Геотермална енергија
Већ из имена је јасно да представља топлину унутрашњости земље. Испод земљине коре налази се слој магме, која је ватрена течна силикатна талина. Према подацима истраживања, енергетски потенцијал ове топлоте је много већи од енергије светских резерви природног гаса, као и нафте. Магма - лава излази на површину. Штавише, највећа активност се примећује у оним слојевима земље на којима се налазе границе тектонских плоча, као и где се земаљска кора одликује танкоћом. Геотермална енергија земље добија се на следећи начин: лава и водени ресурси планете долазе у контакт, услед чега вода почиње нагло да се загрева. То доводи до ерупције гејзира, формирања такозваних врелих језера и подводних струја. Односно, управо оним природним појавама, чија се својства активно користе као неисцрпан извор енергије.
Нафтна енергија
Тренутно се топлота унутрашњости земље широко користи у свету, а то је углавном енергија плитких бунара - до 1 км. Да би се обезбедило снабдевање електричном енергијом, топлотом или топлом водом, уграђују се разводни измењивачи топлоте који раде на течности са ниском тачком кључања (на пример, фреон).
У данашње време употреба бушотинског измењивача топлоте је најрационалнији начин производње топлоте. Изгледа овако: расхладна течност циркулише у затвореној петљи. Загрејани се уздиже дуж концентрично спуштене цеви, одајући топлоту, након чега се охлађен помоћу пумпе пумпа у кућиште.
Употреба енергије унутрашњости земље заснива се на природном феномену - како се приближава језгру Земље, температура земљине коре и плашта расте. На нивоу 2-3 км од површине планете достиже више од 100 ° С, повећавајући се у просеку за 20 ° С са сваким следећим километром. На дубини од 100 км температура достиже 1300-1500 ºС.
Вештачки геотермални извори
Енергија садржана у утроби земље мора се користити паметно. На пример, постоји идеја за стварање подземних котлова. Да бисте то урадили, потребно је избушити два бунара довољне дубине, која ће бити повезана на дну. Односно, испоставља се да је у готово било ком углу копна могуће индустријски добити геотермалну енергију: хладна вода ће се пумпати у резервоар кроз један бунар, а топла вода или пара ће се вадити кроз други. Вештачки извори топлоте биће корисни и рационални ако добијена топлота даје више енергије. Пара се може усмерити на турбинске генераторе који ће производити електричну енергију.
Наравно, одабрана топлота је само делић онога што је доступно у укупним резервама. Али треба имати на уму да ће се дубока топлота непрестано допуњавати због процеса радиоактивног пропадања, компресије стена, раслојавања црева. Према стручњацима, земаљска кора акумулира топлоту чија је укупна количина 5.000 пута већа од калоријске вредности свих фосилних ресурса земље у целини. Испоставља се да време рада таквих вештачки створених геотермалних станица може бити неограничено.
Методе прикупљања енергетских ресурса Земље
Данас постоје три главне методе сакупљања геотермалне енергије: сува пара, топла вода и бинарни циклус. Процес суве паре директно ротира турбинске погоне генератора електричне енергије. Топла вода улази одоздо према горе, а затим се распршује у резервоар да би се створила пара за погон турбина.Ове две методе су најчешће, производећи стотине мегавата електричне енергије у Сједињеним Државама, на Исланду, у Европи, Русији и другим земљама. Али локација је ограничена, јер ове фабрике раде само у тектонским регионима где је лакше приступити загрејаној води.
Са технологијом бинарног циклуса, топла (не нужно топла) вода се екстрахује на површину и комбинује са бутаном или пентаном, који има ниску тачку кључања. Ова течност се пумпа кроз измењивач топлоте где се испарава и шаље кроз турбину пре повратка у систем. Технологија бинарног циклуса обезбеђује десетине мегавата електричне енергије у Сједињеним Државама: Калифорнији, Невади и на Хавајским острвима.
Принцип добијања енергије
Мане добијања геотермалне енергије
На корисном нивоу, геотермалне електране су скупе за изградњу и рад. Проналажење одговарајуће локације захтева скупа испитивања бунара без гаранције да ћете погодити продуктивно жариште под земљом. Међутим, аналитичари очекују да ће се овај капацитет скоро удвостручити у наредних шест година.
Поред тога, подручја са високом температуром подземног извора налазе се у областима са активним геолошким вулканима. Ова „жаришта“ су настала на границама тектонских плоча на местима где је кора прилично танка. Тихоокеански регион се често назива ватреним прстеном за многе вулкане са многим жариштима, укључујући Аљаску, Калифорнију и Орегон. Невада има стотине жаришних тачака које покривају већи део севера Сједињених Држава.
Постоје и други сеизмички активни региони. Земљотреси и кретање магме омогућавају циркулацију воде. Понегде се вода издиже на површину и јављају се природни врући извори и гејзири, као на Камчатки. Вода у гејзирима Камчатке достиже 95 ° Ц.
Један од проблема отворених система гејзира је испуштање одређених загађивача ваздуха. Водоник-сулфид је токсични гас са врло препознатљивим мирисом „трулог јајета“ - мала количина арсена и минерала који се ослобађају паром. Сол такође може представљати еколошки проблем.
У приобалним геотермалним електранама у цевима се акумулира значајна количина ометајуће соли. У затвореним системима нема емисије и сва течност изнесена на површину се враћа.
Економски потенцијал енергетског ресурса
Жаришта нису једина места на којима се може наћи геотермална енергија. Стално се испоручује употребљива топлота за директно грејање било где од 4 метра до неколико километара испод површине готово било где на земљи. Чак и земљиште у вашем дворишту или локалној школи има економски потенцијал у облику топлоте да се пумпа у ваш дом или друге зграде.
Поред тога, постоји огромна количина топлотне енергије у сувим стенским формацијама врло дубоко испод површине (4-10 км).
Употреба нове технологије могла би проширити геотермалне системе, где људи могу користити ову топлоту за производњу електричне енергије у много већем обиму од конвенционалних технологија. Први демонстрацијски пројекти овог принципа производње електричне енергије приказани су у Сједињеним Државама и Аустралији још 2013. године.
Ако се пуни економски потенцијал геотермалних ресурса може остварити, то ће представљати огроман извор електричне енергије за производне погоне. Научници сугеришу да конвенционални геотермални извори имају потенцијал од 38.000 МВ, што може произвести 380 милиона МВ електричне енергије годишње.
Вруће суве стене јављају се на дубинама од 5 до 8 км свуда под земљом и на мањим дубинама на одређеним местима.Приступ тим ресурсима укључује увођење хладне воде која циркулише кроз вреле стене и уклањање загрејане воде. Тренутно нема комерцијалне апликације за ову технологију. Постојеће технологије још увек не омогућавају враћање топлотне енергије директно из магме, врло дубоко, али ово је најмоћнији ресурс геотермалне енергије.
Комбинацијом енергетских ресурса и њихове доследности, геотермална енергија може играти незаменљиву улогу као чистији, одрживији енергетски систем.
Карактеристике извора
Изворе који пружају геотермалну енергију готово је немогуће у потпуности користити. Постоје у више од 60 земаља света, са већином копнених вулкана у Тихом океану вулканског прстена. Али у пракси се испоставља да су геотермални извори у различитим регионима света потпуно различити по својим својствима, наиме, просечна температура, минерализација, састав гаса, киселост итд.
Гејзири су извори енергије на Земљи, чија је посебност у томе што у редовним интервалима избацују кипућу воду. Након што се догоди ерупција, базен постаје без воде, на његовом дну можете видети канал који иде дубоко у земљу. Гејзири се користе као извори енергије у регионима као што су Камчатка, Исланд, Нови Зеланд и Северна Америка, а усамљени гејзири се налазе у неколико других подручја.
Индустрија и стамбене и комуналне услуге
У новембру 2014. године у Кенији је почела да ради највећа геотермална електрана на свету у то време. Други по величини налази се на Исланду - ово је Хеллисхеиди, који узима топлоту из извора у близини вулкана Хенгиедл.
Остале земље које користе геотермалну енергију у индустријским размерама: САД, Филипини, Русија, Јапан, Костарика, Турска, Нови Зеланд итд.
Постоје четири главне шеме за производњу енергије у ГеоТПП-у:
- равно, када се пара кроз цеви усмерава на турбине повезане на генераторе енергије;
- индиректно, слично претходном у свему, осим што се пре уласка у цеви пара очисти од гасова;
- бинарно - као радна топлота не користи се вода или пара, већ друга течност са ниском тачком кључања;
- мешовито - слично правој линији, али након кондензације нерастворени гасови се уклањају из воде.
2009. године тим истраживача у потрази за употребљивим геотермалним ресурсима достигао је растопљену магму дубоку само 2,1 км. Такав пад у магму је врло редак, ово је тек други познати случај (претходни се догодио на Хавајима 2007. године).
Иако цев повезана са магмом никада није била повезана са оближњом геотермалном електраном Крафла, научници су добили врло обећавајуће резултате. До сада су све оперативне станице топлоту узимале индиректно, са земаљских стена или из подземних вода.
Одакле енергија?
Неохлађена магма налази се врло близу земљине површине. Из њега се ослобађају гасови и паре који се подижу и пролазе дуж пукотина. Мешајући се са подземном водом, они узрокују њихово загревање, сами се претварају у топлу воду, у којој су растворене многе супстанце. Таква вода се пушта на површину земље у облику различитих геотермалних извора: врела, минерални извори, гејзири итд. Према научницима, врућа утроба земље су пећине или коморе повезане пролазима, пукотинама и каналима. Они су само испуњени подземном водом, а врло близу њих су коморе магме. Тако се топлотна енергија земље природно формира.
Хидротермална енергија
Вода која циркулише на великим дубинама загрева се до значајних вредности. У сеизмички активним предјелима издиже се на површину дуж пукотина у земљиној кори, а у мирним пределима може се уклонити помоћу бунара.
Принцип рада је исти: загрејана вода се подиже уз бунар, одаје топлоту и враћа се низ другу цев. Циклус је практично бескрајан и обнавља се све док топлота остаје у унутрашњости земље.
У неким сеизмички активним регионима вруће воде леже толико близу површине да се може из прве руке посматрати како геотермална енергија ради. Фотографија близине вулкана Крафла (Исланд) приказује гејзире који пропуштају пару за тамошњу електрану која ради.
Електрично поље Земље
У природи постоји још један алтернативни извор енергије, који се одликује обновљивошћу, еколошком прихватљивошћу и лакоћом употребе. Истина, до сада се овај извор само проучава и не примењује у пракси. Дакле, потенцијална енергија Земље крије се у њеном електричном пољу. Енергија се на овај начин може добити проучавањем основних закона електростатике и карактеристика електричног поља Земље. У ствари, наша планета са електричне тачке гледишта је сферни кондензатор напуњен до 300.000 волти. Његова унутрашња сфера има негативан набој, а спољна, јоносфера, је позитивна. Земљина атмосфера је изолатор. Кроз њега постоји стални проток јонских и конвективних струја, које достижу силу од више хиљада ампера. Међутим, потенцијална разлика између плоча се у овом случају не смањује.
То сугерише да у природи постоји генератор чија је улога стално надокнађивање цурења наелектрисања са плоча кондензатора. Улогу таквог генератора игра Земљино магнетно поље, ротирајући се са нашом планетом у протоку сунчевог ветра. Енергија Земљиног магнетног поља може се добити само повезивањем потрошача енергије са овим генератором. Да бисте то урадили, потребно је да извршите поуздану инсталацију уземљења.
Врућина Земље
(За крај. За почетак, видети Наука и живот, бр. 9, 2013)
Колектор за сакупљање термалне борне воде у Лардерелу (Италија), прва половина 19. века.
Мотор и претварач коришћени у Лардереллу 1904. године у првом експерименту за производњу геотермалне електричне енергије.
Шематски дијаграм рада термоелектране.
Принцип рада ГеоПП-а на сувој пари. Геотермална пара из производне бушотине пролази директно кроз парну турбину. Најједноставнија од постојећих шема рада ГеоПП-а.
Принцип рада ГеоПП-а са индиректним колом. Врућа подземна вода из производног бунара пумпа се у испаривач, а резултујућа пара се доводи у турбину.
Принцип рада бинарног ГеоПП-а. Топла термална вода ступа у интеракцију са другом течношћу која делује као радна течност и има нижу тачку кључања.
Шема рада петротермалног система. Систем се заснива на употреби температурног градијента између површине земље и њеног подземља, где је температура виша.
Шематски дијаграм фрижидера и топлотне пумпе: 1 - кондензатор; 2 - гас (регулатор притиска); 3 - испаривач; 4 - компресор.
Мутновскаиа ГеоПП на Камчатки. На крају 2011. године инсталирани капацитет станице био је 50 МВ, али планирано је да се повећа на 80 МВ. Фото Татиана Коробкова (Истраживачка лабораторија ОИЕ Географског факултета Московског државног универзитета Ломоносов.)
‹
›
Употреба геотермалне енергије има веома дугу историју. Један од првих познатих примера је Италија, место у провинцији Тоскана, која се данас зове Лардерелло, где су се већ почетком 19. века користиле локалне вруће термалне воде, које су се природно изливале или вадиле из плитких бунара. енергетске сврхе.
Овде је коришћена бором богата подземна вода за добијање борне киселине. У почетку се ова киселина добија испаравањем у гвозденим котловима, а обично гориво за огрев из оближњих шума узимало се као гориво, али је 1827. године Францесцо Лардерел створио систем који је радио на топлоти самих вода. Истовремено, енергија природне водене паре почела је да се користи за рад бушаћих постројења, а почетком 20. века - за грејање локалних кућа и стакленика. На истом месту, у Лардерелу, 1904. године, термална водена пара постала је извор енергије за производњу електричне енергије.
Неке друге земље следиле су пример Италије крајем 19. и почетком 20. века. На пример, 1892. године термалне воде су се први пут користиле за локално грејање у Сједињеним Државама (Боисе, Ајдахо), 1919. у Јапану и 1928. на Исланду.
У Сједињеним Државама прва хидротермална електрана појавила се у Калифорнији почетком 1930-их, на Новом Зеланду 1958. године, у Мексику 1959. године, у Русији (прва бинарна геотермална електрана на свету) 1965. године ...
Стари принцип о новом извору
За производњу електричне енергије потребна је виша температура извора воде него за грејање - више од 150 ° Ц. Принцип рада геотермалне електране (ГеоПП) сличан је принципу рада конвенционалне термоелектране (ТЕ). У ствари, геотермална електрана је нека врста термоелектране.
У ТЕ, по правилу, угаљ, гас или мазут делују као примарни извор енергије, а водена пара служи као радни флуид. Гориво, сагоревајући, загрева воду до стања паре која окреће парну турбину и она ствара електричну енергију.
Разлика између ГеоПП-а је у томе што је овде примарни извор енергије топлота земљине унутрашњости, а радни флуид у облику паре доведе се до лопатица турбине електричног генератора у „готовом“ облику директно из производње па.
Постоје три главне шеме рада ГеоПП-а: директна, користећи суву (геотермалну) пару; индиректни, на бази хидротермалне воде и мешани или бинарни.
Употреба одређене шеме зависи од агрегационог стања и температуре носача енергије.
Најједноставнија и стога прва од савладаних шема је равна линија, у којој пара која долази из бунара пролази директно кроз турбину. Први геоПП на свету у Лардерелло-у је такође радио на сувој пари 1904. године.
ГеоПП-ови са индиректном шемом рада су најчешћи у наше време. Користе врућу подземну воду која се пумпа у испаривач под високим притиском, где се део испарава, а резултујућа пара ротира турбину. У неким случајевима су потребни додатни уређаји и кругови за пречишћавање геотермалне воде и паре од агресивних једињења.
Потрошена пара улази у ињекциону бушотину или се користи за грејање простора - у овом случају принцип је исти као у раду СПТЕ.
Код бинарних ГеоПП-ова, врућа термална вода комуницира са другом течношћу која делује као радна течност са нижом тачком кључања. Обе течности пролазе кроз измењивач топлоте, где термална вода испарава радни флуид, чија пара ротира турбину.
Овај систем је затворен, што решава проблем емисије у атмосферу. Поред тога, радне течности са релативно ниском тачком кључања омогућавају употребу не баш врућих термалних вода као примарног извора енергије.
У све три шеме се користи хидротермални извор, али се петротермална енергија такође може користити за производњу електричне енергије (за разлике између хидротермалне и петротермалне енергије видети Наука и живот, бр. 9, 2013).
Шематски дијаграм је у овом случају такође прилично једноставан. Потребно је избушити две међусобно повезане бушотине - ињекциону и производну. Вода се пумпа у ињекциони бунар. У дубини се загрева, а затим загрејана вода или пара настала као резултат јаког загревања доводе се кроз производни бунар на површину. Даље, све зависи од тога како се петротермална енергија користи - за грејање или за производњу електричне енергије. Могућ је затворени циклус убризгавањем отпадне паре и воде натраг у ињекциони бунар или другим начином одлагања.
Недостатак таквог система је очигледан: да би се добила довољно висока температура радне течности, потребно је бушити бунаре до велике дубине.А то су озбиљни трошкови и ризик од значајних губитака топлоте када се течност креће нагоре. Стога су петротермални системи и даље мање раширени од хидротермалних, иако је потенцијал петротермалне енергије за редове величине већи.
Тренутно је Аустралија лидер у стварању такозваних петротермалних циркулационих система (ПЦС). Поред тога, овај правац геотермалне енергије се активно развија у САД-у, Швајцарској, Великој Британији и Јапану.
Поклон Лорда Келвина
Изум топлотне пумпе физичара Вилијама Томпсона (звани Лорд Келвин) 1852. године пружио је човечанству стварну прилику да користи топлоту ниског потенцијала горњих слојева тла. Систем топлотне пумпе, или, како га је Томпсон назвао, мултипликатор топлоте, заснован је на физичком процесу преноса топлоте из околине у расхладно средство. У ствари, користи исти принцип као у петротермалним системима. Разлика је у извору топлоте, у вези са чиме се може поставити терминолошко питање: у којој мери се топлотна пумпа може сматрати геотермалним системом? Чињеница је да се у горњим слојевима, до дубине од десетина - стотина метара, стене и течности садржане у њима загревају не дубоком топлотом земље, већ сунцем. Дакле, сунце је у овом случају примарни извор топлоте, иако је оно узето, као у геотермалним системима, са земље.
Рад топлотне пумпе заснован је на кашњењу загревања и хлађења тла у поређењу са атмосфером, услед чега се формира температурни градијент између површинских и дубљих слојева, који задржавају топлоту и зими, слично као шта се дешава у воденим телима. Главна сврха топлотних пумпи је грејање простора. У ствари, то је „обрнути фрижидер“. И топлотна пумпа и фрижидер комуницирају са три компоненте: унутрашњим окружењем (у првом случају - грејаном собом, у другом - хладном комором фрижидера), спољним окружењем - извором енергије и расхладним средством (расхладним средством) , такође је носач топлоте који обезбеђује пренос топлоте или хладноћу.
Супстанца са ниском тачком кључања делује као расхладно средство, што јој омогућава да узима топлоту из извора који има чак и релативно ниску температуру.
У фрижидеру течно расхладно средство улази у испаривач кроз пригушницу (регулатор притиска), где услед наглог смањења притиска течност испарава. Испаравање је ендотермни процес који захтева спољну апсорпцију топлоте. Као резултат, топлота се узима са унутрашњих зидова испаривача, што обезбеђује ефекат хлађења у комори хладњака. Даље, из испаривача, расхладно средство се усисава у компресор, где се враћа у течно агрегатно стање. Ово је обрнути процес који доводи до ослобађања уклоњене топлоте у спољно окружење. По правилу се баца у собу, а задњи део фрижидера је релативно топао.
Топлотна пумпа ради приближно на исти начин, с том разликом што се топлота узима из спољног окружења и кроз испаривач улази у унутрашње окружење - систем грејања просторије.
У правој топлотној пумпи вода се загрева, пролазећи дуж спољног круга, положеног у земљу или у резервоар, а затим улази у испаривач.
У испаривачу се топлота преноси у унутрашњи круг испуњен расхладним средством са ниском тачком кључања, које, пролазећи кроз испаривач, из течности прелази у гасовито стање, одузимајући топлоту.
Даље, гасовито расхладно средство улази у компресор, где се компримује до високог притиска и температуре, и улази у кондензатор, где се одвија размена топлоте између врућег гаса и расхладне течности из система грејања.
Компресору је потребна струја за рад, међутим, однос трансформације (однос потрошене и произведене енергије) у модерним системима је довољно висок да осигура њихову ефикасност.
Тренутно се топлотне пумпе широко користе за грејање простора, углавном у економски развијеним земљама.
Еко-коректна енергија
Геотермална енергија се сматра еколошком, што је генерално тачно. Пре свега, користи обновљиви и практично неисцрпни ресурс. Геотермална енергија не захтева велике површине, за разлику од великих хидроелектрана или ветропаркова, и не загађује атмосферу, за разлику од енергије угљоводоника. У просеку ГеоПП заузима 400 м2 у смислу 1 ГВ произведене електричне енергије. На пример, иста цифра за термоелектрану на угаљ износи 3600 м2. Еколошке предности ГеоПП-а укључују и малу потрошњу воде - 20 литара свеже воде на 1 кВ, док ТЕ и НЕ захтевају око 1000 литара. Имајте на уму да су ово еколошки показатељи „просечног“ ГеоПП-а.
Али и даље постоје негативни нежељени ефекти. Међу њима се најчешће разликују бука, термичко загађење атмосфере и хемијско загађење - воде и тла, као и стварање чврстог отпада.
Главни извор хемијског загађења животне средине је стварна термална вода (са високом температуром и минерализацијом), која често садржи велике количине токсичних једињења, у вези са чиме постоји проблем одлагања отпадних вода и опасних материја.
Негативни ефекти геотермалне енергије могу се пратити у неколико фаза, почев од бушења бунара. Овде се јављају исте опасности као и код бушења било ког бунара: уништавање тла и вегетационог покривача, загађење тла и подземних вода.
У фази рада ГеоПП-а и даље постоје проблеми загађења животне средине. Термалне течности - вода и пара - обично садрже угљен-диоксид (ЦО2), сумпор-сулфид (Х2С), амонијак (НХ3), метан (ЦХ4), кухињску со (НаЦл), бор (Б), арсен (Ас), живу (Хг ). Када се пусте у животну средину, постају извори њеног загађења. Поред тога, агресивно хемијско окружење може проузроковати корозивно оштећење структура Геотермалне електране.
Истовремено, емисије загађујућих материја на ГеоПП-има су у просеку ниже него у ТЕ-има. На пример, емисије угљен-диоксида за сваки киловат-сат произведене електричне енергије износе до 380 г у ТЕ, 1042 г - у ТЕ на угаљ, 906 г - у лож уље и 453 г - у ТЕ.
Поставља се питање: шта радити са отпадном водом? Са сланом сланошћу, може се испустити у површинске воде након хлађења. Други начин је ињектирање натраг у водоносни слој кроз ињекциону бушотину, која је данас пожељна и претежно се користи.
Вађење термалне воде из водоносних слојева (као и испумпавање обичне воде) може проузроковати слегање и померање тла, друге деформације геолошких слојева и микро-земљотресе. Вероватноћа за такве појаве је, по правилу, мала, иако су забележени појединачни случајеви (на пример, у ГеоПП-у у Стауфен им Бреисгау у Немачкој).
Треба нагласити да се већина ГеоПП-а налази у релативно ретко насељеним областима и у земљама Трећег света, где су еколошки захтеви мање оштри него у развијеним земљама. Поред тога, тренутно су број ГеоПП-а и њихови капацитети релативно мали. Опсежнијим развојем геотермалне енергије ризици по животну средину могу се повећати и умножити.
Колика је енергија Земље?
Инвестициони трошкови за изградњу геотермалних система варирају у врло широком распону - од 200 до 5000 долара по 1 кВ инсталираног капацитета, односно најјефтиније опције су упоредиве са трошковима изградње термоелектране. Они зависе, пре свега, од услова појаве термалних вода, њиховог састава и дизајна система. Бушењем до великих дубина, стварањем затвореног система са два бунара, потреба за пречишћавањем воде може вишеструко повећати трошкове.
На пример, инвестиције у стварање петротермалног циркулационог система (ПЦС) процењују се на 1,6-4 хиљаде долара по 1 кВ инсталиране снаге, што премашује трошкове изградње нуклеарне електране и упоредиво је са трошковима изградње ветра и соларне електране.
Очигледна економска предност ГеоТПП-а је бесплатан носач енергије. Поређења ради, у структури трошкова оперативне ТЕ или НЕ, гориво чини 50-80% или чак више, у зависности од тренутних цена енергије. Отуда још једна предност геотермалног система: оперативни трошкови су стабилнији и предвидљивији, јер не зависе од спољне коњуктуре цена енергије. Генерално, оперативни трошкови геотермалне електране процењују се на 2-10 центи (60 копејки - 3 рубле) по 1 кВх произведеног капацитета.
Друга по величини (након енергетске) (и веома значајна) ставка расхода су, по правилу, плате особља у погону, које се могу радикално разликовати у различитим земљама и регионима.
У просеку су трошкови 1 кВх геотермалне енергије упоредиви са трошковима за ТЕ (у руским условима - око 1 рубље / 1 кВх) и десет пута већи од трошкова производње електричне енергије у хидроелектранама (5-10 копејки / 1 кВх).
Део разлога за високе трошкове лежи у чињеници да, за разлику од термо и хидрауличких електрана, ГеоТПП има релативно мали капацитет. Поред тога, потребно је упоређивати системе који се налазе у истој регији и у сличним условима. На пример, на Камчатки, према речима стручњака, 1 кВх геотермалне електричне енергије кошта 2-3 пута јефтиније од електричне енергије произведене у локалним термоелектранама.
Показатељи економске ефикасности геотермалног система зависе, на пример, од тога да ли је неопходно одлагање отпадних вода и на који начин се то ради, да ли је могућа комбинована употреба ресурса. Дакле, хемијски елементи и једињења извучени из термалне воде могу пружити додатни приход. Присетимо се примера Лардерелла: тамо је била примарна хемијска производња, а употреба геотермалне енергије у почетку је била помоћна.
Геотермална енергија напред
Геотермална енергија се развија нешто другачије од ветра и сунца. Тренутно то у много већој мери зависи од природе самог ресурса који се нагло разликује по регионима, а највеће концентрације везане су за уске зоне геотермалних аномалија, повезане, по правилу, са областима развоја тектонских расједа и вулканизам (видети „Наука и живот“ бр. 9, 2013).
Поред тога, геотермална енергија је технолошки мање пространа у поређењу са ветром, а још више са соларном енергијом: системи геотермалних станица су прилично једноставни.
У укупној структури светске производње електричне енергије, геотермална компонента чини мање од 1%, али у неким регионима и земљама њен удео достиже 25-30%. Због повезаности са геолошким условима, значајан део геотермалних енергетских капацитета концентрисан је у земљама трећег света, где се издвајају три кластера највећег развоја индустрије - острва Југоисточне Азије, Централне Америке и Источне Африке. Прва два региона су обухваћена пацифичким „земаљским ватреним појасом“, трећи је везан за источноафричку пукотину. Највероватније ће се геотермална енергија и даље развијати у овим појасевима. Удаљенија перспектива је развој петротермалне енергије, користећи топлоту слојева земље, који леже на дубини од неколико километара. Ово је готово свеприсутан ресурс, али његово вађење захтева велике трошкове, па се петротермална енергија развија првенствено у економски и технолошки најмоћнијим земљама.
Генерално, с обзиром на свеприсутну дистрибуцију геотермалних ресурса и прихватљив ниво еколошке сигурности, постоји разлог за веровање да геотермална енергија има добре изгледе за развој. Нарочито са растућом претњом несташице традиционалних извора енергије и порастом цена за њих.
Од Камчатке до Кавказа
У Русији развој геотермалне енергије има прилично дугу историју и на низу позиција смо међу светским лидерима, иако је удео геотермалне енергије у укупном енергетском билансу огромне државе и даље занемарљив.
Два региона - Камчатка и Северни Кавказ - постали су пионири и центри за развој геотермалне енергије у Русији, и ако у првом случају говоримо првенствено о електроенергетској индустрији, онда у другом - о употреби топлотне енергије термалне воде.
На Северном Кавказу - у Краснодарској територији, Чеченији, Дагестану - топлота термалних вода у енергетске сврхе користила се и пре Великог отаџбинског рата. Осамдесетих и деведесетих година прошлог века развој геотермалне енергије у региону из очигледних разлога је застао и још увек није изашао из стања стагнације. Па ипак, геотермално снабдевање водом на Северном Кавказу даје топлоту око 500 хиљада људи, а, на пример, град Лабинск у Краснодарској територији са популацијом од 60 хиљада људи у потпуности се загрева геотермалним водама.
На Камчатки је историја геотермалне енергије повезана пре свега са изградњом геотермалних електрана. Прва од њих, која још увек ради на станицама Паузхетскаиа и Паратунскаиа, изграђене су давне 1965-1967, док је Паратунскаиа ГеоПП капацитета 600 кВ постала прва станица на свету са бинарним циклусом. Био је то развој совјетских научника С. С. Кутателадзе-а и А. М. Росенфелд-а из Института за термофизику Сибирског огранка Руске академије наука, који су 1965. године добили ауторску потврду за вађење електричне енергије из воде температуре 70 ° Ц. Ова технологија је касније постала прототип за више од 400 бинарних ГеоПП-ова у свету.
Капацитет Паузхетскаиа ГеоПП, пуштен у рад 1966. године, у почетку је био 5 МВ, а потом повећан на 12 МВ. Тренутно се на станици гради бинарни блок, који ће повећати њен капацитет за још 2,5 МВ.
Развој геотермалне енергије у СССР-у и Русији био је ометан доступношћу традиционалних извора енергије - нафте, гаса, угља, али никада није заустављен. Највећи геотермални енергетски објекти у овом тренутку су Геоелектрана Веркхне-Мутновскаиа са укупним капацитетом од 12 МВ, пуштена у рад 1999. године, и Мутновска ГеоПП капацитета 50 МВ (2002).
Мутновскаиа и Веркхне-Мутновскаиа ГеоПП су јединствени објекти не само за Русију, већ и на глобалном нивоу. Станице се налазе у подножју вулкана Мутновски, на надморској висини од 800 метара и раде у екстремним климатским условима, где је зима 9-10 месеци годишње. Опрема Мутновског ГеоПП-а, тренутно једног од најмодернијих на свету, у потпуности је створена у домаћим предузећима у енергетици.
Тренутно је удео Мутновских постројења у укупној структури потрошње енергије енергетског чворишта Централне Камчатке 40%. У наредним годинама планирано је повећање капацитета.
Одвојено, треба рећи о руском петротермалном развоју. Још увек немамо велике ДСП-ове, али постоје напредне технологије за бушење на великим дубинама (око 10 км), које такође немају аналоге у свету. Њихов даљи развој омогућиће драстично смањење трошкова стварања петротермалних система. Програмери ових технологија и пројеката су Н. А. Гнатус, М. Д. Кхуторскои (Геолошки институт, РАС), А. С. Некрасов (Институт за економско прогнозирање, РАС) и стручњаци из Калуга Турбине Воркс. Пројекат петротермалног циркулационог система у Русији тренутно је у експерименталној фази.
У Русији постоје изгледи за геотермалну енергију, иако релативно удаљени: тренутно је потенцијал прилично велик, а позиције традиционалне енергије су јаке. У исто време, у великом броју удаљених региона земље, употреба геотермалне енергије је економски исплатива и тражена је и сада. То су територије са високим геоенергетским потенцијалом (Чукотка, Камчатка, Курилес - руски део пацифичког „земаљског ватрогасног појаса“, планине Јужног Сибира и Кавказа) и истовремено удаљене и одсечене од централизованог снабдевања енергијом.
Вероватно ће се у наредним деценијама геотермална енергија у нашој земљи развијати управо у таквим регионима.
Обновљиви извори
Како становништво наше планете непрестано расте, треба нам све више и више енергије за подршку становништву. Енергија садржана у утроби земље може бити веома различита. На пример, постоје обновљиви извори: енергија ветра, сунца и воде. Еколошки су прихватљиви и зато их можете користити без страха да ћете нанети штету животној средини.
Енергија воде
Ова метода се користи већ вековима. Данас је изграђен огроман број брана, резервоара, у којима се вода користи за производњу електричне енергије. Суштина овог механизма је једноставна: под утицајем тока реке, точкови турбина се окрећу, односно енергија воде претвара се у електричну.
Данас постоји велики број хидроелектрана које енергију протока воде претварају у електричну. Посебност ове методе је да се хидроенергетски ресурси обнављају, односно такве структуре имају малу цену. Због тога, упркос чињеници да изградња хидроелектрана траје већ доста дуго, а сам процес је врло скуп, ипак, ове структуре значајно надмашују енергетски интензивне индустрије.
Енергија сунца: модерна и будућа
Соларна енергија се добија помоћу соларних панела, али савремене технологије омогућавају коришћење нових метода за то. Највећа соларна електрана на свету је систем изграђен у калифорнијској пустињи. У потпуности напаја 2.000 кућа. Дизајн ради на следећи начин: сунчеви зраци се одбијају од огледала која се водом шаљу у централни котао. Вре и претвара се у пару која покреће турбину. Она је заузврат повезана на електрични генератор. Ветар се такође може користити као енергија коју нам даје Земља. Ветар дува једра, окреће млинове. А сада се може користити за стварање уређаја који ће производити електричну енергију. Ротацијом лопатица ветрењаче покреће вратило турбине, које је, пак, повезано са електричним генератором.
Апликације
Експлоатација геотермалне енергије датира из 19. века. Прво је било искуство Италијана који живе у провинцији Тоскана, који су за грејање користили топлу воду из извора. Уз њену помоћ радиле су нове бушилице за бунаре.
Тосканска вода богата је бором и када се испари претвори у борну киселину, котлови су радили на топлоти сопствене воде. Почетком 20. века (1904.) Тоскани су прошли даље и покренули термоелектрану. Пример Италијана постао је важно искуство за САД, Јапан, Исланд.
Пољопривреда и хортикултура
Геотермална енергија се користи у пољопривреди, здравству и домаћинствима у 80 земаља света.
Прва ствар за коју је термална вода била и која се користи је грејање стакленика и пластеника, што омогућава бербу поврћа, воћа и цвећа чак и зими. Топла вода такође је добро дошла за заливање.
Гајење усева на хидропони сматра се обећавајућим правцем за пољопривредне произвођаче.Неке рибогојнице користе загрејану воду у вештачким резервоарима за узгој млађи и рибе.
Саветујемо вам да прочитате: Процедура за одлагање лабораторијских хемијских реагенса
Ове технологије су уобичајене у Израелу, Кенији, Грчкој, Мексику.
Индустрија и стамбене и комуналне услуге
Пре више од једног века, врућа термална пара већ је била основа за производњу електричне енергије. Од тада служи индустрији и комуналним услугама.
На Исланду се 80% станова греје термалном водом.
Развијене су три шеме производње електричне енергије:
- Равна линија помоћу водене паре. Најједноставније: користи се тамо где постоји директан приступ геотермалним парама.
- Индиректно, не користи се пара, већ вода. Доводи се у испаривач, техничком методом претвара у пару и шаље у турбински генератор.
Вода захтева додатно пречишћавање, јер садржи агресивна једињења која могу да униште радне механизме. Отпад, али још не охлађена пара погодан је за потребе грејања.
- Мешовити (бинарни). Вода замењује гориво, које загрева другу течност са већим преносом топлоте. Она покреће турбину.
Бинарни систем запошљава турбину која се активира енергијом загрејане воде.
Хидротермалну енергију користе САД, Русија, Јапан, Нови Зеланд, Турска и друге земље.
Геотермални системи грејања за кућу
Носач топлоте загрејан на +50 - 600Ц погодан је за грејање кућишта, геотермална енергија испуњава овај захтев. Градови са популацијом од неколико десетина хиљада људи могу се загрејати топлином унутрашњости земље. Као пример: грејање града Лабинска, Краснодарске територије, ради на природном земаљском гориву.
Дијаграм геотермалног система за грејање куће
Не треба трошити време и енергију на грејање воде и изградњу котларнице. Расхладно средство се узима директно из извора гејзира. Иста вода је такође погодна за снабдевање топлом водом. У првом и другом случају пролази кроз неопходно претходно техничко и хемијско чишћење.
Добијена енергија кошта два до три пута јефтиније. Појавиле су се инсталације за приватне куће. Они су скупљи од традиционалних котлова на гориво, али у процесу рада оправдавају трошкове.
Предности и недостаци употребе геотермалне енергије за грејање куће.
Унутрашња енергија Земље
Појавио се као резултат неколико процеса, од којих су главни прираст и радиоактивност. Према научницима, формирање Земље и њене масе одвијало се током неколико милиона година, а то се догодило услед формирања планетезимала. Залепили су се, односно, маса Земље је постајала све више и више. Након што је наша планета почела да има модерну масу, али је и даље била без атмосфере, метеорска и астероидна тела су несметано падала на њу. Овај процес се тачно назива прираштај и довео је до ослобађања значајне гравитационе енергије. И што су већа тела пала на планету, то је већа количина ослобођене енергије садржане у утроби Земље.
Ова гравитациона диференцијација довела је до чињенице да су супстанце почеле да се раслојавају: тешке супстанце су се једноставно утопиле, а лагане и испарљиве испливале. Диференцијација је такође утицала на додатно ослобађање гравитационе енергије.
Готово сва основна физичка својства Земљине материје зависе од температуре. У зависности од температуре мења се притисак при коме супстанца прелази из чврстог у растопљено стање. Када се температура промени, мењају се вискозност, електрична проводљивост и магнетна својства стена које чине Земљу. Да бисмо замислили шта се догађа унутар Земље, морамо дефинитивно знати њено термичко стање. Још увек немамо прилику да директно меримо температуре на било којој дубини Земље. Само је првих неколико километара земљине коре доступно нашим мерењима.Али унутрашњу температуру Земље можемо одредити индиректно, на основу података о Земљином топлотном току.
Немогућност директне провере је, наравно, врло велика потешкоћа у многим наукама о земљи. Ипак, успешан развој запажања и теорија постепено приближава наше знање истини.
Савремена наука о топлотном стању и историји Земље - геотермика Да ли је млада наука. Прва студија о геотермији појавила се тек средином прошлог века. Виллиам Тхомсон (Лорд Келвин), тада још увек врло млади научник, физичар, посветио је своју дисертацију одређивању старости Земље на основу проучавања расподеле и кретања топлоте унутар планете. Келвин је веровао да би се унутрашња температура Земље с временом требала смањивати због формирања и очвршћавања планете од растопљене материје.
Дефинисањем термички градијент - брзина пораста температуре са дубином - у рудницима и бушотинама на различитим дубинама, Келвин је дошао до закључка да је из ових података могуће претпоставити колико дуго треба да се Земља охлади, и, према томе, одредити старост Земље . Према Келвиновој процени, температура на најближим дубинама испод површине повећава се за 20-40 ° Ц на сваких хиљаду метара дубине. Испоставило се да се Земља охладила до данашњег стања за само неколико десетина милиона година. Али то се ни на који начин не слаже са другим подацима, на пример, са подацима о трајању многих познатих геолошких епоха. Расправа о овом питању наставила се пола века и довела Келвина у опозицију тако истакнутим еволуционистима као што су Цхарлес Дарвин и Тхомас Хуклеи.
Келвин своје закључке засновао на идеји да је Земља првобитно била у растопљеном стању и да се постепено хладила. Ова хипотеза доминира деценијама. Међутим, на прелому 20. века, дошло је до открића која су суштински променила схватање природе дубоког топлотног тока Земље и њене термалне историје. Откривена је радиоактивност, започета су проучавања процеса ослобађања топлоте током радиоактивног пропадања неких изотопа, изведени су закључци да стене које чине земљину кору садрже значајну количину радиоактивних изотопа.
Директна мерења Земљиног топлотног тока започела су релативно недавно: прво на континентима - 1939. у дубоким бунарима у Јужној Африци, на дну океана касније - од 1954. у Атлантику. Код нас је први пут мерен проток топлоте у дубоким бунарима у Сочију и Матсести. Последњих година акумулација експериментално добијених података о топлотним токовима одвија се прилично брзо.
Зашто се то ради? И да ли су и даље потребне нове и нове димензије? Да, веома потребно. Поређење мерења дубоког топлотног флукса извршено у различитим тачкама планете показује да је губитак енергије кроз различите делове површине планете различит. Ово говори о хетерогености коре и плашта, омогућава просуђивање природе многих процеса који се дешавају на различитим дубинама недоступним нашим очима под земљином површином и пружа кључ за проучавање механизма развоја планете и њене унутрашње енергије .
Колико топлоте Земља губи услед протока топлоте из црева? Испоставља се да је у просеку ова вредност мала - око 0,06 вати по квадратном метру површине, или око 30 билиона вати на целој планети. Земља прима енергију од Сунца око 4 хиљаде пута више. И, наравно, соларна топлота је та која игра главну улогу у утврђивању температуре на земљиној површини.
Топлота коју планета ослобађа преко површине величине фудбалског терена приближно је једнака топлоти коју могу произвести сијалице од триста вати. Такав проток енергије делује безначајно, али на крају крајева, он извире са целе површине Земље и стално! Снага читавог топлотног тока који долази из утробе планете је око 30 пута већа од снаге свих савремених електрана на свету.
Мерење дубине топлотни ток Земље процес је тежак и дуготрајан. Кроз тврду земљину кору топлота се проводи на површину проводно, односно ширењем топлотних вибрација. Стога је количина пролазеће топлоте једнака производу градијент температуре (брзина пораста температуре са дубином) на топлотну проводљивост. Да би се одредио топлотни ток, неопходно је знати ове две величине. Градијент температуре мери се осетљивим уређајима - сензорима (термисторима) у рудницима или посебно бушеним бунарима, на дубини од неколико десетина до неколико стотина метара. Топлотна проводљивост стена одређује се испитивањем узорака у лабораторијама.
Мерење топлота тече на дну океана повезане са знатним потешкоћама: мора се радити под водом на знатним дубинама. Међутим, има и својих предности: нема потребе за бушењем бунара на дну океана, јер су седименти обично прилично мекани, а дуга цилиндрична сонда која се користи за мерење температуре лако тоне неколико метара у меке седименте.
Они који се баве геотермијом заиста требају мапа топлотног тока за целу површину планете. Тачке на којима су мерења топлотног тока већ извршена изузетно су неравномерно распоређене по површини Земље. На морима и океанима мерења су извршена двоструко више него на копну. Северна Америка, Европа и Аустралија, океани у средњим географским ширинама проучавани су прилично у потпуности. А у осталим деловима земљине површине, мерења су још увек мало или никако. Ипак, тренутни обим података о топлотном току Земље већ омогућава изградњу уопштених, али прилично поузданих мапа.
Отпуштање топлоте из утробе Земље на површину је неуједначено. У неким областима Земља даје више топлоте од глобалног просека, у другим је излаз топлоте много мањи. „Хладне мрље“ се јављају у Источној Европи (Источноевропска платформа), Канади (Канадски штит), Северној Африци, Аустралији, Јужној Америци, дубокоморским сливовима Тихог, Индијског и Атлантског океана. „Топла“ и „врућа“ тачка - подручја повећаног протока топлоте - јављају се у регионима Калифорније, Алпској Европи, Исланду, Црвеном мору, Источном пацифичком успону и подводним гребенима средњег опсега Атлантског и Индијског океана.
Атомска енергија
Употреба енергије земље може се догодити на различите начине. На пример, изградњом нуклеарних електрана, када се топлотна енергија ослобађа услед распада најмањих честица материје атома. Главно гориво је уранијум који је садржан у земљиној кори. Многи верују да је управо овај метод добијања енергије најперспективнији, али његова примена представља низ проблема. Прво, уранијум емитује зрачење које убија све живе организме. Поред тога, ако ова супстанца уђе у тло или атмосферу, настаће права катастрофа коју је створио човек. Још увек доживљавамо тужне последице несреће у нуклеарној електрани Чернобил. Опасност лежи у чињеници да радиоактивни отпад може угрозити сва жива бића веома, врло дуго, читавих миленијума.
Прва геотермална електрана
Сви смо навикли на чињеницу да се пре много година енергија црпила из природних ресурса. Тако је и било, али и пре тога, једна од првих електрана била је геотермална. Генерално, ово је врло логично, јер је техника радила на вуци паре, а употреба паре била је исправнија одлука. И заправо једини за то време, не рачунајући сагоревање дрва и угља.
Давне 1817. године гроф Франсоа де Лардерел развио је технологију за сакупљање природне паре, која је добро дошла у двадесетом веку, када је потражња за геотермалним електранама постала веома велика.
Прва заправо радна станица изграђена је у италијанском граду Лардерелло 1904. године. Истина, то је више био прототип, јер је могао да напаја само 4 сијалице, али је радио. Шест година касније, 1910, у истом граду је изграђена заиста радна станица која је могла да производи енергију довољну за индустријску употребу.
Чак и на тако живописним местима могу постојати геотермалне електране.
Експериментални генератори су грађени на многим местима, али Италија је била та која је водила до 1958. године и била је једини индустријски произвођач геотермалне енергије на свету.
Вођство се морало предати након пуштања у рад електране Ваиракеи на Новом Зеланду. Била је то прва индиректна геотермална електрана. Неколико година касније, слични објекти су се отворили и у другим земљама, укључујући Сједињене Државе са изворима у Калифорнији.
Прва геотермална електрана индиректног типа изграђена је у СССР-у 1967. године. У овом тренутку овај метод добијања енергије почео је да се активно развија у целом свету. Нарочито у местима попут Аљаске, Филипина и Индонезије, која су и даље међу водећима у производњи енергије на овај начин.
Ново време - нове идеје
Наравно, људи се ту не заустављају и сваке године се предузима све више покушаја да се пронађу нови начини за добијање енергије. Ако се енергија топлоте земље добије прилично једноставно, онда неке методе нису тако једноставне. На пример, као извор енергије, сасвим је могуће користити биолошки гас, који се добија од отпада који трули. Може се користити за грејање кућа и грејање воде.
Све више се граде електране са плимом и осеком, када се бране и турбине постављају преко ушћа резервоара, које покрећу осеке, односно проток, добија се електрична енергија.
Гори смеће, добијамо енергију
Друга метода која се већ користи у Јапану је стварање спалионица. Данас се граде у Енглеској, Италији, Данској, Немачкој, Француској, Холандији и Сједињеним Државама, али само у Јапану ова предузећа су почела да се користе не само за предвиђену намену, већ и за производњу електричне енергије. Локалне фабрике сагоревају 2/3 отпада, док су фабрике опремљене парним турбинама. Сходно томе, они испоручују топлоту и електричну енергију у околно подручје. У исто време, у смислу трошкова, много је исплативије градити такво предузеће него градити ЦХП.
Изгледи за коришћење Земљине топлоте тамо где су вулкани концентрисани изгледа примамљивије. У овом случају није потребно превише дубоко бушити Земљу, јер ће већ на дубини од 300-500 метара температура бити најмање двоструко тачка кључања воде.
Постоји и такав метод за производњу електричне енергије као што је енергија водоника. Водоник - најједноставнији и најлакши хемијски елемент - може се сматрати идеалним горивом, јер је тамо где има воде. Ако сагорете водоник, можете добити воду која се разлаже на кисеоник и водоник. Сам водоников пламен је безопасан, односно неће бити штете за животну средину. Посебност овог елемента је у томе што има високу топлотну вредност.
Шта је у будућности?
Наравно, енергија магнетног поља Земље или она која се добија у нуклеарним електранама не може у потпуности да задовољи све потребе човечанства које расту сваке године. Међутим, стручњаци кажу да нема разлога за бригу, будући да су ресурси горива на планети и даље довољни. Штавише, користи се све више нових извора, еколошки прихватљивих и обновљивих.
Проблем загађења животне средине остаје и он катастрофално расте. Количина штетних емисија се смањује, односно ваздух који удишемо је штетан, вода има опасне нечистоће и земљиште се постепено троши. Због тога је толико важно благовремено се бавити проучавањем таквог феномена као што је енергија у недрима Земље, како би се тражили начини за смањење потражње за фосилним горивима и активније коришћење нетрадиционалних извора енергије.
Ограничени ресурси фосилних енергетских сировина
Потражња за органским енергетским сировинама је велика у индустријски развијеним земљама и земљама у развоју (САД, Јапан, државе уједињене Европе, Кина, Индија итд.). Истовремено, сопствени ресурси угљоводоника у тим земљама су или недовољни или резервисани, а држава, на пример, Сједињене Државе, купује енергетске сировине у иностранству или развија налазишта у другим земљама.
У Русији, једној од најбогатијих земаља у погледу енергетских ресурса, економске потребе за енергијом и даље се задовољавају могућностима коришћења природних ресурса. Међутим, вађење фосилних угљоводоника из подземља одвија се врло брзим темпом. Ако је 1940–1960-их. Главни региони за производњу нафте били су „Други Баку“ у Волги и Уралу, а затим, почев од 1970-их, па све до данас, такав је регион Западни Сибир. Али и овде долази до значајног смањења производње фосилних угљоводоника. Ера „сувог“ кеноманског гаса пролази. Претходна фаза опсежног развоја производње природног гаса завршила се. Његова екстракција из таквих гигантских наслага као што су Медвезхие, Уренгоискоие и Иамбургскоие износила је 84, 65, односно 50%. Удео нафтних резерви повољних за развој такође се временом смањује.
Због активне потрошње угљоводоничних горива, копнене резерве нафте и природног гаса су се значајно смањиле. Сада су њихове главне резерве концентрисане на континенталном појасу. И мада је ресурсна база нафтне и гасне индустрије и даље довољна за производњу нафте и гаса у Русији у потребним количинама, у блиској будућности биће обезбеђена у све већој мери развојем поља са тешким рударством и геолошких услова. Трошкови производње угљоводоничних сировина ће и даље расти.
Већина необновљивих ресурса извучених из подземља користи се као гориво за електране. Пре свега, то је природни гас, чији удео у структури горива износи 64%.
У Русији се 70% електричне енергије производи у термоелектранама. Енергетска предузећа у земљи годишње сагоре око 500 милиона тона еквивалента горива. т. да би се произвела електрична енергија и топлота, док се за производњу топлоте угљоводонична горива троше 3-4 пута више него за производњу електричне енергије.
Количина топлоте добијена сагоревањем ових количина угљоводоничних сировина еквивалентна је употреби стотина тона нуклеарног горива - разлика је огромна. Међутим, нуклеарна енергија захтева еколошку безбедност (да би се искључио поновни повратак Чернобила) и њену заштиту од могућих терористичких напада, као и примену сигурне и скупе разградње застарелих и застарелих електрана. Доказане обновљиве резерве уранијума у свету су око 3 милиона 400 хиљада тона, а за читав претходни период (до 2007. године) минирано је око 2 милиона тона.
