर्ग मीटर पृथ्वी की सतह सालाना लगभग 4000 किलोवाट है, यानी, 10,000 गुना अधिक (बेशक, यह औसत पर है, ध्रुवीय और भूमध्य रेखा के बीच एक विशाल स्कैटर और अन्य जलवायु और मौसम कारकों के आधार पर)।

अधिकांश ग्रह पर आंतों के आंत्र से गर्मी प्रवाह का अस्थिरता चट्टानों की कम थर्मल चालकता और भूगर्भीय संरचना की विशिष्टताओं से जुड़ा हुआ है। लेकिन अपवाद हैं - स्थान जहां गर्मी प्रवाह बहुत अच्छा है। यह सबसे पहले, टेक्टोनिक दोषों के क्षेत्र, भूकंपीय गतिविधि और ज्वालामुखी में वृद्धि हुई, जहां पृथ्वी की गहराई की ऊर्जा उत्पादन को पाती है। ऐसे क्षेत्रों के लिए, लिथोस्फीयर की थर्मल असामान्यताएं विशेषताएं हैं, यहां गर्मी प्रवाह, पृथ्वी की सतह तक पहुंचने, कई बार और यहां तक \u200b\u200bकि ऑर्डर के लिए भी अधिक शक्तिशाली "सामान्य"। इन क्षेत्रों में सतह पर गर्मी की एक बड़ी मात्रा ज्वालामुखी और गर्म पानी के स्रोतों के विस्फोट को डाल रही है।

ऐसे क्षेत्र भू-तापीय ऊर्जा के विकास के लिए सबसे अनुकूल हैं। रूस में, यह सब के ऊपर, कामचटका, कुरिल द्वीप समूह और काकेशस है।

साथ ही, भू-तापीय ऊर्जा का विकास लगभग हर जगह संभव है, क्योंकि गहराई के साथ तापमान में वृद्धि - घटना सर्वव्यापी है, और यह कार्य आंतों से "खनन" गर्मी है, जैसे खनिज कच्चे माल का उत्पादन होता है क्या आप वहां मौजूद हैं।

औसतन, गहराई वाला तापमान हर 100 मीटर के लिए 2.5-3 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ता है। विभिन्न गहराई पर झूठ बोलने वाले दो बिंदुओं के बीच तापमान अंतर का अनुपात, उनके बीच का पता लगाने के लिए भू-तापीय ढाल कहा जाता है।

व्यस्त मूल्य एक भू-तापीय चरण, या गहराई अंतराल है, जिस पर तापमान 1 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ता है।

ढाल जितना अधिक होगा और तदनुसार, मंच के नीचे, पृथ्वी की गहराई की गर्मी सतह पर आती है और भू-तापीय ऊर्जा के विकास के लिए इस क्षेत्र का अधिक वादा करती है।

विभिन्न क्षेत्रों में, भूगर्भीय संरचना और अन्य क्षेत्रीय और स्थानीय परिस्थितियों के आधार पर, गहराई के साथ तापमान वृद्धि की दर अचानक भिन्न हो सकती है। भूमि के पैमाने पर, भू-तापीय ग्रेडियेंट्स के परिमाण के ऑसीलेशन और चरण 25 गुना तक पहुंचते हैं। उदाहरण के लिए, ओरेगॉन (यूएसए) में, ढाल 1 किमी प्रति 150 डिग्री सेल्सियस है, और दक्षिण अफ्रीका में - 6 डिग्री सेल्सियस 1 किमी दूर है।

सवाल यह है कि, बड़ी गहराई में तापमान क्या है - 5, 10 किमी और अधिक? जब प्रवृत्ति को बचाया जाता है, तो 10 किमी की गहराई पर तापमान लगभग 250-300 डिग्री सेल्सियस का औसत होना चाहिए। अल्ट्रा-डीप वेल्स में प्रत्यक्ष अवलोकनों द्वारा यह कम या ज्यादा पुष्टि की गई है, हालांकि तस्वीर रैखिक तापमान बढ़ने के लिए काफी जटिल है।

उदाहरण के लिए, कोला अल्ट्रा-गहरी अच्छी तरह से बाल्टिक क्रिस्टल शील्ड में ड्रिल किया गया, तापमान 10 डिग्री सेल्सियस / 1 किमी की गति से 3 किमी की गहराई तक पहुंचता है, और फिर भू-तापीय ढाल 2-2.5 गुना अधिक हो जाता है। 7 किमी की गहराई से, 120 डिग्री सेल्सियस का तापमान रिकॉर्ड किया गया, 10 किमी - 180 डिग्री सेल्सियस, और 12 किमी - 220 डिग्री सेल्सियस।

एक और उदाहरण उत्तरी कैस्पियनि में एक अच्छी तरह से रखी गई है, जहां 500 मीटर की गहराई में, 42 डिग्री सेल्सियस का तापमान पंजीकृत है, 1.5 किमी - 70 डिग्री सेल्सियस, 2 किमी - 80 डिग्री सेल्सियस, 3 किमी - 108 ° C।

यह माना जाता है कि भू-तापीय ढाल 20-30 किमी की गहराई से घटता है: 100 किमी की गहराई से, अनुमानित तापमान 1300-1500 डिग्री सेल्सियस के बारे में 400 किमी - 1600 डिग्री सेल्सियस की गहराई पर, पृथ्वी के मूल में, पृथ्वी के मूल में (6000 किमी से अधिक की गहराई) - 4000-5000 डिग्री सेल्सियस।

10-12 किमी तक की गहराई पर, तापमान बोरहोल के माध्यम से मापा जाता है; वहां, जहां वे नहीं हैं, यह अप्रत्यक्ष संकेतों के साथ-साथ अधिक गहराई से निर्धारित किया जाता है। इस तरह के अप्रत्यक्ष संकेत भूकंपीय तरंगों या चढ़ाव लावा के तापमान के पारित होने की प्रकृति हो सकते हैं।

हालांकि, भू-तापीय ऊर्जा के प्रयोजनों के लिए, 10 किमी से अधिक की गहराई पर तापमान पर डेटा अभी तक व्यावहारिक रुचि नहीं रहा है।

कुछ किलोमीटर की गर्मी की गहराई पर, लेकिन इसे कैसे बढ़ाएं? कभी-कभी प्रकृति स्वयं को प्राकृतिक शीतलक - सतह के नजदीक गर्म थर्मल पानी की मदद से इस समस्या को हल करती है या हमारे लिए गहराई को कम करने वाली गहराई को कम करती है। कुछ मामलों में, भाप की स्थिति तक गर्म होने की गहराई में पानी।

"थर्मल वाटर्स" की अवधारणा की सख्त परिभाषा नहीं है। एक नियम के रूप में, उनके तहत एक तरल अवस्था में या भाप के रूप में या भाप के रूप में, पृथ्वी की सतह सहित 20 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान के साथ, जो एक नियम के रूप में, हवा के तापमान से अधिक है।

भूजल, भाप, स्टीमिंग मिश्रण की गर्मी हाइड्रोथर्मल ऊर्जा है। तदनुसार, इसके उपयोग के आधार पर ऊर्जा को हाइड्रोथर्मल कहा जाता है।

गर्मी के उत्पादन को सीधे सूखे चट्टान - पेट्रोटर्मल ऊर्जा के उत्पादन से निपटना अधिक कठिन होता है, खासकर जब पर्याप्त उच्च तापमान, एक नियम के रूप में, कई किलोमीटर की गहराई से शुरू होता है।

रूस के क्षेत्र में, पेट्रोटर्मल ऊर्जा की क्षमता हाइड्रोथर्मल की तुलना में एक सौ गुना अधिक है, - क्रमशः, 3500 और 35 ट्रिलियन टन सशर्त ईंधन। यह काफी प्राकृतिक है - पृथ्वी की गहराई की गर्मी हर जगह है, और थर्मल वाटर्स स्थानीय रूप से पाए जाते हैं। हालांकि, गर्मी और बिजली प्राप्त करने के लिए स्पष्ट तकनीकी कठिनाइयों के कारण, थर्मल वाटर्स का सबसे हिस्सा वर्तमान में उपयोग किया जाता है।

20-30 से 100 डिग्री सेल्सियस का पानी का तापमान हीटिंग के लिए उपयुक्त है, तापमान 150 डिग्री सेल्सियस और उच्चतर से है - और भू-तापीय बिजली संयंत्रों में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयुक्त है।

सामान्य रूप से, पारंपरिक ईंधन या कार्बनिक ईंधन भंडार की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक ऊर्जा माप की किसी भी अन्य इकाई के मामले में रूस में भू-तापीय संसाधन।

सैद्धांतिक रूप से, केवल भू-तापीय ऊर्जा द्वारा देश की ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरी तरह से संतुष्ट कर सकता है। इस समय, अपने क्षेत्र के अधिकांश भाग के लिए, यह तकनीकी और आर्थिक विचारों के लिए अव्यवहारिक है।

दुनिया में, भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग अक्सर आइसलैंड से जुड़ा होता है - एक असाधारण रूप से सक्रिय टेक्टोनिक और ज्वालामुखीय क्षेत्र में मध्य-अटलांटिक रेंज के उत्तरी छोर पर स्थित एक देश। शायद, हर कोई ज्वालामुखीय Eyyafyatlayokud के शक्तिशाली विस्फोट को याद करता है ( Eyjafjallajökull।) 2010 साल में।

यह ऐसे भूगर्भीय विनिर्देशों के लिए धन्यवाद है, आइसलैंड में भू-तापीय ऊर्जा का विशाल भंडार है, जिसमें पृथ्वी की सतह पर उभरते गर्म स्प्रिंग्स और यहां तक \u200b\u200bकि गीज़र के रूप में भी उभरते हैं।

आइसलैंड में, वर्तमान में उपभोग किए गए सभी ऊर्जा का 60% से अधिक जमीन से लिया जाता है। भू-तापीय स्रोतों के कारण, 90% हीटिंग और बिजली उत्पादन का 30% सुनिश्चित किया जाता है। हम कहते हैं कि देश में बाकी बिजली जल विद्युत संयंत्र पर बनाई गई है, जो कि नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत का भी उपयोग कर रही है, इसलिए आइसलैंड एक निश्चित विश्व पर्यावरण मानक की तरह दिखता है।

20 वीं शताब्दी में भू-तापीय ऊर्जा के "टमिंग" को आर्थिक रूप से आइसलैंड द्वारा मदद की गई थी। पिछली शताब्दी के मध्य तक, वह एक बहुत ही गरीब देश थी, अब स्थापित क्षमता और प्रति व्यक्ति भू-तापीय ऊर्जा के उत्पादन में दुनिया में पहले स्थान पर है और भू-तापीय शक्ति की स्थापित क्षमता के पूर्ण मूल्य में शीर्ष दस में है पौधे। हालांकि, इसकी जनसंख्या केवल 300 हजार लोग हैं, जो ऊर्जा के पर्यावरण के अनुकूल स्रोतों में संक्रमण के कार्य को सरल बनाती हैं: इसकी आवश्यकता आमतौर पर छोटी होती है।

आइसलैंड के अलावा, बिजली उत्पादन की सामान्य संतुलन में भू-तापीय ऊर्जा का उच्च अनुपात न्यूजीलैंड और दक्षिणपूर्व एशिया (फिलीपींस और इंडोनेशिया), मध्य अमेरिका और पूर्वी अफ्रीका के द्वीप राज्यों में प्रदान किया जाता है, जिसकी क्षेत्र भी उच्च की विशेषता है भूकंपीय और ज्वालामुखीय गतिविधि। इन देशों के लिए, उनके वर्तमान स्तर के विकास और जरूरतों के साथ भूतापीय ऊर्जा सामाजिक-आर्थिक विकास में महत्वपूर्ण योगदान देता है।

भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग बहुत लंबा इतिहास है। सबसे पहले में से एक प्रसिद्ध उदाहरण - इटली, टस्कनी प्रांत में जगह, अब लॉर्डरलो कहा जाता है, और अंदर प्रारंभिक XIX। एक शताब्दी स्थानीय गर्म थर्मल वाटर जो स्वाभाविक रूप से या उथले कुओं से खनन किए गए ऊर्जा उद्देश्यों में उपयोग किए जाते थे।

बोरॉन में समृद्ध भूमिगत स्रोतों से पानी का उपयोग बोरिक एसिड की तैयारी के लिए यहां किया गया था। प्रारंभ में, यह एसिड लौह बॉयलर में वाष्पीकरण विधि द्वारा प्राप्त किया गया था, और जैसे ही ईंधन ने निकटतम जंगलों से सामान्य फायरवुड लिया था, लेकिन 1827 में, फ्रांसेस्को लॉर्डरेल (फ्रांसेस्को लॉर्डरल) ने एक प्रणाली बनाई, जो खुद को पानी की गर्मी पर काम करती थी। साथ ही, प्राकृतिक जल वाष्प की ऊर्जा का उपयोग ड्रिलिंग रिग के संचालन के लिए किया जाना शुरू किया, और 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में - और स्थानीय घरों और ग्रीनहाउसों को गर्म करने के लिए। उसी स्थान पर, लॉर्डरलो में, 1 9 04 में, थर्मल जल वाष्प बिजली प्राप्त करने के लिए एक ऊर्जा स्रोत बन गया।

XIX शताब्दी के अंत में इटली के उदाहरण में, कुछ अन्य देशों का पालन किया गया। उदाहरण के लिए, 18 9 2 में, थर्मल वाटर्स का इस्तेमाल पहली बार संयुक्त राज्य अमेरिका (बोइस, इदाहो) में स्थानीय हीटिंग के लिए किया गया था, 1 9 1 9 में जापान में आइसलैंड में 1 9 28 में।

अमेरिका में, 1 9 30 के दशक में, 1 9 58 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में, 1 9 5 9 में।

एक नए स्रोत पर पुराना सिद्धांत

बिजली उत्पादन को हीटिंग के लिए हाइड्रॉइड ऑपरेटर का उच्च तापमान आवश्यक है, 150 डिग्री सेल्सियस से अधिक। भू-तापीय बिजली संयंत्र (जियोस) के संचालन का सिद्धांत एक पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) के संचालन के सिद्धांत के समान है। वास्तव में, भू-तापीय पावर स्टेशन एक प्रकार का टीपीपी है।

ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत की भूमिका में टीपीपी एक नियम, कोयला, गैस या ईंधन तेल के रूप में है, और काम करने वाले तरल पदार्थ जल वाष्प परोसता है। ईंधन, जलन, एक जोड़ी राज्य में पानी को गर्म करता है जो घूमता है भाप का टर्बाइनऔर यह बिजली उत्पन्न करता है।

जियोस के बीच का अंतर यह है कि यहां ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत सांसारिक गेंदबाजों की गर्मी है और एक जोड़ी के रूप में काम करने वाले तरल पदार्थ को सीधे खनन से "समाप्त" रूप में विद्युत जनरेटर टरबाइन के ब्लेड में प्रवेश करता है।

काम की तीन मुख्य योजनाएं हैं जियोस: सीधे, सूखे (भू-तापीय) भाप का उपयोग; हाइड्रोथर्मल पानी, और मिश्रित, या बाइनरी के आधार पर अप्रत्यक्ष।

एक या एक अन्य योजना का उपयोग कुल राज्य और ऊर्जा वाहक के तापमान पर निर्भर करता है।

सबसे सरल और इसलिए विकसित योजनाओं में से पहला सीधे है, जिसमें कुएं से आने वाले भाप को सीधे टरबाइन के माध्यम से छोड़ दिया जाता है। सूखी जोड़ी पर काम किया और 1 9 04 में लार्डरलो में दुनिया के पहले जियोस।

हमारे समय में अप्रत्यक्ष कार्य योजना के साथ जियोस सबसे आम है। वे गर्म भूमिगत पानी का उपयोग करते हैं, जो वाष्पीकरण में उच्च दबाव के तहत इंजेक्शन दिया जाता है, जहां इसका हिस्सा वाष्पित होता है, और परिणामी भाप टरबाइन को घुमाता है। कुछ मामलों में, भू-तापीय पानी और आक्रामक यौगिकों से भाप की सफाई के लिए अतिरिक्त उपकरणों और समोच्चों की आवश्यकता होती है।

बिताए गए जोड़ी को डिस्चार्ज अच्छी तरह से प्रवेश करता है या तो परिसर को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है - इस मामले में सिद्धांत सीएचपी के संचालन के समान ही है।

बाइनरी जियोस पर, गर्म थर्मल वॉटर एक अन्य तरल के साथ बातचीत करता है जो कम उबलते बिंदु के साथ काम करने वाले तरल पदार्थ के कार्य को निष्पादित करता है। दोनों तरल पदार्थ हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पारित किए जाते हैं, जहां थर्मल पानी काम करने वाले तरल पदार्थ को वाष्पित करता है, जिनके जोड़े टर्बाइन को घुमाते हैं।

यह प्रणाली बंद है, जो वायुमंडल में उत्सर्जन की समस्याओं को हल करती है। इसके अलावा, अपेक्षाकृत कम उबलते बिंदु वाले काम करने वाले तरल पदार्थ आपको ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में उपयोग करने की अनुमति देते हैं और बहुत गर्म थर्मल वाटर्स नहीं हैं।

सभी तीन योजनाओं में, एक हाइड्रोथर्मल स्रोत संचालित होता है, लेकिन बिजली उत्पादन के लिए पेट्रोटर्मल ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है।

इस मामले में योजनाबद्ध आरेख भी काफी सरल है। अपने कुओं - इंजेक्शन और परिचालन के बीच जुड़े दो कुओं को ड्रिल करना आवश्यक है। पानी के निर्वहन में पानी पंप। गहराई पर, इसे गर्म किया जाता है, फिर पानी की गर्मी या मजबूत हीटिंग के परिणामस्वरूप गठित भाप से उत्पन्न कुओं को सतह पर आपूर्ति की जाती है। इसके अलावा, यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि पेट्रोटर्मल ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जाता है - हीटिंग के लिए या बिजली के उत्पादन के लिए। बिताए भाप और पानी को निर्वहन तक वापस या रीसाइक्लिंग की एक और विधि डाउनलोड करने के साथ एक बंद चक्र संभव है।

ऐसी प्रणाली की कमी स्पष्ट है: पर्याप्त रूप से उच्च तापमान का उत्पादन करने के लिए कार्यात्मक द्रव कुएं को अधिक गहराई से ड्रिल करना आवश्यक है। और यह गंभीर लागत और तरल पदार्थ बढ़ने पर महत्वपूर्ण गर्मी हानि का खतरा है। इसलिए, पेट्रोथर्मल सिस्टम हाइड्रोथर्मल की तुलना में कम आम हैं, हालांकि उपरोक्त आदेशों के लिए पेटीथर्मल ऊर्जा की क्षमता।

वर्तमान में, तथाकथित पेट्रोटर्मल परिसंचरण प्रणाली (पीसीएस) के निर्माण में नेता ऑस्ट्रेलिया है। इसके अलावा, भू-तापीय ऊर्जा की यह दिशा संयुक्त राज्य अमेरिका, स्विट्ज़रलैंड, ग्रेट ब्रिटेन, जापान में सक्रिय रूप से विकास कर रही है।

उपहार भगवान केल्विन

फिजिको विलियम थॉम्पसन (वह - लॉर्ड केल्विन) द्वारा थर्मल पंप द्वारा 1852 में आविष्कार ने मानव जाति को मिट्टी की ऊपरी परतों की कम-कीमती गर्मी का उपयोग करने की वास्तविक संभावना प्रदान की। गर्मी पंप प्रणाली, या, जैसा कि टॉमसन ने इसे बुलाया, गर्मी गुणक पर्यावरण से शीतलक तक गर्मी को स्थानांतरित करने की भौतिक प्रक्रिया पर आधारित होता है। वास्तव में, यह पेट्रोथर्मल सिस्टम में एक ही सिद्धांत का उपयोग करता है। अंतर ताप स्रोत में है, जिसके संबंध में एक शब्दावली प्रश्न हो सकता है: गर्मी पंप को वास्तव में भू-तापीय प्रणाली क्यों माना जा सकता है? तथ्य यह है कि ऊपरी परतों में, सैकड़ों मीटर के दसियों में गहराई तक, उनमें निहित नस्लों और तरल पदार्थ पृथ्वी की गहरी गर्मी से नहीं, बल्कि सूर्य। इस प्रकार, यह इस मामले में सूर्य है - गर्मी का प्राथमिक स्रोत, हालांकि यह पृथ्वी से भू-तापीय प्रणालियों के रूप में बंद है।

गर्मी पंप का संचालन वायुमंडल की तुलना में गर्मजोशी और मिट्टी को ठंडा करने की देरी पर आधारित होता है, जिसके परिणामस्वरूप सतह ढाल सतह और गहरी परतों के बीच बनाया जाता है, जो सर्दियों में भी गर्मी को बनाए रखता है, जैसा कि यह जलाशयों में होता है। गर्मी पंप का मुख्य उद्देश्य परिसर को गर्म कर रहा है। संक्षेप में, यह इसके विपरीत एक रेफ्रिजरेटर है। " और गर्मी पंप, और रेफ्रिजरेटर तीन घटकों के साथ बातचीत करता है: आंतरिक माध्यम (पहले मामले में - गर्म कमरे में, दूसरे में - ठंडा रेफ्रिजरेटर कक्ष), बाहरी वातावरण - ऊर्जा का स्रोत और शीतलक (शीतलक) , शीतलक है, जो गर्मी हस्तांतरण या गर्मी वाहक ठंडा प्रदान करता है।

शीतलक की भूमिका में, कम उबलते बिंदु के साथ एक पदार्थ होता है, जो इसे स्रोत से गर्मी का चयन करने की अनुमति देता है, जिसमें अपेक्षाकृत कम तापमान होता है।

रेफ्रिजरेटर में, चोक (दबाव नियामक) के माध्यम से तरल शीतलक वाष्पीकरण में प्रवेश करता है, जहां दबाव में तेज कमी के कारण, तरल पदार्थ वाष्पित होता है। वाष्पीकरण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है जिसके लिए बाहर से गर्मी के अवशोषण की आवश्यकता होती है। नतीजतन, वाष्पीकरण की भीतरी दीवारों से गर्मी बंद हो जाती है, जो रेफ्रिजरेटर कक्ष में शीतलन प्रभाव प्रदान करती है। इसके बाद, शीतलक वाष्पीकरण से कंप्रेसर तक सूट किया जाता है, जहां यह तरल कुल राज्य में लौटता है। यह रिवर्स प्रक्रिया है जो बाहरी वातावरण में इलाज गर्मी के उत्सर्जन की ओर अग्रसर होती है। एक नियम के रूप में, इसे कमरे में फेंक दिया जाता है, और रेफ्रिजरेटर की पिछली दीवार अपेक्षाकृत गर्म होती है।

गर्मी पंप लगभग उसी तरह काम कर रहा है, इस अंतर के साथ कि गर्मी बाहरी वातावरण से और वाष्पीकरण के माध्यम से आंतरिक माध्यम में प्रवेश करती है - कमरे को गर्म करने की प्रणाली।

असली गर्मी पंप में, जमीन या पानी में रखे बाहरी समोच्च के साथ गुजरकर पानी को गर्म किया जाता है, आगे वाष्पीकरण में प्रवेश करता है।

वाष्पीकरण में, गर्मी को कम उबलते शीतलक से भरे आंतरिक सर्किट में स्थानांतरित किया जाता है, जो वाष्पीकरण के माध्यम से गुजर रहा है, तरल अवस्था से एक गैसीय में चलता है, गर्मी लेता है।

इसके बाद, गैसीय शीतलक कंप्रेसर में प्रवेश करता है, जहां इसे संपीड़ित किया जाता है उच्च दबाव और तापमान, और कंडेनसर में प्रवेश करता है, जहां हीटिंग सिस्टम से गर्म गैस और गर्मी वाहक के बीच गर्मी विनिमय।

कंप्रेसर के लिए बिजली की आवश्यकता होती है, आधुनिक प्रणालियों में परिवर्तन गुणांक (उपभोग और जेनरेट की गई ऊर्जा का अनुपात) उनकी प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए काफी अधिक है।

वर्तमान में, मुख्य रूप से आर्थिक रूप से विकसित देशों में परिसर हीटिंग के लिए हीट पंप का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

Ekocorgetic ऊर्जा

भू-तापीय ऊर्जा को पर्यावरण के अनुकूल माना जाता है, जो आम तौर पर उचित होता है। सबसे पहले, यह एक नवीकरणीय और व्यावहारिक रूप से अविश्वसनीय संसाधन का उपयोग करता है। भू-तापीय ऊर्जा को बड़े क्षेत्रों में बड़े क्षेत्रों की आवश्यकता नहीं होती है, बड़े जल विद्युत संयंत्रों या पवन खेतों के विपरीत, और हाइड्रोकार्बन ऊर्जा के विपरीत वायुमंडल को प्रदूषित नहीं करता है। औसतन, जियोस 1 जीडब्ल्यू बिजली के 1 जीडब्ल्यू के मामले में 400 मीटर 2 पर कब्जा कर लेता है। उदाहरण के लिए, कोयला टीपीपी के लिए वही संकेतक 3600 मीटर 2 है। जीईओ आपूर्ति के पर्यावरणीय लाभों में कम पानी की खपत भी शामिल है - 1 किलोवाट प्रति 20 लीटर ताजा पानी, जबकि टीपीपी और एनपीपी के लिए लगभग 1000 लीटर की आवश्यकता होती है। ध्यान दें कि ये "औसत" जियो के पर्यावरणीय संकेतक हैं।

लेकिन नकारात्मक साइड इफेक्ट्स अभी भी उपलब्ध हैं। उनमें से, अक्सर शोर, वायुमंडल और रासायनिक - पानी और मिट्टी के थर्मल प्रदूषण, साथ ही ठोस अपशिष्ट के गठन द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं।

माध्यम के रासायनिक प्रदूषण का मुख्य स्रोत वास्तव में थर्मल पानी (उच्च तापमान और खनिजकरण के साथ) है, जिसमें अक्सर जहरीले यौगिकों की बड़ी मात्रा होती है, और इसलिए अपशिष्ट जल और खतरनाक पदार्थों के निपटारे की समस्या होती है।

ड्रिलिंग कुओं से शुरू होने वाले कई चरणों में भू-तापीय ऊर्जा के नकारात्मक प्रभावों का पता लगाया जा सकता है। यहां एक ही खतरे के रूप में वही खतरे हैं जब कोई अच्छी तरह से ड्रिलिंग करते हैं: मिट्टी और सब्जी के कवर, मिट्टी प्रदूषण और भूजल का विनाश।

ऑपरेशन के चरण में, जियोस और पर्यावरण प्रदूषण की समस्याएं सहेजी जाती हैं। थर्मल तरल पदार्थ - पानी और भाप - आमतौर पर कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2), सल्फर सल्फाइड (एच 2 एस), अमोनिया (एनएच 3), मीथेन (सीएच 4), कुक नमक (एनएसीएल), बोर (बी), आर्सेनिक (एएस) ), बुध (एचजी)। जब बाहरी वातावरण में उत्सर्जन, वे अपने प्रदूषण के स्रोत बन जाते हैं। इसके अलावा, एक आक्रामक रासायनिक वातावरण भौगोलिक संरचनाओं के संक्षारण विनाश का कारण बन सकता है।

साथ ही, जियो पर प्रदूषक के उत्सर्जन टीपीपी की तुलना में औसत कम हैं। उदाहरण के लिए, प्रत्येक किलोवाट घंटे के लिए कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन 380 ग्राम प्रति जियोस, 1042 जी - कोयला टीपीपीएस, ईंधन तेल पर 906 जी - 453 जी - गैस टीपीपीएस पर 380 ग्राम प्रति जियोस और 453 ग्राम तक है।

सवाल उठता है: खर्च पानी के साथ क्या करना है? कम खनिजकरण के साथ, इसे ठंडा करने के बाद सतह के पानी में गिरा दिया जा सकता है। एक और तरीका यह है कि इसे इंजेक्शन के माध्यम से एक्विफर में वापस पंप करना है, जो बेहतर है और वर्तमान में लागू होता है।

एक्वाइफर्स (साथ ही सामान्य पानी की पुनर्विक्रय) से थर्मल पानी की खनन, मिट्टी के प्रीपेड और आंदोलन, भूवैज्ञानिक परतों के अन्य विकृतियों, माइक्रोडेल्लेक्स का कारण बन सकती है। ऐसी घटनाओं की संभावना आमतौर पर छोटी होती है, हालांकि व्यक्तिगत मामले तय किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, जर्मनी में पाउफेन-आईएम-ब्राइसेउ में भूगरे पर)।

यह जोर दिया जाना चाहिए कि अधिकांश जियो तुलनात्मक रूप से अतुलित क्षेत्रों और तीसरे विश्व के देशों में स्थित हैं, जहां पर्यावरणीय आवश्यकताओं को विकसित देशों की तुलना में कम कठिन है। इसके अलावा, इस समय भूजल और उनकी क्षमता की संख्या अपेक्षाकृत छोटी है। भू-तापीय ऊर्जा के अधिक बड़े पैमाने पर विकास के साथ, पर्यावरणीय जोखिम बढ़ सकते हैं और गुणा हो सकते हैं।

पृथ्वी की ऊर्जा कितनी है?

भू-तापीय प्रणालियों के निर्माण के लिए निवेश लागत एक बहुत ही विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है - 200 से $ 5,000 प्रति 1 किलोवाट प्रति स्थापित क्षमता, यानी, सबसे सस्ता विकल्प टीपीपी के निर्माण की लागत के बराबर हैं। वे थर्मल वाटर्स, उनकी संरचना, सिस्टम डिज़ाइन के स्थान की शर्तों पर सबसे पहले, सबसे पहले निर्भर करते हैं। अधिक गहराई के लिए ड्रिलिंग, दो कुओं के साथ एक बंद प्रणाली का निर्माण, जल शोधन की आवश्यकता बार-बार लागत में वृद्धि कर सकती है।

उदाहरण के लिए, एक पेट्रिलमल परिसंचरण प्रणाली (पीसी) के निर्माण में निवेश स्थापित क्षमता की प्रति 1 किलोवाट 1.6-4 हजार डॉलर पर अनुमानित है, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की लागत से अधिक है और हवा और सौर के निर्माण की लागत से तुलनीय है बिजली संयंत्रों।

जियोट्स का स्पष्ट आर्थिक लाभ एक नि: शुल्क ऊर्जा है। तुलनात्मकता के लिए, मौजूदा ऊर्जा मूल्यों के आधार पर 50-80% या उससे अधिक के लिए ईंधन खातों पर एक कामकाजी टीपीपी या एनपीपी की लागत संरचना में। इसलिए भू-तापीय प्रणाली का एक और लाभ: ऑपरेशन के दौरान लागत अधिक स्थिर और अनुमानित है, क्योंकि वे ऊर्जा की कीमतों के बाहरी विचार पर निर्भर नहीं हैं। आम तौर पर, जियोट्स की परिचालन लागत का अनुमानित बिजली के 1 किलोवाट प्रति 1 किलोवाट प्रति 2-10 सेंट (60 केप -3 रूबल) पर अनुमानित होता है।

दूसरी सबसे बड़ी ऊर्जा (और बहुत महत्वपूर्ण) व्यय की लागत एक नियम के रूप में है, वेतन स्टेशन कर्मियों, जो देश और क्षेत्रों द्वारा मूल रूप से भिन्न हो सकते हैं।

औसतन, भू-तापीय ऊर्जा के 1 किलोवाट की लागत टीपीपीएस (में) के लिए तुलनीय है रूसी स्थितियां - लगभग 1 आरयूबी। / 1 किलोवाट) और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन (5-10 कोपेक / 1 किलोवाट) पर बिजली उत्पादन की लागत से दस गुना अधिक।

आंशिक रूप से उच्च लागत का कारण यह है कि, थर्मल और हाइड्रोलिक बिजली संयंत्रों के विपरीत, जियोट्स की अपेक्षाकृत छोटी शक्ति होती है। इसके अलावा, एक क्षेत्र में और इसी तरह की स्थितियों के तहत सिस्टम की तुलना करना आवश्यक है। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, कामचटका में, विशेषज्ञों के मुताबिक, स्थानीय टीपीपीएस पर उत्पादित बिजली की तुलना में भू-तापीय बिजली की 1 किलोवाट 2-3 गुना सस्ता है।

भू-तापीय प्रणाली की आर्थिक दक्षता के संकेतक मानते हैं, उदाहरण के लिए, चाहे खर्च किए गए पानी का निपटान करना आवश्यक हो और यह किस तरीके से किया जाता है कि संसाधन का संयुक्त उपयोग संभव है या नहीं। इसलिए, रासायनिक तत्व और थर्मल पानी से निकाले गए यौगिक अतिरिक्त आय दे सकते हैं। Larderllo के उदाहरण को याद करें: प्राथमिक रूप से रासायनिक उत्पादन था, और भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग मूल रूप से सहायक था।

भू-तापीय ऊर्जा के आगे

भू-तापीय ऊर्जा हवा और धूप से कुछ अलग विकसित होती है। वर्तमान में, यह संसाधन की प्रकृति पर काफी अधिक निर्भर है, जो कि क्षेत्रों से काफी अलग है, और सबसे बड़ी सांद्रता टेक्टोनिक दोषों और ज्वालामुखीय विकास के क्षेत्रों के साथ, एक नियम के रूप में जुड़े भू-तापीय विसंगतियों के संकीर्ण क्षेत्रों से जुड़ी हुई है। ।

इसके अलावा, भू-तापीय ऊर्जा एक विंडमिल की तुलना में कम तकनीकी रूप से विशाल है और विशेष रूप से सौर ऊर्जा के साथ: भू-तापीय स्टेशन सिस्टम काफी सरल हैं।

में सामान्य संरचना भू-तापीय घटक पर वैश्विक बिजली उत्पादन 1% से कम के लिए खाते हैं, लेकिन कुछ क्षेत्रों और देशों में इसका हिस्सा 25-30% तक पहुंच जाता है। भूगर्भीय स्थितियों के बाध्यकारी के कारण, भू-तापीय ऊर्जा क्षमता का एक महत्वपूर्ण हिस्सा तीसरी दुनिया के देशों में केंद्रित है, जहां उद्योग के सबसे बड़े विकास के तीन क्लस्टर आवंटित किए जाते हैं - दक्षिणपूर्व एशिया द्वीप, मध्य अमरीका और पूर्वी अफ्रीका। पहले दो क्षेत्रों को प्रशांत "पृथ्वी के फायर बेल्ट" में शामिल किया गया है, तीसरा पूर्वी अफ्रीकी दरार से जुड़ा हुआ है। भू-तापीय ऊर्जा की सबसे बड़ी संभावना के साथ और इन बेल्ट में आगे बढ़ेगा। एक और दूरस्थ परिप्रेक्ष्य पेट्रोमेरमल ऊर्जा का विकास है जो कई किलोमीटर की गहराई से लेटे हुए भूमि परतों की गर्मी का उपयोग करता है। यह लगभग एक आम संसाधन है, लेकिन इसके निष्कर्षण की उच्च लागत की आवश्यकता होती है, इसलिए पेट्रोथर्मल ऊर्जा मुख्य रूप से सबसे आर्थिक और तकनीकी रूप से शक्तिशाली देशों में विकसित होती है।

आम तौर पर, भू-तापीय संसाधनों के व्यापक प्रसार और पर्यावरणीय सुरक्षा के एक स्वीकार्य स्तर को ध्यान में रखते हुए, यह मानने का कारण है कि भू-तापीय ऊर्जा में अच्छी विकास संभावनाएं हैं। विशेष रूप से पारंपरिक ऊर्जा घाटे और कीमतों में वृद्धि के खतरे में वृद्धि।

कामचटका से कोकेशस तक

रूस में, भू-तापीय ऊर्जा के विकास में काफी लंबा इतिहास है, और हम दुनिया के नेताओं में से कई पदों के लिए हैं, हालांकि एक विशाल देश के सामान्य ऊर्जा संतुलन में, भू-तापीय ऊर्जा का हिस्सा अभी भी महत्वहीन रूप से छोटा है।

रूस में भू-तापीय ऊर्जा के विकास के लिए अग्रणी और केंद्र दो क्षेत्र थे - कामचटका और उत्तरी काकेशसऔर यदि पहले मामले में हम मुख्य रूप से विद्युत विद्युत उद्योग के बारे में बात कर रहे हैं, तो दूसरे में - थर्मल पानी थर्मल ऊर्जा के उपयोग के बारे में।

उत्तरी काकेशस में - क्रास्नोडार क्षेत्र में, चेचन्या, डगेस्टन - ग्रेट देशभक्ति युद्ध से पहले ऊर्जा उद्देश्यों के लिए थर्मल वाटर्स की गर्मी का उपयोग किया गया था। 1 9 80 और 1 99 0 के दशक में, स्पष्ट कारणों के लिए क्षेत्र में भू-तापीय ऊर्जा का विकास बंद हो गया था और जब तक स्थिरता की स्थिति समाप्त नहीं हुई थी। फिर भी, उत्तरी काकेशस में भू-तापीय जल आपूर्ति लगभग 500 हजार लोगों की गर्मी प्रदान करती है, उदाहरण के लिए, 60 हजार लोगों की आबादी के साथ क्रास्नोडार क्षेत्र में लैबिस्क शहर पूरी तरह से भू-तापीय जल के कारण गर्म हो जाता है।

कामचटका में, भू-तापीय ऊर्जा का इतिहास मुख्य रूप से जियो के निर्माण के साथ जुड़ा हुआ है। उनमें से पहला, अभी भी पुजेट और परंतुनस्क स्टेशनों पर काम कर रहा था, 1 965-19 67 में बनाया गया था, जबकि 600 किलोवाट की क्षमता वाले परंतन जियो ईसीपीपी एक द्विआधारी चक्र के साथ दुनिया का पहला स्टेशन बन गया। यह रूसी एकेडमी ऑफ साइंसेज की साइबेरियाई शाखा के थर्मल भौतिकी संस्थान से सोवियत वैज्ञानिक एस एस कुट्टेलेट और ए एम रोसेनफेल्ड का विकास था, जिसने 1 9 65 में 70 डिग्री सेल्सियस से पानी से बिजली का प्रमाण पत्र प्रमाण पत्र प्राप्त किया। यह तकनीक बाद में दुनिया में 400 से अधिक बाइनरी जियो के लिए प्रोटोटाइप बन गई।

1 9 66 में कमीशन पोज़ीटी जियो ईएसपी की शक्ति मूल रूप से 5 मेगावाट थी और बाद में 12 मेगावाट तक बढ़ी थी। वर्तमान में, स्टेशन एक बाइनरी ब्लॉक का निर्माण है, जो 2.5 मेगावाट के लिए अपनी क्षमता बढ़ाएगा।

यूएसएसआर और रूस में भू-तापीय ऊर्जा का विकास पारंपरिक ऊर्जा संसाधनों की उपलब्धता से बाधित था - तेल, गैस, कोयला, लेकिन कभी नहीं रोका गया। भू-तापीय ऊर्जा की सबसे बड़ी वस्तुएं - ऊपरी-परिवर्तोवस्काया जीस ने 12 मेगावाट की बिजली इकाइयों की कुल शक्ति के साथ, 1 999 में कमीशन किया, और Mutnovskaya भू-mw mutovskaya geoce (2002)।

Mutnovskaya और Verkhne-Mutnovskaya जियोस - न केवल रूस के लिए, बल्कि वैश्विक स्तर पर भी अद्वितीय वस्तुएं। स्टेशन ज्वालामुखी Mutnovsky के पैर पर स्थित हैं, समुद्र तल से 800 मीटर की ऊंचाई पर, और चरम जलवायु स्थितियों में काम करते हैं, जहां वर्ष में 9-10 महीने। Mutnov Geoes के उपकरण, इस समय दुनिया में सबसे आधुनिक में से एक दुनिया में सबसे आधुनिक ऊर्जा इंजीनियरिंग के घरेलू उद्यमों में पूरी तरह से बनाया गया है।

वर्तमान में, केंद्रीय-कामचटका ऊर्जा नोड की ऊर्जा खपत की समग्र संरचना में म्यूनोव स्टेशनों का हिस्सा 40% है। आने वाले वर्षों में बिजली बढ़ाने की योजना है।

अलग-अलग, यह रूसी पेट्रिलर्मल विकास के बारे में कहा जाना चाहिए। अभी तक कोई बड़ा पीसी नहीं है, लेकिन अधिक गहराई (लगभग 10 किमी) के लिए उन्नत ड्रिलिंग प्रौद्योगिकियां हैं, जिनके पास दुनिया में कोई अनुरूप नहीं है। उनके आगे के विकास पेट्रोटर्मल सिस्टम बनाने की लागत को काफी कम कर देंगे। डाटा डेवलपर्स टेक्नोलॉजीज एंड प्रोजेक्ट्स - एन ए ग्नैटस, एम डी खुर्वरकाया (रूसी अकेडमी ऑफ साइंसेज के भूगर्भीय संस्थान), ए एस नेकालोव (रूसी एकेडमी ऑफ साइंसेज के राष्ट्रीय आर्थिक पूर्वानुमान संस्थान) और कलुगा टरबाइन संयंत्र के विशेषज्ञ। अब रूस में पेट्रिलर्मल परिसंचरण प्रणाली की परियोजना प्रयोगात्मक चरण में है।

रूस में भू-तापीय ऊर्जा की संभावनाएं हैं, हालांकि अपेक्षाकृत हटाने योग्य हैं: फिलहाल, क्षमता काफी अधिक है और पारंपरिक ऊर्जा की स्थिति है। साथ ही, देश के कई दूरस्थ क्षेत्रों में, भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग आर्थिक रूप से लाभदायक और मांग में है। यह उच्च भू-ऊर्जा क्षमता (चुकोटका, कामचटका, कुरियल्स - प्रशांत के रूसी हिस्से "धरती के उग्र बेल्ट", दक्षिणी साइबेरिया के पहाड़ों) के रूसी हिस्से के साथ एक क्षेत्र है और साथ ही दूरस्थ और केंद्रीकृत से काट दिया जाता है ऊर्जा आपूर्ति।

आने वाले दशकों में, हमारे देश में भू-तापीय ऊर्जा हमारे देश में ऐसे क्षेत्रों में विकसित होगी।

मिट्टी की ऊपरी परतों का तापमान मुख्य रूप से बाहरी (एक्सोजेनस) कारकों पर निर्भर करता है - सौर रोशनी और वायु तापमान। गर्मियों और दिन में, मिट्टी को कुछ गहराई तक गरम किया जाता है, और सर्दियों में और रात में हवा के तापमान में बदलाव के बाद ठंडा हो जाता है और कुछ देरी के साथ गहराई से बढ़ने के साथ ठंडा हो जाता है। दैनिक वायु तापमान में उतार-चढ़ाव का प्रभाव इकाइयों से कई दस सेंटीमीटर तक गहराई से समाप्त होता है। मौसमी oscillations गहरी मिट्टी परतों पर कब्जा - दर्जन मीटर तक।

पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाले सांसारिक सब्सोइल की थर्मल स्ट्रीम, छोटी है - औसत पर इसकी शक्ति 0.03-0.05 डब्ल्यू / एम 2, या लगभग 350 डब्ल्यू · बी / एम 2 प्रति वर्ष है। सूर्य और गर्म हवा से गर्मी प्रवाह की पृष्ठभूमि के खिलाफ, यह एक अपरिहार्य मूल्य है: सूर्य पृथ्वी की सतह के हर वर्ग मीटर को हर साल 4,000 किलोवाट देता है, यानी, 10,000 गुना अधिक (निश्चित रूप से, यह चालू है औसत, ध्रुवीय और भूमध्य रेखा के बीच एक विशाल स्कैटर के साथ और अन्य जलवायु और मौसम कारकों के आधार पर)।

रूस में, पेट्रोटर्मल ऊर्जा की क्षमता हाइड्रोथर्मल की तुलना में एक सौ गुना अधिक है, क्रमशः 3500 और 35 ट्रिलियन टन पारंपरिक ईंधन। यह काफी प्राकृतिक है - पृथ्वी की गहराई की गर्मी हर जगह है, और थर्मल वाटर्स स्थानीय रूप से पाए जाते हैं। हालांकि, गर्मी और बिजली प्राप्त करने के लिए स्पष्ट तकनीकी कठिनाइयों के कारण, थर्मल वाटर्स का सबसे हिस्सा वर्तमान में उपयोग किया जाता है।

आइसलैंड के अलावा, बिजली उत्पादन की सामान्य संतुलन में भू-तापीय ऊर्जा का उच्च अनुपात न्यूजीलैंड और दक्षिणपूर्व एशिया (फिलीपींस और इंडोनेशिया), मध्य अमेरिका और पूर्वी अफ्रीका के द्वीप राज्यों में प्रदान किया जाता है, जिसकी क्षेत्र भी उच्च की विशेषता है भूकंपीय और ज्वालामुखीय गतिविधि। इन देशों के लिए, उनके विकास और जरूरतों के अपने वर्तमान स्तर के साथ, भू-तापीय ऊर्जा सामाजिक-आर्थिक विकास में महत्वपूर्ण योगदान देती है।

भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग बहुत लंबा इतिहास है। पहले ज्ञात उदाहरण इटली, टस्कनी प्रांत में जगह है, जिसे अब लॉर्डरलो कहा जाता है, जहां XIX शताब्दी की शुरुआत में स्थानीय गर्म थर्मल वाटर्स, स्वाभाविक रूप से या गैर-लघु कुओं से खनन किया जाता है, ऊर्जा उद्देश्यों में उपयोग किया जाता था ।