Upload
simone
View
149
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
IZKORI ŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE. Več kot 99 % naše Zemlje ima višjo temperaturo kot 1000 C. B. ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003. POTENCIALI GEOTERMALNE ENERGIJE. 1 km³ 200 °C toplega granita , ki ga ohladimo na 20 °C lahko daje približno 10 MW električne moči - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Več kot 99 % naše Zemlje ima višjo temperaturo kot 1000 C
POTENCIALI GEOTERMALNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
1 km³ 200 °C toplega granita, ki ga ohladimo na 20 °C
lahko daje približno 10 MW električne moči
v obdobju dvajsetih letih
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
POTENCIALI GEOTERMALNE ENERGIJE
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE
Toploto, ki je shranjena v zemeljski skorji imenujemo geotermalnaenergija.
Zemlja se oblikuje pred 4,5 milijardami let.
Današnja vira toplote:
1) shranjena toplota
2) radioaktivni razpad povečini do sedaj sproščene približno 1/3 radioaktivne toplote2/3 se bo še sprostilo
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
235U 238U 232Th 40K
Temperatura v notranjosti Zemlje
Temperatura Zemlie
Globina v km
Temperatura v °C
Litosfera - tektonske plošče
PRENOS TOPLOTE IZ ZEMLJINEGA JEDRA
Prenos toplote na podlagi prevoda in konvekcije.
Zaradi majhnih toplotnih prevodnosti kamnintoplotni tokovi
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
260 /mW m v granitnih kameninah
2100 /mW m v bazaltnih kameninah
konvekcija: magma in geotermalna voda
temperaturni gradient v skorjidoseže tudi
030 /C km0100 /C km
Bazaltna kamenina
Granitna kamenina
ZGODOVINA IZKORIŠČANJA GEOTERMALNE ENERGIJE
200 let p.n.š. za kuhanje in kopeliEtruščani, Grki, Indijanci, na območjih Kitajske, Japonske, Mehike
300 let p.n.š. za kopanje in barvanje tekstila
1755 prvi javni toplovod na Islandiji1930 v Reykyaviku začne delati prvi sistem daljinskega ogrevanja mesta (edino glavno mesto, ki je v celoti ogrevano z geotermalno energijo)1920 ogrevanje rastlinjakov na Islandiji1800 prve kemične tovarne (Lardarello, Italija) za izločanjeborove kisline
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Področja primerna za izkoriščanje geotermalne energije
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
POTENCIAL GEOTERMALNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Tehnologija vrtanja danes omogoča le izrabo geotermalne energije do globine 10 km.
Količina shranjene toplote v tem pasu znaša 300 x10**18 kWh, od tega približno tretjina pod kopno površino.
Ob sedanje svetovni letni porabi ta količina energije zadostuje človeštvu za šest milijonov let !!!
ZGODOVINA IZKORIŠČANJA GEOTERMALNE ENERGIJE
1904 prva geotermalna elektrarna (Lardarello) električna moč 250 kW
1940 elektična moč geotermalnih elektrarn znaša 126,8 MW
geotermalno energijo danes uporablja več kot 40 državveč kot 20 držav jo uporablja za proizvodnjo električne energije
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
NAČINI IZKORIŠČANJA GEOTERMALNE ENERGIJE
1) HIDROTERMALNO IZKORIŠČANJE vrelci vroče vode (30 % med 100 največjimi)vrelci vroče vode in vroče pare (60 % vseh med 100 največjimi)vrelci vroče pare (10 % vseh med 100 največjimi)
Najbolj poznana geotermalna polja:Lardarello, ItalijaThe Geysers, Kalifornija, ZDAMatsukawa, Japonska
2) HLAJENJE VROČIH KAMENIN
3) GEOTLAČNO IZKORIŠČANJEB.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Geotermalni vodonosnik
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003 rainwater: deževnica, hot water: vroča voda, hot rock: vroča skala
Računalniško modeliranje
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Računalniško modeliranje izkoriščanja geotermalne energije
HIDROTERMALNO IZKORIŠČANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
IZKORIŠČANJE TOPLIH VODNIH VRELCEVsegrevanje meteorne vode v vodonosnikih
izkoriščanje smotrno v primeru
globina 2-3 kmvrelec 150 t/hvsebnost mineralov do 60 g/kg
produkcijska vrtina: iz nje prihaja segreta vodareinjekcijska vrtina: v njo prihaja nazaj hladna vodatako deluje sistem ogrevanja dela Pariza Meaux
HIDROTERMALNO IZKORIŠČANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
IZKORIŠČANJE TOPLIH VODNO-PARNIH VRELCEVv naravi tovrstne vrelce imenujemo gejzirji
ločevanje pare in vodes paro običajno proizvajamo električno energijo
HIDROTERMALNO IZKORIŠČANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
IZKORIŠČANJE TOPLIH PARNIH VRELCEV
proizvodnja električne energije
HLAJENJE VROČIH KAMENIN
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003 Fenton Hill
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Od 1987 projektEUSoultz-sous-ForretsFrancija
GEOSONDA
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Izkoriščanje smotrno od 50-100 m globine
potrebna ena izvrtina z dvema cevema, ena v drugipremer zunanje cevi do cca. 100 mm
neposredno segrevanjeali vir toplote za toplotno črpalko
v Švici uporabljajo več kot 2000 geosond
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Odvzem toplote:Suha peščena tla 20 W/mVlažna peščena tla 40 W/mTla s podtalnico 80-100 W/m
GEOTLAČNO IZKORIŠČANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Geotlačna polja so v globinah od 4-6 km.
Topla voda je ujeta med kamnine pod visokim tlakom.
Izkoriščamo:
- toploto- delo, ki ga lahko opravi visoki tlak vode- pogosto tudi metan, ki je v geotlačnih poljih
pilotni projekti:Teksas, ZDAMehiški zaliv, ZDA (polje 6567 m pod dnom oceana)
MOŽNOSTI UPORABE GEOTERMALNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Visokotemperaturni viri
Nizkotemperaturni viri
0150T C
0150T C
PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Odprti termodinamski proces
Zaprti termodinamski proces
Binarni termodinamski proces
Tipi geotermalnih elektrarn
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
cikel s suho paro cikel z mokro paro
binarni cikel – tako kot pri izkoriščanju toplote oceanov
PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
ZDA 3200 Filipini 2164 Mehika 950 Italija 700 Indonezija 380Nova Zel. 342Japonska 270Savador 180Kostarika 110Islandija 110Kenija 105Nikaragva 100Rusija 70
Kitajska 50Turčija 40 Guatemala 15 Grčija 12 St.Lucija 10Francija 4 Tajska 3,3Portugalska 3 Romunija 1,5Argentina 0,7 Zambija 0,2
SKUPAJ: 8821 MW leta 1995
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Termal 1, Murska Sobota, 6,1 MWt
8zaloge : 5,8 10 , 13,6 milijonov ton nafteGJ
Izkoriščanje geotermalne energije
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003geotermalne elektrarne
Geotermalna elektrarna
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003 produkcijska vrtina, injekcijska vrtina
Geotermalna elektrarna
parna turbina in generator
parna turbina z odprtim ohišjemIzločevalnik kapljevine in plinovGeotermalna vrtina
Kondenzator in hladilni stolpiB.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Geotermalne elektrarne
Geotermalna elektrarna Imperial County v Kaliforniji
Geotermalna elektrarna Geysers v Kaliforniji (največja na svetu)
Proizvaja 725 MW električne moči, dovolj za 725.000 domov
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Geotermalna energija v Italiji
Geotermalna elektrarna LardarelloIzkoriščanje geotermalne energije v regiji Larderello-Travale se je začelo v 19. stoletju. Danes je instaliranih 18 enot s skupno močjo 487 MW
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
OGREVANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Neposredno
S toplotnimi črpalkami
BALNEOLOGIJA (balneum = kopel, logos = razprava)
Termalne in mineralne vode (pitje, kopanje, inhaliranje)
Obloge
Peloid (mineralna+morska voda+jezerska voda+org.+anorg.snovi)
INHALIRANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003 21.04.2003
INHALIRANJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003 21.04.2003
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE V SVETU
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
ogrevanje 34 %bazeni 14 %rastlinjaki 14 %toplotne črpalke 13 %ribogojnice 12 %industrija 9 %klimatizacija 1 %sušenje 1 %ostalo 2 %
Uporaba geotermalne energije
Elektrarna
Kopališče
Daljinsko ogrevanjeTehnološka para
Ribogojnica
Ogrevanje rastlinjaka
Odmrzovanje pločnikov
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE V SVETU
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Podatki iz leta 1998:
20 držav izkorišča geotermalno energijo za proizvodnjo elektrikeskupna moč presega 7800 MW
52 % moči vseh elektrarn, ki uporabljajo obnovljive vire energije (tukaj so izvzete hidroelektrarne)
45 % veterne elektrarne
1 % solarne elektrarne
2 % plimovanje
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE V SVETU
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Podatki iz leta 1998:
toplotna moč sistemov, ki izkoriščajo geotermalno energijo
08700 MW, T>35 C
02000 MW, T 35 C
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE V SLOVENIJI
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
28 naravnih geotermalnih vrelcev:skupni pretok 511 [l/s]skupna toplotna moč 23 MW
izkoriščamo jih 11 z močjo 16 MW
51 umetnih vrtin:skupni pretok 632 [l/s]skupna toplotna moč 107 MW
izkoriščamo jih 26 z močjo 88 MW
temperature vseh se gibajo med 15 in 70 0C
IZKORIŠČANJE GEOTERMALNE ENERGIJE V SLOVENIJI
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Vodonosnik Termal I: Prekmurje, smer jugo-vzhod severo-zahodv globini do 1200 m, debelina 50 m, temperatura 50izkorišča se v številnih mestih v Prekmurjuv Murski Soboti prihranijo letno 2000 ton kurilnega oljaMoravci, Banovci, Lendava (ogrevanjem, sanitarna voda, balneologija)
Vodonosnik Termal II: Prekmurje, smer jugo-zahod severo-vzhodv globino do 4000 m, debelina od 10-100 m, temperatura 85-175uporaba predvidena na Ptuju, v Ormožu in Ljutomeru
0C
0C
južni del, s površino cca. 2000 km primeren za neposrednopridobivanje elektrike (izkoristimo lahko le 10-15 % teoret.potenciala)ocene izkoristka: 414 Mil.GJ, z binarnimi procesi še dodatno 643 Mil.GJ
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Termal I
Termal I I
Termal 2Termal 1
EKOLOŠKI VIDIKI IZKORIŠČANJA GEOTERMALNE ENERGIJE
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
1. onesnaževanje zraka
2. onesnaževanje vode,karbonati, silikati, sulfati, kloridi, slanost do 300 g/kgtoplotno onesnaževanje3. usedanje tal (preprečimo z reinjektiranjem)
4. hrup
5. odlaganje
6. tehnološke težaveusedline v ceveh, korozija cevi
2 2 3 4 2 2CO , H S, NH , CH , N , H
2H S največji problem zaradi kislega dežja
As, Hg, Pb, Zn, B, S
50 MW elektrike, do 25 ton odpadkov/dan
(1,5 50 g/kg)