И экологические риски геотермальной энергетики



бет12/15
Дата23.06.2016
өлшемі2.36 Mb.
#154010
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15

1995-2005 годы (МВт)

Штат

Год


Калифорния

Гавайи

Невада

Юта

Общее

1995

2369

25

196

31

2621

1996

2343

25

196

31

2595

1997

2314

25

196

31

2566

1998

2284

25

196

31

2536

1999

2293

25

196

31

2545

2000

2294

25

196

31

2546

2005

2295

25

196

31

2547



90%

1%

8%

1 %

100%

Хотя роста установленной мощности геотермальных электростанций, судя по таблице 12, не наблюдается, однако в действительности в ряде штатов производилось бурение на геотермальные ресурсы. Подавляющее большинство геотермальных скважин находится в Калифорнии. За период с 1995-99 годы было пробурено 20 новых скважин (13 продуктивных и 7 реинжекционных). Так же велись активные буровые работы на Солтон Си и Коса. Пик буровых работ в Неваде пришёлся на 1991 год, когда была пробурена 31 скважина всех типов. В 1995-99 годах было пробурено 28 продуктивных скважин.

В начале 1990 годов на Гавайях были подтверждены геотермальные ресурсы, достаточные для работы 25 МВт электростанции, но после 1995 года была пробурена лишь одна геотермальная скважина.

В других штатах было пройдено несколько скважин с целью оценки перспектив развития геотермальной энергетики. Лишь одно место на острове Иналашка на Алеутских островах (штат Аляска) серьёзно рассматривалось с целью бурения 5 скважин для 15 МВт электростанции. Однако проект не был реализован. В штате Айдахо геотермальное поле на реке Рафт не использовалось, после того как 5 МВт пилотная бинарная ГеоТЭС была закрыта. Буровые работы в 1995-99 годах здесь не проводились, хотя попытки их проведения предпринимались.

В 1995-99 годы в штате Нью-Мексико в кальдере Вэллес и на Фелтон Хил работы не производились. Оба этих геотермальных поля активно разведывались в 1970 годах. Первый из них прекратили разрабатывать из-за низкой продуктивности скважин, связанной с низкой проницаемостью водоносных комплексов, а Фелтон Хил использовался в качестве полигона для разработки технологии извлечения геотермальной энергии из сухих нагретых пород. Испытания этой системы были проведены в начале 1990 годов. Проект был завершён в 1997 году.

В штате Юта была пробурена лишь одна скважина в течение 1995-99 годов на Сулфурдал Кове Форт.

Одной из характерных особенностей развития геотермальных исследований в США является очень широкий круг учёных, инженеров, технических работников, буровиков, менеджеров и аналитиков, участвующих в решении проблем, связанных с этими исследованиями. Это не только специалисты, входящие в Совет по геотермальным ресурсам, а и многие индивидуальные работники. Среднее количество геотермиков в США в 1995-99 годах, связанных с Советом по геотермальным ресурсам,-661, плюс 128 человек привлекалось из других стран, т.е. всего 790 специалистов. Снижение активности в развитии геотермальной энергетики обусловлено уменьшением числа компаний, занимающихся геотермией и, как следствие, увеличением числа безработных. Предполагается, что на каждого специалиста, работающего в рамках Совета по геотермальным ресурсам, приходится 2-3 человека, связанных с геотермальными проектами, то общее число людей в США, занимающихся геотермальной энергетикой, составляет 3000-4000 человек

Предполагается, что если все планируемые мощности реально вступят в строй действующих, то общая установленная мощность геотермальных электростанций достигнет 3395 МВт в течение 2001 –2005 годов. Большинство вводимых мощностей придётся на штаты Калифорнию и Неваду.
3.3 Проблемы использования геотермальных ресурсов

в Новой Зеландии.


До конца 1980-х годов центральное правительство Н. Зеландии играло непосредственную и активную роль в программе производства электрической энергии. Энергетическая промышленность находилась под политическим влиянием, а не была сферой лишь экономических интересов. Этим самым определялась ограниченная ответственность компаний. Новая организация - Электрическая Корпорация Н. Зеландии структурировалась, как коммерческое предприятие с привлечением частного сектора. Управление находилось в руках правительства. Электрическая Корпорация ответственна за производство 95 % всех потребностей электрической энергии в Н. Зеландии. Такая структурная перестройка энергетической промышленности оказалась успешной. По сравнению со стоимостью электрической энергии в 1987 году, цена на электричество в 1995 году снизилась на 21 %.

В результате этих реформ в энергетике Н. Зеландии все геотермальные электростанции были приватизированы. После прихода к власти партии лейбористов и альянса в 1999 году дальнейшая приватизация была приостановлена.

Современное планируемое производство электрической энергии в Н. Зеландии обобщено в таблице 13.

Таблица 13

Современное и планируемое производство электрической

энергии в Н. Зеландии






Геотермальная


Не ископаемое

топливо

Гидро


Другие возоб-

новляемые

источники

Всего

МВт

эл.


Пр-во

ГВт.час/


год

МВт


эл.

Пр-во

ГВт.час/


год

Мвт


Эл.

Пр-во
ГВт час/

год

МВт

эл.


Пр-во
ГВт час/

год

МВт

эл.


Пр-во
Гвтчас/

год

Работало в

январе 2000


441

2335

2901

11215

5100

23245


39(ветер)

8(биогаз)

40(сжига-

ние дере-

вьев)


148

57

275


8529

37275


В стадии

строительства в

январе 2000

0

0

0


-

120

520

0

0

0

0


Выделено финансирование, но

не построено

на яеварь 2000г.

15

125

0

-


0

-

10


ветр.

40

145

685


Всего на 2005г


456

2460

2901

11215

5220

23765

97

520

8674

37960

Таким образом, производство электричества на базе геотермальных ресурсов составляет 6.5 5 от общего потребления и мощность ГеоТЭС – 5% от общей мощности всех электростанций страны.

В таблице 14 приводятся данные об использовании геотермальной энергии для производства электричества на 31 декабря 1999 года.

Таблица 14

Использование геотермальной энергии для производства

электричества на 31 декабря 1999 года


Район

ГеоТЭС

Год ввода


Колич.


турбин

Состояние


Тип турбин



Общая

устан.


мощн.МВт

эл.


Годовое

пр-во в 1999

Гвтчас/год


Строится

или


планируется

стр-во


Таупо

Вайракей

1958-

1963г.г.


10

3


Раб.

Планр.


-

Бинарн.


162

-


1290

-

15


Таупо

Макланчлан

1996

1

Работает

-

55

225




Ретороа

Охааки

1989

4

Работает

-

114

350




Каверау

Тасман

1966

1

Работает

Бинарн.

10

60




Каверау

Каверау

Бинарн.


1990

3

Работает

Бинарн.

6

40




Таупо

Ротокава

1997

4

Работает

Комбинр.

цикл


25

250




Норит-

Ланд


Нгавха

1998

2

Работает

Бинарн.

9

73




Таупо

Мокаи

1999

7

Работает

Комб.цикл

55

30




Всего







35







436

2268

15

В таблице 15 приводятся данные прямого использования геотермальной энергии на 31 декабря 1999 года.

Таблица 15

Данные прямого использования геотермальной энергии

на 31 декабря 1999 года.




Место

Тип

использо-



вания *

Максимальное потребление

Мощность


МВт

Годовое потребление

Расход

Кг/с


Температура (С0)

Энтальпия **кдж/кг

Средний

расход


(кг/с)

Энергия


ТДЖ/год

КПД


Входящ.

На

выходе


Входящ.

На

выходе


Каверау

I

89







2780

420

210

74

5500

0.83

Каверау

А

6.8







2780

420

16

3.4

253

0.5

Каверау

G

-







2780

420

>0.08

0.034

2.52

-

Ретороа

А

42

142

90







9.14







<0.5

Ретороа

А

19

142

90







4.14







<0/5

Вайракей

F

89

130

80







18.6

55

363

0.62

Таупо

G










2760

420

0.055










Роторуа

Н

110







600

400

>22




694




Итого







335.8










280

132

6813



* I – промышленные процессы, нагрев; А – сушка с/х продуктов; F – рыборазведение и животноводство; Н – обогрев помещений; G – теплицы, парники.

** - энтальпия даётся лишь в случае использования пара или двухфазной смеси.
Более глубокое использование геотермальной энергии в Н. Зеландии обусловило и меньшее загрязнение отработанными гидротермами. Так, например, геотермальный конденсат в Каверау, который ранее сбрасывался в реку Таравера, в настоящее время собирается для повторного использования в бойлерах. В Вайракее отработанные горячие гидротермы, с температурой 600С, от ГеоТЭС сбрасывались по ручью Вайракей в реку Вайкато. В настоящее время эти термы используются на ферме для подогрева воды в выростных прудах по выращиванию креветок, площадью 5.8 га. Большая часть низкотемпературных гидротерм используется многочисленными мелкими потребителями. В особенности это характерно для города Роторуа. Потребление таких гидротерм в этом городе на сегодня составляет 9500т/день.
3.4 Гидротермальная энергетика в Японии.
Первая опытная ГеоТЭС в Японии заработала в 1925 году в Беппу, префектура Оита. Исследования и разработка геотермальных проектов были возобновлены после 2-ой мировой войны. Первая промышленная ГеоТЭС была построена на геотермальном поле Матсукава в 1966 году. С этого времени началась геотермальная эра в Японии.

В 1960-70 годах делались первые шаги в области исследований, оценки ресурсов, конструирования и эксплуатации геотермальных энергоисточников. Этот процесс познания происходил при строительстве ГеоТЭС в Отаке, Опума, Оникобе в течение 10 лет после ввода в строй ГеоТЭС в Матсукава.

В период 1970-1980 годов начали работать большие ГеоТЭС (класса 50МВт), основываясь на опыте приобретённом в предыдущее десятилетие. Таковыми были ГеоТЭС в Хатчобару, Какконде (турбина 1) и Мори. Два нефтяных кризиса ускорили эти работы. Это ускорение было также обусловлено прогрессом в геотермальной технологии. В этот период были начаты ряд национальных геотермальных проектов.

В течение третьего этапа развития геотермальной эры, который начался в 1980 году и продолжается в настоящее время, когда даже малые блоки стали экономически выгодными, благодаря усовершенствованию геотермальной технологии, успехам в буровом процессе и буровой технологии, а также более точных оценок геотермальных ресурсов. В течение тридцати лет после ввода в строй ГеоТЭС в Матсукава общая установленная мощность ГеоТЭС в Японии превысила 500МВт.

Японское правительство активно поддерживает разработку геотермальных ресурсов. В таблице 16 показана динамика общих инвестиций в геотермальную энергетику по линии Министерства промышленности и торговли.

Таблица 16.

Объём общих инвестиций в геотермальную энергетику Японии.


Период

(годы)


Исследования

и разработка

Млн. долларов США


Полевые разработки,

включая добычу

Млн. долларов США


Всего

Млн долларов США



1985-1989

493.7

233.6

727.3

1990- 1994

198.9

433.9

632.8

1995-1999

345.4

121.6

467.1

С другой стороны NEDO играет центральную роль в поддержании современного развития геотермальной энергетики. Эта организация, созданная в 1980 году, является юридическим представителем Министерства промышленности и торговли по развитию и внедрению новых источников энергии, кроме того, она исследует и разрабатывает новые технологии. Таким образом. Осуществляется внедрение геотермальной энергетики в качестве альтернативы нефти. NEDO проводит по всей стране за счёт правительственных субсидий первоначальные исследования перспективных геотермальных полей. Целью исследований, которые включают 3 стадии: А, В и С, является оценка возможности производства электроэнергии за счёт геотермальных ресурсов. После начала реализации программы в 1980 году к концу 1998 года было исследовано 52 геотермальных объекта. В 1999 финансовом году исследования велись в следующих шести районах:

-исследование А (три года): главным образом, этими работами необходимо было определить и подтвердить наличие высокотемпературных зон площадью 100-300 км2. Места с такими характеристиками являются Кумбатсу-даке (Хоккайдо) и Куваносава (Хонсю)

-исследование В (три года): главным образом этими работами необходимо было определить и подтвердить геотермальный резервуар площадью 50-70 км2. Было изучено три таких района: Муза-даке (Хоккайдо), Тсуджино-даке (Кюсю, Кумаиси (Хоккайдо).



  • исследование С (четыре года): изучались районы 5-10 км2 с целью оценки геотермальных ресурсов. В эту стадию изучена только локализация поля Анкиномийя (Хонсю).

Частная компания Кюсю электрик Пауэ проводит изучение на вулкане Кирисима в префектуре Кагосима на о. Кюсю. В 1999 году опытные выпуски показали наличие геотермальных ресурсов на изученном объекте.

Япония, имеющая небольшие природные ресурсы, более интенсивно разрабатывает геотермальную энергетику. При этом считается, что необходимо применять новейшие технологические схемы, которые предусматривали бы сохранность природы и охраняемых территорий. Эти работы проводятся в полном согласии с местными общинами. Считается, что геотермальная энергия является наиболее чистым видом с точки зрения выделения СО2. Предполагается, что Япония применяет самые передовые технологии в развитии и использовании геотерм, по сравнению с другими странами.

Прямое использование геотермального тепла в Японии – это настолько естественный процесс, что в первых публикациях на международных совещаниях по геотермальной энергетике не считалось нужным докладывать. Однако в последние годы стали публиковаться явно неполные оценки использования гидротерм. Массовое использование гидротерм для бань и купален невозможно в полной мере учесть, так как они находятся в многочисленных местах отдыха и гостиницах. Охрана термальных источников – это национальная черта японского народа. Однако имеются примеры строительства тепловых станций для отопления. В таблицах 17, 18 эти примеры перечислены.
Таблица 17

Установленная тепловая мощность прямого использования



геотермальной энергии


Pref.


Н


С


G


F


I


S


B


0


Всего

Hokkaido.


29.28


0.2


12.03


14.1


0.1


19.14


16.9




91.71


Aomori


0.97




0.25


1.08


0.1


2.23


1.37




6.01


Iwate


5.88




3.21


0.17






1.52




10.78


Miyagi






0.04












0.04


Akita


2.33




1.84




0,7


1.96


0.69




7.55


Yamagata


1.24






0.42




1.71


2.09




5.46


Fukushima


4.17




0.20






0,25


0.16




4.78


Toehjgi


1.70












0.05




1.75


Gunma


5.01










3.57


0.13




8.71


Tokyo






0.25












0.25


Kanagawa


1.25
















1.25


Niigata


0.21






0.08


0.12




0.01




0.42


Toyama


0.10




0.42


1.40




0.49






2.41


Ishikawe


0.03




0.08


0.05




1.36


0.10




1.62


Fukui


0.24
















0.24


Nagano


5.21




0.14




0.42




1.13




6.90


Gifu


11.55




0.05


2.49




1.15


0.10




15.34


Shizuoka


5.34






0.12






0.22


1.72


7.40


Hyogo


0.35
















0.35


Wakayama


0.03






0.12










0.15


Tottori


4.89
















4.89


Okayama


0,14






0.01






0.08




0.23


Hiroshima


0.02












0.18




0.20


Kumamoto


0.17






0.42






0.41




1.00


Oita


40.69


1.26


13.62


2.81


0.66




3.65


1.05


63.74


Kagoshima


15.90


3.99


2-45


0.50






0.10




22.94


Всего

136.70


S.4


34.58


23.8


2.1


31.86


28.90


2.8


266.12

Н-обогрев помещений, включая водоснабжение;

С – кондиционирование воздуха;

G – нагрев теплиц;

F- рыборазведение;

I – промышленные процессы;

S – таяние снега;

В – плавательные бассейны;

О – другие.

Таблица 18

Геотермальное тепло, используемое непосредственно (напрямую)

(газовое потребление)





Н

С

G

F

I

S

B

O

Total


Total


Pref,

























(MWt)


(TJ/y)


Hokkaido


22.63 0.06 9.11 9.14 0.06 11.00 9.84


61.84


1950.19


Aomori


0.73 0.10 1.05 0.11 0.90 0.88


3.77


118.89


Iwats


1.75 0.74 0.10 1.31


3.90


122.99


Miyagi


0.00


0.00


0.01


Akita


1.09 1.38 0.07 0.67 0.59


3.81


120.15


Yarnagata


0.61 0.58 0,29 0.70


1.78


56.13


Fukushima


3.87 0.20 0.12 0.16


4.S5


13.187


Tochigi


1.25 0.03


1.28


40.37


Cunma


4.25 1.74 0.08


6.07


191.42


Tokyo


0.14


0.14


4.41


Kanagawa


1.25


1.25


39.42


Niigata


0,16 0.08 0.12 0.00

.00



0.36


11.35


Toyama


0.06 0.31 1.40 0.20


1.97


62.13


Ishikawa


0.02 0.06 0.05 0.45 0.03


0,61


19.24


Fukui


0.24


0.24


7.57


Nagano


5.09 0,10 0.42 1.12


6.73


212.24


Gifu


10.14 0.05 2.39 0.32 0.07


12.87


409.02


Shizuoka


5.34 0.06 0.22 1.72


7.34


231.37


Hyogo


0.12


0.12


3.78

Wakayama


0.01 0.12


0.13


4.10


Tottori


4.89


4.89


154.21


Okayama


0.06 0.01 0.03


0.10


3.15


Hiroshima


0.01 0.18


0.19


5.99

Kumamoto


0.17 0.42 0.25


0.84


26.49


Qita


23,0 0 0.25 7.79 2.81 O.58 1.91 0.43


36.77


1159.58


Kagoshima


6.91 1.55 0.71 0.50 0.10


9.77


308.11


Total(MWT3


93.65 1.86 20.70 18.31 1.36 15.69 17.50 2.15


171.22




Total(TJ/y)


2953.35 58.66 652.80 577,42 42.89 494.80 551.88 67.80




5399.59


Capacity

Factor


0.69 0.34 0.60 0.77 0.64 0.49 0.61 0.78


0.64




3.5 Современное состояние и перспективы

развитие геотермальной энергетикив Мексике, на Филиппинах, в Индонезии и Исландии.
Использование геотермальных ресурсов в Мексике сосредоточено исключительно на производстве электроэнергии. Прямое использование гидротерм ограничивается банями и плавательными бассейнами. В настоящее время общая мощность геотермальных электростанций составляет 755 МВт, из которых в Серро Прието – 620 МВт, на Лос Азуфрес –93 МВт и Лос Умерос – 42 МВт. Две ГеоТЭС в 2000 году находились в стадии строительства –Серро Прието IV (100МВт) и Лас Трес Вирдженес (10 МВт). Ожидается, что первая должна войти в строй действующих в июле 2000 года, а вторая – в начале 2001 года и, таким образом, общая мощность геотермальных электростанций составит 860 МВт. Годовое производство геотермального пара составляет 56 млн. тонн, которые извлекаются 164 скважинами с глубины 600-3500 м. Общее производство электроэнергии на геотермальных полях Мексики в 1999 году составило 5619 гигаватт-час. Производство электроэнергии в Мексике на геотермальных ресурсах составляет 3.2 % от общего энергопотребления.

Рекогносцировочные исследования геотермальных проявлений в Мексике закончились в 1987 году. Было выявлено 545 участков и обследовано 1380 точечных термопроявлений, включая источники, мелкие скважины, фумаролы, прогретые грунты.

В течение 1995-98 годов на ряде вулканических структур были проведены геологические, геохимические и геофизические работы и на некоторых из них пройдены разведочные скважины. Кроме того, уже на хорошо изученных и эксплуатируемых геотермальных системах за этот же период было пробурено 50 эксплуатационных скважин и 5 реинжекционных. Большая часть их них (42) бурилась на Серро Прието. На Лос Азуфрес были пройдены одна продуктивная и две разведочные скважины. Четыре эксплуатационных и одна реинжекционная скважины пройдены на геотермальной системе Лос Умерос.

Филиппины в настоящее время являются второй страной в мире по использованию геотермальных ресурсов с целью производства электрической энергии. В течение последних 7 лет мощности ГеоТЭС в этой стране увеличились более чем в 2 раза с 888 МВт в 1992 году до 1909 МВт в 1999 году.

В 1998 году доля геотермальных электростанций в общем производстве электроэнергии возросла до 21.52 %. В таблице 19 приводятся данные о мощности отдельных ГеоТЭС.

Разведочные работы с перспективой ввода новых мощностей геотермальной энергетики производятся на ряде геотермальных систем. Проектом, реализуемом на горе Лабо этими работами охвачено 93.34 км2. В настоящее время здесь проводятся буровые разведочные работы. Бурится 8 скважин, выполнено геолого-структурное картирование.

Геотермальный проект Северный Негрос охватывает исследованиями 43310.84 гектаров, расположенных на острове Визайлес. Проектируется строительство ГеоТЭС мощностью 40МВт. Уже пробурено 8 разведочных скважин, две из которых вывели гидротермы, достаточные для строительства ГеоТЭС мощностью 8 МВт эл.

Таблица 19

Мощности отдельных ГеоТЭС.


Наименование геотермального

поля


Установленная мощность

МВт эл.


1. Тиви

330.0

2. Макбан

425.73

3. Тонгонан I

Тонгонан II

Тонгонан III


112.50

209.36


385.89

4. Со. Негрое

Палинпион I

Палинпион II

115.50


80.00

  1. Бакман I

Бакман II

110.00

40.00


  1. Минданао I

Минданао II

52.00

48.00


Всего 1908.98
Таблица 20


Проекты


Планируемые

мощности


МВт

Год ввода

в эксплуатацию



Северный Негрос

40

2002

Монтелаго

16

2002

г. Кабальян

110

2006

Амасан

40

2007

г.Лабо

20

2007

Батонг-Бухай

120

2007

Бугуйас-Тинос

120

2007

Бато Лунас

60

2008

Всего

526



На горе Кабалиан геотермальным проектом предусматривается строительство ГеоТЭС мощностью 100 МВт, окончание которого планируется в 2006 году. В настоящее время пробурена лишь одна скважина, в которой температура гидротерм на забое 2300С. В перспективе планируется разработка геотермальных систем с высокопараметрическим геотермальным теплоносителем и введение дополнительных электрических мощностей на геотермальных ресурсах 574 МВт в течение 2002-2008 г.г. (таблица 20).

В 2008 году планируется производство электрической энергии за счёт геотермальных ресурсов в количестве 13.865 ГГВт-часов. Для введения дополнительных мощностей необходимо будет пробурить 328 геотермальных скважин.

В последние годы в число стран с развитой геотермальной энергетикой выдвинулась Индонезия. На январь 2000 года установленная мощность всех ГеоТЭС в этой стране составила 769.5 МВт эл.

Доля производства электроэнергии геотермальными станциями составила 2.7 % от общего количества выработанной электроэнергии. К 2005 году планируется довести мощности геотермальных электростанций до 1907.5 МВт на базе получения геотермального теплоносителя на 15 геотермальных систем, общие запасы которых оцениваются в 3910 МВт. Детальными исследованиями геотермальных ресурсов показано, что они составляли на 1994 год – 20000МВт эл. Динамика роста запасов, подтверждённых геологоразведочными работами, показана на рис. 20. На этом же рисунке можно видеть динамику роста суммарной мощности геотермальных электростанций, в том числе и планируемых к введению в строй вплоть до 2005 года.

Геотермальная энергетика в общем энергетическом балансе Исландии играет важную роль. Она составляет 50 % общего количества потребляемой первичной энергии, в то время как электростанции – 18 %, нефть – 30 %, а уголь – 2 %. Подавляющая доля геотермальной энергии расходуется на обогрев помещений. Около 86 % тепла, извлекаемого из недр Исландии, используется на обогрев домов. Эта доля медленно увеличивается.

Резкое увеличение в энергетическом балансе страны доли геотермальной энергии в последние годы приходится на получение электрической энергии (Рис.21).

Геотермальные ресурсы Исландии тесно связаны с вулканизмом, который локализуется в глобальной системе Срединно-Атлантического хребта. Высокотемпературные гидротермальные системы располагаются в активной вулканической зоне, протягивающейся через всю страну, в основном находятся на флангах этой зоны. Две трети населения Исландии живёт в юго-западной части острова, где геотермальные ресурсы находятся в изобилии. В настоящее время зарегистрировано 250 отдельных проявлений низкотемпературных гидротерм с 600 горячих источников (температура более 200С) и 26 высокотемпературных геотермальных систем с парогазовыми термопроявлениями. Высокотемпературные районы непосредственно связаны с активными вулканическими системами.



Рис.21 Производство электрической энергии на ГеоТЭС

в Исландии в 1970-1999 годы.
Использование геотермальной энергии сильно повлияло на жизненные стандарты в Исландии. Экономический эффект от реализации геотермальных программ, в особенности, связанных с отоплением, значительный. Ежегодно экономится 100 млн. долларов США на сокращение импорта нефти. Кроме экономической выгоды, экономический эффект является наиболее важным. Он оценивается тем, что если бы отопление домов производилось теплом, полученным при сгорании органического топлива, то выделялось бы при этом углекислого газа столько же, сколько в настоящее время выделяется СО2 в атмосферу Исландии от всех видов деятельности человека.

В 1998 году в Исландии начала реализовываться программа, рассчитанная на 2 года, по изучению, так называемых “холодных районов”, с целью получения тепла для обогрева домов. Выделено 800 тысяч долларов США для мелкого разведочного бурения (50-100 м) с целью изучения геотермических градиентов. Этот метод успешно применяется в разведочной технологии в Исландии. Получены первые результаты в районе Стиккишолмур. Считается, что возрастающее использование геотермальных ресурсов уменьшит расход электрической энергии на обогрев домов, который оценивается в 9 млн. долларов США в год.

Рейкьявинский теплоэнергетический округ, который является самым крупным из 26 муниципальных геотермальных систем Исландии, был образован в 1943 году. Здесь используются низкотемпературные гидротермы, локализующиеся вблизи Рейкьявика, а также гидротермы высокотемпературной системы в Несьявеллир, удалённой от Рейкьявика на 27 км. Эта теплоэнергетическая система обслуживает практически всё население Рейкьявика (160 тыс. человек) и 4 соседних общины.

На протяжении 10 лет в Рейкьявинском теплоэнергетическом округе наблюдался почти постоянный расход гидротерм в течение года. За это же время число людей, получающих отопление и общий объём отапливаемых домов увеличился на 15-20 %. Таким образом, удельный расход потребляемой термальной воды, измеренной ежегодным потреблением на объём дома, значительно уменьшился.

Основной причиной этого является улучшение контроля над системами отопления, лучшей теплоизоляцией домов и улучшением энергетической образованности. Аналогичное уменьшение потребления термальных вод на отопление наблюдалось и в других геотермальных отопительных системах, как результат перехода тарифных систем от системы, основанной на ограничении максимального потока, к системе, основанной на измерение количества используемой воды.

Населённый пункт Стиккишолтур, где в 1999 году начала действовать окружная геотермальная отопительная система, является центром торговли и рыбной промышленности с населением 1300 человек. Он расположен в месте, где нет поверхностных термопроявлений. Здесь был применён метод, в основе которого лежит бурение неглубоких скважин и измерение в них геотермического градиента на площади 3 х 1 км. В результате было определено наличие геотермальных рассолов с температурой 870С. Из-за высокой минерализации эти термы не могли быть использованы в отопительных системах, обычно применяемых в Исландии. Продуктивная скважина находилась в примерно 5 км от населённого пункта. Погружными насосами термальная вода подаётся по стальным термоизолированным трубам в центральный водообменник, расположенный в здании в центре населённого пункта. Установленная мощность системы 7 МВт. Термальная вода из теплообменника используется в бальнеологических ваннах в муниципальном плавательном бассейне перед тем, как они поступят в океан.

Второй контур теплообменной системы представляет собой замкнутую систему. Вода в этом контуре тщательно деарируется с целью избежания коррозии в трубопроводах и радиаторах. Горячее водоснабжение обеспечивается в результате нагревания питьевой холодной воды из магистрального водопровода небольшими теплообменниками, установленными в каждом доме.

Общая стоимость описанного проекта около 6 млн. евро (5.9 млн. долларов США). Полный ввод в строй теплоэнергетической системы был осуществлён осенью 2000 года.

Весьма интересный опыт по реинжекции был проведён на геотермальной системе Лаугаланд на севере Исландии. Низкотемпературные термы этой системы используются для отопления домов в городе Акурейри, где проживает 15000 человек. Из-за низкой общей проницаемости и ограниченного модуля подземного стока после начала эксплуатации в 1977 году наблюдалось большое снижение давления. Однако большое количество тепла накапливалось в нагретых до 90-1000С породах системы. Целью закачки (реинжекции) была демонстрация того, что извлечение тепловой энергии из трещинной низкотемпературной геотермальной системы, возможно, увеличится в результате этой технологии.

Этот эксперимент делался при сотрудничестве нескольких компаний и институтов Исландии, Швеции и Дании, частично поддержанный Европейским Союзом. Закачивалось 6 и 21 кг/с воды в две реинжекционные скважины. Всесторонняя программа мониторинга, включая сейсмические наблюдения, была реализована в качестве части реинжекционного проекта, кроме некоторых дополнительных испытаний проводился каротаж скважин. Результаты эксперимента показывают, что производительный потенциал системы Лаугаланд и ожидаемые результаты по реинжекции являются важной частью управления резервуаром Лаугаланд в прошедшее десятилетие.

Со времени заселения Исландии 1100 лет назад до начала ХХ столетия, использование геотермальной энергии ограничивалось банями, стиркой белья и приготовления пищи. Эти виды потребления геотермального тепла и плавательные бассейны являются третьим по важности типом потребления геотермальной энергии после обогрева помещений. Имеется около 100 публичных плавательных бассейнов, около 30 бассейнов в школах и институтах с общей поверхностью 2700м2. Круглый год в постоянном пользовании созданы плавательные бассейны на воздухе. Общее ежегодное потребление гидротерм для плавательных бассейнов оценивается в 6000000 м3, которые соответствуют расходу 1100 Тераджоулей в год.

В последние 15-20 лет в Исландии геотермальная энергия широко используется для таяния снега. Горячая вода распределяется по пластиковым трубам. Гидротермы из домов с температурой около 350С обычно используются для борьбы с оледенением тротуаров и мест парковки автомобилей. В большинстве систем смешиваются отработанные термы с горячими термами (800С) во время высокой нагрузки. При интенсивном ремонте улиц в нижней части Рейкьявика несколько лет назад была установлена система снеготаяния под тротуарами и дорогой. Общая площадь обогрева 40000м2. Средняя теплопотеря с квадратного метра этой площади составляет 180 Ватт.

Общая площадь, охваченная системами снеготаяния в Исландии оценивается в 350000м2, из которых 250000 м2 в Рейкьявике. Годовое потребление зависит от погодных условий, но в среднем составляет 325 киловатт. час/ м2. Две трети составляют отработанные термальные воды после отопления домов и треть –80 градусные термы. Общий расход геотермального тепла составляет 410 тераджоулей в год (тераджоуль = 1012 джоулей).

Промышленное использование геотермального пара в большом масштабе началось в Исландии в 1967 году с эксплуатации диатомовой фабрики в Миватн вблизи высокотемпературной системы Намафьялл. Эта станция является одним из крупнейших промышленных потребителей геотермального пара и производит ежегодно 20-30 тысяч тонн диатомовых фильтров на экспорт.

Геотермальный пар используется, в основном, для сушки, а также для подогрева нефти, помещений и других технологических процессов.

В Рейкхолар станция для сушки водорослей использует 28 л/с 107 градусной воды, которая охлаждается до 500С. Годовое потребление геотермальной энергии станцией составляет 150 тераджоулей. На полуострове Рейкьянс до 1994 года работал завод по извлечению соли из морской воды, которая экспортировалась и использовалась местными рыбообрабатывающими предприятиями.

Недавно начала работать деревообрабатывающая фабрика в г. Хузавик, в которой производится распиловка и искусственная сушка леса из Северной Америки.

Начиная с 1986 года в г. Хаедаренди (округ Гримснес в южной Исландии) работает фабрика по выработке углекислого газа, которая использует геотермальную систему с температурой гидротерм 1600С и содержанием газов до 1.4 вес.%. Газ, в основном СО2, содержание Н2S только 300ррм. Производство углекислого газа сопровождается отложением большого количества корочек кальцита, избежать которое удаётся погружением в скважину теплообменника, изготовленного из двух остных стальных труб. Холодная вода закачивалась по внутренней трубе и возвращалась по внешней. В результате этого гидротермы охлаждались в нижней части скважины, а растворимость карбоната кальция значительно увеличивалась, что предотвращало отложение кальцита. В конце 1997 года производство СО2 увеличилось с 40кг/час до 250 кг/час, что значительно превысило промышленные потребности Исландии (2000тонн в год). Углекислый газ из Хаедаренди использовался в теплицах, изготовлении газированной воды и в других видах пищевой промышленности.

Обогрев теплиц гидротермами в Исландии начался в 1924 году. До этого нагретые почвы использовались для выращивания помидоров и других овощей. В теплицах обычно выращиваются овощи и цветы. Общая площадь застеклённых теплиц достигла 183000м2. 55% из этой площади занято овощами и 45 % цветами. Кроме того, имеется 105000м2 парников на гидротермах. Многие теплицы в настоящее время обогреваются водой, нагретой в теплообменниках.

В середине 1980 годов произошёл резкий рост количества ферм по выращиванию рыбы. В настоящее время на гидротермах работает 50 таких предприятий. Главным видом из рыб является лосось (70%), голец и форель. Термальные воды используются, в основном, для инкубационного периода. В Исландии существует три различных типа лососевых ферм: океанические, береговые, базирующиеся на прудах и плавающие рыбные садки. Океанические – основаны на подращивании молоди и выпуске их в океан, откуда взрослый лосось через 2-3 года возвращается на место рождения. Этот способ даёт возврат лишь 2-3%. Фермы на берегу занимаются выведением и подращиванием молоди на гидротермах. Затем вода постепенно меняется с пресной на морскую, в которой лосось достигает взрослой стадии (рыночного размера). Термальная вода обычно 20-500С, используется для подогрева пресной воды через теплообменники до 5-120С. Разведение рыбы в садках, плавающих вдоль берега, может производиться лишь в некоторых местах и только в ограниченный период года.

Береговые фермы требуют больших расходов как пресной, так и морской воды и это сильно увеличивает стоимость рыбы. В настоящее время были уменьшены расходы на электроэнергию за счёт снижения водообмена путём насыщения воды чистым кислородом.

Общая производительность рыбных ферм в Исландии увеличилось до 4000 тонн в год, хотя количество их уменьшилось с 70 до 50. Общий расход геотермальной энергии на рыборазведение оценивается в 650 тераджоулей в год.

В 1991-97 годах в Исландии в кооперации с некоторыми крупнейшими энергетическими компаниями проводились исследования о влиянии на окружающую среду развития геотермальной энергетики. Изучением были охвачены все высокотемпературные геотермальные системы. Этот проект стимулировал дальнейшее развитие геотермальной энергетики на этих системах с целью определения потенциала для получения электрической энергии. На базе этих работ были получены исчерпывающие данные о коэффициентах геотермальных ресурсов в породах исландского типа.

Проект также включает изучение влияния расположения реинжекционных скважин на работу геотермальных электростанций. Инвестиции на реализацию этого проекта составили в 1996 году 4.2 млн. долларов США. В эти работы включена разведка и регулярный мониторинг геотермальных полей.

Особенно интенсивно проводились буровые работы в 1995-99 годах. В это время пробурено 19 скважин на высокотемпературных системах с целью увеличения расходов пара для трёх главных геотермальных электростанций. Было пробурено около 40 скважин на низкотемпературных геотермальных системах и почти 200 мелких скважин для изучения геотермического градиента.

Начиная с 1979 года, в Исландии реализуется Геотермальная Тренинг программа в Университете ООН для подготовки кадров по вопросам развития геотермальной энергетики в развивающихся странах. На 2000 год прошло полный курс 227 учёных и инженеров из 35 стран.




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет