Геотермальная энергия – что это такое, и какая от нее польза

Недра Земли таят в себе просто невероятное количество сокровищ в виде полезных ископаемых. Наряду с нефтью, газом, углем, всевозможными металлами и драгоценными камнями имеется еще и геотермальная энергия. Это тепло самой планеты, которое можно использовать очень выгодно.

Что это такое – геотермальная энергия

Самое сердце планеты – это расплавленная магма, обладающая невероятным количеством чистой энергии. Температура там просто фантастическая – сотни и тысячи градусов. И количество геотермальной энергии, доступной для использования человеком – неисчислимое, просто бездна. Только обуздать ее и направить в нужное русло совсем непросто.

В некоторых местах Земли это несметное богатство находится достаточно близко от поверхности – так, что геотермальную энергию можно извлечь, это производится тепловыми насосами, по трубам, проложенным под землей. Ее используют для многих целей.

Виды геотермальной энергии

В зависимости от того, что является источниками геотермальной энергии, она подразделяется на виды:

1. Петротермальная. Источник – горные породы. Чаще применяют энергию из неглубоких, до 1 км, скважин. Принцип действия – скважинные теплообменники работают на жидкостях с низкой температурой кипения (таких, как фреон). Он циркулирует по контуру – горячий отдает тепло, затем насосом возвращается.
2. Гидротермальная энергия. Источник – подземные воды. Глубоко под землей воды нагреваются до высоких температур. В некоторых районах такую жидкость можно вывести на поверхность скважинами. Принцип работы прост – горячая вода поднимается вверх, охлажденная по другой трубе возвращается для нагрева. Там, где такие воды залегают близко к поверхности, можно наблюдать гейзеры – их тоже используют во благо человека.

Особенности геотермальной энергии

Понимая, что такое геотермальная энергия, человечество стремится получить от нее максимум пользы. Это – энергетика будущего, ведь запасы нефти и газа когда-то будут исчерпаны (и не каждая страна обладает такими природными ресурсами). Ядерная и топливная энергетики несут негатив среде обитания человека и природе в целом.

Геотермальная энергия практически неисчерпаема, и есть везде, только нужно вложить силы и средства, чтобы применять ее для отопления, водоснабжения, выработки электроэнергии, прочего.

Плюсы и минусы геотермальной энергии зависят от вложенных средств на ее добычу. Основные достоинства:

• такая энергия восстановима, поэтому бесконечна;
• источники не становятся причиной загрязнения среды;
• на нее не влияют погодные условия или какие-то другие внешние факторы;
• может обеспечить какие угодно цели – водоснабжение, отопление, электроснабжение;
• отсутствует парниковый эффект;
• станции компактны.

Среди недостатков – такие факторы:

• в составе пара могут быть вредные примеси, которые небезопасны для окружающей среды;
• после того, как глубинная вода использована, ее нужно утилизировать особенным образом – сливать обратно в глубину или в океан;
• возможность усиления сейсмической нестабильности;
• из-за того, что строительство станции обходится дорого – энергия тоже увеличивается в цене.

Сферы применения геотермальной энергии

Уже в XIX столетии были успешные попытки применения геотермальной энергии, принцип работы которой позволил использовать теплую воду из Тосканских источников в отоплении. Затем там же была открыта электрическая станция на водяном паре. Сейчас такой источник актуален для 80 стран, энергию планеты используют:

• в сельском хозяйстве — для обогрева теплиц, для полива, для гидропоники, для искусственных водоемов при выращивании мальков;
• в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве – для выработки электроэнергии, для отопления.

Энергию можно получить несколькими способами:

• напрямую – пар по трубам поступает к турбинам, соединенным с электрогенераторами;
• с предварительной обработкой — пар сначала проходит процесс очищения, только потом подается в трубы;
• бинарная – источником служит жидкость с низкой температурой кипения;
• смешанная – похожая на прямую, но с удалением из воды газов, растворенных в ней.

Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика – это перспектива, которая в будущем принесет фантастические плоды. Ученые предполагают, что в будущем это направление будет давать шестую часть всей мировой энергии.

Плюсы и минусы геотермальной энергетики доказывают ее перспективность. Выгода от этого направления такова:

1. Неисчерпаемые запасы. Поток тепла Земли, поступающий к поверхности, многократно превышает ту, что вырабатывают все станции мира за аналогичный период. Температура земного ядра столь высока, а скорость остывания так ничтожна, что энергии очень много — хватит в теории навсегда.
2. Независимость от погоды, времени суток, ветра, солнца. Станция может работать беспрерывно.
3. Помещение объекта станции компактно – только машинный зал. Это очень важно для районов, куда сложно доставить материалы, или для горной местности.
4. Работа оборудования экологичная.
5. Стабильность цены.
6. Низкий уровень шума при работе.
7. Возможность параллельно добывать полезные ископаемые. Это могут быть металлы и газ.

Среди недостатков энергетики такого вида следующие аспекты:

1. Поступающая из недр Земли жидкость может быть насыщена опасными веществами – тяжелыми металлами, вредными газами. Если такой поток вырвется в атмосферу – создаст глобальную проблему. В атмосферу выпускают только очищенный пар, вредный конденсат отправляют обратно.
2. При всей простоте станции себестоимость ее возведения довольно высока. Много средств требует разведка и аналитические работы, проектирование, специально разработанные системы отопления-охлаждения, оборудование для работы при высоких температурах.
3. Невысокая мощность.
4. Ограничения по месту расположения. Больше всего геотермальной энергии – вдоль тектонических линий разломов земной коры.