Экологические показатели геотермальных ТЭС
Геотермальное тепло является нетрадиционным источником энергии, но не возобновляемым. То есть, его принудительное освобождение может иметь существенное негативное влияние на экологию. Рассмотрим экологическую сторону процесса использования геотермальных источников энергии.
Рисунок 8.3. Схема электростанции на геотермальном источнике с низкой температурой
Наиболее явным отрицательным показателем работы геотермальных теплоэлектростанций является очень высокий шум. Дело в том, что для их работы используются не открытые источники, а близколежащие источники геотермальной энергии. Теплоносители этих источников (пар или вода) находятся под высоким давлением и имеют достаточно высокую температуру. Вырываясь под давлением из пробуренных скважин, они создают очень высокий шум, часто перерастающий в оглушительный рев, что, несомненно, вредно для здоровья окружающих людей и животных.
Второй экологически негативный фактор это состав теплоносителей. фактически геотермальная вода является раствором многих соединений, среди которых много агрессивных и ядовитых. Так в геотермальных водах присутствует сероводород H2S. Это соединение обладает неприятным запахом, и, кроме того, токсично при сравнительно малых концентрациях в воздухе. Запах сероводорода /8, 9/ обнаруживается при концентрации частиц 0,002 млн. –1, начинают слезиться глаза при концентрации 10 млн. – 1, при концентрации 20 млн. – 1 наступает раздражение легких, то есть, такая концентрация вызывает приступы кашля. Если дышать воздухом с концентрацией сероводорода 600 млн. – 1 в течение получаса, то наступает летальный исход. При нормальных атмосферных условиях сероводород вблизи ГеоТЭС разбавлен двуокисью углерода и кислородом воздуха до 5 млн. – 1, однако во время туманов и в безветрие его концентрация может повышаться до вредных и опасных значений.
|
|
|
Известны и другие побочные экологические эффекты выброса сероводорода. Так в Новой Зеландии выбросы Н2S и СО2 спровоцировали быстрое размножение микроскопических водорослей в ближайшем озере. Скорость их роста настолько высока, что озеро приходится очищать раз в две недели.
Как уже отмечалось, для работы геотермальных теплоэлектростанций приходится бурить достаточно глубокие скважины и освобождать теплоноситель, находящийся под высоким давлением. Теоретически это может привести к повышению сейсмоактивности, то есть, стать причиной землетрясений. Следует отметить, что такого явления, как землетрясение по причине извлечения геотермального носителя пока не наблюдалось нигде на Земле. Однако при расширении геотермальной энергетики эту возможность следует учитывать.
|
|
|
Если при использовании геотермального носителя он после отработки не будет возвращаться назад в подземный бассейн, то это может вызвать просадку грунта, особенно мягких и рыхлых пород. Так в районе Уайракей смещение грунта в вертикальном и горизонтальном направлениях с начала эксплуатации геотермальной электростанции (1956 год) составила 4 метра. Видимо это явление можно замедлить или прекратить, если отработанную геотермальную воду закачивать под давлением обратно в зону ее забора.
Таким образом, использование геотермальных энергоресурсов не является экологически безвредным, что объясняется неизбежным вмешательством в естественный процесс их освобождения. Аналогичная причина экологической опасности существует и при широкомасштабном использовании гидроресурсов.
наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри планеты. Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия. Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра, где, как полагают, металлы и породы могут существовать только в расплавленном состоянии до поверхности Земли. Геотермальная энергетика – получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин. Экономически эффективна в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры - в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курилы, острова Японского архипелага).
|
|
|
Одно из перспективных направлений использования тепла высокоминерализованных подземных термальных вод преобразование его в электрическую энергию. С этой целью была разработана технологическая схема для строительства ГеоТЭС, состоящая из геотермальной циркуляционной системы (ГЦС) и паротурбинной установки (ПТУ). Отличительной особенностью такой технологической схемы от известных является то, что в ней роль испарителя и перегревателя выполняет внутрискважинный вертикальный противоточный теплообменник, расположенный в верхней части нагнетательной скважины, куда по наземному трубопроводу подводится добываемая высокотемпературная термальная вода, которая после передачи тепла вторичному теплоносителю закачивается обратно в пласт. Вторичный теплоноситель из конденсатора паротурбинной установки самотёком поступает в зону нагрева по трубе, спущенной внутри теплообменника до днища.
|
|
|
Геотермальную энергию получают от источников тепла с высокими температурами, она обладает некоторыми особенностями. Одна из них заключается в том, что температура теплоносителя существенно ниже температуры при сжигании топлива. Несмотря на то, что суммарные запасы геотермальной энергии велики, ее термодинамическое качество низко.
С геотермальными источниками всегда связывают попытки выработки электроэнергии как наиболее ценного продукта, в то время как наилучший способ утилизации тепловой энергии — использование комбинированного режима (и выработка электроэнергии и обогрев). Электроэнергия может быть подана в энергосистему и через нее передана потребителям наряду с электроэнергией, вырабатываемой другими источниками. Однако, использование геотермальной энергии в виде тепла не менее важно.
Выработка электроэнергии будет представлять интерес, если теплоноситель имеет температуру более 300 °С, и не будет, если последняя ниже 150 °С.
Тепло затруднительно передавать на расстояние более 30 км, поэтому необходимо его использовать вблизи места добычи. В зонах холодного климата обогрев жилищ и промышленных зданий создает ощутимую потребность в тепле, если плотность населения составляет более 300 человек на км. Таким образом, тепловая станция мощностью 100 МВт может обслуживать жилой район площадью примерно 20×20 км. Подобная геотермальная система давно используется в Исландии и в Новой Зеландии. Другие крупные потребители тепла — теплицы, фермы для разведения рыб, установки для сушки пищевых продуктов и для реализации других технологий.
Масштаб использования геотермальной энергии определяют некоторые факторы. Доминантой стоимости оказываются капитальные затраты на сооружение скважин, стоимость которых экспоненциально увеличивается с ростом их глубины. Так как температура увеличивается с глубиной, а выработка энергии увеличивается с ростом температуры, в большинстве случаев ограничиваются оптимальной глубиной скважины примерно 5 км.
Общее количество тепла, извлекаемого из геотермальной скважины, можно увеличить за счет повторной закачки отработанной и частично охлажденной воды. Это удобный способ избавиться от сбросовых вод, которые могут быть сильно минерализованными и являются опасными загрязнителями среды.
Геотермальная энергия—это энергия внутренних областей Земли. Извержение вулканов
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1192; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!