Abstrakt vědeckého článku o energetickém a environmentálním managementu, autor vědecké práce – Belookaya N.V., Pivovarova E.I.
Je uveden stručný přehled alternativních zdrojů energie. Je proveden přehled zdrojů geotermální energie, způsoby jejího využití, způsoby výroby elektřiny v geotermálních elektrárnách, zohledněny výhody a nevýhody tohoto typu energie a popsána situace využití geotermální energie v Rusku.
Podobná témata vědecké práce o energetickém a environmentálním managementu, autorkou vědecké práce je N.V.Belookaya, E.I.Pivovarova.
Současný stav a perspektivy využití termálních energetických vod v Ruské federaci (na příkladu pole Khankala)
PRŮZKUM ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ENERGIE. GEOTERMÁLNÍ ENERGIE
Udělali jsme krátký průzkum alternativních zdrojů energie. Dále jsme provedli průzkum zdrojů geotermální energie, způsoby jejího využití, způsoby získávání energie v geotermálních elektrárnách, reflektovali výhody a nevýhody tohoto druhu energie, popsali situaci využívání geotermální energie na území Ruska.
Text vědecké práce na téma „Přehled alternativních zdrojů energie. Geotermální energie”
TECHNICKÁ VĚDA. KONSTRUKCE
RECENZE ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ENERGIE. GEOTHERMÁLNÍ
N.V. Belookaya, E.I. Pivovarová
Je uveden stručný přehled alternativních zdrojů energie. Je proveden přehled zdrojů geotermální energie, způsoby jejího využití, způsoby výroby elektřiny v geotermálních elektrárnách, zohledněny výhody a nevýhody tohoto typu energie a popsána situace využití geotermální energie v Rusku.
Klíčová slova: alternativní zdroje energie; geotermální energie; geotermální elektrárny; úspora energie.
PRŮZKUM ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ENERGIE. GEOTERMÁLNÍ ENERGIE
NV Bellookaia, EI Pivovarová
Udělali jsme krátký průzkum alternativních zdrojů energie. Udělali jsme také průzkum zdrojů geotermální energie, způsoby jejího využití, způsoby získávání energie v geotermálních elektrárnách, reflektovali výhody a nevýhody tohoto druhu energie, popsali situaci využívání geotermální energie na území Ruska .
Klíčová slova: alternativní zdroje energie; geotermální energie; geotermální elektrárny; uchování energie.
Vědci varují před možným vyčerpáním známých a využitelných zásob ropy a plynu a vyčerpáním dalších důležitých zdrojů: železné a měděné rudy, niklu, manganu, hliníku, chrómu atd. Ve 40 letech po druhé světové válce se spotřebovalo tolik nerostných surovin, jako v celé dosavadní historii lidstva. Samozřejmě je příliš brzy hovořit o úplném (nebo absolutním) vyčerpání zdrojů (jak se průzkumné úsilí rozšířilo, spolehlivé zásoby jednotlivých zdrojů se dokonce zvýšily), ale to je malá útěcha.
Dnes je světová energetika založena na neobnovitelných zdrojích energie. Hlavními zdroji energie jsou ropa, plyn a uhlí. Bezprostřední vyhlídky rozvoje energetiky souvisí s hledáním lepší rovnováhy energetických zdrojů. Můžeme ale říci, že lidstvo již vstoupilo do přechodného období – od energie založené na organických přírodních zdrojích, které jsou omezené, k energii na prakticky nevyčerpatelné bázi.
Velké naděje jsou ve světě vkládány do tzv. alternativních zdrojů energie, jejichž výhodou je jejich obnovitelnost a skutečnost, že se jedná o ekologické zdroje energie.
Mezi takové zdroje patří:
– energie přílivu a odlivu,
Podívejme se blíže na geotermální energii Země. Co je to?
Geotermální energie je tepelná energie zemského nitra, získaná v důsledku fyzikálních a chemických procesů v zemském nitru, které ohřívají podzemní vody do stavu přehřáté páry. Tepelná energie vnitřku vzniká štěpením radionuklidů uprostřed planety.
Zdroje geotermální energie jsou klasifikovány Mezinárodní energetickou agenturou do 5 typů:
1. ložiska geotermální suché páry;
2. zdroje horké páry (kombinace horké vody a páry);
3. ložiska geotermální vody;
4. suché horké skály;
Existují dva hlavní způsoby využití geotermální energie: přímé využití tepla a výroba elektřiny.
Přímé využití tepla je nejjednodušší a proto nejběžnější způsob. Praxe přímého využívání tepla je rozšířena ve vysokých zeměpisných šířkách na hranicích tektonických desek, jako je Island a Japonsko. V takových případech je přívod vody instalován přímo do hlubinných vrtů. Vzniklá horká voda se využívá k vytápění komunikací, sušení prádla a k vytápění budov, skleníků, bazénů, sušení zemědělských a rybích produktů, odpařování roztoků, pěstování ryb, hub atd.
Způsob výroby elektřiny z geotermální energie je velmi podobný přímému využití. Jediným rozdílem je potřeba vyšší teploty (více než 150°C). Pro tuto metodu se používají vysokoteplotní geotermální elektrárny a tepelné stanice (GeoPP).
Geotermální elektrárna (GeoPP) je druh elektrárny, která vyrábí elektrickou energii z tepelné energie z podzemních zdrojů.
Existuje několik způsobů, jak získat energii z geotermálních elektráren:
1. přímé schéma: pára vstupuje přímo do turbíny, která pohání generátor vyrábějící elektřinu. Použití páry eliminuje potřebu spalování fosilních paliv (také odpadá přeprava a skladování paliva);
Geotermální parní elektrárna
Rýže. 1. Schéma přímé výroby energie
2. nepřímé schéma: k výrobě elektřiny v takových zařízeních se používají přehřáté hydrotermy (teploty nad 182 °C). Hydrotermální roztok se čerpá do výparníku, aby se snížil tlak, což způsobí, že se část roztoku velmi rychle odpaří. Vznikající pára pohání turbínu. Pokud v nádrži zůstane kapalina, lze ji odpařit v dalším výparníku a získat tak ještě větší výkon.
Rýže. 2. Schéma nepřímé výroby energie
3. smíšený okruh (binární cyklus): přes tepelný výměník prochází horká geotermální voda a druhá, přídavná kapalina s nižším bodem varu než voda. Teplo z geotermální vody odpařuje druhou kapalinu, jejíž páry pohánějí turbíny. Vzhledem k tomu, že se jedná o uzavřený systém, nedochází prakticky k žádným emisím do atmosféry.
Rýže. 3. Schéma výroby smíšené energie
V posledních letech se v mnoha zemích začalo používat tepelná čerpadla, která využívají tepelnou energii nízké kvality s teplotou 4-6 stupňů C a vyšší. Zdrojem této energie je teplo jak přírodního původu (venkovní vzduch; teplo zemských, artéských a termálních vod; voda řek, jezer, moří a jiných nezamrzajících přírodních vodních ploch), tak teplo technogenního původu (průmyslové výboje). , čistírny odpadních vod, teplo) lze použít.výkonové transformátory a jakékoli jiné odpadní teplo).
Lze tvrdit, že geotermální energie má následující výhody:
– téměř úplná bezpečnost pro životní prostředí. Množství uvolněného CO2 při výrobě 1 kW elektřiny z vysokoteplotních geotermálních zdrojů se pohybuje od 13 do 380 g (např. u uhlí je to 1042 g na 1 kWh);
– nezávislost použití na povětrnostních podmínkách, ve dne nebo v noci, ročním období, na rozdíl od slunečního záření;
– míra využití přesahuje 90 %;
– doplňování geotermální energie, její nevyčerpatelnost;
– všestrannost použití (lze přeměnit na elektřinu nebo zásobovat obytné budovy ohřevem vody);
– elektrárny nezabírají mnoho místa;
– žádná spotřeba paliva.
Má to ale i nevýhody:
– velkým problémem je, že není mnoho míst, kde by se daly postavit geotermální elektrárny;
– horké kameny musí být vhodného typu v hloubce, kde je lze dosáhnout; druh horniny musí být takový, aby se dal snadno vrtat;
– Nebezpečné plyny a minerály mohou unikat ze země a může být obtížné je bezpečně zlikvidovat;
– zpracování geotermální energie vyžaduje odstranění vody buď do oceánu, nebo zpět do hlubokých vrstev půdy. Jinak hrozí zničení sladkovodních forem života.
Technologická omezení pro využívání geotermální energie v Rusku:
– ložiska hlubinných termálních vod, nerovnoměrně rozmístěná po celém území; zásoby většiny geotermálních ložisek mají nízké a průměrné teploty, což jim neumožňuje konkurovat tradičním zdrojům energie;
– vysoká mineralizace geotermálních vod a následně snížení životnosti studní a zařízení;
– využití přízemních geotermálních zdrojů je charakterizováno prakticky absencí metodické a regulační podpory pro projektování a výstavbu těchto systémů v půdních a klimatických podmínkách Ruska a je také charakterizováno zvýšenými jednorázovými kapitálovými investicemi s relativně nízké provozní náklady;
– pro technologie využívající hlubinné zemní teplo – vysoké náklady na výstavbu studní (od 70 do 90 % stálých výrobních aktiv).
Využití geotermální energie v Rusku
Rusko není ani mezi deseti největšími producenty elektrické a tepelné energie z geotermálních zdrojů, přičemž zásoby geotermální energie v Rusku jsou odhadovány 10–15krát vyšší než zásoby fosilních paliv v zemi.
Potenciální tepelné zdroje svrchních vrstev Země, do hloubky 100-200 m, jsou ročně obnovitelné, především díky slunečnímu záření.
Geotermální energie je nákladově efektivní v oblastech, kde je horká voda blízko povrchu zemské kůry – v oblastech aktivní vulkanické činnosti s četnými gejzíry (Kamčatka, Kurilské ostrovy, ostrovy japonského souostroví). Tyto regiony lze srovnávat pouze s Islandem, pokud jde o jejich klimatické podmínky a potenciál geotermální energie.
Podle Institutu vulkanologie Dálného východu pobočky Ruské akademie věd se samotné geotermální zdroje Kamčatky odhadují na 5000 100 MW, což regionu poskytne elektřinu a teplo na 900 let. Proto je v tomto regionu věnována zvláštní pozornost rozvoji geotermální energie. Program na vytvoření geotermální energie pro Kamčatku byl již vypracován a začal se realizovat, v důsledku čehož se ročně ušetří asi XNUMX tisíc tun standardního paliva.
Největší geotermální pole na Kamčatce je Mutonovskoye s kapacitou 300 MW. Na jihu Kamčatky jsou známy významné zásoby geotermálních zdrojů na polích Koshelevskoye a Bolshe-Banny a na severu na polích Kireunskoye.
Kurilské ostrovy jsou také bohaté na zásoby tepla Země, které zcela postačují k zásobování tohoto území teplem a elektřinou na 100-200 let. Na ostrově Iturup byly objeveny zásoby dvoufázového geotermálního chladiva, jehož výkon je dostatečný k pokrytí energetických potřeb celého ostrova.
Na jižním ostrově Kunašír jsou zásoby geotermálního tepla, které se již využívá k výrobě elektřiny a zásobování teplem města Južno-Kurilsk. Podloží severního ostrova Paramushir je méně prozkoumáno, ale je známo, že i tento ostrov má značné zásoby geotermální vody s teplotami od 70 do 950 °C.
I přes vysoký potenciál lze říci, že hlavní geotermální zdroje v Rusku se nacházejí na ekonomicky nerentabilním místě. Kamčatka, Sachalin a Kurilské ostrovy se vyznačují slabou infrastrukturou, vysokou seizmicitou, řídkým osídlením a obtížným terénem.
Velkému zájmu jsou dnes geotermální zdroje území Krasnodar a Stavropol a Kaliningradská oblast, kde jsou zásoby horké vody s teplotou až 1100 °C. Na Čukotce jsou také zásoby geotermálního tepla, z nichž některé již byly objeveny a lze je aktivně využívat k zásobování okolních měst a obcí energií.
Na severním Kavkaze jsou dobře prozkoumána geotermální ložiska s teplotami v nádrži od 70 do 1800 °C, která se nacházejí v hloubce 300 až 5000 m. Geotermální zdroje jsou zde dlouhodobě využívány pro zásobování teplem a zásobování teplou vodou v zemědělství, průmyslu a každodenním životě .
Zásoby geotermálního tepla vhodného pro velkoplošné využití v průmyslu a zemědělství a samozřejmě pro zásobování měst a obcí teplem mají i Primorye, oblast Bajkal a oblast západní Sibiře.
Podle expertů došlo v Rusku v posledních letech k obratu směrem k využívání geotermálních zdrojů v energetice při současném zvažování současné i budoucí výroby elektřiny založené na obnovitelných zdrojích.
V souladu s energetickou strategií Ruska do roku 2020 se plánuje zvýšení spotřeby tepla v zemi nejméně 1,3krát a podíl decentralizovaného zásobování teplem se zvýší z 28,6 % v roce 2000 na 33 % v roce 2020.
V tomto ohledu lze očekávat nárůst počtu realizovaných projektů v oblasti zabezpečení obyvatelstva zařízením tepelných čerpadel.
Článek byl přijat 17.02.2015. února XNUMX.
1. Alkhasov A.B. Zvýšení efektivity využití geotermálního tepla. Tepelná energetika, 2003.
2. Butuzov V.A. Analýza geotermálních systémů zásobování teplem v Rusku // Průmyslová energetika, 2002.
3. http://esco.co.ua/j ournal/2010_10/art068. htm
6. http://re. energybel. by/geothermal-ru/
Informace o autorovi
Belookaya Nina Vitalievna, kandidátka technických věd, docentka katedry městské výstavby a ekonomiky, tel.: 89148723364, e-mail: bnv60@rambler.ru; Irkutsk National Research Technical University, 664074, Rusko, Irkutsk, st. Lermontová, 83 let.
Pivovarova Evgenia Ivanovna, studentka magisterského studia v oboru „Inovativní technologie v technickém provozu budov a městských inženýrských systémech“, e-mail: pivka1991@mail.ru; Irkutsk National Research Technical University, 664074, Rusko, Irkutsk, st. Lermontová, 83 let.
Informace o autorech
Bellookaia NV, kandidát technických věd, docent rozvoje měst a ekonomiky, tel.: 89148723364 e-mail: bnv60@rambler.ru; Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov Street, Irkutsk, 664074, Rusko.
Pivovarova EI, kandidátka na magisterské studium „Inovativní technologie technického využití budov a městských inženýrských systémů“, e-mail: pivka1991@mail.ru; Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov Street, Irkutsk, 664074, Rusko.
VLASTNOSTI NAVRHOVÁNÍ ENERGETICKY ÚSPORNÝCH BUDOV V
A.A. Zarubina, A.E. Saushkina, E.A. Musikhina
Článek je věnován nejpalčivějšímu problému – navrhování a výstavbě energeticky efektivních budov a staveb ve vztahu k přírodním a klimatickým podmínkám Irkutské oblasti. Zvažují se různé aspekty problému: environmentální, ekonomický, přírodně-klimatický a právní. V závislosti na specifikách designu a konstrukce v ruských podmínkách jsou uvedeny příklady „zelených“ technologií a souvisejících opatření pro úsporu zdrojů.
Klíčová slova: zelená architektura; certifikace zelených budov; ratingové systémy.
