С литосферой связаны ресурсы не только традиционных видов минерального топлива, но и такого альтернативного вида энергии, как тепло земных недр.
Источники геотермальной энергии могут быть двух типов. Первый тип – это подземные бассейны естественных теплоносителей – горячей воды (гидротермальные источники), пара (паротермальные источники) или пароводяной смеси. По существу, это непосредственно готовые к использованию подземные «котлы», откуда воду или пар можно добыть при помощи обычных буровых скважин. Второй тип – это тепло горячих горных пород. Закачивая в такие горизонты воду, можно также получить пар или перегретую воду для дальнейшего использования в энергетических целях.
В зависимости от температуры воды, пара или пароводяной смеси геотермальные источники подразделяют на низко– и среднетемпературные (с температурой до 130–150 °C) и высокотемпературные (свыше 150 °C). От температуры источника во многом зависит характер его использования.
Можно утверждать, что геотермальная энергия отличается четырьмя выгодными чертами.
Во-первых, ее ресурсы практически неисчерпаемы. К такому выводу можно прийти, несмотря на очень большие расхождения в имеющихся оценках. Так, по данным немецких специалистов, эти ресурсы достигают 140 трлн тут, а на сессии Мировой энергетической конференции в 1989 г. они были определены «всего» в 880 млрд тут. Даже если иметь в виду, что пригодные для хозяйственного использования ресурсы не превышают 1 % от общих, они составляют немалую величину. Большая часть этих ресурсов относится к низкотемпературным источникам.
Во-вторых, использование геотермальной энергии не требует значительных издержек, так как в этом случае речь идет об уже «готовых к употреблению», созданных самой природой источниках энергии.
В-третьих, геотермальная энергия в экологическом отношении совершенно безвредна и не загрязняет окружающую среду.
В-четвертых, локализация геотермальных ресурсов определяет возможность использовать их для производства тепла и электроэнергии в отдаленных, необжитых районах.
Рис. 12. Геотермальные пояса Земли
Ресурсы геотермальной энергии довольно широко распространены в земной коре. Концентрация их связана в основном с поясами активной сейсмической и вулканической деятельности, которые занимают 1/10 площади Земли (рис. 12). В пределах этих поясов можно выделить отдельные наиболее перспективные «геотермальные» районы. Их примерами могут служить Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, страны Центральной Америки.
В России основные запасы геотермальной энергии связаны с областями кайнозойской складчатости, а также четвертичного и современного вулканизма. К таким районам относятся, прежде всего, полуостров Камчатка, остров Сахалин, Курильские острова, Ставропольский край, Дагестан.
16. Мировой земельный фонд
Английскому экономисту XVII в. Уильяму Петти принадлежат слова «Труд есть отец богатства, а земля – его мать». Действительно, земля – универсальныйприродный ресурс, без которого практически не может существовать ни одна отрасль хозяйственной деятельности человека – ни промышленность, ни транспорт, ни тем более земледелие и животноводство. По сравнению с другими видами природных ресурсов земельные ресурсы обладают некоторыми особенностями. Во-первых, их практически нельзя перемещать с места на место. Во-вторых, они исчерпаемы и к тому же обычно ограничены пределами определенной территории (район, страна и т. д.). В-третьих, несмотря на широкий многоцелевой характер использования, в каждый определенный момент времени тот или иной участок земли может быть занят либо под застройку, либо под пашню, пастбище, рекреацию и т. д.
Особую ценность для людей представляет самый верхний слой земли – почва, которая обладает плодородием, способностью производить биомассу; к тому же это плодородие может быть не только естественным, но и искусственным, т. е. поддерживаемым людьми. Вот почему роль почвенного покрова планеты (педосферы) так высоко оценивали корифеи отечественной науки В. В. Докучаев, В. И. Вернадский и другие ученые, сформировавшие учение о почвах.
Таблица 19
РАЗМЕРЫ И СТРУКТУРА МИРОВОГО ЗЕМЕЛЬНОГО ФОНДА
Первое и самое общее представление о земельных ресурсах дает понятие о земельном фонде. Под земельным фондом понимают совокупность всех земель в пределах той или иной территории (от небольшой по площади местности до всей земной суши), подразделяемую по типу хозяйственного использования. При более широком подходе весь земельный фонд планеты обычно оценивают в 149 млн км 2 , или 14,9 млрд га, что соответствует всей площади суши. Но в большинстве источников его оценивают в 130–135 млн км 2 , или 13–13,5 млрд га, вычитая из первого показателя площадь Антарктиды и Гренландии. Наиболее достоверные оценки такого рода принадлежат специализированному органу ООН – ФАО, по данным которого составлена таблица 19.
Анализ таблицы 19 дает возможность познакомиться не только с размерами, но и со структурой мирового земельного фонда. При этом можно сделать некоторые важные выводы.
Во-первых, вывод о том, что земли сельскохозяйственного назначения занимают всего 37 % мирового земельного фонда. В том числе на наиболее ценные земли под пашней и многолетними культурами, которые обеспечивают поставку 88 % необходимых людям продуктов питания, приходится лишь 11°%. Конечно, немалую роль играют и пастбища (к ним относят естественные и улучшенные пастбища и луга, посевы, используемые для выпаса). Однако при площади, почти в два с половиной раза превышающей площадь пашни, они дают только 10 % всей мировой сельскохозяйственной продукции.
Во-вторых, вывод о том, что лесные земли занимают почти 32 % всей площади мирового земельного фонда. Конечно, значение этих земель – прежде всего климатообразующее, водоохранное, лесохозяйственное – очень велико. Однако в снабжении населения продуктами питания (в результате охоты, рыболовства, выпаса скота, звероводства, сбора грибов, ягод и т. д.) роль их можно оценить как сугубо вспомогательную.
В-третьих, вывод о том, что прочие земли в структуре земельного фонда занимают почти такую же долю, как и лесные. Термин «прочие земли», применяемый ФАО, нуждается в некоторых разъяснениях, так как в данную категорию включаются земли самой различной продуктивности и столь же различного хозяйственного использования. В нее входят земли под жилой (городской и сельской) застройкой, под промышленными и инфраструктурными (дороги, каналы, аэропорты) сооружениями, горными выработками (карьеры, шахты, отвалы вскрышных пород) и др. В литературе встречаются различные оценки территорий, занятых такими техногенными образованиями, но преобладает цифра в 2,5–3 %. Она уже сама по себе свидетельствует о том, что подавляющая часть так называемых прочих земель приходится на какую-то другую категорию. В основном это малопродуктивные и непродуктивные земли– безлюдные пустыни, высокогорья, скальные обнажения, площади под ледниками и водными объектами и др.
Рис. 13. Структура мирового земельного фонда по крупным регионам (доля в %)
Для географических исследований большой интерес представляет изучение структуры земельного фонда не только всего мира, но и отдельных его крупных регионов. Показанная на рисунке 13 она дает богатый материал для сравнения. Вполне закономерно, например, что доля земель, занятых под жилую, промышленную, транспортную застройку, да и обрабатываемых земель наиболее велика в зарубежной Европе – одном из главных регионов мировой цивилизации. Также вполне естественно, что доля пастбищ особенно велика в структуре земельного фонда в Австралии, доля лесов– в Южной Америке, а доля малопродуктивных и непродуктивных земель – в Азии.
Разумеется, еще большие различия можно обнаружить при сравнении размеров и структуры земельного фонда отдельных стран. Наибольший интерес в этом отношении представляют пахотные земли. Страны, располагающие наибольшей площадью пахотных земель, показаны в таблице 20. Она же дает наглядное представление о том, сколь существенно эти страны различаются по показателю доли пашни в общем земельном фонде.
К числу стран-«рекордсменов» по второму из этих показателей, кроме Украины и Индии, относятся также Бангладеш и Дания, где распаханность достигает 56–57 %.
Таблица 20
ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ ПЛОЩАДИ ПАШНИ
По площади пастбищ на мировом фоне особенно выделяются Австралия (414 млн га), Китай (400 млн), США (240 млн), Казахстан (187 млн), Бразилия (185 млн), Аргентина (142 млн га). Но в структуре земельного фонда доля пастбищ особенно велика в Казахстане (70 %), Австралии и Аргентине (50–55 %), а из стран, не попавших в первую десятку, – в Монголии (75 %).
По площади прочих земель внеконкурентное первое место в мире принадлежит России (700 млн га). За ней следуют Канада (355 млн га), Китай (307 млн), Алжир (195 млн), США (193 млн) и Ливия (159 млн га). Но по доле таких земель в земельном фонде впереди всех стоят расположенные в пределах Сахары Ливия (91 %) и Алжир (82 %).
С характеристикой структуры и размеров земельного фонда непосредственно связан еще один очень важный вопрос – об обеспеченности земельными ресурсами. Показатель такой обеспеченности рассчитывается в гектарах на душу населения.
Нетрудно подсчитать, что в 2007 г. при общей численности населения земного шара, превысившей 6,6 млрд человек, и мировом земельном фонде (округленно) в 13 млрд га, этот показатель составляет 2,0 га. Но при таком среднем показателе между отдельными крупными регионами, должны существовать различия. Статистика свидетельствует о том, что по душевой обеспеченности земельными ресурсами резко выделяется огромная по территории, но сравнительно малонаселенная Австралия (30 га на 1 человека). За ней следуют СНГ (8,0 га на 1 человека), Южная Америка (5,3), Северная Америка (4,5), Африка (1,25), зарубежная Европа (0,9) и зарубежная Азия (0,8 га на 1 человека). Из отдельных стран, помимо Австралии, наиболее высоким уровнем землеобеспеченности отличаются, например, Россия (11,4 га на 1 человека), Бразилия (5,2), Демократическая Республика Конго (4,8), США (3,4), Аргентина (3,1), Иран (2,3 га на 1 человека).
Однако при всей важности показателя удельной землеобеспеченности еще важнее показатель обеспеченности пахотными землями. Для всего мира он ныне составляет в среднем 0,20 га на 1 человека. Из отдельных регионов и по этому показателю выделяются Австралия и Океания (1,8 га на 1 человека), затем идут СНГ (0,8), Северная Америка (0,6), Южная Америка (0,35), зарубежная Европа (0,25), Африка (0,22) и зарубежная Азия (0,13 га на 1 человека). Что же касается отдельных стран, то различия между ними (на отдельных примерах) показывает таблица 21.
Таблица 21
ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПАШНЕЙ В НЕКОТОРЫХ СТРАНАХ
Отдельно приведем некоторые данные о земельном фонде России. В целом он составляет 1709 млн га, из которых около 1100 млн га находятся в зоне вечной мерзлоты. В конце 1990-х гг. в структуре этого фонда на сельскохозяйственные угодья приходилось 13 % (в том числе на пашню– 7,5 %), на лесные– 61 %, на земли под жилой, промышленной и транспортной застройкой – 2,2 %.
На протяжении уже многих столетий, если не тысячелетий, человечество стремится увеличить площади обрабатываемых – прежде всего пахотных – земель, сводя для этого леса, распахивая луга и пастбища, орошая сухие степи и пустыни и т. д. Иными словами, ведется наступление на так называемые прочие земли. На этом пути есть немалые успехи. Так, только в 1900–1990 гг. общая площадь сельскохозяйственных земель в мире удвоилась. Однако численность населения растет быстрее, и это уже само по себе предопределяет тенденцию к сокращению удельной обеспеченности пахотными землями: если в 1950 г. мировой показатель ее составлял 0,48 га на 1 человека, в 1990 г. – 0,28, то в 2005 г. – около 0,20 га на 1 человека.
Но это только одна причина снижения обеспеченности из расчета на душу населения. Другая же заключается в растущей деградации земель, почвенного покрова.
Геотермальные ресурсы
Поверхность планеты принято делить на три геотермальных района: гипертермальный, полутермальный и нормальный. Гипертермальный район, с температурным градиентом более 80 o С/км, наиболее предпочтителен для строительства геотермальных электрических станций. Полутермальный район имеет температурный градиент от 40 до 80 o С/км. Качество геотермальной энергии обычно невысокое, и лучше её использовать непосредственно для теплоснабжения зданий и других сооружений. Нормальный термальный район с температурным градиентом менее 40 o С/км относится к малоперспективным при использовании тепла Земли. Такие районы занимают самую обширную территорию, тепловой поток составляет в среднем 0,06Вт/м 2 .
Все источники геотермальной энергии делят на петротермальные и гидротермальные. Петротермальные источники находятся в тех участках земной коры, где нет воды. На глубине свыше 3 км достаточно высокая температура. Загоняя в такой источник по одной скважине воду, из другой можно получить пар. На этом принципе основано использование «сухого» тепла Земли.
Гидротермальные источники в свою очередь делятся на водяные, пароводяные и паровые. Водяные источники залегают на различной глубине. Одно из основных условий их существования – наличие над водой непроницаемого слоя горных пород. Находясь под высоким давлением, вода может нагреваться до температуры выше 100 o С и выходить на поверхность земли в виде пароводяной смеси.
В пароводяных и паровых месторождениях водоносные слои находятся между двумя водонепроницаемыми прослойками. Нижняя передает тепло от ядра Земли, а верхняя не допускает ее выхода на поверхность земли. В таких местах вода превращается в пар, а при высоком давлении – в перегретую воду. Извлечение пара на поверхность земли возможно лишь при помощи бурения.
Геотермальные ресурсы исследованы во многих странах мира: в США, Италии, Исландии, Новой Зеландии, России, на Филиппинах и т.д. Выявленные запасы геотермальных вод в России могут обеспечить примерно 14 млн м 3 горячей воды в сутки, что эквивалентно 30 млн. т у.т. В то же время выведенные на земную поверхность запасы геотермальных вод используются на 5%. В нашей стране эксплуатируются месторождения геотермальных вод на Сахалине, Камчатке и Курильских островах, в Краснодарском и Ставропольском краях, Дагестане, Ингушетии. Курильско-Камчатская зона молодого вулканизма отличается максимальной близостью геотермальных систем к земной поверхности. Наиболее крупным и перспективным на Камчатке является Мутновское месторождение, расположенное в 130 км от г.Петропавловск-Камчатский. Буровые работы здесь ведутся с 1978 года. На сегодня пробурено около 90 скважин глубиной от 250 до 2500м. Суммарные запасы оценены в 245МВт.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
на тему: «Геотермальные ресурсы»
1. Понятие и классификация геотермальных ресурсов
2. Этапы и стадии геологического изучения недр
3. Принципы и методы изучения и оценки геотермальных ресурсов
4. Геотермальная станция в Беларуси
Заключение
Список используемой литературы
недра геотермия ресурс станция
1. Понятие и класс ификация геотермальных ресурсов
Геотермальная энергетика -- производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли.
Преимуществом геотермальной энергетики является ее практически полная безопасность для окружающей среды. Количество СО2, выделяемого при производстве 1 кВт электроэнергии из высокотемпературных геотермальных источников, составляет от 13 до 380 г (например, для угля он равен 1042 г на 1 кВт/ч).
Источники геотермальной энергии по классификации Международного энергетического агентства делятся на 5 типов:
Месторождения геотермального сухого пара - сравнительно легко разрабатываются, но довольно редки; тем не менее, половина всех действующих в мире ГеоТЭС использует тепло этих источников;
Источники влажного пара (смеси горячей воды и пара) - встречаются чаще, но при их освоении приходится решать вопросы предотвращения коррозии оборудования ГеоТЭС и загрязнения окружающей среды (удаление конденсата из-за высокой степени его засоленности);
Месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или пар и воду) - представляют собой, так называемые геотермальные резервуары, которые образуются в результате наполнения подземных полостей водой атмосферных осадков, нагреваемой близко лежащей магмой;
Сухие горячие скальные породы, разогретые магмой (на глубине 2 км и более) - их запасы энергии наиболее велики;
Магма, представляющая собой нагретые до 1300 °С расплавленные горные породы.
Опыт, накопленный различными странами относится в основном к использованию природного пара и термальных вод, которые остаются пока наиболее реальной базой геотермальной энергетики. Однако ее крупномасштабное развитие в будущем возможно лишь при освоении петрогеотермальных ресурсов, т.е. тепловой энергии горячих горных пород, температура которых на глубине 3-5 км обычно превышает 100 °С.
При сопоставлении с традиционными источниками энергии очевидны следующие преимущества геотермальных ресурсов: неисчерпаемость, повсеместность распространения, близость к потребителю, локальность обеспечения потребителя теплотой и электроэнергией, принадлежность к местным ресурсам, полная автоматизация, безопасность и практическая безлюдность добычи геотермальной энергии, экономическая конкурентоспособность, возможность строительства маломощных установок, экологическая чистота.
Однако специфика геотермальных ресурсов включает и ряд недостатков: низкий температурный потенциал теплоносителя, нетранспортабельность, трудности складирования, рассредоточенность источников, ограниченность промышленного опыта.
В настоящее время принято выделять 2 основных класса геотермальных ресурсов - гидро - и петрогеотермальные. Первые представляют собой ту часть ресурсов геотермальной энергии, которая приурочена к естественным коллекторам и представлена природными теплоносителями: подземными водами, паром или пароводяными смесями. Они промышленно эксплуатируются циркуляционными системами (Франция, США, Германия, Дания, Украина, Польша, Швейцария, Россия и др.). Петрогеотермальные - ту часть тепловой энергии недр, которая связана непосредственно со скелетом водовмещающих пород или с практически непроницаемыми горными породами. Технология извлечения петрогеотермальных ресурсов (глубина бурения до 10 км) находится на экспериментальном уровне. Созданы только единичные опытные циркуляционные системы с искусственными коллекторами в США, Англии, Японии, России (Тырныауз), Германии, Франции.
Под эксплуатационными запасами (ресурсами) гидрогеотермальной энергии в целом понимаются количества тепла и воды, которые могут быть получены из оцениваемого водоносного горизонта (комплекса) рациональными в технико-экономическом и экологическом отношениях водозаборными сооружениями при заданном режиме их эксплуатации и соответствующем качестве теплоносителя (температура, химический и газовый состав) в течение всего расчетного срока эксплуатации. Эксплуатационные запасы тепла выражаются либо в единицах мощности, либо в тоннах топлива (условного) в год, эксплуатационные запасы термальных вод имеют размерность объемного расходного расхода для воды (л/с, м3/сут) или весового расхода для пара и пароводяных смесей (кг/с, т/сут).
Наиболее полная классификация ресурсов и запасов геотермальной энергии разработана Э. И. Богуславским.
За нижний предел температуры термальных вод целесообразно принять 20є С с учетом возможного применения тепловых насосов и наличия во многих отраслях народного хозяйства потребности в субтермальных теплоносителях с температурами 20-40є С.
Воды низкопотенциальные (с температурой 20-100є С), в составе которых целесообразно выделение подкласса вод с температурами 20-40є С. Эти воды могут потребляться для теплотехнических нужд в основном с применением тепловых насосов. Также их можно эффективно использовать для оттаивания мерзлых пород и промывки россыпей, интенсификации рыболовства, обогрева открытого грунта, закачки в нефтеносные пласты, технологических процессов, требующих низкопотенциальных теплоносителей. Основное назначение - теплоснабжение, промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектов.
Среднепотенциальные (100-150є С) воды могут эффективно использоваться как для теплоснабжения промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектов, так и для выработки электроэнергии с применением промежуточных рабочих тел.
Высокопотенциальные (более 150є С) воды могут эффективно применяться для выработки электроэнергии по прямому циклу. В составе таких вод целесообразно выделять перегретые воды (150-250є С), высокоперегретые (250-350є С) и предельно перегретые (более 350є С).
Качество термальных вод, предназначенных для лечебного использования (по температуре, минерализации, ионному и газовому составу, газонасыщенности, содержанию в водах фармакологических активных микроэлементов, радиоактивности, рН) должно оцениваться в соответствии со специальными требованиями к изучению и классификациями минеральных лечебных вод.
2. Этапы и стадии изучения геотермальных ресурсов недр
Источниками геотермальных ресурсов недр являются:
Подземные геотермальные воды;
Тепло горного массива недр.
Геотермальные ресурсы недр могут быть использованы для:
Получения электроэнергии;
Горячего водоснабжения;
Теплоснабжения жилых и производственных помещений;
Лечебных, оздоровительных и иных целей, обусловленных ценностью, полезностью и иными характеристиками геотермальных ресурсов недр.
1) Региональное геологическое изучение недр проводится по следующим стадиям:
Мелкомасштабные геологосъемочные работы;
Среднемасштабные геологосъемочные работы;
Крупномасштабные геологосъемочные работы.
2) Поиск геотермальных ресурсов недр и оценка месторождения проводятся в целях выявления и предварительной оценки месторождения, пригодного для разработки. Поиск геотермальных ресурсов недр и оценка месторождения проводятся по следующим стадиям: - поисковые работы; - оценка месторождения.
3) Разведка геотермальных ресурсов недр и подготовка месторождения для разработки проводятся в целях получения сведений о явлениях и процессах, происходящих в недрах, о геологическом строении месторождения, технологических и иных особенностях месторождения, качестве и количестве находящихся в нем геотермальных ресурсов недр, об условиях разработки месторождения, позволяющих осуществить геолого-экономическую оценку этого месторождения. Разведка геотермальных ресурсов недр и подготовка месторождения для разработки проводятся по следующим стадиям:
Предварительная разведка геотермальных ресурсов недр, проводимая в целях получения достоверных данных для предварительной оценки качества и количества выявленных запасов геотермальных ресурсов недр, получения экономически обоснованной промышленной оценки месторождения, обоснования целесообразности финансирования дальнейших геологоразведочных работ;
Детальная разведка геотермальных ресурсов недр, проводимая в целях подготовки месторождения для разработки. По результатам детальной разведки геотермальных ресурсов недр разрабатываются постоянные разведочные кондиции геотермальных ресурсов недр, по которым проводится подсчет запасов геотермальных ресурсов недр;
Доразведка геотермальных ресурсов недр, проводимая на детально разведанном, но не переданном в разработку месторождении в случае недостаточной изученности этого месторождения, а также на разрабатываемом месторождении при необходимости дополнительного его изучения в связи с пересмотром объемов и технологии добычи, первичной обработки (очистки, обогащения) использования геотермальных ресурсов недр;
Эксплуатационная разведка геотермальных ресурсов недр, проводимая в процессе разработки месторождения для уточнения количества и качества запасов геотермальных ресурсов недр, получения иной геологической информации, необходимой для составления ежегодных планов развития горных работ.
3. Принципы и методы изучения и оценки геотермальных ресурсов
Важным в цикле задач широко вовлечения гидрогеотермальных ресурсов в топливно-энергетическом балансе страны является повышение эффективности поисково-разведочных работ, что, в свою очередь, возможно при условии постоянного совершенствования принципов и методологических основ их планирования и проведения. Методика планирования поисково-разведочных работ на термальные воды, равно как и на другие виды полезных ископаемых, должна исходить из основополагающего принципа эколого-экономической целесообразности. Эффективная его реализация возможна при соблюдении ведущих общих принципов изучения месторождений: полноты исследования, последовательного приближения, равной достоверности, минимизации общественно необходимых трудовых, материальных и временных затрат.
Одним из важнейших является требование стадийности поисково-разведочных работ, позволяющее при минимуме общественно необходимых затрат производить поэтапную геолого-экономическую оценку месторождений и участков.
Конечной задачей всего цикла исследований является обнаружение, геолого-экономическая и экологическая оценка месторождений естественных теплоносителей, т.е. установление величины их эксплуатационных запасов и теплоэнергетического потенциала, а также оценка условий и укрупненных технико-экономических показателей разработки продуктивных водоносных горизонтов, комплексов или трещинных зон.
При изучении геотермальных ресурсов используется достаточно широкий комплекс методов, который определяется в каждом конкретном случае сложностью и особенностями изучаемого объекта и степенью его изученности в предшествующий период.
В общем случае основными видами полевых работ являются: геолого-гидрологическая съемка, специальные съемки (геотермическая, газогидрохимическая и др.), рекогносцировачное обследование участка разведки, бурение и термогидродинамические исследования скважин, геофизические и гидрологические работы, стационарные наблюдения за естественным и нарушенным режимами термальных и холодных вод, обследование ранее пробуренных глубоких скважин и действующих водозаборных сооружений, отбор проб воды и кернового материала, специальные виды исследований (геофизические, гидрогеохимические, геотермические, изотопные, ядерно-физические и др.).
Геолого-гидрогеологическая съемка в зависимости от размеров и сложности изучаемых объектов выполняется в масштабах 1:50 000 - 1:10 000 (в ряде случаев 1:5000), главным образом, при поисках месторождений трещинно-жильного типа. Цель съемки - изучение геологического строения, геотермических и гидрогеологических условий месторождения и прилегающих к нему участков, оконтурирование наиболее продуктивных участков. Особое внимание следует уделять изучению условий разгрузки термальных и холодных вод, парогазовых струй, прогретых площадок и зон измененных пород, а также выделению зон тектонических нарушений.
Специальные съемки проводятся, как правило, в комплексе с геолого-гидрогеологической съемкой, либо как самостоятельный вид работ на стадии поисков (обычно, когда геолого-гидрогеологическая съемка проведена ранее). Задачи этих съемок - картирование отдельных (или комплекса) параметров, являющихся прямыми или косвенными поисковыми показателями (критериями): температуры, компонентов химического и изотопного состава газов, подземных и поверхностных вод. эти исследования реализуются путем проведения термометрических (шпуровых или в неглубоких скважинах), аэрокосмических (ИК-съемка) и газогидрохимических съемок (апробирование всех паро -, газо - и водопроявлений, отбор проб подпочвенного газа и др.).
Рекогносцировочное обследование участков разведки выполняется, главным образом, в начале разведочных работ (застроенность, залесенность, проходимость, наличие коммуникаций, энергообеспеченность и т.д.).
Буровые работы включают в себя бурение поисковых, разведочных, разведочно-эксплуатационных, наблюдательных и (при необходимости) нагнетательных скважин. Основным видом исследований с целью получения информации, необходимой для оценки эксплуатационных запасов теплоносителя, являются специальные опытно-фильтрационные работы. Методика проведения этих работ определяется их целевым назначением, стадийностью исследований, сложностью гидрогеологической и гидрогеотермической обстановок. Опытно-фильтрационные работы по способу их проведения подразделяются на выпуски, осуществляемые за счет использования упругой энергии пласта (трещинной зоны), термолифта (парлифта), газлифта, откачки, выполняемые с применением специального водоподъемного оборудования, и нагнетания.
В зависимости от целевого назначения выпуски (откачки) подразделяются на пробные, опытные и опытно-эксплуатационные.
Пробные выпуски (откачки) производятся на стадии поисковых работ; в отдельных случаях - на стадиях предварительной и детальной разведки. На поисковой стадии задачей пробных выпусков (откачек) является получение предварительной информации о фильтрационных и емкостных свойствах пород, их водообильности, качестве и температуре термальных вод, пароводяных смесей и пара.
Опытные выпуски (откачки) проводят на стадиях предварительной и детальной разведки и подразделяют на одиночные, кустовые и групповые. Задачами их являются: определение расчетных гидрогеологических параметров продуктивных горизонтов и фильтрационных особенностей трещинных зон, выявление закономерностей их изменения в плане и разрезе; установление зависимости между расходом скважин и понижением уровня воды; определение величин срезок уровней при оценке запасов гидравлическим методом и др.
Опытно-эксплуатационные выпуски (откачки) проводятся на месторождениях трещинно-жильного типа с целью получения исходной информации для оценки эксплуатационных запасов термальных вод гидравлическим методом. Основная задача сводится к выявлению зависимости снижения уровня во времени при заданном проектном расходе. Они проводятся до получения устойчивых закономерностей изменения уровней и (или) качества воды в наблюдательных скважинах во времени, позволяющих осуществить прогноз сработки их на конец расчетного срока эксплуатации месторождения (участка).
Перед проведением пробных, опытных и опытно-эксплуатационных выпусков (откачек) обязательно замеряют положения уровней подземных вод в естественной обстановке (или пластовые и избыточные давления), температуру воды в устье скважины и в пластовых условиях и отбирают пробы воды на общий анализ.
Гидрологические исследования проводятся при поисках и разведке месторождений термальных вод трещинно-жильного типа, находящихся в той или иной степени в связи с поверхностными водами. В процессе исследований должны быть получены данные о режиме стока, уровенном, температурном и химическом режиме рек, холодных источников на площади месторождения и на примыкающих участках выше и ниже по течению водной артерии.
Стационарные наблюдения за естественным режимом термальных вод ведутся как на скважинах, так и на источниках термальной воды. Они включают наблюдения за режимом расходов источников, парогазовых струй, химического (в том числе газового) состава и температуры. Задачи:
Уточнение условий взаимосвязи подземных термальных и поверхностных холодных вод;
Определение сезонных и многолетних изменений родникового стока термальных вод;
Изучение характера изменения минерализации, химического и газового состава, температуры термальных вод в годовом и многолетнем разрезах;
Определение параметров взаимосвязи термальных вод отдельных трещинных зон.
Наблюдения за нарушенным режимом термальных вод в районах действующих водозаборных сооружений должны включать в себя наблюдения за уровнями воды в эксплуатационных и специально оборудованных наблюдательных скважинах, за химическим и газовым составом термальных вод, за температурой вод а излив и по стволу скважин, дебитом водозаборных скважин.
Специальные методы исследований (гидрогеохимические, геотермические, изотопные, ядерно-физические) предназначены для выяснения условий формирования эксплуатационных запасов термальных вод, выявления и локализации областей питания и разгрузки, изучения условий взаимодействия между водоносными горизонтами через разделяющие слабопроницаемые слои и взаимодействием между трещинными зонами, а также для изучения процессов продвижения закачиваемых вод в пласты, его охлаждения и др. Сюда же относятся и геоботанические исследования, которые проводятся на поисковой стадии на месторождениях трещинно-жильного типа. Они заключаются в изучении растительных сообществ, которые используются для выявления и оконтурирования площадей прогрева и скрытых термопроявлений.
Геофизические методы. При изучении месторождений термальных вод применяются практически все виды геофизических методов: скважинные, наземные, аэрографические и др. С их помощью уточняется геологическое строение изучаемой территории (особенно глубинное), осуществляются гидрогеологическая стратификация и корреляция разрезов, изучаются гидрогеодинамические, гидрогеохимические и гидрогеотермические характеристики исследуемых толщ.
Наземные, аквальные (морские) и аэрографические методы обеспечивают практически сплошное изучение территории. Они включают электро-, сейсмо-, грави- магниторазведку, радио- и термометрию, наиболее часто выполняются в наземном варианте, но могут производится на дне водоемов или с водной поверхности: эти же методы, за исключением сейсморазведки, реализуются с помощью летательных аппаратов. Как и геофизические исследования скважин (ГИС), наземные и аэрографические работы осуществляются путем постановки специальных полевых наблюдений, либо на основе повторной интерпретации имеющихся разноцелевых материалов.
Ландшафтно-индикационные методы по отношению к объекту исследований подразделяют на наземные и дистанционные.
Наземные методы используют при геотермических исследованиях весьма ограниченно, лишь для геологической привязки и расшифровки аномалий, выявленных дистанционными методами. При этом решаются задачи общего геолого-гидрогеологического плана и специального геотермического направления.
При поисках термальных вод и других видах геологических работ широко используются дистанционные (аэрокосмические) методы. С их помощью производят съемку земной поверхности, регистрируя световые, инфракрасные и дециметровые электромагнитные поля, т.е. имеющие длину от 0,3 мкм до 1,0 м. современные дистанционные методы представляют собой по существу комплекс методов электроразведки, термометрии, ландшафтоведения, использующих как перечисленные методы, так и визуальные наблюдения.
При дистанционном изучении поверхности Земли используют как воздушные аппараты (самолеты, вертолеты), так и космические (пилотируемые космические корабли, искусственные спутники Земли, орбитальные научные станции). Высота аэронаблюдений варьирует от нескольких десятков метров до нескольких километров, а космических - от 300 до 3000 км.
Особенно важное значение при прогнозировании, поисках и разведке термальных вод имеют аэрокосмофотосъемка (АФС и КФС) и ИК-съемка.
Аэрокосмофотосъемка является в настоящее время основным видом дистанционных наблюдений. При съемках с космических аппаратов охватывается огромная площадь, измеряемая сотнями тысяч квадратных километров, в то время как с самолетов - лишь десятками квадратных километров. В целом АФС и КФС позволяют решить серию геологических и гидрогеологических задач, однако для гидрогеотермических исследований этой информации не всегда достаточно.
Инфракрасная съемка основана на способности природных тел испускать ИК-лучи. Интенсивность их определяется температурой и излучательной способностью этих тел. ИК-съемка является наиболее важным дистанционным методом при геотермических исследованиях, особенно при изучении вулканизма гидротермальной деятельности, проявляющейся в приповерхностной части разреза. В условиях дымки и туманов ИК-съемка имеет существенное преимущество перед АФС и КФС и позволяет получить изображение хорошего качества. С помощью ИК-съемки можно решить серию гидрогеологических задач: оценить влажность грунтов, определить уровень грунтовых вод, выявить зоны разгрузки подземных вод в пределах акваторий, проследить обводнены тектонические нарушения, оконтурить таликовые зоны, обнаружить разогретые участки земной поверхности, выявить выходы термальных вод.
4 . Г еотермальная станция в Беларуси
В республике обнаружены две территории в Гомельской и Брестской областях с запасами геотермальных вод плотностью более 2 т усл. т./мІ и температурой 50°С на глубине 1,4-1,8 км и 90-100°С на глубине 3,8-4,2 км. Но температурные условия недр территории республики изучены недостаточно. Большая глубина залегания термальных вод, сравнительно низкая их температура, высокая минерализация и низкий дебет скважин (100-1150 куб.м/сутки) не позволяют в настоящее время рассматривать термальные воды республики в качестве заслуживающего внимания источника энергии.
На брестском предприятии в феврале 2010 г. запущена первая в Беларуси геотермальная станция.
Дан старт работе первой в стране геотермальной станции. Пилотный проект осуществлен тепличным комбинатом "Берестье". По сути это новое слово в использовании альтернативных источников энергии.
На территории комбината пробурили скважину глубиной 1520 метров, где температура воды превышает 40 градусов. Правда, объем источника оказался небольшой. В процессе дальнейшей работы было установлено, что на глубине 1000-1100 метров имеются очень мощные пласты достаточно теплой, около 30 градусов, воды, пригодной для промышленного использования. Она несоленая, высокого качества. Следующим этапом стала покупка тепловых насосов и другого специального оборудования.
Геотермальная станция - это электронно-механическая система, которая позволяет, условно говоря, из 1000 литров воды при температуре 30 градусов получить, например, 300 литров воды с температурой 65 градусов и 700 литров - с температурой 4 градуса. Горячая вода идет для обогрева теплиц. А холодная, согласно проекту, будет очищаться и поставляться в питьевую сеть города в пределах полутора тысяч тонн в сутки. Ее будут бутилировать и продавать.
Система пока обеспечивает 1,5 гектара теплиц и завязана в общий цикл с котельным хозяйством. Природное тепло распределяется на часть площадей, занятых цветами, салатной линией, огурцами и томатами. Сделано так, что, если температура воздуха резко снизится, сразу подключится центральная котельная. По расчетам, в год заменится 1 миллион кубических метров газа, а это экономия более 200 тысяч долларов. Для примера, сэкономленным топливом можно обогреть более полутора сотен двухэтажных коттеджей. Мощность станции - одна гигакалория в час. Станция дает тепла больше, чем рассчитано по проекту.
Вся система управления работает в автоматическом режиме, и все нужные параметры выводятся на монитор в центральную котельную.
Основная сложность была и еще остается в том, что практически нет специалистов по проектированию и наладке таких систем.
Бурение скважины производила Белгеология с целью поиска нефти, газа и других полезных ископаемых. Работы финансировало Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ. Два мощных тепловых насоса стоят около 100 тысяч евро. Помогал облисполком, использовали собственные средства. По большому счету, проект обошелся недорого. К тому же он должен окупиться за 5 лет.
Если вода откачивается из глубины, то там ни в коем случае не создается вакуум. Пласты песка, насыщенные водой, постоянно возобновляются. А обогрев идет за счет температуры земли.
Заключение
Геотермальные ресурсы - количество теплоты, содержащееся в литосфере или ее участках, до глубины, технически достижимой средствами бурения на прогнозируемый период.
Основными этапами изучения геотермальных ресурсов недр являются:
Региональное геологическое изучение недр;
Поиск геотермальных ресурсов недр и оценка месторождения;
Разведка геотермальных ресурсов недр (включая пробную эксплуатацию месторождений углеводородов или отдельных буровых скважин), подготовка месторождения для разработки.
Основными видами полевых работ являются: геолого-гидрологическая съемка, специальные съемки (геотермическая, газогидрохимическая и др.), рекогносцировачное обследование участка разведки, бурение и термогидродинамические исследования скважин, геофизические и гидрологические работы, стационарные наблюдения за естественным и нарушенным режимами термальных и холодных вод, обследование ранее пробуренных глубоких скважин и действующих водозаборных сооружений, отбор проб воды и кернового материала, специальные виды исследований (геофизические, гидрогеохимические, геотермические, изотопные, ядерно-физические и др.).
Температурные условия недр территории Республики Беларусь изучены недостаточно. Большая глубина залегания термальных вод, сравнительно низкая их температура, высокая минерализация и низкий дебет скважин (100-1150 куб.м/сутки) не позволяют в настоящее время рассматривать термальные воды республики в качестве заслуживающего внимания источника энергии.
Список используемой литературы
1. А.А.Шпак, И.М. Мелькановицкий, А.И. Сережников «Методы изучения и оценки геотермальных ресурсов». М.: Недра, 1992. - 316 с.
3. www.baltfriends.ru
4. www.news.tut.by
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие и структура геотермальных ресурсов как запасов глубинного тепла Земли, эксплуатация которых экономически целесообразна современными техническими средствами. Их источники и разновидности. Принципы и этапы утилизации "сухого" глубинного тепла.
презентация , добавлен 30.09.2014
Разработка и оценка эффективности мероприятий по усовершенствованию технологии производства йода (брома) из геотермальных и попутных промышленных вод нефтегазовых месторождений. Направления и значение упрощения механизма извлечения йода и брома.
статья , добавлен 30.11.2015
Стадийность геологоразведочных работ, определяемая степенью изученности объектов, которая оценивается категориями запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Сравнительный анализ геологического изучения недр Казахстана и мировой практики.
реферат , добавлен 01.11.2016
Распределение активных вулканов, геотермальных систем, районов землетрясений и известных векторов миграции плит. Вулканические породы и малоглубинные интрузии. Донные магнитные реверсные структуры. Химия первичных пород, диагностика главных разломов.
реферат , добавлен 06.08.2009
Разведка золотых месторождений. Максимальные изменения температуры и давлений. Флуктуации давлений и гидравлическое дробление, кипение и изменения гидрогеологических условий системы. Концентрации металлов в осадках из геотермальных скважин и источников.
реферат , добавлен 04.08.2009
Изучение угленосности осадочного чехла Беларуси. Анализ строения и состава палеоген-неогеновой угленосной формации. Характеристика разведанных месторождений неогенового возраста. Рассмотрение ресурсов и дальнейших перспектив использования бурых углей.
курсовая работа , добавлен 28.04.2014
Геотермальная энергетика: современное состояние и перспективы развития. Гидрогеотермические исследования; основные месторождения термальных и минеральных вод. Прогнозная оценка ресурсов Республики Дагестан, методы газонефтяных поисков и разведки.
курсовая работа , добавлен 15.01.2011
Общее представление о ресурсах и запасах нефти и газа. Экономические критерии в новой классификации запасов и прогнозных ресурсов. Пример переоценки запасов месторождений участков нераспределенного фонда недр Сибирской платформы по новой классификации.
реферат , добавлен 19.04.2011
Сферическое строение планеты по Э. Вихерту и Э. Зюссу. Современные программы изучения недр с помощью бурения сверхглубоких скважин и сейсмических волн. Особенности земной коры, литосферы, астеносферы, мантии и земного ядра, гравитационная дифференциация.
реферат , добавлен 20.05.2010
Методика изучения склонов и склоновых отложений. Схема описания оползней. Методика изучения флювиального рельефа и аллювиальных отложений. Овражный и балочный аллювий. Изучение надпойменных террас. методика изучения карстового рельефа местности.
Геотермамльный истомчник (греч. гбЯб -- земля и иесм -- тепло, жар) -- выход на поверхность подземных вод, нагретых выше 20 °C. Также существует определение, в соответствии с которым источник называется горячим, если имеет температуру выше среднегодовой температуры данной местности.
Большинство горячих источников питаются водой, которая подогревается магматическими интрузиями в районах активного вулканизма. Однако не все термальные источники привязаны к таким областям, вода также может подогреваться таким образом, что просачивающиеся вниз подземные воды достигают глубины около километра и более, где порода имеет более высокую температуру из-за геотермического градиента земной коры, составляющего около 30 °C на км первые 10 км.
Термальные минеральные источники подразделяются на тёплые (20-37 °C), горячие (37-50 °C) и очень горячие (50-100 °C).
Человеку просто не под силу исчерпать этот - строго говоря, невозобновляемый - внутренний ресурс планеты. В тех местах, где земная кора тонкая и к поверхности поступает магма, - это тепло можно использовать для превращения воды в пар, который крутит турбину и дает электричество.
По способу применения геотермальной энергии различают следующие три категории:
Прямое использование, при котором горячая вода и пар, направленные непосредственно к поверхности Земли, используются в системах отопления, садоводстве и производственных процессах;
Производство электроэнергии, при котором геотермальное тепло используется для приведения в движение турбины геотермальным паром или горячей водой; или
Тепловые насосы, которые работают благодаря перемещению тепла и используются для регулирования температуры зданий.
Способы прямого использования, такие как купание и приготовление пищи, не требуют передовых технологий и существуют уже на протяжении нескольких тысяч лет. В настоящее время способы прямого использования включают отопление зданий (и районов, а также целых деревень и городов), парниковое садоводство, сушку культур, аквакультуру, а также промышленные процессы, такие как пастеризация.
Термальные воды, как я уже говорила, используются для теплоснабжения и в качестве альтернативного источника электричества. Рейкьявик (столица Исландии) полностью обогревается теплом термальных вод. В Италии, Исландии, Мексике, России, США и Японии работает ряд электростанций на перегретых термальных водах с температурой свыше 100 °C.
Тепло подземных источников воды - это экологически чистый и возобновляемый источник энергии. Технология добычи и преобразования геотермальной энергии в электрическую тоже безопасна с экологической точки зрения. Использование геотермальной энергии не приводит к выбросу в атмосферу вредных веществ, копоти и дыма. В настоящее время тепло недр используют в 78 странах мира. Из них 24 страны научились вырабатывать электроэнергию за счет использования подземного пара. В Эстонии сейчас насчитывается около 5 тыс. геотермальных установок. В Швейцарии количество станций перевалило за 40 тыс. В Швеции их более 300 тыс.В США имеется около 200 тысяч теплонасосных установок, в Польше установлено 600 таких агрегатов.
Теоретически, геотермальных ресурсов Земли достаточно для удовлетворения человеческих потребностей в электроэнергии, однако лишь очень небольшая их часть может быть использована в действительности, потому что разведка и бурение глубокозалегающих ресурсов стоит очень дорого. Тем не менее, продолжающийся технический прогресс расширяет диапазон ресурсов.
Первый геотермальный генератор был запущен в Италии в 1904 году в районе Лардерелло, в Тоскане. Принц Пьеро Джинори зажег перед фотокамерами пять лампочек, а уже в 1911 году тосканцы запустили первую полноценную геотермальную станцию. Сегодня станция обеспечивает миллион домов в Тоскане - это четверть электричества в регионе. Геотермальные станции активно используются в Новой Зеландии и Исландии - землях с высокой вулканической активностью. Так в Исландии насчитывается более 7 тысяч геотермальных источников: самое большое количество на единицу площади в мире. Благодаря парникам, работающим на термальных источниках, в стране, где повсюду нет фруктовых деревьев, а на земле растут лишь картошка и капуста, множество не только своих овощей, но и цветов 85% исландцев живёт в домах, обогреваемых водами термальных источников. Горячая вода подаётся также в многочисленные теплицы и плавательные бассейны.
А как же остальной мир? Основные надежды связывают с глубоким бурением - от 3 до 10 км, - чтобы добраться до так называемой разогретой твердой породы. Только на территории США в ней содержится достаточно для обеспечения всего человечества энергией на 30 тысяч лет. Глубокое бурение стало уже привычной технологией. В скважину заливается вода, там она закипает, пар выходит наружу и крутит турбины генераторов. Проблема лишь в том, что вода убегает в подземные трещины и её нужно постоянно обновлять. С негативными последствиями применения такой технологии столкнулись в 1996 году в швейцарском Базеле: вскоре после закачки воды в скважину случилось небольшое землетрясение. Воду убрали, но толчки продолжались ещё некоторое время. Сделали вывод: в сейсмоопасных районах такой способ получения энергии может выйти боком. Могут ли истощиться геотермальные ресурсы? Это, конечно, исключено. Но локальное остужение источников вполне возможно, так в той же Тоскане максимальной мощности производство энергии достигло в 1958 году, с тех пор дело идёт на убыль. Мощности ГеоТЭС в мире концу 1990 - х годов из-за удорожания эксплуатации сократились почти вдвое.
На сегодняшний день мировыми лидерами в геотермальной электроэнергетике являются США, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия. Особенно ярким примером использования геотермальной энергии служит последнее государство. Остров Исландия появился на поверхности океана в результате вулканических извержений 17 миллионов лет назад, и теперь его жители пользуются своим привилегированным положением -- примерно 90% исландских домов обогревается подземной энергией. Что касается выработки электроэнергии, здесь работают пять ГеоТЭС общей мощностью 420 МВт, использующих горячий пар с глубины от 600 до 1000 метров. Таким образом, с помощью геотермальных источников производится 26,5% всей электроэнергии Исландии.
геотермальный минеральный электроэнергия
Топ-15 стран, использующих геотермальную энергию (данные на 2007г.)
Геотермальная энергия является одним из видов возобновляемых источников энергии (ВИЭ). История использования геотермальной энергии для бальнеолечения начинается с древнего Рима, для выработки электрической энергии — с конца XIX века (город Лордеролло, Италия). По данным Всемирного геотермального конгресса, в мире к 2010 году эксплуатировались геотермальные электростанции общей установленной мощностью 10,7 ГВт, геотермальные системы теплоснабжения общей тепловой мощностью более 50,6 ГВт.
Данный вид ВИЭ практически неисчерпаем, доли процента тепла земных недр достаточно для обеспечения всех энергетических потребностей человечества на долгие времена. Источником геотермальной энергии является магматическое тепло Земли. Геотермальные месторождения локализованы с зонами геологической подвижки пластов земной коры и связанными с ними вулканическими процессами. На этих участках земной поверхности магматические потоки близко поднимаются к поверхности и нагревают вышерасположенные осадочные водонасыщенные породы.
Для возникновения геотермального месторождения необходимы три основных условия: подвод глубинного тепла, наличие водонасыщенных пород и водоупоров над ними. Атмосферные осадки в гористой местности, где горные породы оголены проникают в них и движутся в сторону их уклона с понижением на глубину, где нагреваются магматическим теплом. Геотермальный теплоноситель из скважины подается на геотермальную электростанцию (ГеоЭС) после чего заканчивается в другую скважину.
В международной практике различают геотермию поверхностную (до 400 м) и глубинную геотермию. В поверхностной геотермии используют теплоту грунтовых вод и горных пород с устройством скважинных зонтов и заглубленных ниже глубины промерзания трубчатых полей. В статье рассмотрены вопросы геотермии со скважинами глубиной от 1500 до 4000 м с добычей геотермального теплоносителя в жидком или паровом состоянии.
По классификации Международного энергетического агентства (МЭА) различают пять типов геотермальных месторождений: сухого пара, влажного пара, геотермальной воды, сухих горячих скальных пород, магмы. Ресурсы геотермальных месторождений России обеспечивают хорошие перспективы развития электро и теплоснабжения . По данным д.т.н. профессора П.П. Безруких их валовый потенциал составляет 22,9 трлн т.у.т., технический потенциал — 11,87 трлн т.у.т., экономический потенциал — 114,9 млн т.у.т.
Всего в России пробурено 3000 геотермальных скважин глубиной 2,5-3,5 км. На рис. 1 представлены значения мощностей геотермальных систем теплоснабжения регионов России в 2003 году; на рис. 2 — значения мощностей отдельных технологий использования геотермальных вод. По данным д.т.н. профессора О.А. Поварова суммарная мощность существующих геотермальных систем теплоснабжения составляет до 430 МВт, перспективных до 21 ГВт.
В отдельных регионах их использование может обеспечить до 10 % суммарного энергопотребления. В настоящее время термальные водозаборы эксплуатируются в основном в трех регионах: Дагестане, Краснодарском крае, Камчатском полуострове. В 1984 году на балансе предприятий ОАО «Подзембургаз» (Москва) находилось около 250 геотермальных скважин глубиной до 3 км.
Из всех типов геотермальных ресурсов по классификации МЭК в России имеются месторождения влажного пара (Камчатка, Курильские острова), геотермальной воды (Камчатка, Курильские острова, Северный Кавказ), сухих горячих пород. Из разведанных месторождений — большая часть содержит геотермальную воду с температурой на поверхности земли 70-110 °C.
Во времена существования СССР геотермальные воды использовались в Краснодарском и Ставропольском краях, Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Чечено-Ингушетии, Дагестане, Камчатской области, Крыму, Грузии, Азербайджане и Казахстане. В 1988 году добывалось 60,8 млн м3 геотермальной воды (в Краснодарском, Ставропольском краях, Кабардино-Балкарии, Камчатской области).
В СССР существовала система разведки, разработки и эксплуатации геотермальных ресурсов. Институтом ВСЕГИНГЕО был разработан атлас геотермальных ресурсов СССР с 47 месторождениями с запасами геотермальной воды 240-1000 м3/сут. и парогидротермами с запасами более 105-103 м3/сут. На его основе НПО «Союзбургеотермия» (Махачкала) выполнена схема перспективного геотермального теплоснабжения страны.
В СССР научно-исследовательскими работами по данной проблеме занимались институты Академии наук, министерств геологии и газовой промышленности. Функции головных научно-исследовательских организаций были возложены: по проблемам геотермальных электростанций — на Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского (Москва), по проблемам геотермального теплоснабжения — на Центральный научно — исследовательский институт инженерного оборудования (Москва), но проблемам эксплуатации — на Академию коммунального хозяйства (Москва).
Разработку месторождений, их обустройство и эксплуатацию, решение всех проблем (очистки, обратной закачки) осуществляли подразделения министерства газовой промышленности. В его составе работало пять региональных эксплуатационных управлений, научно-производственное объединение «Союзгеотерм» (Махачкала).
Эксплуатация систем геотермального отопления и горячего водоснабжения зданий была возложена на Госстрой СССР. В СССР первый нормативный документ по геотермии ВСН 36-77 «Инструкция по комплексному использованию геотермальных вод для теплоснабжения зданий и сооружений» был разработан в 1977 году. В 1987 году в институте «ЦНИИЭП инженерного оборудования» под руководством к.т.н. В.И. Красикова были разработаны нормы проектирования «Геотермальное теплоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений», ВСН 56-87.
В настоящее время геотермальные ресурсы практически используются в трех регионах страны: Камчатка и Курильские острова, Краснодарский край и Дагестан. Общая мощность ГеоЭС на Камчатке и Курилах — 84,6 МВт, в том числе самая большая в России Мутновская ГеоЭС мощностью 50 МВт. Геотермальные месторождения с водяным теплоносителем имеют существенно большее распространение.
В Краснодарском крае и Адыгеи разведано 18 месторождений геотермальных вод, в том числе 13 эксплуатируется, а пять простаивают без потребителей. Всего в данном регионе пробурено 86 геотермальных скважин, из которых 40 эксплуатируется. По данным 1986 года на рис. 3 представлена структура добычи геотермальной воды на месторождениях Краснодарского края при суммарном объеме 8,5 млн м3, на рис. 4 — структура их потребления на обогрев теплиц при общем объеме 4,6 млн м3, на рис. 5 — структура потребления на отопление и горячее водоснабжение объектов при общем объеме 3,9 млн м3.
На рис. 6 представлен график добычи геотермальной воды в Краснодарском крае с уменьшением почти в три раза по сравнению с советским периодом. Потенциальные тепловые мощности и выработка тепловой энергии геотермальных месторождений Краснодарского края и Адыгеи представлены на рис. 7. В этом регионе реализована первая очередь Демонстрационного проекта геотермального теплоснабжения мощностью 5 МВт.
В Дагестане пробурено 123 скважины, из них эксплуатировалось 58 скважин на восьми водозаборах. Максимальное количество геотермальной воды было добыто в 1988 году — 9,4 млн м3. В настоящее время в этом регионе ежегодно добывается 4,1 млн м3 геотермальной воды. Наиболее крупным месторождением Дагестана является Кизлярское, на котором из девяти скважин ежегодно добывается 1,4 млн м3 геотермальной воды.
На этом месторождении успешно осуществляется обратная закачка в две скважины в объеме 0,8 млн м3 в год отработанного геотермального теплоносителя, что составляет 57 % от общего объема добытой воды. Системы теплоснабжения двухконтурные. В первом контуре греющим теплоносителем является вода так называемого «чокракского» горизонта с температурой 115 °C, во втором — вода апшеронского горизонта с температурой 48 °C.
При населении города Кизляра 45 тыс. человек геотермальным отоплением и горячим водоснабжением обеспечивается 70 % жителей. Имеется проект увеличения мощности данной геотермальной системы из расчета обеспечения 100 % потребности города при обратной закачке всего отработанного теплоносителя. Стоимость реализации данного проекта около $ 1 млн. Срок окупаемости — семь лет.
В Махачкале на горячее водоснабжение многоэтажных жилых домов работает шесть геотермальных скважин с общим дебитом 13,6 тыс. м3/сут. при температуре 95-100 °C. Геотермальный термоводозабор города имеет производительность около миллиона м3/год с баком-аккумулятором вместимостью 4000 м3. В России при больших запасах геотермальных ресурсов их практическое использование имеют ограниченный характер.
Государственная политика в геотермальной энергетики отсутствует. Нормативные документы устарели, новые технологии имеют ограниченное применение.
