Геотермальні джерела

Мета: Вивчення технології отримання електроенергії з геотермальних джерел та створення мережі потужностей з виробництва електроенергії, основаних на даній технології.

Координатор: Олег Савицький

 

Опис: Геотермальна енергія – це енергія, яку, по суті, отримують з природного тепла розплавленого ядра Землі, а електростанції, зазвичай, розміщують у зонах, що розташовані відносно близько до великих теплових центрів. Звіт Массачусетського технологічного інституту за 2006 рік про геотермальну енергію, при просуванні прогресивної системи вилучення енергії із назвою «EGS» (посилена геотермальна система) показав, що в Землі зараз є в наявності 13 000 зетаджоулів електроенергії, разом з можливістю зібрати ще 2000 зетаджоулів завдяки удосконаленій технології.

Загальне споживання енергії в усіх країнах на планеті складає близько половини зетаджоуля (0,55) на рік, а це означає, що лише з одного цього середовища ми можемо отримати достатньо енергії, щоби живити всю планету тисячі років. У звіті Массачусетського технологічного інституту також було підраховано, що достатньо енергії є також і в скельних породах на глибині 10 км, яких у самих лише США достатньо, щоби забезпечити всі поточні світові потреби в електроенергії на наступні 30 000 років.

Навіть при очікуваному посиленні споживання на 56% до 2040 року, обсяг геотермальних джерел є величезним при відповідному видобуванні. Окрім того, вилучення тепла з надр Землі видається абсолютно незначним в порівнянні з його запасами, що робить це джерело практично необмеженим у відношенні до фактичного людського споживання. Також, оскільки енергія виробляється постійно, то немає ніяких проблем з перебоями і цей тип енергії може вироблятися постійно без потреби в зберіганні.

Екологічний вплив геотермального методу отримання енергії є відносно дуже низьким. Ісландія майже ексклюзивно використовує його протягом певного часу і її заводи дають надзвичайно малі викиди (не вуглецеві), порівняно з вуглеводними методами. Крім виробітку сірки, в результаті застосування техніки буріння можуть також відбуватися невеликі землетруси. Ця проблема була визнана як така, що викликана людським фактором і її рішенням є вдосконалення в інженерних процесах в поєднанні з ясним розумінням характеру місця для буріння.

Що стосується розміщення, то теоретично геотермальні електростанції з видобутку енергії можна розміщувати будь-де, якщо там вистачить потужності буріння на відповідну глибину, що поєднується з іншими покращеннями в технології. Втім, сьогодні більшість електростанцій потребують розміщення у місцях, де тектонічні плити стикаються із Землею. Геотермальна карта поверхні Землі, отримана з супутника, може показати ці ідеальні місця дуже чітко, основуючись на виділенні тепла. Ці карти показують такі можливості поблизу більшості берегових ліній по всьому світу тоді, коли більшість досліджень є двозначними, що стосується точного числа локацій, які можуть бути доступними, визначений потенціал в загальному є велетенським.

Міністерство енергетики США відмітило, що геотермальна енергія також займає менше території, ніж інші енергетичні джерела, включаючи викопне паливо та відновлювані джерела енергії, що зараз переважають. Протягом більш ніж 30 років, періоду, який зазвичай застосовується для оцінки впливу життєвого циклу різних джерел електроенергії, геотермальні виробничі потужності використовують 404 квадратних метри землі на гігават-годину, тоді, як вугільні виробничі потужності використовують 3,632 квадратні метри на гігават-годину. Якби ми зробили базове порівняння геотермальних електростанцій до вугільних, враховуючи цю пропорцію квадратних метрів до гігават-години, то побачили би, що ми можемо розмістити близько дев’яти геотермальних електростанцій на території однієї вугільної електростанції.

Окрім того, важливо зазначити, що нові, більш ефективні методи отримання енергії з геотермальних джерел перебувають на початковому етапі відносно свого можливого потенціалу щодо обсягу виробництва. В 2013 році було оголошено про початок будівництва електростанції потужністю 1000 МВт в Ефіопії. Мегават – це одиниця потужності, а величина потужності виражається інакше ніж величина енергії, яка, своєю чергою, в контексті мегаватів виражається як мегават-година (МВт-год). Інакше кажучи, енергія – це сума виконаної роботи, тоді як потужність – це швидкість виконання роботи. Отже, наприклад, генератор потужністю 1 МВт, який постійно працює з такою потужністю, за одну годину виробляє 1 мегават-годину (МВт-год) електроенергії.

Це означає, що геотермальна електростанція потужністю 1000 МВт, відпрацювавши на повній потужності протягом 24 годин на добу, сім днів на тиждень, за рік (365 днів) буде виробляти 8 760 000 МВт/рік. Поточне річне світове споживання становить 153 мільярди МВт, що означає: знадобилося б 17 465 умовних геотермальних електростанцій для того, щоб задовольнити глобальне споживання.

Відповідно до даних Світової асоціації вугілля, існує більше 2 300 діючих вугільних електростанцій, розміщених по всьому світу. Використовуючи вищезгадане порівняння розмірів та продуктивності електростанцій, при якому дев’ять геотермальних електростанцій поміщаються на території однієї вугільної станції, для розміщення 17 465 геотермальних електростанцій теоретично потрібна площа 1940 вугільних електростанцій (84% від загальної кількості існуючих). Також, враховуючи, що вугільні електростанції становлять лише 41% від загального поточного світового виробництва електроенергії; ця теоретична екстраполяція також показує, як геотермальні електростанції, займаючи 84% території самих лише вугільних електростанцій (які виробляють лише 41% енергії), задовольнили б 100% світового об’єму споживання електроенергії.

При цьому всьому не буде відбуватися такого забруднення від вугільної енергетики, яке розглядається як одна з найбільш забруднюючих практик у світі разом з тим, що це спричиняє, ймовірно, найбільший вплив на посилення концентрації СО2 в атмосфері, що відбувається внаслідок людської діяльності.

Comments