La litosfera está asociada con recursos no solo de los tipos tradicionales de combustible mineral, sino también de un tipo de energía alternativa como el calor del interior de la tierra.
Fuentes energía geotérmica puede ser de dos tipos. El primer tipo son las piscinas subterráneas de portadores de calor naturales: agua caliente (manantiales hidrotermales), vapor (manantiales termales de vapor) o mezcla de vapor y agua. En esencia, se trata de "calderas" subterráneas directamente listas para usar de donde se puede extraer agua o vapor utilizando pozos ordinarios. El segundo tipo es el calor del calor. rocas. Al bombear agua en dichos horizontes, también se puede obtener vapor o agua sobrecalentada para su uso posterior con fines energéticos.
Dependiendo de la temperatura del agua, vapor o mezcla de vapor y agua, las fuentes geotérmicas se dividen en baja y media temperatura (con temperaturas de hasta 130–150 °C) y alta temperatura (más de 150 °C). La naturaleza de su uso depende en gran medida de la temperatura de la fuente.
Se puede argumentar que la energía geotérmica tiene cuatro características ventajosas.
En primer lugar, sus recursos son prácticamente inagotables. Se puede llegar a esta conclusión a pesar de las grandes discrepancias en las estimaciones disponibles. Entonces, según los expertos alemanes, estos recursos alcanzan los 140 billones de tep, y en la sesión de la Conferencia Mundial de la Energía en 1989 fueron definidos como "solo" 880 mil millones de tep. Si bien tenemos en cuenta que los recursos aptos para uso económico no superan el 1% del total, son una cantidad considerable. La mayoría de estos recursos están relacionados con fuentes de baja temperatura.
En segundo lugar, el uso de la energía geotérmica no requiere costes significativos, ya que en este caso estamos hablando sobre fuentes de energía ya "listas para usar" creadas por la naturaleza misma.
En tercer lugar, la energía geotérmica es ambientalmente completamente inofensiva y no contamina el medio ambiente.
Cuarto, localización recursos geotérmicos determina la posibilidad de utilizarlos para la producción de calor y electricidad en áreas remotas y deshabitadas.
Arroz. 12 Los cinturones geotérmicos de la Tierra
Los recursos de energía geotérmica están bastante extendidos en la corteza terrestre. Su concentración está asociada principalmente a cinturones de actividad sísmica y volcánica activa, que ocupan 1/10 del área terrestre. (Figura 12). Dentro de estos cinturones, se pueden distinguir algunas de las áreas "geotérmicas" más prometedoras. Sus ejemplos son California en los EE. UU., Nueva Zelanda, Japón, países centroamericanos.
En Rusia, las principales reservas de energía geotérmica están asociadas a áreas de plegamiento cenozoico, así como vulcanismo cuaternario y moderno. Estas áreas incluyen, en primer lugar, la península de Kamchatka, la isla Sakhalin, las islas Kuriles, el territorio de Stavropol y Daguestán.
16. Fondo Mundial de la Tierra
Economista inglés del siglo XVII. William Petty dijo: "El trabajo es el padre de la riqueza y la tierra es su madre". De hecho, la tierra es universal. recurso natural, sin los cuales no puede existir prácticamente ninguna rama de la actividad económica humana, ni la industria, ni el transporte, y más aún la agricultura y la ganadería. En comparación con otros tipos de recursos naturales, los recursos de la tierra tienen algunas características. Primero, son prácticamente imposibles de mover de un lugar a otro. En segundo lugar, son agotables y, además, suelen limitarse a los límites de un determinado territorio (distrito, país, etc.). En tercer lugar, a pesar de la amplia polivalencia del uso, en un momento dado se puede ocupar uno u otro terreno tanto para urbanizar como para cultivo, pasto, recreo, etc.
La capa superior de la tierra es de particular valor para las personas: la tierra, que tiene fertilidad, la capacidad de producir biomasa; además, esta fecundidad puede ser no sólo natural, sino también artificial, es decir, sustentada por personas. Es por eso que el papel de la cubierta del suelo del planeta (pedosfera) fue tan apreciado por las luminarias de la ciencia rusa V. V. Dokuchaev, V. I. Vernadsky y otros científicos que formaron la doctrina de los suelos.
Tabla 19
TAMAÑO Y ESTRUCTURA DEL FONDO MUNDIAL DE TIERRAS
La primera y más general idea de los recursos de la tierra viene dada por el concepto de fondo de tierras. El fondo de tierras se entiende como la totalidad de todas las tierras dentro de un territorio determinado (desde una pequeña área hasta la totalidad de la superficie), subdivididas según el tipo de uso económico. Con un enfoque más amplio, todo el fondo de tierras del planeta suele estimarse en 149 millones de km2, o 14.900 millones de hectáreas, lo que corresponde a toda la superficie terrestre. Pero en la mayoría de las fuentes se estima entre 130 y 135 millones de km 2, o entre 13 y 13 500 millones de hectáreas, restando el área de la Antártida y Groenlandia del primer indicador. Las estimaciones más confiables de este tipo pertenecen al organismo especializado de la ONU - FAO, según el cual se compiló la Tabla 19.
Un análisis de la Tabla 19 permite familiarizarse no solo con el tamaño, sino también con la estructura del fondo mundial de tierras. Al hacerlo, se pueden extraer algunas conclusiones importantes.
En primer lugar, la conclusión de que tierra agricola ocupan sólo el 37% del fondo mundial de tierras. Incluyendo las tierras más valiosas bajo tierra cultivable y cultivos perennes, que proporcionan el suministro del 88% de los alimentos que necesita la gente, representan solo el 11%. Por supuesto, los pastos también juegan un papel importante (incluyen pastos y prados naturales y mejorados, cultivos utilizados para el pastoreo). Sin embargo, con un área de casi dos veces y media el área de tierra cultivable, proporcionan solo el 10% de la producción agrícola mundial.
En segundo lugar, la conclusión de que tierras forestales ocupan casi el 32% de la superficie total del fondo mundial de tierras. Por supuesto, la importancia de estas tierras -principalmente la formación de clima, la protección del agua, la silvicultura- es muy alta. Sin embargo, en el suministro de alimentos a la población (como resultado de la caza, la pesca, el pastoreo, el cultivo de pieles, la recolección de hongos, bayas, etc.), su papel puede evaluarse como puramente auxiliar.
En tercer lugar, la conclusión de que otras tierras en la estructura del fondo de tierras ocupan casi la misma parte que el bosque. El término "otras tierras" utilizado por la FAO necesita alguna aclaración, ya que esta categoría incluye tierras de productividad muy diferente y usos económicos igualmente diferentes. Incluye terrenos bajo desarrollo residencial (urbano y rural), bajo estructuras industriales y de infraestructura (carreteras, canales, aeropuertos), labores mineras (canteras, minas, botaderos de desmonte), etc. En la literatura existen diversas estimaciones de territorios ocupados por tales formaciones tecnogénicas, pero prevalece la cifra de 2.5-3%. Ya en sí mismo indica que la gran mayoría de las llamadas otras tierras pertenecen a alguna otra categoría. Básicamente, estas son tierras improductivas e improductivas: desiertos desiertos, montañas altas, afloramientos rocosos, áreas bajo glaciares y cuerpos de agua, etc.
Arroz. 13 Estructura del fondo mundial de tierras por principales regiones (participación en %)
Para la investigación geográfica, es de gran interés estudiar la estructura del fondo de tierras no solo de todo el mundo, sino también de sus grandes regiones individuales. Como se muestra en la Figura 13, proporciona material rico para la comparación. Es bastante natural, por ejemplo, que la parte de tierra ocupada por desarrollo residencial, industrial, de transporte y tierra cultivada sea la más grande en el extranjero, una de las regiones principales de la civilización mundial. También es bastante natural que la proporción de pastos en la estructura del fondo de tierras sea especialmente alta en Australia, la proporción de bosques en América del Sur y la proporción de tierras marginales e improductivas en Asia.
Por supuesto, se pueden encontrar diferencias aún mayores al comparar el tamaño y la estructura del fondo de tierras de los países individuales. La tierra cultivable es de gran interés a este respecto. Los países con la mayor superficie de tierra cultivable se muestran en la tabla 20. También da una idea clara de cuán significativamente difieren estos países en términos de la participación de la tierra cultivable en el fondo total de tierras.
Además de Ucrania e India, Bangladesh y Dinamarca también se encuentran entre los "poseedores de récords" en el segundo de estos indicadores, donde el arado alcanza el 56-57%.
Tabla 20
LOS DIEZ PRINCIPALES PAÍSES POR ÁREA
Australia (414 millones de ha), China (400 millones), EE. UU. (240 millones), Kazajstán (187 millones), Brasil (185 millones), Argentina (142 millones de ha) se destacan en términos de área de pastos en el contexto mundial. Pero en la estructura del fondo de tierras, la proporción de pastos es especialmente alta en Kazajstán (70 %), Australia y Argentina (50–55 %), y de los países que no llegaron a estar entre los diez primeros, en Mongolia ( 75%).
En cuanto al área de otras tierras, el primer lugar no competitivo del mundo pertenece a Rusia (700 millones de hectáreas). Le siguen Canadá (355 millones de ha), China (307 millones), Argelia (195 millones), EE. UU. (193 millones) y Libia (159 millones de ha). Pero en términos de participación de tales tierras en el fondo de tierras, Libia (91%) y Argelia (82%) ubicadas dentro del Sahara están por delante de todos.
Otro tema muy importante está directamente relacionado con las características de la estructura y el tamaño del fondo de tierras: la disponibilidad de recursos de tierras. El indicador de dicha provisión se calcula en hectáreas per cápita.
Es fácil calcular que en 2007, con una población mundial total de más de 6.600 millones de personas y una reserva global de tierras (redondeada) de 13.000 millones de hectáreas, esta cifra es de 2,0 hectáreas. Pero con tal promedio entre grandes regiones individuales, debería haber diferencias. Las estadísticas muestran que, en términos de provisión de recursos de tierra per cápita, la vasta pero relativamente escasamente poblada Australia (30 hectáreas por persona) se destaca claramente. Le siguen la CEI (8,0 ha por persona), América del Sur (5,3), América del Norte (4,5), África (1,25), Europa extranjera (0,9) y Asia en el extranjero(0,8 ha por 1 persona). De los países individuales, además de Australia, el nivel más alto de disponibilidad de tierra es, por ejemplo, Rusia (11,4 hectáreas por 1 persona), Brasil (5,2), la República Democrática del Congo (4,8), EE. UU. (3,4) , Argentina (3,1), Irán (2,3 ha por persona).
Sin embargo, a pesar de la importancia del indicador de disponibilidad de tierra específica, el indicador de disponibilidad de tierra cultivable es aún más importante. Para todo el mundo, ahora tiene un promedio de 0,20 hectáreas por persona. Australia y Oceanía (1,8 hectáreas por 1 persona) se destacan de las regiones individuales y según este indicador, seguidas por la CEI (0,8), América del Norte (0,6), América del Sur (0,35), Europa extranjera (0,25), África (0,22) y Asia extranjera (0,13 ha por 1 persona). En cuanto a los países individuales, las diferencias entre ellos (en ejemplos individuales) se muestran en la Tabla 21.
Tabla 21
PROVISIÓN DE TIERRAS DE CULTIVO EN ALGUNOS PAÍSES
Por separado, presentamos algunos datos sobre el fondo de tierras de Rusia. En general, son 1.709 millones de hectáreas, de las cuales alrededor de 1.100 millones de hectáreas se encuentran en la zona de permafrost. A fines de la década de 1990 en la estructura de este fondo, la tierra agrícola representó el 13% (incluida la tierra cultivable - 7,5%), la tierra forestal - 61%, la tierra para desarrollo residencial, industrial y de transporte - 2,2%.
Durante muchos siglos, si no milenios, la humanidad se ha esforzado por aumentar el área de tierra cultivada, principalmente cultivable, reduciendo los bosques para esto, arando prados y pastos, irrigando estepas secas y desiertos, etc. En otras palabras, un ataque se está haciendo en las llamadas otras tierras. Ha habido logros significativos a lo largo de este camino. Entonces, solo en 1900-1990. La superficie total de tierra agrícola en el mundo se ha duplicado. Sin embargo, la población está creciendo más rápido, y esto en sí mismo predetermina una tendencia hacia una reducción en la provisión específica de tierra cultivable: si en 1950 el indicador mundial era de 0,48 hectáreas por 1 persona, en 1990 - 0,28, entonces en 2005 g.- alrededor de 0,20 ha por 1 persona.
Pero esta es sólo una de las razones de la disminución de la renta per cápita. El otro es la creciente degradación de la tierra y la cubierta del suelo.
recursos geotérmicos
La superficie del planeta se suele dividir en tres regiones geotérmicas: hipertermal, semitérmica y normal. La región hipertermal, con un gradiente de temperatura de más de 80 o C/km, es la más preferible para la construcción de plantas de energía geotérmica. La región semitérmica tiene un gradiente de temperatura de 40 a 80 o C/km. La calidad de la energía geotérmica suele ser baja y es mejor usarla directamente para calentar edificios y otras estructuras. Una región térmica normal con un gradiente de temperatura de menos de 40 o C/km no es prometedora cuando se utiliza el calor de la Tierra. Tales áreas ocupan el territorio más extenso, el flujo de calor es en promedio 0.06 W / m 2.
Todas las fuentes de energía geotérmica se dividen en petrotérmicas e hidrotermales. Los manantiales petrotermales se encuentran en aquellas partes de la corteza terrestre donde no hay agua. A una profundidad de más de 3 km, la temperatura es bastante alta. Al conducir agua a una fuente de este tipo en un pozo, se puede obtener vapor de otro. Este principio se basa en el aprovechamiento del calor "seco" de la Tierra.
Las fuentes hidrotermales, a su vez, se dividen en agua, vapor y vapor. Las fuentes de agua se encuentran a diferentes profundidades. Una de las principales condiciones para su existencia es la presencia de una capa impenetrable de rocas sobre el agua. Al estar a alta presión, el agua puede calentarse a temperaturas superiores a los 100 o C y salir a la superficie terrestre en forma de una mezcla de vapor y agua.
En los depósitos de vapor de agua y vapor, los acuíferos se encuentran entre dos capas impermeables. El inferior transfiere calor desde el núcleo de la Tierra, mientras que el superior no permite que escape a la superficie terrestre. En tales lugares, el agua se convierte en vapor, y cuando alta presión- en agua sobrecalentada. La extracción de vapor a la superficie de la tierra solo es posible con la ayuda de la perforación.
Los recursos geotérmicos se han explorado en muchos países del mundo: en los EE. UU., Italia, Islandia, Nueva Zelanda, Rusia, Filipinas, etc. Las reservas identificadas de aguas geotérmicas en Rusia pueden proporcionar aproximadamente 14 millones de m 3 de agua caliente al día, lo que equivale a 30 millones de tec. Al mismo tiempo, las reservas de agua geotérmica traída a la superficie terrestre se utilizan en un 5%. En nuestro país, los depósitos de aguas geotérmicas se explotan en Sakhalin, Kamchatka y las islas Kuriles, en los territorios de Krasnodar y Stavropol, Daguestán, Ingushetia. La zona de vulcanismo joven de Kuril-Kamchatka se distingue por la máxima proximidad de los sistemas geotérmicos a la superficie de la tierra. El campo más grande y prometedor de Kamchatka es el campo Mutnovskoye, ubicado a 130 km de la ciudad de Petropavlovsk-Kamchatsky. Las operaciones de perforación se han llevado a cabo aquí desde 1978. Hasta la fecha, se han perforado alrededor de 90 pozos con una profundidad de 250 a 2500 m. Las reservas totales se estiman en 245 MW.
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PRUEBA
sobre el tema: "Recursos geotérmicos"
1. Concepto y clasificación de los recursos geotérmicos
2. Etapas y etapas del estudio geológico del subsuelo.
3. Principios y métodos para el estudio y evaluación de los recursos geotérmicos
4. Estación geotérmica en Bielorrusia
Conclusión
Bibliografía
estación de recursos de geotermia del subsuelo
1. concepto y claseidentificación de recursos geotérmicos
Energía geotérmica: la producción de electricidad, así como la energía térmica debido a la energía contenida en las entrañas de la tierra.
La ventaja de la energía geotérmica es su casi total seguridad para el medio ambiente. La cantidad de CO2 emitida durante la producción de 1 kW de electricidad a partir de geo de alta temperatura aguas termales, oscila entre 13 y 380 g (por ejemplo, para el carbón es de 1042 g por 1 kW/h).
Las fuentes de energía geotérmica según la clasificación de la Agencia Internacional de Energía se dividen en 5 tipos:
Depósitos de vapor seco geotérmico: relativamente fáciles de desarrollar, pero bastante raros; sin embargo, la mitad de todas las centrales geotérmicas que operan en el mundo utilizan calor de estas fuentes;
Las fuentes de vapor húmedo (mezclas de agua caliente y vapor) son más comunes, pero cuando se desarrollan, es necesario resolver los problemas de prevención de la corrosión de los equipos GeoTPP y la contaminación ambiental (eliminación de condensado debido a alto grado su salinidad);
Los depósitos de agua geotérmica (que contienen agua caliente o vapor y agua) son los llamados depósitos geotérmicos, que se forman como resultado del llenado de cavidades subterráneas con agua de precipitación calentada por el magma cercano;
Rocas calientes secas calentadas por magma (a una profundidad de 2 km o más): sus reservas de energía son las más grandes;
Magma, que son rocas fundidas calentadas a 1300 °C.
La experiencia adquirida por varios países se relaciona principalmente con el uso de vapor natural y aguas termales, que siguen siendo la base más realista para la energía geotérmica. Sin embargo, su desarrollo a gran escala en el futuro solo es posible con el desarrollo de recursos petrogeotérmicos, es decir. energía térmica de rocas calientes, cuya temperatura a una profundidad de 3-5 km suele superar los 100 °C.
En comparación con las fuentes de energía tradicionales, las siguientes ventajas de los recursos geotérmicos son obvias: inagotabilidad, ubicuidad de la distribución, proximidad al consumidor, localidad de suministro de calor y electricidad al consumidor, pertenencia a los recursos locales, automatización total, seguridad y deserción práctica de producción de energía geotérmica, competitividad económica, posibilidad de construir instalaciones de bajo consumo, limpieza ambiental.
Sin embargo, las características específicas de los recursos geotérmicos también incluyen una serie de desventajas: potencial de baja temperatura del refrigerante, imposibilidad de transporte, dificultades de almacenamiento, fuentes dispersas y experiencia industrial limitada.
Actualmente, se acostumbra distinguir 2 clases principales de recursos geotérmicos: hidro y petrogeotérmicos. Los primeros representan la parte de los recursos de energía geotérmica que se limita a los colectores naturales y está representada por portadores naturales de calor: agua subterránea, vapor o mezclas de vapor y agua. Son operados industrialmente por sistemas de circulación (Francia, EE. UU., Alemania, Dinamarca, Ucrania, Polonia, Suiza, Rusia, etc.). Petrogeotermia - aquella parte de la energía térmica del subsuelo, que está directamente conectada con el esqueleto de rocas acuíferas o con rocas prácticamente impermeables. La tecnología para la extracción de recursos petrogeotérmicos (profundidad de perforación de hasta 10 km) se encuentra en un nivel experimental. Creado solo unos pocos experimentados sistemas de circulacion con colectores artificiales en EE. UU., Inglaterra, Japón, Rusia (Tyrnyauz), Alemania, Francia.
Las reservas operativas (recursos) de energía hidrogeotérmica se entienden generalmente como las cantidades de calor y agua que se pueden obtener del acuífero evaluado (complejo) mediante instalaciones de toma de agua técnica, económica y ambientalmente racionales bajo un modo dado de su operación y el apropiado calidad del portador de calor (temperatura, composición química y gas) durante toda la vida útil estimada. Las reservas operativas de calor se expresan en unidades de potencia o en toneladas de combustible (condicional) por año, las reservas operativas de aguas termales tienen la dimensión de un caudal volumétrico de agua (l/s, m3/día) o un peso caudal para vapor y mezclas vapor-agua (kg/s, t/día).
La clasificación más completa de recursos y reservas de energía geotérmica fue desarrollada por E. I. Boguslavsky.
Para el límite inferior de temperatura de las aguas termales, se aconseja tomar 20º C, teniendo en cuenta el posible uso de bombas de calor y la presencia en muchas industrias economía nacional necesidades de refrigerantes subtérmicos con temperaturas de 20-40º C.
Aguas de bajo potencial (con temperatura de 20-100º C), en las que se aconseja distinguir una subclase de aguas con temperaturas de 20-40º C. Estas aguas pueden ser consumidas para necesidades de ingeniería térmica principalmente con aprovechamiento de calor zapatillas. También se pueden utilizar eficazmente para descongelar rocas congeladas y lavar placeres, intensificar la pesca, calentar campo abierto, inyección en formaciones petrolíferas, procesos tecnológicos que requieren refrigerantes de baja calidad. El objetivo principal - suministro de calor, instalaciones industriales, agrícolas y domésticas.
Las aguas de potencial medio (100-150 ºC) se pueden utilizar con eficacia tanto para el suministro de calor de instalaciones industriales, agrícolas y domésticas, como para generar electricidad utilizando fluidos de trabajo intermedios.
El agua de alto potencial (más de 150º C) se puede utilizar eficazmente para generar electricidad en un ciclo directo. En la composición de tales aguas conviene distinguir aguas sobrecalentadas (150-250º C), aguas muy sobrecalentadas (250-350º C) y aguas extremadamente sobrecalentadas (más de 350º C).
La calidad de las aguas termales destinadas a uso terapéutico (en términos de temperatura, salinidad, composición iónica y gaseosa, saturación de gas, contenido de oligoelementos farmacológicamente activos en las aguas, radiactividad, pH) debe evaluarse de acuerdo con requisitos especiales para el estudio. y clasificación de las aguas mineromedicinales.
2. Etapas y etapas del estudio de los recursos geotérmicos del subsuelo
Las fuentes de recursos geotérmicos del subsuelo son:
Aguas geotérmicas subterráneas;
Cálido cordillera intestinos
Los recursos geotérmicos del subsuelo se pueden utilizar para:
Recibir electricidad;
Suministro de agua caliente;
Suministro de calor de locales residenciales e industriales;
Fines terapéuticos, recreativos y otros, por el valor, utilidad y demás características de los recursos geotérmicos del subsuelo.
1) El estudio geológico regional del subsuelo se realiza en las siguientes etapas:
Estudios geológicos a pequeña escala;
Estudios geológicos de mediana escala;
Estudios geológicos a gran escala.
2) Se realiza la búsqueda de recursos geotérmicos del subsuelo y la evaluación del yacimiento con el fin de identificar y evaluar preliminarmente el yacimiento apto para el desarrollo. La búsqueda de recursos geotérmicos del subsuelo y la evaluación del yacimiento se realizan en las siguientes etapas: - prospección; - Evaluación del depósito.
3) La exploración de los recursos geotérmicos del subsuelo y la preparación del yacimiento para el desarrollo se llevan a cabo con el fin de obtener información sobre los fenómenos y procesos que ocurren en el subsuelo, la estructura geológica del yacimiento, la tecnología y otras características del yacimiento, la calidad y cantidad de los recursos geotérmicos del subsuelo ubicado en él, las condiciones para el desarrollo del yacimiento, que permitan realizar una evaluación geológica y económica de este campo. La exploración de los recursos geotérmicos del subsuelo y la preparación de un yacimiento para su desarrollo se realizan en las siguientes etapas:
Exploración preliminar de recursos geotérmicos del subsuelo, realizada con el fin de obtener datos confiables para una evaluación preliminar de la calidad y cantidad de las reservas identificadas de recursos geotérmicos del subsuelo, para obtener una evaluación industrial económicamente justificada del campo, para justificar la viabilidad de seguir financiando trabajo de exploración;
Exploración detallada de los recursos geotérmicos del subsuelo, realizada con el fin de preparar un yacimiento para el desarrollo. Con base en los resultados de una exploración detallada de los recursos geotérmicos del subsuelo, se desarrollan las condiciones permanentes de exploración de los recursos geotérmicos del subsuelo, según las cuales se calculan las reservas de recursos geotérmicos del subsuelo;
Exploración adicional de recursos geotérmicos del subsuelo, realizada en un campo que ha sido explorado en detalle, pero no transferido al desarrollo, en caso de conocimiento insuficiente de este campo, así como en un campo en desarrollo, si se requiere un estudio adicional en relación con la revisión de los volúmenes de producción y la tecnología, procesamiento primario(limpieza, enriquecimiento) aprovechamiento de los recursos geotérmicos del subsuelo;
Exploración operativa de recursos geotérmicos del subsuelo, realizada en el proceso de desarrollo de un yacimiento para aclarar la cantidad y calidad de reservas de recursos geotérmicos del subsuelo, para obtener otra información geológica necesaria para la elaboración de planes anuales para el desarrollo de la minería operaciones.
3. Principios y métodos de estudio.y evaluación de los recursos geotérmicos
Importante en el ciclo de tareas de involucrar ampliamente los recursos hidrogeotérmicos en el balance energético y de combustibles del país, es aumentar la eficiencia de la prospección y exploración, lo que, a su vez, es posible siempre que se tengan en cuenta los principios y fundamentos metodológicos de su planificación e implementación. mejorado constantemente. La metodología para planificar la prospección y exploración de aguas termales, así como de otro tipo de minerales, debe basarse en el principio fundamental de viabilidad ambiental y económica. Su implementación efectiva es posible si se observan los principales principios generales del estudio de los depósitos: integridad del estudio, aproximación consistente, igual confiabilidad, minimización de los costos de mano de obra, material y tiempo socialmente necesarios.
Uno de los más importantes es el requisito de prospección y exploración por etapas, lo que permite, con un costo mínimo socialmente necesario, producir una evaluación geológica y económica por etapas de depósitos y sitios.
La tarea final de todo el ciclo de investigación es el descubrimiento y la evaluación geológica, económica y ambiental de los depósitos naturales de refrigerante, es decir, determinación del valor de sus reservas operativas y potencial calorífico y eléctrico, así como evaluación de las condiciones e indicadores técnicos y económicos agregados para el desarrollo de acuíferos productivos, complejos o zonas fracturadas.
Al estudiar los recursos geotérmicos, se utiliza una gama bastante amplia de métodos, que está determinada en cada caso específico por la complejidad y las características del objeto en estudio y el grado de su estudio en el período anterior.
En general, los principales tipos de trabajo de campo son: estudios geológicos e hidrológicos, estudios especiales (geotérmicos, gas-hidroquímicos, etc.), estudios de reconocimiento del área de exploración, estudios de perforación y termohidrodinámicos de pozos, estudios geofísicos e hidrológicos, observaciones estacionarias de regímenes naturales y perturbados de agua termal y fría, inspección de pozos profundos previamente perforados e instalaciones de toma de agua existentes, muestreo de agua y material de núcleo, tipos especiales de investigación (geofísica, hidrogeoquímica, geotérmica, isotópica, física nuclear, etc.).
El levantamiento geológico e hidrogeológico, según el tamaño y la complejidad de los objetos estudiados, se realiza en una escala de 1:50 000 - 1:10 000 (en algunos casos 1:5000), principalmente cuando se buscan depósitos de tipo fisura-veta . El propósito del levantamiento es estudiar la estructura geológica, las condiciones geotérmicas e hidrogeológicas del yacimiento y áreas adyacentes, y delinear las áreas más productivas. Debe prestarse especial atención al estudio de las condiciones para la descarga de aguas termales y frías, chorros de vapor-gas, áreas calientes y zonas de rocas alteradas, así como la identificación de zonas de fallas tectónicas.
Los estudios especiales se llevan a cabo, por regla general, en combinación con estudios geológicos e hidrogeológicos, o como un tipo de trabajo independiente en la etapa de exploración (generalmente, cuando los estudios geológicos e hidrogeológicos se han realizado antes). Las tareas de estas encuestas son el mapeo de parámetros individuales (o complejos) que son indicadores (criterios) de búsqueda directa o indirecta: temperatura, componentes de la composición química e isotópica de gases, aguas subterráneas y superficiales. estos estudios se realizan mediante la realización de estudios termométricos (de pozo o en pozos poco profundos), aeroespaciales (levantamiento IR) y gas-hidroquímicos (ensayo de todas las manifestaciones de vapor, gas y agua, muestreo de gas del subsuelo, etc.).
Un estudio de reconocimiento de los sitios de exploración se lleva a cabo principalmente al comienzo del trabajo de exploración (acumulación, cubierta forestal, transitabilidad, disponibilidad de comunicaciones, suministro de energía, etc.).
Las operaciones de perforación incluyen la perforación de pozos de exploración, exploración, exploración y producción, observación y (si es necesario) de inyección. El principal tipo de investigación para obtener la información necesaria para evaluar las reservas operativas del refrigerante es el trabajo de filtración experimental especial. La metodología para la realización de estos trabajos viene determinada por su finalidad, la puesta en escena de la investigación, la complejidad de las condiciones hidrogeológicas e hidrogeotérmicas. De acuerdo con el método de su implementación, los trabajos de filtración experimental se dividen en liberaciones realizadas utilizando la energía elástica de la formación (zona fracturada), levantamiento térmico (levantamiento de vapor), levantamiento de gas, bombeo, realizado con equipo especial de levantamiento de agua, e inyección.
Dependiendo del propósito previsto, las descargas (bombeo) se dividen en de prueba, experimentales y experimentales-operacionales.
Las liberaciones de prueba (bombeo) se realizan en la etapa de prospección; en casos individuales- en las etapas de exploración preliminar y detallada. En la etapa de exploración, la tarea de los lanzamientos de prueba (bombeo) es obtener información preliminar sobre las propiedades de filtración y capacitivas de las rocas, su abundancia de agua, calidad y temperatura de las aguas termales, mezclas de vapor y agua.
Las liberaciones piloto (bombeo) se realizan en las etapas de exploración preliminar y detallada y se dividen en individuales, de conglomerado y de grupo. Sus tareas son: determinación de los parámetros hidrogeológicos calculados de horizontes productivos y características de filtración de zonas fracturadas, identificación de patrones de su cambio en planta y sección; establecer la relación entre el caudal del pozo y la disminución del nivel del agua; determinación de los valores de niveles de corte en la valoración de reservas por el método hidráulico, etc.
Las descargas piloto-operativas (bombeo) se realizan en depósitos tipo fisura-vena con el fin de obtener información inicial para la evaluación de las reservas operativas de aguas termales por el método hidráulico. La tarea principal es identificar la dependencia de la disminución del nivel con el tiempo a un caudal de diseño dado. Se realizan hasta obtener patrones estables de cambio en los niveles y (o) calidad del agua en los pozos de observación a lo largo del tiempo, que permitan predecir su agotamiento al final de la vida estimada del yacimiento (sitio).
Antes de realizar la producción de prueba, experimental y piloto (bombeo), es necesario medir la posición de los niveles freáticos en un medio natural (o reservorio y sobrepresiones), la temperatura del agua en boca de pozo y en condiciones de reservorio, y tomar muestras de agua para análisis general.
Los estudios hidrológicos se realizan durante la búsqueda y exploración de yacimientos de aguas termales del tipo fisura-vena, que en mayor o menor grado están relacionados con aguas superficiales. En el proceso de investigación, se deben obtener datos sobre el régimen de caudal, nivel, temperatura y régimen químico de los ríos, manantiales fríos en el área del depósito y en áreas adyacentes aguas arriba y aguas abajo de la arteria de agua.
Las observaciones estacionarias del régimen natural de las aguas termales se realizan tanto en pozos como en fuentes de aguas termales. Incluyen observaciones del régimen de caudales de fuentes, chorros de vapor y gas, composición química (incluido el gas) y temperatura. Tareas:
Clarificación de las condiciones para la relación de las aguas frías superficiales y termales subterráneas;
Determinación de cambios estacionales y de largo plazo en el escurrimiento primaveral de aguas termales;
Estudio de la naturaleza de los cambios en la mineralización, composición química y gaseosa, temperatura de las aguas termales en tramos anuales y de largo plazo;
Determinación de los parámetros de la relación de aguas termales de zonas de fisura individuales.
Las observaciones del régimen perturbado de las aguas termales en las áreas de las instalaciones de captación de agua existentes deben incluir observaciones de los niveles de agua en la producción y pozos de observación especialmente equipados, la composición química y gaseosa de las aguas termales, la temperatura del agua en la salida y a lo largo del pozo y el caudal de los pozos de toma de agua.
Los métodos especiales de investigación (hidrogeoquímica, geotermia, isótopos, física nuclear) están diseñados para determinar las condiciones para la formación de reservas operativas de aguas termales, identificar y localizar áreas de suministro y descarga, estudiar las condiciones de interacción entre acuíferos mediante la separación de baja permeabilidad capas e interacción entre zonas de fractura, así como para estudiar los procesos de movimiento del agua inyectada en los yacimientos, su enfriamiento, etc. Esto también incluye estudios geobotánicos que se realizan en la etapa de exploración en los depósitos de la fisura-veta escribe. Consisten en el estudio de comunidades vegetales, que se utilizan para identificar y delimitar áreas de calentamiento y manifestaciones térmicas ocultas.
Métodos geofísicos. Al estudiar depósitos de aguas termales, se utilizan casi todos los tipos de métodos geofísicos: pozo, suelo, aerógrafo, etc. Con su ayuda, se realiza la estructura geológica del área de estudio (especialmente profunda), la estratificación hidrogeológica y la correlación de secciones, Se estudian las características hidrogeodinámicas, hidrogeoquímicas e hidrogeotérmicas de los estratos estudiados.
Los métodos terrestres, acuáticos (marinos) y aerográficos proporcionan un estudio casi continuo del territorio. Incluyen exploración eléctrica, sísmica, gravitatoria-magnética, radio y termometría, que se realizan con mayor frecuencia en el suelo, pero se pueden realizar en el fondo de los embalses o desde la superficie del agua: estos mismos métodos, con la excepción de la exploración sísmica, se implementan usando aeronave. Además de los levantamientos geofísicos de pozos (GIS), los trabajos terrestres y aerográficos se llevan a cabo mediante el establecimiento de observaciones de campo especiales o sobre la base de la reinterpretación de los materiales multipropósito disponibles.
Los métodos indicadores del paisaje en relación con el objeto de investigación se dividen en terrestres y remotos.
Los métodos terrestres se utilizan en la investigación geotérmica de forma muy limitada, solo para la referenciación geológica y la interpretación de anomalías detectadas por métodos remotos. Al mismo tiempo, se resuelven las tareas del plan geológico e hidrogeológico general y una dirección geotérmica especial.
En la búsqueda de aguas termales y otros tipos de trabajos geológicos, se utilizan ampliamente métodos remotos (aeroespaciales). Con su ayuda toman fotografías de la superficie terrestre, registrando luz, infrarrojo y decímetro. campos electromagnéticos, es decir. Con una longitud de 0,3 micras a 1,0 m, los métodos remotos modernos son esencialmente un conjunto de métodos para la exploración eléctrica, la termometría y los estudios del paisaje, utilizando tanto los métodos anteriores como las observaciones visuales.
En el estudio a distancia de la superficie terrestre, tanto los vehículos aéreos (aviones, helicópteros) como los espaciales (tripulados naves espaciales, satélites artificiales Tierra, estaciones científicas orbitales). La altura de las observaciones aéreas varía desde unas pocas decenas de metros hasta varios kilómetros, y las espaciales, desde 300 hasta 3000 km.
Especialmente importantes en la predicción, prospección y exploración de aguas termales son la fotografía aeroespacial (AFS y FSC) y la fotografía infrarroja.
La fotografía aeroespacial es actualmente el principal tipo de observación remota. Al disparar con astronave cubre un área enorme, medida en cientos de miles de kilómetros cuadrados, mientras que desde un avión, solo decenas de kilómetros cuadrados. En general, APS y CPS permiten resolver una serie de problemas geológicos e hidrogeológicos, sin embargo, esta información no siempre es suficiente para los estudios hidrogeotérmicos.
La fotografía infrarroja se basa en la capacidad de los cuerpos naturales para emitir rayos infrarrojos. Su intensidad está determinada por la temperatura y la emisividad de estos cuerpos. Las imágenes IR son el método de detección remota más importante en los estudios geotérmicos, especialmente en el estudio del vulcanismo hidrotermal, que se manifiesta en la parte cercana a la superficie de la sección. En condiciones de neblina y neblina, la imagen IR tiene una ventaja significativa sobre APS y FSC y le permite obtener una imagen de buena calidad. Con la ayuda del levantamiento IR, es posible resolver una serie de problemas hidrogeológicos: evaluar la humedad del suelo, determinar el nivel de agua subterránea, identificar zonas de descarga de agua subterránea dentro de áreas de agua, rastrear perturbaciones tectónicas que están inundadas, delinear zonas talik, detectar áreas calientes de la superficie terrestre, e identificar las salidas de aguas termales.
4 . GRAMOestación geotérmica en Bielorrusia
Se descubrieron dos territorios en la república en las regiones de Gomel y Brest con reservas de aguas geotérmicas con una densidad de más de 2 toneladas de unidades convencionales. t./m² y una temperatura de 50°C a una profundidad de 1,4-1,8 km y de 90-100°C a una profundidad de 3,8-4,2 km. Pero condiciones de temperatura Las entrañas del territorio de la república no han sido suficientemente estudiadas. Gran profundidad La ocurrencia de aguas termales, su temperatura relativamente baja, alta salinidad y bajo débito de pozos (100-1150 metros cúbicos/día) no permiten en la actualidad considerar a las aguas termales de la república como una fuente de energía destacable.
En febrero de 2010, la empresa Brest inauguró la primera estación geotérmica en Bielorrusia.
Se puso en marcha la obra de la primera estación geotérmica del país. El proyecto piloto fue llevado a cabo por el complejo de invernaderos de Berestye. De hecho, esta es una palabra nueva en el uso de fuentes de energía alternativas.
En el territorio de la planta, se perforó un pozo a una profundidad de 1520 metros, donde la temperatura del agua supera los 40 grados. Es cierto que el volumen de la fuente resultó ser pequeño. En el proceso más trabajo se encontró que a una profundidad de 1000-1100 metros hay capas muy gruesas de agua suficientemente caliente, alrededor de 30 grados, adecuada para uso industrial. Es sin sal y de alta calidad. El siguiente paso fue la compra de bombas de calor y otros equipos especiales.
Una estación geotérmica es un sistema electrónico-mecánico que permite, relativamente hablando, de 1000 litros de agua a una temperatura de 30 grados para obtener, por ejemplo, 300 litros de agua a una temperatura de 65 grados y 700 litros a una temperatura de 4 grados Agua caliente Va para calentar invernaderos. Y el frío, según el proyecto, se limpiará y suministrará a la red de agua potable de la ciudad dentro de los límites de mil quinientas toneladas por día. Será embotellado y vendido.
El sistema proporciona hasta ahora 1,5 hectáreas de invernaderos y está vinculado a ciclo general con calderas. El calor natural se distribuye a parte del área ocupada por flores, lechugas, pepinos y tomates. Está hecho de modo que si la temperatura del aire cae bruscamente, la sala de calderas central se encenderá de inmediato. Según cálculos, se repondrán 1 millón de metros cúbicos de gas al año, y esto permitirá ahorrar más de 200 mil dólares. Por ejemplo, con el combustible ahorrado se pueden calentar más de cien y quinientas cabañas de dos pisos. La potencia de la estación es de una gigacaloría por hora. La central produce más calor del calculado según proyecto.
Todo el sistema de control funciona en modo automático, y todos parámetros deseados visualizado en el monitor de la sala central de calderas.
La principal dificultad fue y sigue siendo que prácticamente no hay especialistas en el diseño y ajuste de tales sistemas.
El pozo fue perforado por Belgeology para buscar petróleo, gas y otros minerales. El trabajo fue financiado por el Ministerio de Recursos Naturales y Protección Ambiental de la República de Bielorrusia. Dos potentes bombas de calor cuestan unos 100 mil euros. El comité ejecutivo regional ayudó, utilizaron sus propios fondos. En general, el proyecto fue económico. Además, debería amortizarse en 5 años.
Si se bombea agua desde la profundidad, entonces de ninguna manera se crea un vacío. Las capas de arena, saturadas de agua, se renuevan constantemente. Y el calentamiento se debe a la temperatura de la tierra.
Conclusión
Recursos geotérmicos: la cantidad de calor contenida en la litosfera o sus secciones, a una profundidad técnicamente alcanzable mediante perforación para el período de pronóstico.
Las principales etapas en el estudio de los recursos geotérmicos del subsuelo son:
Estudio geológico regional del subsuelo;
Búsqueda de recursos geotérmicos del subsuelo y evaluación del yacimiento;
Exploración de recursos geotérmicos del subsuelo (incluida la operación de prueba de campos de hidrocarburos o pozos individuales), preparación de un campo para el desarrollo.
Los principales tipos de trabajos de campo son: estudios geológicos e hidrológicos, estudios especiales (geotérmicos, gas-hidroquímicos, etc.), estudios de reconocimiento del área de exploración, estudios de perforación y termohidrodinámicos de pozos, trabajos geofísicos e hidrológicos, observaciones estacionarias de condiciones naturales y regímenes perturbados de aguas termales y frías, inspección de pozos profundos previamente perforados e instalaciones de toma de agua existentes, muestreo de agua y material de núcleo, tipos especiales de investigación (geofísica, hidrogeoquímica, geotérmica, isotópica, física nuclear, etc.).
Las condiciones de temperatura de las entrañas del territorio de la República de Bielorrusia no han sido suficientemente estudiadas. La gran profundidad de ocurrencia de las aguas termales, su temperatura relativamente baja, alta salinidad y bajo caudal de pozos (100-1150 metros cúbicos/día) no permiten en la actualidad considerar a las aguas termales de la república como una fuente de energía destacable.
Bibliografía
1. A. A. Shpak, I. M. Melkanovitsky, A.I. Sereznikov "Métodos de estudio y evaluación de los recursos geotérmicos". M.: Nedra, 1992. - 316 p.
3. www.baltfriends.ru
4. www.noticias.tut.by
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Fuente geotérmica (griego GBYab - tierra e IESM - calor, calor) - acceso a la superficie del agua subterránea calentada por encima de 20 ° C. También existe una definición según la cual una fuente se denomina caliente si tiene una temperatura superior a la temperatura media anual de la zona.
La mayoría de las fuentes termales son alimentadas por agua calentada por intrusiones ígneas en áreas de vulcanismo activo. Sin embargo, no todas las fuentes termales están ligadas a esas áreas, el agua también se puede calentar de tal manera que al filtrarse el agua subterránea alcanzar una profundidad de alrededor de un kilómetro o más, donde la roca tiene más alta temperatura debido al gradiente geotérmico de la corteza terrestre, que es de unos 30 °C por km durante los primeros 10 km.
Térmico fuentes minerales se dividen en templada (20-37 °C), caliente (37-50 °C) y muy caliente (50-100 °C).
El hombre simplemente no puede agotar este - estrictamente hablando, no renovable - recurso interno del planeta. Cuando la corteza terrestre es delgada y el magma fluye hacia la superficie, este calor se puede usar para convertir el agua en vapor, que hace girar una turbina y genera electricidad.
Según el método de aplicación de la energía geotérmica, se distinguen las siguientes tres categorías:
Uso directo, en el que el agua caliente y el vapor dirigidos directamente a la superficie terrestre se utilizan en sistemas de calefacción, horticultura y procesos de fabricación;
Generación de electricidad, en la que se utiliza calor geotérmico para impulsar turbinas con vapor geotérmico o agua caliente; o
Bombas de calor que funcionan moviendo el calor y se utilizan para controlar la temperatura de los edificios.
Los métodos de uso directo, como bañarse y cocinar, no requieren tecnología avanzada y existen desde hace miles de años. Actualmente, los usos directos incluyen edificios de calefacción (y distritos, así como pueblos y ciudades enteras), horticultura de invernadero, secado de cultivos, acuicultura y procesos industriales como la pasteurización.
Las aguas termales, como decía, se utilizan para el suministro de calor y como fuente alternativa de electricidad. Reykjavik (la capital de Islandia) está completamente caldeada por el calor de las aguas termales. En Italia, Islandia, México, Rusia, EE. UU. y Japón funcionan varias centrales eléctricas sobrecalentadas. aguas termales con temperaturas superiores a 100 °C.
El calor de las fuentes de agua subterránea es una fuente de energía renovable y respetuosa con el medio ambiente. La tecnología para extraer y convertir la energía geotérmica en energía eléctrica también es segura desde el punto de vista ambiental. El uso de la energía geotérmica no da lugar a la emisión de sustancias nocivas, hollín y humo a la atmósfera. Actualmente, el calor del subsuelo se aprovecha en 78 países del mundo. De estos, 24 países han aprendido a generar electricidad mediante el uso de vapor subterráneo. Ahora hay alrededor de 5.000 instalaciones geotérmicas en Estonia. En Suiza, el número de estaciones ha superado las 40 000. En Suecia, hay más de 300 000. Hay alrededor de 200 000 unidades de bomba de calor en los Estados Unidos y 600 de estas unidades se han instalado en Polonia.
Teóricamente, los recursos geotérmicos de la Tierra son suficientes para satisfacer las necesidades humanas de electricidad, pero solo una parte muy pequeña de ellos puede usarse en la realidad, porque la exploración y perforación de recursos profundos es muy costosa. Sin embargo, el progreso tecnológico en curso está ampliando la gama de recursos.
El primer generador geotérmico se lanzó en Italia en 1904 en el área de Larderello, en Toscana. El príncipe Piero Ginori encendió cinco bombillas frente a las cámaras, y ya en 1911 los toscanos lanzaron la primera estación geotérmica completa. Hoy, la estación proporciona un millón de hogares en la Toscana, una cuarta parte de la electricidad en la región. Las estaciones geotérmicas se utilizan activamente en Nueva Zelanda e Islandia, tierras con alta actividad volcánica. Entonces, en Islandia hay más de 7 mil fuentes geotérmicas: el mayor número por unidad de área en el mundo. Gracias a los invernaderos que funcionan con fuentes termales, en un país donde no hay árboles frutales por todas partes y en el suelo solo crecen papas y repollo, muchas no solo de sus propias verduras, sino también de flores, el 85 % de los islandeses vive en casas con calefacción. por las aguas de los manantiales termales. También se suministra agua caliente a numerosos invernaderos y piscinas.
Pero, ¿y el resto del mundo? Las principales esperanzas están asociadas con la perforación profunda, de 3 a 10 km, para llegar a la llamada roca dura calentada. Solo en el territorio de los Estados Unidos contiene suficiente energía para proporcionar energía a toda la humanidad durante 30 mil años. perforación profunda se ha convertido en tecnología estándar. Se vierte agua en el pozo, donde hierve, sale el vapor y hace girar las turbinas del generador. El único problema es que el agua se escapa por las grietas subterráneas y necesita ser actualizada constantemente. DE consecuencias negativas Las aplicaciones de esta tecnología chocaron en 1996 en Basilea, Suiza: poco después de que se bombeara agua al pozo, se produjo un pequeño terremoto. Se eliminó el agua, pero los temblores continuaron durante algún tiempo. Concluimos: en áreas sísmicamente peligrosas, este método de obtención de energía puede fallar. ¿Se pueden agotar los recursos geotérmicos? Por supuesto, esto está fuera de discusión. Pero el enfriamiento local de las fuentes es bastante posible, por lo que en la misma Toscana, la producción de energía alcanzó su capacidad máxima en 1958, desde entonces las cosas han ido disminuyendo. Las capacidades de GeoTPP en el mundo a fines de la década de 1990 se redujeron casi a la mitad debido al aumento en el costo de operación.
Hoy en día, los líderes mundiales en la industria de la energía geotérmica son EE. UU., Filipinas, México, Indonesia, Italia, Japón, Nueva Zelanda e Islandia. Especialmente un buen ejemplo El uso de la energía geotérmica sirve como último estado. La isla de Islandia apareció en la superficie del océano como resultado de erupciones volcánicas hace 17 millones de años, y ahora sus habitantes disfrutan de su posición privilegiada: aproximadamente el 90% de los hogares islandeses se calientan con energía subterránea. En cuanto a la generación de energía, existen cinco plantas de energía Geotérmica con una capacidad total de 420 MW, utilizando vapor caliente desde una profundidad de 600 a 1000 metros. Así, con la ayuda de fuentes geotérmicas, se produce el 26,5% de toda la electricidad en Islandia.
electricidad mineral geotérmica
Los 15 principales países que utilizan energía geotérmica (datos de 2007)
La energía geotérmica es uno de los tipos de fuentes de energía renovables (RES). La historia del uso de la energía geotérmica para la balneoterapia comienza con roma antigua, para la generación de energía eléctrica - de finales del siglo XIX (la ciudad de Lorderollo, Italia). Según el Congreso Geotérmico Mundial, para 2010, se operaron en el mundo plantas de energía geotérmica con una capacidad instalada total de 10,7 GW, sistemas de suministro de calor geotérmico con una capacidad térmica total de más de 50,6 GW.
Este tipo de energía renovable es prácticamente inagotable, una fracción del uno por ciento del calor del interior de la tierra es suficiente para proporcionar todo el necesidades energéticas humanidad en largo tiempo. La fuente de energía geotérmica es el calor magmático de la Tierra. Los depósitos geotérmicos se localizan con zonas de movimiento geológico de las capas de la corteza terrestre y procesos volcánicos asociados. En estas áreas de la superficie de la tierra, los flujos magmáticos se elevan cerca de la superficie y calientan las rocas sedimentarias saturadas de agua que las recubren.
Para el surgimiento de un depósito geotérmico, son necesarias tres condiciones principales: el suministro de calor profundo, la presencia de rocas saturadas de agua y acuicludos sobre ellas. Precipitación atmosférica en zonas montañosas, donde las rocas están desnudas, penetran en ellas y se desplazan hacia su vertiente con disminución a una profundidad, donde son calentadas por el calor magmático. El refrigerante geotérmico del pozo se alimenta a una planta de energía geotérmica (GeoPP) y luego termina en otro pozo.
En la práctica internacional se distinguen la geotermia superficial (hasta 400 m) y la geotermia profunda. En la geotermia de superficie, el calor del agua subterránea y las rocas se utiliza con la instalación de sombrillas de pozo y campos tubulares enterrados por debajo de la profundidad de congelación. El artículo trata el tema de la geotermia con pozos de 1500 a 4000 m de profundidad con extracción de refrigerante geotérmico en estado líquido o vapor.
Según la clasificación de la Agencia Internacional de Energía (IEA), se distinguen cinco tipos de depósitos geotérmicos: vapor seco, vapor húmedo, agua geotérmica, rocas calientes secas y magma. Los recursos de los campos geotérmicos en Rusia proporcionan Buenos prospectos desarrollo del suministro de electricidad y calor. Según d.t.s. Profesor P. P. Bezrukikh, su potencial bruto es de 22,9 billones de tep, potencial técnico - 11,87 billones de tep, potencial económico - 114,9 millones de tep.
En Rusia se han perforado un total de 3.000 pozos geotérmicos de 2,5-3,5 km de profundidad. En la fig. 1 muestra los valores de las capacidades de los sistemas de suministro de calor geotérmico de las regiones rusas en 2003; en la Fig. 2 - valores de las capacidades de tecnologías individuales para el uso de aguas geotérmicas. Según d.t.s. profesor O.A. Povarov, la capacidad total de los sistemas de suministro de calor geotérmico existentes es de hasta 430 MW, prometiendo hasta 21 GW.
En algunas regiones, su uso puede proporcionar hasta un 10% del consumo total de energía. Actualmente, las tomas de agua termal se explotan principalmente en tres regiones: Daguestán, Territorio de Krasnodar, Península de Kamchatka. En 1984, unos 250 pozos geotérmicos de hasta 3 km de profundidad figuraban en el balance de Podzemburgaz OJSC (Moscú).
De todos los tipos de recursos geotérmicos según la clasificación IEC, en Rusia existen depósitos de vapor húmedo (Kamchatka, Islas Kuriles), agua geotérmica (Kamchatka, Islas Kuriles, Cáucaso del Norte), rocas calientes secas. De depósitos explorados - La mayoría de contiene agua geotérmica con una temperatura superficial de 70-110 °C.
Durante la existencia de la URSS, las aguas geotérmicas se utilizaron en los territorios de Krasnodar y Stavropol, Kabardino-Balkaria, Osetia del Norte, Chechenia-Ingushetia, Daguestán, región de Kamchatka, Crimea, Georgia, Azerbaiyán y Kazajstán. En 1988, se produjeron 60,8 millones de m3 de agua geotérmica (en Krasnodar, Territorios de Stavropol, Kabardino-Balkaria, Óblast de Kamchatka).
En la URSS, había un sistema de exploración, desarrollo y explotación de recursos geotérmicos. El Instituto VSEGINGEO desarrolló un atlas de recursos geotérmicos de la URSS con 47 depósitos con reservas de agua geotérmica de 240-1000 m3/día. y las hidrotermales de vapor con reservas de más de 105-103 m3/día. Sobre esta base, NPO Soyuzburgeothermia (Makhachkala) desarrolló un esquema para prometer suministro de calor geotérmico para el país.
En la URSS, los institutos de la Academia de Ciencias, los ministerios de geología y la industria del gas llevaron a cabo trabajos de investigación sobre este problema. Se asignaron las funciones de las principales organizaciones de investigación: sobre los problemas de las plantas de energía geotérmica, al Instituto de Energía. G. M. Krzhizhanovsky (Moscú), sobre los problemas del suministro de calor geotérmico - en el Centro Científico - Instituto de Investigación equipo de ingenieria(Moscú), pero los problemas de funcionamiento - a la Academia utilidades Publicas(Moscú).
El desarrollo de depósitos, su desarrollo y operación, la solución de todos los problemas (limpieza, reinyección) se llevó a cabo por subdivisiones del Ministerio de la industria del gas. Incluía cinco departamentos operativos regionales, la asociación de investigación y producción Soyuzgeoterm (Makhachkala).
La operación de los sistemas de calefacción geotérmica y suministro de agua caliente de los edificios se confió al Gosstroy de la URSS. En la URSS, el primer documento normativo sobre geotermia VSN 36-77 "Instrucciones para el uso integrado de aguas geotérmicas para el suministro de calor a edificios y estructuras" se desarrolló en 1977. En 1987, en el Instituto "TsNIIEP Engineering Equipment" bajo la dirección de Ph.D. Y EN. Krasikov, los estándares de diseño "Suministro de calor geotérmico de viviendas y edificios públicos y estructuras”, VSN 56-87.
Actualmente, los recursos geotérmicos se utilizan prácticamente en tres regiones del país: Kamchatka y las Islas Kuriles, Territorio de Krasnodar y Daguestán. La capacidad total del GeoPP en Kamchatka y las Kuriles es de 84,6 MW, incluido el GeoPP Mutnovskaya más grande de Rusia con una capacidad de 50 MW. Los depósitos geotérmicos con agua refrigerante están mucho más extendidos.
En el Territorio de Krasnodar y Adygea, se han explorado 18 depósitos de aguas geotérmicas, incluidos 13 en funcionamiento, y cinco están inactivos sin consumidores. En esta región se han perforado un total de 86 pozos geotérmicos, de los cuales 40 están en operación. De acuerdo con los datos de 1986 en la Fig. La Figura 3 muestra la estructura de producción de agua geotérmica en los depósitos del Territorio de Krasnodar con un volumen total de 8,5 millones de m3; 4 - la estructura de su consumo para calentar invernaderos con un volumen total de 4,6 millones de m3, en la fig. 5 - Estructura de consumos para calefacción y abastecimiento de agua caliente sanitaria de instalaciones con un volumen total de 3,9 millones de m3.
En la fig. La figura 6 muestra un gráfico de la producción de agua geotérmica en el territorio de Krasnodar con una disminución de casi tres veces en comparación con el período soviético. La potencia térmica potencial y la generación de energía térmica de los depósitos geotérmicos en el Territorio de Krasnodar y Adygea se muestran en la Fig. 1. 7. La primera fase del Proyecto de demostración de suministro de calor geotérmico de 5 MW se ha implementado en esta región.
Se han perforado 123 pozos en Daguestán, de los cuales 58 se han operado en ocho tomas de agua. La cantidad máxima de agua geotérmica se produjo en 1988: 9,4 millones de m3. La región produce actualmente 4,1 millones de m3 de agua geotérmica al año. El campo más grande de Daguestán es Kizlyarskoye, donde nueve pozos producen anualmente 1,4 millones de m3 de agua geotérmica.
En este campo, dos pozos se reinyectan con éxito en dos pozos por una cantidad de 0,8 millones de m3 por año de refrigerante geotérmico gastado, que es el 57% del volumen total de agua producida. Los sistemas de calefacción son de doble circuito. En el primer circuito, el medio de calentamiento es el agua del llamado horizonte "Chokrak" con una temperatura de 115 °C, en el segundo, el agua del horizonte Apsheron con una temperatura de 48 °C.
Con una población de 45 mil personas en la ciudad de Kizlyar, el 70% de los habitantes cuentan con calefacción geotérmica y agua caliente. Existe un proyecto para aumentar la capacidad de este sistema geotérmico basado en la provisión del 100% de las necesidades de la ciudad con la reinyección de todos los portadores de calor residual. Costo de implementación este proyecto alrededor de $ 1 millón El período de recuperación es de siete años.
En Makhachkala, se utilizan seis pozos geotérmicos con un caudal total de 13,6 mil m3 / día para suministrar agua caliente a edificios residenciales de varios pisos. a una temperatura de 95-100 °C. La toma de agua termal geotérmica de la ciudad tiene una capacidad de alrededor de un millón de m3/año con un tanque de almacenamiento con una capacidad de 4000 m3. En Rusia, con grandes reservas de recursos geotérmicos, su uso práctico es limitado.
No existe una política de Estado en energía geotérmica. Reglamento obsoletas, las nuevas tecnologías tienen un uso limitado.
