CC BY
5
3. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Эффективность низкотемпературного теплового двигателя по утилизации теплоты в конденсаторе паровой турбины при давлении пара в 3 кПа. // Инновационная наука. 2016. № 2-3. -С. 30-32.
4. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Методика выбора оптимального низкокипящего рабочего тела для использования в низкотемпературных средах. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2. - С. 31-32.
5. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности термодинамического цикла при использовании углекислого газа СО2 и пропана С3Н8. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2. - С. 32-34.
6. Гафуров А.М. Возможности использования органического цикла Ренкина для утилизации низкопотенциальной теплоты. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2014. №2 (21). - С. 20-25.
УДК 620.91
Хакимуллин Б.Р. студент кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гумеров И.Р. магистрант кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В статье рассматриваются эколого-экономические характеристики геотермальной энергетики. Особенности использования тепловой энергии Земли, сконцентрированной под толщей земной коры, для систем отопления домов и выработки электрической энергии.
Ключевые слова: термальные источники, геотермальные тепловые насосы, производство электроэнергии.
Hakimullin B.R. Gumerov I.R. Gafurov A.M.
EKOLOGO-ECONOMIC CHARACTERISTICS OF GEOTHERMAL
POWER
In article ekologo-economic characteristics of geothermal power are considered. Features of use of heat energy of Earth concentrated under thickness of crust for heating systems of houses and development of electric power.
Keywords: thermal sources, geothermal thermal pumps, production of electricity.
К наиболее рациональным энергетическим устройствам, которые используют возобновляемые источники энергии, сегодня можно отнести получение энергии за счет геотермальных источников.
При относительно небольших первоначальных затратах на устройство геотермальных станций, можно получить практически бесконечный источник энергии, т.к. источник этой энергии есть тепло Земли, которая не утратит её в ближайшие миллионы лет.
Главной проблемой использования геотермальной энергетики, является весьма редкое расположение на Земле мест, с не глубоко залегающими горячими источниками. Это в основном места, с активной вулканической деятельностью, которые находятся далеко от основных мест проживания населения Земли. При этом это довольно опасные территории, в которых есть опасность их уничтожения природными катаклизмами.
В этом плане весьма повезло Исландии. Сейчас доля геотермальной энергии, в энергетическом балансе страны превышает 80%. Исландия планирует стать полностью независимой от углеводородной энергетики уже к 2050 году. Станция Hellisheidi расположена на юго-западе Исландии. Это крупнейшая в Исландии и вторая по величине геотермальная станция в мире. Планируемая мощность 300 МВт (по электроэнергии) и 400 МВт (по тепловой энергии) [1].
Геотермальная энергия может быть получена как за счет теплых источников, которые поднимаются из глубин к поверхности (гидротермальная энергетика), так и за счет разницы в температурах на поверхности и в глубине (петротермальная энергетика). Геотермальные электростанции обычно используют первый вариант, как наиболее эффективный. Они строятся в местах, где имеются термальные источники (в термальных регионах), и весьма успешно справляются со своей задачей -выработкой электрической энергии.
В отличие от геотермальных электростанций, современные геотермальные системы отопления основаны в основном на петротермальной энергетике, то есть, используют в своей работе разницу в температурах между земной поверхностью и на глубине. При этом конструкция геотермальных тепловых насосов такова, что для их работы не требуется особенно глубоких скважин, они способны вырабатывать тепловую энергию, достаточную для отопления домов, используя незначительную разницу в температурах - всего лишь несколько градусов [2].
Геотермальный тепловой насос работает практически по тому же принципу, что и обычный кондиционер или холодильник, только наоборот: если задача кондиционера - собрать тепловую энергию в помещении и передать ее во внешнюю среду, то геотермальный тепловой насос напротив
- собирает тепловую энергию во внешней среде и передает ее в помещение. Под землей или под водой (ниже точки замерзания) размещается теплообменник, внутри которого циркулирует теплоноситель (обычно жидкость с низкой температурой кипения, но в некоторых системах используется вода), теплоноситель подогревается за счет окружающей среды и передает тепловую энергию внутреннему контуру насоса, который нагревает воду или антифриз в отопительных приборах (в трубах, отопительных радиаторах).
В настоящее время мировыми лидерами в получении энергии из земных недр являются Соединенные Штаты Америки, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия. Но и Россия не стоит в стороне. Мутновская геотермальная электростанция (установленная мощность 50 МВт) на Камчатке - один из ярких примеров преобразования глубинного тепла Земли в электрическую энергию в России
[3].
В перспективе для извлечения энергии из недр Земли можно использовать не только запасы горячей воды и пара, но и тепло сухих горных пород (такие области сухих горных пород с температурой около 300°С встречаются значительно чаще, чем водоносные горячие породы), а также энергию магматических очагов, которые в некоторых районах расположены на глубинах в несколько километров.
Наиболее оптимальная форма - сухой пар. Прямое использование смеси пара и воды невозможно, т.к. геотермальная вода содержит обычно большое количество солей, вызывающих коррозию, и капли воды в паре могут повредить турбину. Наиболее частая форма поступления энергии -просто в виде горячей воды, прежде всего для получения тепла. Эта вода может быть использована также для получения пара рабочей жидкости, имеющей более низкую температуру кипения, чем вода. Так как геотермальный пар и вода имеют сравнительно низкую температуру и давление, КПД геотермальных станций не превышает 20%, что значительно ниже атомных (30%) и тепловых работающих на ископаемом топливе (40%)
[4].
Использование геотермальной энергии имеет и отрицательные экологические последствия. Строительство геотермальных станций нарушает «работу» гейзеров. Для конденсации пара на геотермальных станциях используется большое количество охлаждающей воды, поэтому геотермальные станции являются источниками теплового загрязнения. При одинаковой мощности с ТЭС или АЭС геотермальная электростанция потребляет для охлаждения значительно большее количество воды, т.к. ее КПД ниже. Сброс сильно минерализованной геотермальной воды в поверхностные водоемы может привести к нарушению их экосистем. В геотермальных водах в больших количествах содержится сероводород и радон, который вызывает радиоактивные загрязнения окружающей среды [5, 6].
Использованные источники:
1. Энергия Дна Океанов. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://world.lib.ru/m/mihail_a_z/energijadnaokeanow.shtml.
2. Геотермальная энергия: энергетика будущего. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://altenergiya.ru/termal/geotermalnaya-energetika.html.
3. Геотермальная энергетика в России. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://altenergiya.ru/termal/geotermalnaya-energetika-v-rossii.html.
4. Гафуров А.М., Гатина Р.З., Гафуров Н.М. Использование сжиженного углекислого газа в качестве рабочего тела в тепловом двигателе для утилизации тепловых отходов промышленности. // Теория и практика современной науки. - 2016. - № 9 (15). - С. 91-94.
5. Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/ecol/ecol05.htm.
6. Гафуров Н.М., Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З. Основные направления альтернативной энергетики. // Инновационная наука. - 2016. - № 4-3. - С. 7476.
УДК 62-176.2
Хакимуллин Б.Р. студент кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гумеров И.Р. магистрант кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУВО «КГЭУ» Россия, г. Казань УТИЛИЗАЦИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В статье рассматриваются вопросы повышения уровня использования вторичных энергоресурсов в нефтехимической промышленности. Особенности использования тепловых двигателей на низкокипящих рабочих телах по выработке электроэнергии за счет утилизации низкопотенциальной теплоты.
Ключевые слова: вторичные энергоресурсы, утилизация теплоты, тепловой двигатель, низкокипящее рабочее тело.
