La chaleur de la terre. Température des profondeurs terrestres

La température change avec la profondeur. En raison de l'apport inégal de chaleur solaire, la surface de la Terre se réchauffe parfois et se refroidit parfois. Ces fluctuations de température pénètrent très peu dans l’épaisseur de la Terre. Ainsi, les fluctuations quotidiennes à une profondeur de 1 m généralement, ils ne sont presque plus ressentis. Quant aux fluctuations annuelles, elles pénètrent à différentes profondeurs : pays chaudsà 10h-15h moi, et dans les pays avec hiver froid et pendant les étés chauds jusqu'à 25-30 et même 40 m. Plus profond 30-40 m Partout sur Terre, la température reste inchangée. Par exemple, un thermomètre placé dans le sous-sol de l'Observatoire de Paris indique toujours 11°,85C depuis plus de 100 ans.

Une couche à température constante est observée partout globe et est appelée zone de température constante ou neutre. La profondeur de cette ceinture varie en fonction des conditions climatiques, et la température est approximativement égale à la température annuelle moyenne d'un lieu donné.

Lorsqu’on s’enfonce plus profondément dans la Terre en dessous d’une couche de température constante, on remarque généralement une augmentation progressive de la température. Cela a été remarqué pour la première fois par les travailleurs des mines profondes. Cela a également été remarqué lors de la pose de tunnels. Par exemple, lors de la pose du tunnel du Simplon (dans les Alpes), la température est montée jusqu'à 60°, ce qui a créé des difficultés considérables dans les travaux. Des températures encore plus élevées sont observées dans les forages profonds. Un exemple est le puits Chukhovskaya (Haute-Silésie), dans lequel à une profondeur de 2220 m la température dépassait 80° (83°, 1), etc. A partir de nombreuses observations faites en divers endroits de la Terre, il a été possible d'établir qu'en moyenne, avec un approfondissement tous les 33 m la température augmente de 1°C.

Le nombre de mètres qu’il faut s’enfoncer plus profondément dans la Terre pour que la température augmente de 1°C s’appelle étape géothermique. L'étage géothermique n'est pas le même selon les cas et varie le plus souvent entre 30 et 35 m. Dans certains cas, ces fluctuations peuvent être plus importantes. Par exemple, dans l’État du Michigan (USA), dans l’un des forages situés à proximité du lac. Michigan, l'étage géothermique s'est avéré n'être pas 33, mais 70 m. Au contraire, une très petite étape géothermique a été observée dans l'un des puits au Mexique, là à une profondeur de 670 m l'eau est apparue avec une température de 70°. Ainsi, l'étage géothermique s'est avéré être seulement d'environ 12 m. De petites étapes géothermiques sont également observées dans les zones volcaniques, où, à faible profondeur, il peut y avoir encore des strates de roches ignées non refroidies. Mais c'est tout cas similaires ne sont pas tant des règles que des exceptions.

De nombreuses raisons influencent l’étape géothermique. (En plus de ce qui précède, nous pouvons souligner les différentes conductivités thermiques des roches, la nature de l'apparition des couches, etc.

Le terrain est d'une grande importance dans la répartition des températures. Ce dernier est clairement visible sur le dessin ci-joint (Fig. 23), représentant une coupe transversale des Alpes le long de la ligne du tunnel du Simplon, avec des géoisothermes en pointillés (c'est-à-dire des lignes d'égales températures à l'intérieur de la Terre). Les géoisothermes semblent ici suivre le relief, mais avec la profondeur l'influence du relief diminue progressivement. (La forte courbure descendante des géoisothermes à Balle est due à la forte circulation d'eau observée ici.)

Température de la Terre aux grandes profondeurs. Observations de températures dans des forages dont la profondeur dépasse rarement 2-3 kilomètres, Naturellement, ils ne peuvent pas donner une idée des températures des couches les plus profondes de la Terre. Mais ici, certains phénomènes de la vie nous viennent en aide. la croûte terrestre. Le volcanisme est l'un de ces phénomènes. Les volcans, répandus à la surface de la terre, amènent à la surface de la terre de la lave en fusion dont la température dépasse 1 000°. Ainsi, à de grandes profondeurs, nous avons des températures dépassant les 1 000°.

Il fut un temps où les scientifiques, en se basant sur l'étage géothermique, essayaient de calculer la profondeur à laquelle des températures pouvant atteindre 1 000-2 000°C pouvaient se produire. Cependant, de tels calculs ne peuvent pas être considérés comme suffisamment étayés. Les observations faites sur la température d'une boule de basalte en refroidissement et les calculs théoriques permettent d'affirmer que l'ampleur du pas géothermique augmente avec la profondeur. Mais nous ne pouvons pas encore dire dans quelle mesure et à quelle profondeur une telle augmentation se produit.

Si nous supposons que la température augmente continuellement avec la profondeur, alors au centre de la Terre, elle devrait être mesurée en dizaines de milliers de degrés. À de telles températures, toutes les roches que nous connaissons devraient passer à l'état liquide. Il est vrai qu’il existe une pression énorme à l’intérieur de la Terre et nous ne savons rien de l’état des corps soumis à de telles pressions. Cependant, nous n’avons aucune preuve indiquant que la température augmente continuellement avec la profondeur. Aujourd’hui, la plupart des géophysiciens arrivent à la conclusion que la température à l’intérieur de la Terre ne peut guère dépasser 2 000°C.

Sources de chaleur. Quant aux sources de chaleur qui déterminent la température interne de la Terre, elles peuvent être différentes. Sur la base des hypothèses selon lesquelles la Terre est formée d’une masse chaude et en fusion, la chaleur interne devrait être considérée comme la chaleur résiduelle d’un corps refroidissant depuis la surface. Cependant, il y a des raisons de croire que la cause de la température interne élevée de la Terre pourrait être la désintégration radioactive de l'uranium, du thorium, de l'actinouranium, du potassium et d'autres éléments contenus dans les roches. Les éléments radioactifs sont principalement répartis dans les roches acides de la couche superficielle de la Terre ; on en trouve moins dans les roches basiques profondes. Dans le même temps, les roches basiques en sont plus riches que les météorites de fer, qui sont considérées comme des fragments des parties internes des corps cosmiques.

Malgré la faible quantité de substances radioactives dans les roches et leur lente désintégration, la quantité totale de chaleur résultant de la désintégration radioactive est importante. Géologue soviétique V.G. Khlopine calculé que les éléments radioactifs contenus dans la couche supérieure de 90 kilomètres de la Terre sont suffisants pour couvrir la perte de chaleur de la planète par rayonnement. Parallèlement à la désintégration radioactive, de l'énergie thermique est libérée lors de la compression de la matière terrestre, lors de réactions chimiques, etc.

- Source-

Polovinkin, A.A. Fondements des géosciences générales/ A.A. Polovinkin. - M. : Maison d'édition éducative et pédagogique d'État du Ministère de l'Éducation de la RSFSR, 1958. - 482 p.

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Pour modéliser les champs de température et pour d’autres calculs, il est nécessaire de connaître la température du sol à une profondeur donnée.

La température du sol en profondeur est mesurée à l’aide de thermomètres de profondeur du sol. Il s'agit d'études planifiées qui sont régulièrement réalisées par les stations météorologiques. Les données de recherche servent de base aux atlas climatiques et à la documentation réglementaire.

Pour obtenir la température du sol à une profondeur donnée, vous pouvez essayer par exemple deux des moyens simples. Les deux méthodes impliquent l'utilisation d'ouvrages de référence :

Pour une détermination approximative de la température, vous pouvez utiliser le document TsPI-22. "Transitions chemins de fer canalisations. » Ici, dans le cadre de la méthodologie de calcul thermique des canalisations, le tableau 1 est donné, où pour certaines régions climatiques les valeurs des températures du sol sont données en fonction de la profondeur de mesure. Je présente ce tableau ci-dessous.

Tableau 1

Tableau des températures du sol à différentes profondeurs depuis la source « pour aider le travailleur » industrie du gaz» encore de l'époque de l'URSS

Profondeurs de congélation standard pour certaines villes :

La profondeur de gel du sol dépend du type de sol :

Je pense que l'option la plus simple consiste à utiliser les données de référence ci-dessus, puis à les interpoler.

L’option la plus fiable pour effectuer des calculs précis utilisant les températures du sol consiste à utiliser les données des services météorologiques. Certains annuaires en ligne fonctionnent sur la base de services météorologiques. Par exemple, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Ici, il vous suffit de sélectionner un habitat, un type de sol et vous pouvez obtenir une carte de température du sol ou ses données sous forme de tableau. En principe, c'est pratique, mais il semble que cette ressource soit payante.

Si vous connaissez d'autres moyens de déterminer la température du sol à une profondeur donnée, veuillez écrire des commentaires.

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Kirill Degtyarev, chercheur, Moscou université d'état eux. M. V. Lomonossov.

Dans notre pays riche en hydrocarbures, la géothermie est une sorte de ressource exotique qui, compte tenu de la situation actuelle, ne risque pas de concurrencer le pétrole et le gaz. Cependant, ce type d’énergie alternative peut être utilisé presque partout et de manière assez efficace.

Photo d'Igor Konstantinov.

Changements de température du sol avec la profondeur.

Une augmentation de la température des eaux thermales et des roches sèches les contenant avec la profondeur.

La température change avec la profondeur dans différentes régions.

L'éruption du volcan islandais Eyjafjallajokull est une illustration de processus volcaniques violents se produisant dans des zones tectoniques et volcaniques actives avec un puissant flux de chaleur provenant des entrailles de la terre.

Capacités installées des centrales géothermiques par pays, MW.

Répartition des ressources géothermiques dans toute la Russie. Les réserves d'énergie géothermique, selon les experts, sont plusieurs fois supérieures aux réserves énergétiques des combustibles fossiles organiques. Selon la Geothermal Energy Society.

L'énergie géothermique est la chaleur de l'intérieur de la Terre. Il est produit dans les profondeurs et atteint la surface de la Terre sous différentes formes et avec différentes intensités.

La température des couches supérieures du sol dépend principalement de facteurs externes (exogènes) - l'éclairement solaire et la température de l'air. En été et pendant la journée, le sol se réchauffe jusqu'à certaines profondeurs, et en hiver et la nuit il se refroidit suite aux changements de température de l'air et avec un certain retard qui augmente avec la profondeur. L'influence des fluctuations quotidiennes de la température de l'air se termine à des profondeurs de quelques à plusieurs dizaines de centimètres. Les fluctuations saisonnières affectent les couches de sol plus profondes - jusqu'à des dizaines de mètres.

À une certaine profondeur - de dizaines à centaines de mètres - la température du sol reste constante, égale à la température annuelle moyenne de l'air à la surface de la Terre. Vous pouvez facilement le vérifier en descendant dans une grotte assez profonde.

Lorsque la température annuelle moyenne de l'air dans une zone donnée est inférieure à zéro, elle se manifeste sous forme de pergélisol (plus précisément de pergélisol). En Sibérie orientale, l'épaisseur, c'est-à-dire l'épaisseur des sols gelés toute l'année, atteint à certains endroits 200 à 300 m.

A partir d'une certaine profondeur (différente pour chaque point de la carte), l'action du Soleil et de l'atmosphère s'affaiblit tellement que les facteurs endogènes (internes) viennent en premier et que l'intérieur de la Terre se réchauffe de l'intérieur, de sorte que la température commence à augmenter. avec profondeur.

Le réchauffement des couches profondes de la Terre est principalement associé à la désintégration des éléments radioactifs qui s'y trouvent, bien que d'autres sources de chaleur soient également appelées, par exemple, des processus physico-chimiques et tectoniques dans les couches profondes de la croûte et du manteau terrestre. Mais quelle qu’en soit la raison, la température des roches et des substances liquides et gazeuses associées augmente avec la profondeur. Les mineurs sont confrontés à ce phénomène : il fait toujours chaud dans les mines profondes. À une profondeur de 1 km, une chaleur de trente degrés est normale et, plus profondément, la température est encore plus élevée.

Le flux de chaleur de l'intérieur de la Terre atteignant la surface de la Terre est faible - sa puissance moyenne est de 0,03 à 0,05 W/m2,
soit environ 350 Wh/m2 par an. Dans le contexte du flux de chaleur du Soleil et de l'air chauffé par celui-ci, c'est une valeur imperceptible : le Soleil donne à chaque mètre carré de la surface terrestre environ 4 000 kWh par an, soit 10 000 fois plus (bien sûr, c'est en moyenne, avec un écart important entre les latitudes polaires et équatoriales et en fonction d'autres facteurs climatiques et météorologiques).

L'insignifiance du flux de chaleur de l'intérieur vers la surface sur la majeure partie de la planète est associée à la faible conductivité thermique des roches et aux particularités de la structure géologique. Mais il existe des exceptions : les endroits où le flux de chaleur est élevé. Il s’agit tout d’abord de zones de failles tectoniques, d’activité sismique accrue et de volcanisme, où l’énergie de l’intérieur de la Terre trouve un débouché. De telles zones sont caractérisées par des anomalies thermiques de la lithosphère ; ici, le flux de chaleur atteignant la surface de la Terre peut être plusieurs fois, voire plusieurs fois, plus puissant que « d'habitude ». Les éruptions volcaniques et les sources chaudes apportent d'énormes quantités de chaleur à la surface de ces zones.

Ce sont ces zones qui sont les plus favorables au développement de la géothermie. Sur le territoire de la Russie, il s'agit avant tout du Kamtchatka, des îles Kouriles et du Caucase.

Dans le même temps, le développement de l'énergie géothermique est possible presque partout, car l'augmentation de la température avec la profondeur est un phénomène universel, et la tâche est d'« extraire » la chaleur des profondeurs, tout comme on en extrait les matières premières minérales.

En moyenne, la température augmente avec la profondeur de 2,5 à 3 °C tous les 100 m. Le rapport entre la différence de température entre deux points situés à des profondeurs différentes et la différence de profondeur entre eux est appelé gradient géothermique.

La valeur réciproque est le pas géothermique, ou l'intervalle de profondeur auquel la température augmente de 1 o C.

Plus le gradient est élevé et, par conséquent, plus l’étage est bas, plus la chaleur des profondeurs terrestres se rapproche de la surface et plus cette zone est prometteuse pour le développement de l’énergie géothermique.

Dans différentes zones, en fonction de la structure géologique et d'autres conditions régionales et locales, le taux d'augmentation de la température avec la profondeur peut varier considérablement. À l'échelle de la Terre, les fluctuations de l'ampleur des gradients et des échelons géothermiques atteignent 25 fois. Par exemple, dans l'État de l'Oregon (États-Unis), le gradient est de 150 °C pour 1 km, et dans Afrique du Sud- 6°C pour 1 km.

La question est : quelle est la température à grande profondeur – 5, 10 km ou plus ? Si la tendance se poursuit, la température à une profondeur de 10 km devrait être en moyenne d'environ 250-300 o C. Ceci est plus ou moins confirmé par des observations directes dans des puits ultra-profonds, bien que le tableau soit beaucoup plus compliqué qu'une augmentation linéaire de la température. .

Par exemple, dans le puits très profond de Kola, foré dans le bouclier cristallin de la Baltique, la température jusqu'à une profondeur de 3 km change à raison de 10 °C/1 km, puis le gradient géothermique devient 2 à 2,5 fois plus élevé. A une profondeur de 7 km, une température de 120 o C a déjà été enregistrée, à 10 km - 180 o C et à 12 km - 220 o C.

Un autre exemple est un puits foré dans la région de la Caspienne du Nord, où à une profondeur de 500 m une température de 42 o C a été enregistrée, à 1,5 km - 70 o C, à 2 km - 80 o C, à 3 km - 108 o C. .

On suppose que le gradient géothermique diminue à partir d'une profondeur de 20 à 30 km : à une profondeur de 100 km, les températures estimées sont d'environ 1 300 à 1 500 o C, à une profondeur de 400 km à 1 600 o C, dans la zone terrestre. noyau (profondeurs supérieures à 6000 km) - 4000-5000 o AVEC.

À des profondeurs allant jusqu'à 10 à 12 km, la température est mesurée à travers des puits forés ; là où ils ne sont pas présents, elle est déterminée par des signes indirects de la même manière qu'à de plus grandes profondeurs. De tels signes indirects peuvent être la nature du passage des ondes sismiques ou la température de la lave en éruption.

Cependant, pour les besoins de l'énergie géothermique, les données sur les températures à des profondeurs supérieures à 10 km ne présentent pas encore d'intérêt pratique.

Il y a beaucoup de chaleur à plusieurs kilomètres de profondeur, mais comment l'augmenter ? Parfois, la nature elle-même résout ce problème pour nous à l'aide d'un liquide de refroidissement naturel - des eaux thermales chauffées qui remontent à la surface ou se trouvent à une profondeur accessible à nous. Dans certains cas, l’eau des profondeurs est chauffée jusqu’à devenir de la vapeur.

Il n’existe pas de définition stricte de la notion d’« eaux thermales ». En règle générale, il s'agit des eaux souterraines chaudes à l'état liquide ou sous forme de vapeur, y compris celles arrivant à la surface de la Terre avec une température supérieure à 20 ° C, c'est-à-dire généralement supérieure à la température de l'air.

La chaleur des eaux souterraines, de la vapeur et des mélanges vapeur-eau est de l'énergie hydrothermale. En conséquence, l'énergie basée sur son utilisation est appelée hydrothermale.

La situation est plus compliquée avec l'extraction de chaleur directement à partir de roches sèches - l'énergie pétrothermique, d'autant plus que des températures assez élevées commencent généralement à des profondeurs de plusieurs kilomètres.

Sur le territoire de la Russie, le potentiel de l'énergie pétrothermique est cent fois supérieur à celui de l'énergie hydrothermale - respectivement 3 500 et 35 000 milliards de tonnes de carburant standard. C'est tout à fait naturel : la chaleur des profondeurs de la Terre est disponible partout et les eaux thermales se trouvent localement. Cependant, en raison de difficultés techniques évidentes, les eaux thermales sont actuellement principalement utilisées pour produire de la chaleur et de l'électricité.

L'eau avec des températures de 20-30 à 100 ° C convient au chauffage, avec des températures de 150 ° C et plus - et à la production d'électricité dans les centrales géothermiques.

En général, les ressources géothermiques de la Russie, en termes de tonnes d'équivalent combustible ou de toute autre unité de mesure de l'énergie, sont environ 10 fois supérieures aux réserves de combustibles fossiles.

Théoriquement, seule l'énergie géothermique pourrait satisfaire pleinement les besoins énergétiques du pays. Presque allumé à l'heure actuelle sur la majeure partie de son territoire, cela n'est pas réalisable pour des raisons techniques et économiques.

Dans le monde, l’utilisation de l’énergie géothermique est le plus souvent associée à l’Islande, pays situé à l’extrémité nord de la dorsale médio-atlantique, dans une zone tectonique et volcanique extrêmement active. Tout le monde se souvient probablement de la puissante éruption du volcan Eyjafjallajökull en 2010.

C’est grâce à cette spécificité géologique que l’Islande possède d’énormes réserves d’énergie géothermique, dont des sources chaudes qui remontent à la surface de la Terre et jaillissent même sous forme de geysers.

En Islande, plus de 60 % de toute l’énergie consommée provient actuellement de la Terre. Les sources géothermiques assurent 90 % du chauffage et 30 % de la production d'électricité. Ajoutons que le reste de l’électricité du pays est produit par des centrales hydroélectriques, c’est-à-dire également à partir d’une source d’énergie renouvelable, ce qui fait de l’Islande une sorte de norme environnementale mondiale.

La domestication de l’énergie géothermique au XXe siècle a grandement bénéficié à l’économie islandaise. Jusqu'au milieu du siècle dernier, c'était un pays très pauvre, il se classe désormais au premier rang mondial en termes de capacité installée et de production d'énergie géothermique par habitant et figure dans le top dix en valeur absolue de la capacité installée des centrales géothermiques. . Cependant, sa population n'est que de 300 000 personnes, ce qui simplifie la tâche de transition vers des sources d'énergie respectueuses de l'environnement : le besoin en est généralement faible.

Outre l'Islande, une part élevée de l'énergie géothermique dans le bilan global de la production électrique est fournie en Nouvelle-Zélande et dans les États insulaires d'Asie du Sud-Est (Philippines et Indonésie), pays d'Amérique centrale et d'Afrique de l'Est, dont le territoire est également caractérisé par une forte activité sismique et volcanique. Pour ces pays, à leur niveau actuel de développement et de besoins, l’énergie géothermique apporte une contribution significative au développement socio-économique.

(La fin suit.)

La plus grande difficulté est d'éviter la microflore pathogène. Et cela est difficile à faire dans un environnement saturé d’humidité et suffisamment chaud. Même dans les meilleures caves, il y a toujours de la moisissure. Par conséquent, nous avons besoin d’un système permettant de nettoyer régulièrement les tuyaux de toutes les saletés qui s’accumulent sur les murs. Et faire cela avec une pose de 3 mètres n'est pas si simple. La première chose qui me vient à l'esprit est une méthode mécanique - un pinceau. Quant au nettoyage des cheminées. Utiliser une sorte de produit chimique liquide. Ou du gaz. Si vous pompez du phosgène à travers un tuyau, par exemple, tout mourra et cela peut suffire pour quelques mois. Mais n'importe quel gaz entre dans la chimie. réagit avec l'humidité dans le tuyau et, par conséquent, s'y dépose, ce qui rend la ventilation longue. Et une ventilation à long terme conduira à la restauration des agents pathogènes. Cela nécessite une approche compétente avec des connaissances moyens modernes nettoyage.

En général, je m'abonne à chaque mot ! (Je ne sais vraiment pas de quoi être heureux ici).
Dans ce système, je vois plusieurs problèmes qui doivent être résolus :
1. La longueur de cet échangeur de chaleur est-elle suffisante pour son utilisation efficace (il y aura évidemment un certain effet, mais on ne sait pas quoi)
2. Condensation. En hiver, cela n'existera pas, puisque l'air froid sera pompé à travers le tuyau. La condensation tombera de l'extérieur du tuyau - dans le sol (il fait plus chaud). Mais en été... Le problème est de savoir COMMENT pomper les condensats sous une profondeur de 3 m - j'ai déjà pensé à fabriquer un puits en verre scellé du côté de la collecte des condensats pour collecter les condensats. Installez-y une pompe qui pompera périodiquement les condensats...
3. On suppose que les conduites d'égout (en plastique) sont scellées. Si tel est le cas, les eaux souterraines ne devraient pas pénétrer et ne devraient pas affecter l’humidité de l’air. Par conséquent, je pense qu’il n’y aura pas d’humidité (comme au sous-sol). Au moins en hiver. Je pense que le sous-sol est humide à cause d'une mauvaise ventilation. La moisissure n'aime pas la lumière du soleil et les courants d'air (il y aura des courants d'air dans le tuyau). Et maintenant la question est : quelle est l'étanchéité des canalisations d'égout dans le sol ? Combien d’années vont-ils me durer ? Le fait est que ce projet est lié - une tranchée est creusée pour l'assainissement (elle sera à une profondeur de 1 à 1,2 m), puis une isolation (polystyrène expansé) et plus profondément - un accumulateur de terre). Ce qui veut dire ce système Il est irréparable s'il est dépressurisé - je ne le déterrerai pas - je vais juste le recouvrir de terre et c'est tout.
4. Nettoyage des tuyaux. J'ai pensé à faire un puits d'observation au point le plus bas. Maintenant, il y a moins « d'enthousiasme » à propos de cette question - les eaux souterraines - il se peut qu'elles soient inondées et cela n'aura aucun sens. Sans puits, il n’y a pas beaucoup d’options :
UN. Des révisions sont effectuées des deux côtés (pour chaque tuyau de 110 mm), qui atteignent la surface, et un câble en acier inoxydable est tiré à travers le tuyau. Pour le nettoyage, nous y attachons un kvach. Inconvénients - un tas de tuyaux remontent à la surface, ce qui affectera la température et les conditions hydrodynamiques de la batterie.
b. inonder périodiquement les tuyaux avec de l'eau et de l'eau de Javel, par exemple (ou un autre désinfectant), en pompant l'eau du puits de condensation à l'autre extrémité des tuyaux. Séchez ensuite les tuyaux avec de l'air (éventuellement en mode printemps - depuis l'extérieur de la maison, même si je n'aime pas vraiment cette idée).
5. Il n'y aura pas de moisissure (projet). mais d'autres micro-organismes qui vivent dans les boissons - tout à fait. Il y a de l'espoir pour le régime hivernal - l'air froid et sec désinfecte bien. Une option de protection est un filtre à la sortie de la batterie. Ou ultraviolet (cher)
6. À quel point est-il stressant de faire circuler de l’air à travers une telle structure ?
Filtre (maille fine) à l'entrée
-> baisser de 90 degrés
-> Tuyau de 4 m de 200 mm vers le bas
-> répartition du flux en 4 tuyaux de 110 mm
-> 10 mètres horizontalement
-> baisser de 90 degrés
-> 1 mètre plus bas
-> faire pivoter de 90 degrés
-> 10 mètres horizontalement
-> collecte des flux dans un tuyau de 200 mm
-> 2 mètres de haut
-> tourner à 90 degrés (dans la maison)
-> filtre à poche en papier ou en tissu
-> ventilateur
Nous avons 25 m de tuyaux, 6 tours à 90 degrés (les virages peuvent être rendus plus doux - 2x45), 2 filtres. Je veux 300-400m3/h. Vitesse d'écoulement ~4 m/sec

L'énergie géothermique est la chaleur de l'intérieur de la Terre. Il est produit dans les profondeurs et atteint la surface de la Terre sous différentes formes et avec différentes intensités.

Lorsque la température annuelle moyenne de l'air dans une zone donnée est inférieure à zéro, elle se manifeste sous forme de pergélisol (plus précisément de pergélisol). En Sibérie orientale, l'épaisseur, c'est-à-dire l'épaisseur, des sols gelés toute l'année atteint à certains endroits 200 à 300 m.

Le flux de chaleur de l'intérieur de la Terre atteignant la surface de la Terre est faible : sa puissance moyenne est de 0,03 à 0,05 W/m2, soit environ 350 Wh/m2 par an. Dans le contexte du flux de chaleur du Soleil et de l'air chauffé par celui-ci, c'est une valeur imperceptible : le Soleil donne à chaque mètre carré de la surface terrestre environ 4 000 kWh par an, soit 10 000 fois plus (bien sûr, c'est en moyenne, avec un écart important entre les latitudes polaires et équatoriales et en fonction d'autres facteurs climatiques et météorologiques).

Ce sont ces zones qui sont les plus favorables au développement de la géothermie. Sur le territoire de la Russie, il s'agit avant tout du Kamtchatka, des îles Kouriles et du Caucase.

En moyenne, la température augmente avec la profondeur de 2,5 à 3°C tous les 100 m. Le rapport entre la différence de température entre deux points situés à des profondeurs différentes et la différence de profondeur entre eux est appelé gradient géothermique.

L'inverse est l'étape géothermique, ou l'intervalle de profondeur auquel la température augmente de 1°C.

Dans différentes zones, en fonction de la structure géologique et d'autres conditions régionales et locales, le taux d'augmentation de la température avec la profondeur peut varier considérablement. À l'échelle de la Terre, les fluctuations de l'ampleur des gradients et des échelons géothermiques atteignent 25 fois. Par exemple, en Oregon (États-Unis), le gradient est de 150°C pour 1 km et en Afrique du Sud de 6°C pour 1 km.

La question est : quelle est la température à grande profondeur – 5, 10 km ou plus ? Si la tendance se poursuit, les températures à une profondeur de 10 km devraient être en moyenne d’environ 250 à 300°C. Ceci est plus ou moins confirmé par des observations directes dans des puits ultra-profonds, même si le tableau est bien plus compliqué qu'une augmentation linéaire de la température.

Par exemple, dans le puits très profond de Kola, foré dans le bouclier cristallin de la Baltique, la température jusqu'à une profondeur de 3 km change à raison de 10°C/1 km, puis le gradient géothermique devient 2 à 2,5 fois plus élevé. A une profondeur de 7 km, une température de 120°C a déjà été enregistrée, à 10 km - 180°C et à 12 km - 220°C.

Un autre exemple est un puits foré dans la région de la Caspienne du Nord, où à une profondeur de 500 m une température de 42°C a été enregistrée, à 1,5 km - 70°C, à 2 km - 80°C, à 3 km - 108°C. .

On suppose que le gradient géothermique diminue à partir d'une profondeur de 20 à 30 km : à une profondeur de 100 km, les températures estimées sont d'environ 1 300 à 1 500°C, à une profondeur de 400 km à 1 600°C, dans la zone terrestre. noyau (profondeurs supérieures à 6 000 km) - 4 000 à 5 000°C.

À des profondeurs allant jusqu'à 10 à 12 km, la température est mesurée au moyen de puits forés ; là où ils ne sont pas présents, elle est déterminée par des signes indirects de la même manière qu'à de plus grandes profondeurs. De tels signes indirects peuvent être la nature du passage des ondes sismiques ou la température de la lave en éruption.

Cependant, pour les besoins de l'énergie géothermique, les données sur les températures à des profondeurs supérieures à 10 km ne présentent pas encore d'intérêt pratique.

Il n’existe pas de définition stricte de la notion d’« eaux thermales ». En règle générale, il s'agit des eaux souterraines chaudes à l'état liquide ou sous forme de vapeur, y compris celles qui arrivent à la surface de la Terre avec une température supérieure à 20°C, c'est-à-dire généralement supérieure à la température de l'air. .

La chaleur des eaux souterraines, de la vapeur et des mélanges vapeur-eau est de l'énergie hydrothermale. En conséquence, l'énergie basée sur son utilisation est appelée hydrothermale.

Les eaux dont la température est comprise entre 20 et 30 °C et 100 °C conviennent au chauffage, tandis que les températures de 150 °C et plus conviennent à la production d'électricité dans les centrales géothermiques.

Théoriquement, seule l'énergie géothermique pourrait satisfaire pleinement les besoins énergétiques du pays. En pratique, à l’heure actuelle, sur la majeure partie du territoire, cela n’est pas réalisable pour des raisons techniques et économiques.

L'utilisation de l'énergie géothermique a une très longue histoire. L'un des premiers exemples connus est l'Italie, un lieu de la province de Toscane, aujourd'hui appelé Larderello, où, au début du XIXe siècle, les eaux thermales chaudes locales, coulant naturellement ou extraites de puits peu profonds, étaient utilisées à des fins énergétiques.

L'eau de sources souterraines, riche en bore, était utilisée ici pour obtenir acide borique. Initialement, cet acide était obtenu par évaporation dans des chaudières en fer et le bois ordinaire des forêts voisines était utilisé comme combustible, mais en 1827, Francesco Larderel créa un système qui fonctionnait sur la chaleur des eaux elles-mêmes. Dans le même temps, l'énergie de la vapeur d'eau naturelle a commencé à être utilisée pour faire fonctionner les plates-formes de forage et, au début du 20e siècle, pour chauffer les maisons et les serres locales. Là, à Larderello, en 1904, la vapeur d'eau thermale est devenue une source d'énergie pour produire de l'électricité.

L'exemple de l'Italie a été suivi par plusieurs autres pays à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Par exemple, en 1892, les eaux thermales ont été utilisées pour la première fois pour le chauffage local aux États-Unis (Boise, Idaho), en 1919 au Japon et en 1928 en Islande.

Aux États-Unis, la première centrale électrique fonctionnant à l'énergie hydrothermale est apparue en Californie au début des années 1930, en Nouvelle-Zélande - en 1958, au Mexique - en 1959, en Russie (le premier GeoPP binaire au monde) - en 1965.

Ancien principe sur une nouvelle source

La production d’électricité nécessite une température de source d’eau plus élevée que pour le chauffage – plus de 150°C. Le principe de fonctionnement d'une centrale géothermique (GeoPP) est similaire à celui d'une centrale thermique conventionnelle (CHP). En fait, une centrale géothermique est un type de centrale thermique.

Dans les centrales thermiques, la principale source d’énergie est généralement le charbon, le gaz ou le fioul, et le fluide de travail est la vapeur d’eau. Le combustible, lorsqu'il est brûlé, chauffe l'eau et la transforme en vapeur, qui fait tourner une turbine à vapeur qui produit de l'électricité.

La différence entre un GeoPP est que la principale source d'énergie ici est la chaleur de l'intérieur de la Terre et que le fluide de travail sous forme de vapeur est fourni aux aubes de turbine du générateur électrique sous une forme « prête » directement à partir du puits de production. .

Il existe trois principaux schémas d'exploitation des GeoPP : direct, utilisant de la vapeur sèche (géothermique) ; indirecte, à base d'eau hydrothermale, et mixte, ou binaire.

L'utilisation de l'un ou l'autre schéma dépend de l'état d'agrégation et de la température du vecteur énergétique.

Le plus simple et donc le premier des schémas maîtrisés est direct, dans lequel la vapeur provenant du puits passe directement à travers la turbine. La première centrale géoélectrique au monde à Larderello en 1904 fonctionnait également à la vapeur sèche.

Les GeoPP à fonctionnement indirect sont les plus courants à notre époque. Ils utilisent de l'eau souterraine chaude, qui est pompée sous haute pression dans un évaporateur, où une partie est évaporée, et la vapeur qui en résulte fait tourner une turbine. Dans certains cas, des dispositifs et circuits supplémentaires sont nécessaires pour purifier l'eau géothermique et la vapeur des composés agressifs.

La vapeur d'échappement pénètre dans le puits d'injection ou est utilisée pour chauffer les locaux - dans ce cas, le principe est le même que lors de l'exploitation d'une centrale thermique.

Dans les GeoPP binaires, l'eau thermale chaude interagit avec un autre liquide qui remplit les fonctions d'un fluide de travail avec un point d'ébullition plus bas. Les deux fluides traversent un échangeur de chaleur, où l'eau thermale évapore le fluide de travail, dont les vapeurs font tourner la turbine.

Ce système est fermé, ce qui résout le problème des émissions dans l'atmosphère. De plus, les fluides de travail à point d'ébullition relativement bas permettent d'utiliser des eaux thermales peu chaudes comme principale source d'énergie.

Les trois projets utilisent une source hydrothermale, mais l’énergie pétrothermique peut également être utilisée pour produire de l’électricité.

Le schéma de circuit dans ce cas est également assez simple. Il est nécessaire de forer deux puits interconnectés – d’injection et de production. L'eau est pompée dans le puits d'injection. En profondeur, il est chauffé, puis l'eau chauffée ou la vapeur formée à la suite d'un fort chauffage est amenée à la surface par le puits de production. Ensuite, tout dépend de la manière dont l’énergie pétrothermique est utilisée – pour le chauffage ou pour produire de l’électricité. Un cycle fermé est possible en pompant la vapeur et l’eau usées vers le puits d’injection ou une autre méthode d’élimination.

L'inconvénient d'un tel système est évident : pour obtenir une température suffisamment élevée du fluide de travail, il est nécessaire de forer des puits à de grandes profondeurs. Et ce sont des coûts importants et des risques de pertes de chaleur importantes lorsque le fluide monte. Par conséquent, les systèmes pétrothermiques sont encore moins répandus que les systèmes hydrothermaux, bien que le potentiel de l'énergie pétrothermique soit plusieurs fois plus élevé.

Actuellement, le leader dans la création de systèmes de circulation dits pétrothermiques (PCS) est l'Australie. De plus, ce domaine de la géothermie se développe activement aux États-Unis, en Suisse, en Grande-Bretagne et au Japon.

Cadeau de Lord Kelvin

L'invention de la pompe à chaleur en 1852 par le physicien William Thompson (alias Lord Kelvin) a offert à l'humanité une réelle opportunité d'utiliser la chaleur de faible qualité des couches supérieures du sol. Le système de pompe à chaleur, ou comme l'appelle Thompson, le multiplicateur de chaleur, est basé sur le processus physique de transfert de chaleur depuis environnement au réfrigérant. Essentiellement, il utilise le même principe que les systèmes pétrothermiques. La différence réside dans la source de chaleur, ce qui peut soulever une question terminologique : dans quelle mesure une pompe à chaleur peut-elle être considérée comme un système géothermique ? Le fait est que dans les couches supérieures, jusqu'à des profondeurs de plusieurs dizaines à centaines de mètres, les roches et les fluides qu'elles contiennent sont chauffés non pas par la chaleur profonde de la terre, mais par le soleil. Ainsi, c'est le soleil dans ce cas qui est la principale source de chaleur, même si elle provient, comme dans les systèmes géothermiques, du sol.

Le fonctionnement d'une pompe à chaleur est basé sur le retard du réchauffement et du refroidissement du sol par rapport à l'atmosphère, ce qui entraîne la formation d'un gradient de température entre la surface et les couches plus profondes, qui retiennent la chaleur même en hiver, comme c'est le cas en réservoirs. L’objectif principal des pompes à chaleur est le chauffage des locaux. Il s’agit essentiellement d’un « réfrigérateur inversé ». La pompe à chaleur et le réfrigérateur interagissent avec trois composants : l'environnement interne (dans le premier cas - une pièce chauffée, dans le second - la chambre refroidie du réfrigérateur), l'environnement externe - une source d'énergie et un réfrigérant (réfrigérant) , qui est également un liquide de refroidissement qui assure le transfert de chaleur ou de froid.

Une substance à faible point d’ébullition agit comme un réfrigérant, ce qui lui permet d’absorber la chaleur d’une source dont la température est même relativement basse.

Dans le réfrigérateur, le réfrigérant liquide s'écoule à travers un papillon (régulateur de pression) dans l'évaporateur, où, en raison d'une forte diminution de la pression, le liquide s'évapore. L'évaporation est un processus endothermique nécessitant l'absorption de chaleur extérieure. En conséquence, la chaleur est évacuée des parois internes de l'évaporateur, ce qui produit un effet de refroidissement dans la chambre du réfrigérateur. Ensuite, le réfrigérant est aspiré de l'évaporateur vers le compresseur, où il est renvoyé sous forme liquide. état physique. Il s'agit d'un processus inverse conduisant à la libération de la chaleur évacuée dans environnement externe. En règle générale, il est jeté à l'intérieur et la paroi arrière du réfrigérateur est relativement chaude.

Une pompe à chaleur fonctionne presque de la même manière, à la différence que la chaleur est extraite de l'environnement extérieur et pénètre, via l'évaporateur, dans l'environnement interne - le système de chauffage de la pièce.

Dans une véritable pompe à chaleur, l'eau est chauffée en passant par un circuit externe placé dans le sol ou dans un réservoir, puis entre dans l'évaporateur.

Dans l'évaporateur, la chaleur est transférée à un circuit interne rempli d'un réfrigérant à bas point d'ébullition qui, en passant à travers l'évaporateur, passe de l'état liquide à l'état gazeux, évacuant ainsi la chaleur.

Ensuite, le réfrigérant gazeux entre dans le compresseur, où il est comprimé à haute pression et température, et entre dans le condenseur, où un échange de chaleur se produit entre le gaz chaud et le liquide de refroidissement du système de chauffage.

Le compresseur a besoin d'électricité pour fonctionner, cependant, le taux de transformation (rapport entre l'énergie consommée et générée) en systèmes modernes suffisamment élevés pour garantir leur efficacité.

Actuellement, les pompes à chaleur sont très largement utilisées pour le chauffage des locaux, principalement à des fins économiques. pays développés.

Une énergie éco-correcte

L’énergie géothermique est considérée comme respectueuse de l’environnement, ce qui est généralement vrai. Tout d’abord, il utilise une ressource renouvelable et quasiment inépuisable. La géothermie ne nécessite pas de grands territoires, contrairement aux grandes centrales hydroélectriques ou aux parcs éoliens, et ne pollue pas l’atmosphère, contrairement à l’énergie des hydrocarbures. En moyenne, un GeoPP occupe 400 m 2 pour 1 GW d'électricité produite. Le même chiffre pour une centrale thermique au charbon, par exemple, est de 3 600 m2. Les avantages environnementaux de GeoPP incluent également une faible consommation d'eau - 20 litres eau douce pour 1 kW, tandis que les centrales thermiques et nucléaires nécessitent environ 1 000 litres. A noter qu’il s’agit des indicateurs environnementaux du GeoPP « moyen ».

Mais négatif effets secondaires existent toujours. Parmi elles, on identifie le plus souvent le bruit, la pollution thermique de l'atmosphère et la pollution chimique de l'eau et du sol, ainsi que la formation de déchets solides.

Source principale pollution chimique milieu - l'eau thermale elle-même (avec haute température et minéralisation), contenant souvent de grandes quantités de composés toxiques, ce qui pose un problème d'élimination des eaux usées et des substances dangereuses.

Les effets négatifs de l'énergie géothermique peuvent être retracés à plusieurs étapes, à commencer par le forage des puits. Les mêmes dangers surviennent ici que lors du forage de n'importe quel puits : destruction du sol et de la couverture végétale, contamination des sols et des eaux souterraines.

Au stade de l'exploitation du GeoPP, des problèmes de pollution de l'environnement subsistent. Les fluides thermiques - eau et vapeur - contiennent généralement du dioxyde de carbone (CO 2), du sulfure de soufre (H 2 S), de l'ammoniac (NH 3), du méthane (CH 4), du sel de table (NaCl), du bore (B), de l'arsenic (As ), mercure (Hg). Rejetés dans le milieu extérieur, ils deviennent des sources de pollution. De plus, un environnement chimique agressif peut provoquer une destruction corrosive des structures des centrales géothermiques.

Dans le même temps, les émissions de polluants des centrales géoélectriques sont en moyenne inférieures à celles des centrales thermiques. Par exemple, les émissions dioxyde de carbone pour chaque kilowattheure d'électricité produite, cela peut aller jusqu'à 380 g dans les GeoPP, 1 042 g dans les centrales thermiques au charbon, 906 g dans les centrales électriques au fioul et 453 g dans les centrales thermiques au gaz.

La question se pose : que faire des eaux usées ? Si la minéralisation est faible, elle peut être rejetée dans les eaux de surface après refroidissement. Une autre solution consiste à le réinjecter dans l'aquifère via un puits d'injection, qui est de préférence et principalement utilisé à l'heure actuelle.

L'extraction de l'eau thermale des aquifères (ainsi que le pompage de l'eau ordinaire) peut provoquer des affaissements et des mouvements de sol, d'autres déformations des couches géologiques et des micro-séismes. La probabilité que de tels phénomènes se produisent est généralement faible, même si des cas isolés ont été enregistrés (par exemple au GeoPP de Staufen im Breisgau en Allemagne).

Il convient de souligner que la plupart des GeoPP sont situés dans des zones relativement peu peuplées et dans des pays du tiers monde, où les exigences environnementales sont moins strictes que dans les pays développés. De plus, le nombre de GeoPP et leurs capacités sont actuellement relativement faibles. Avec un développement à plus grande échelle de la géothermie risques environnementaux peut croître et se multiplier.

Quelle est l’énergie de la Terre ?

Les coûts d'investissement pour la construction de systèmes géothermiques varient dans une très large fourchette - de 200 à 5 000 dollars pour 1 kW de capacité installée, c'est-à-dire le plus options bon marché comparable au coût de construction d’une centrale thermique. Ils dépendent tout d’abord des conditions d’apparition des eaux thermales, de leur composition et de la conception du système. Le forage à de grandes profondeurs, la création d'un système fermé avec deux puits et la nécessité de purifier l'eau peuvent augmenter le coût plusieurs fois.

Par exemple, les investissements dans la création d'un système de circulation pétrothermique (PCS) sont estimés entre 1,6 et 4 mille dollars pour 1 kW de capacité installée, ce qui dépasse les coûts de construction d'une centrale nucléaire et est comparable aux coûts de construction d'énergie éolienne et centrales solaires.

L’avantage économique évident de GeoTES est l’énergie gratuite. À titre de comparaison, dans la structure des coûts d’une centrale thermique ou d’une centrale nucléaire en exploitation, le combustible représente 50 à 80 %, voire plus, selon les prix actuels de l’énergie. D'où un autre avantage système géothermique: les coûts d'exploitation sont plus stables et prévisibles, car ils ne dépendent pas des conditions externes des prix de l'énergie. En général, les coûts d'exploitation des centrales géothermiques sont estimés entre 2 et 10 centimes (60 kopecks – 3 roubles) pour 1 kWh d'électricité produite.

Le deuxième poste de dépense après l'énergie (et très important) est, en règle générale, salaires personnel de l'usine, qui peut varier considérablement selon les pays et les régions.

En moyenne, le coût de 1 kWh d'énergie géothermique est comparable à celui des centrales thermiques (dans les conditions russes - environ 1 rouble/1 kWh) et dix fois plus élevé que le coût de production d'électricité dans une centrale hydroélectrique (5 à 10 kopecks/1 kWh ).

Ce coût élevé s'explique en partie par le fait que, contrairement aux centrales thermiques et hydrauliques, les centrales géothermiques ont une puissance relativement faible. De plus, il est nécessaire de comparer les systèmes situés dans la même région et dans des conditions similaires. Par exemple, au Kamtchatka, selon les experts, 1 kWh d'électricité géothermique coûte 2 à 3 fois moins cher que l'électricité produite dans les centrales thermiques locales.

Les indicateurs de l'efficacité économique d'un système géothermique dépendent, par exemple, de la nécessité ou non d'éliminer les eaux usées et de la manière dont cela est fait, ainsi que de la possibilité d'une utilisation combinée de la ressource. Ainsi, les éléments et composés chimiques extraits de l’eau thermale peuvent apporter des revenus supplémentaires. Rappelons l'exemple de Larderello : la production chimique y était primordiale, et l'utilisation de l'énergie géothermique était initialement à caractère auxiliaire.

L’énergie géothermique en avant

L’énergie géothermique se développe un peu différemment de l’énergie éolienne et solaire. Actuellement, cela dépend beaucoup plus de la nature de la ressource elle-même, qui varie fortement selon les régions, et les concentrations les plus élevées sont associées à des zones étroites d'anomalies géothermiques, généralement associées à des zones de failles tectoniques et de volcanisme.

De plus, l’énergie géothermique est moins gourmande en technologie que l’énergie éolienne et, surtout, l’énergie solaire : les systèmes de stations géothermiques sont assez simples.

Dans la structure globale de la production mondiale d'électricité, la composante géothermique représente moins de 1 %, mais dans certaines régions et pays, sa part atteint 25 à 30 %. En raison des conditions géologiques, une partie importante de la capacité d'énergie géothermique est concentrée dans les pays du tiers monde, où se trouvent trois pôles de plus grand développement de l'industrie - les îles de l'Asie du Sud-Est, de l'Amérique centrale et de l'Afrique de l'Est. Les deux premières régions font partie de la «ceinture de feu de la Terre» du Pacifique, la troisième est liée au rift est-africain. Il est fort probable que l’énergie géothermique continue à se développer dans ces ceintures. Une perspective plus lointaine est le développement de l'énergie pétrothermique, utilisant la chaleur des couches terrestres situées à plusieurs kilomètres de profondeur. Il s'agit d'une ressource quasi omniprésente, mais son extraction nécessite des coûts élevés, c'est pourquoi l'énergie pétrothermique se développe principalement dans les pays les plus puissants économiquement et technologiquement.

De manière générale, compte tenu de la large répartition des ressources géothermiques et d'un niveau acceptable de sécurité environnementale, il y a des raisons de croire que l'énergie géothermique a de bonnes perspectives de développement. Surtout avec la menace croissante d’une pénurie des ressources énergétiques traditionnelles et de la hausse de leurs prix.

Du Kamtchatka au Caucase

En Russie, le développement de l'énergie géothermique a une histoire assez longue et, dans un certain nombre de positions, nous sommes parmi les leaders mondiaux, même si la part de l'énergie géothermique dans le bilan énergétique global de cet immense pays est encore négligeable.

Deux régions sont devenues pionnières et centres de développement de l'énergie géothermique en Russie - le Kamtchatka et Caucase du Nord, et si dans le premier cas nous parlons principalement d'énergie électrique, alors dans le second - de l'utilisation de l'énergie thermique de l'eau thermale.

Dans le Caucase du Nord - dans Région de Krasnodar, Tchétchénie, Daghestan - la chaleur des eaux thermales était utilisée à des fins énergétiques avant même le Grand Guerre patriotique. Dans les années 1980-1990, le développement de l’énergie géothermique dans la région, pour des raisons évidentes, s’est arrêté et n’est pas encore sortie de sa stagnation. Néanmoins, l'approvisionnement en eau géothermique dans le Caucase du Nord fournit de la chaleur à environ 500 000 personnes et, par exemple, la ville de Labinsk dans le territoire de Krasnodar, avec une population de 60 000 habitants, est entièrement chauffée par les eaux géothermiques.

Au Kamchatka, l'histoire de l'énergie géothermique est avant tout liée à la construction de GeoPP. Les premières d'entre elles, les stations Pauzhetskaya et Paratunka, toujours en activité, ont été construites en 1965-1967, tandis que le GeoPP Paratunka d'une capacité de 600 kW est devenu la première station au monde dotée d'un cycle binaire. C'est ce qu'ont développé les scientifiques soviétiques S.S. Kutateladze et A.M. Rosenfeld de l'Institut de thermophysique SB RAS, qui ont reçu en 1965 un certificat d'auteur pour l'extraction d'électricité à partir d'eau à une température de 70°C. Cette technologie est ensuite devenue le prototype de plus de 400 GeoPP binaires dans le monde.

La capacité du GeoPP Pauzhetskaya, mis en service en 1966, était initialement de 5 MW et a ensuite été augmentée à 12 MW. Actuellement, une unité binaire est en construction à la centrale, ce qui augmentera sa capacité de 2,5 MW supplémentaires.

Le développement de l'énergie géothermique en URSS et en Russie a été entravé par la disponibilité des sources d'énergie traditionnelles - pétrole, gaz, charbon, mais n'a jamais été arrêté. Les plus grandes installations d'énergie géothermique à l'heure actuelle sont le GeoPP Verkhne-Mutnovskaya avec une capacité totale de unités de puissance de 12 MW, mise en service en 1999, et le GeoPP Mutnovskaya avec une capacité de 50 MW (2002).

Les GeoPP Mutnovskaya et Verkhne-Mutnovskaya sont des objets uniques non seulement pour la Russie, mais aussi à l'échelle mondiale. Les stations sont situées au pied du volcan Mutnovsky, à une altitude de 800 mètres au-dessus du niveau de la mer, et fonctionnent dans des conditions extrêmes. conditions climatiques, où l'hiver dure 9 à 10 mois par an. L'équipement des GeoPP de Mutnovsky, actuellement l'un des plus modernes au monde, a été entièrement créé dans des entreprises nationales d'ingénierie énergétique.

Actuellement, la part des stations Mutnovsky dans la structure globale de consommation d'énergie du pôle énergétique central du Kamtchatka est de 40 %. Il est prévu d'augmenter la capacité dans les années à venir.

Une mention spéciale doit être faite aux développements pétrothermiques russes. Nous n’avons pas encore de grands centres de forage, mais nous disposons de technologies avancées pour forer à de grandes profondeurs (environ 10 km), qui n’ont pas non plus d’analogues dans le monde. Leur développement ultérieur réduira radicalement les coûts de création de systèmes pétrothermiques. Les développeurs de ces technologies et projets sont N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (Institut géologique de l'Académie des sciences de Russie), A. S. Nekrasov (Institut de prévision économique nationale de l'Académie des sciences de Russie) et des spécialistes de l'usine de turbines de Kaluga. Actuellement, le projet de système de circulation pétrothermique en Russie est au stade expérimental.

L'énergie géothermique a des perspectives en Russie, même si elles sont relativement lointaines : à l'heure actuelle, le potentiel est assez important et la position de l'énergie traditionnelle est forte. Dans le même temps, dans un certain nombre de régions reculées du pays, l'utilisation de l'énergie géothermique est économiquement rentable et est déjà très demandée. Il s'agit de territoires à fort potentiel géoénergétique (Tchoukotka, Kamtchatka, îles Kouriles - la partie russe de la «ceinture de feu de la Terre» du Pacifique, les montagnes du sud de la Sibérie et du Caucase) et en même temps éloignés et coupés du système centralisé. approvisionnements en énergie.

Probablement, dans les décennies à venir, l'énergie géothermique dans notre pays se développera précisément dans ces régions.