Năng lượng địa nhiệt
Ngay từ cái tên, rõ ràng nó đại diện cho sự ấm áp của nội tâm trái đất. Dưới lớp vỏ trái đất là một lớp magma, là chất lỏng silicat nóng chảy. Theo dữ liệu nghiên cứu, tiềm năng năng lượng của nhiệt lượng này cao hơn nhiều so với năng lượng của các nguồn dự trữ khí đốt tự nhiên, cũng như dầu mỏ trên thế giới. Magma - dung nham nổi lên bề mặt. Hơn nữa, hoạt động lớn nhất được quan sát thấy trong các lớp của trái đất mà trên đó có ranh giới của các mảng kiến tạo, cũng như nơi vỏ trái đất được đặc trưng bởi độ mỏng. Năng lượng địa nhiệt của trái đất thu được theo cách sau: dung nham và nguồn nước của hành tinh tiếp xúc với nhau, kết quả là nước bắt đầu nóng lên mạnh mẽ. Điều này dẫn đến sự phun trào của mạch nước phun, hình thành những cái gọi là hồ nước nóng và dòng chảy dưới nước. Chính xác là đối với những hiện tượng tự nhiên đó, các đặc tính của chúng được sử dụng tích cực như một nguồn năng lượng vô tận.
Năng lượng nhiệt điện
Hiện tại, nhiệt lượng bên trong trái đất được sử dụng rộng rãi trên thế giới, và đây chủ yếu là năng lượng của các giếng cạn - lên đến 1 km. Để cung cấp điện, cung cấp nhiệt hoặc nước nóng, các thiết bị trao đổi nhiệt ở hố ga hoạt động trên chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp (ví dụ, freon) được lắp đặt.
Ngày nay, việc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt giếng khoan là cách tạo nhiệt hợp lý nhất. Nó trông như thế này: chất làm mát lưu thông trong một vòng khép kín. Phần được làm nóng sẽ tăng dọc theo một đường ống hạ thấp đồng tâm, tỏa ra nhiệt của nó, sau đó, được làm mát, nó được đưa vào vỏ với sự trợ giúp của một máy bơm.
Việc sử dụng năng lượng bên trong trái đất dựa trên một hiện tượng tự nhiên - khi nó tiến đến lõi Trái đất, nhiệt độ của lớp vỏ và lớp phủ của trái đất tăng lên. Ở độ cao 2-3 km từ bề mặt hành tinh, nó đạt tới hơn 100 ° С, trung bình tăng 20 ° С với mỗi km tiếp theo. Ở độ sâu 100 km, nhiệt độ lên tới 1300-1500 ºС.
Suối địa nhiệt nhân tạo
Năng lượng chứa trong ruột của trái đất phải được sử dụng một cách khôn ngoan. Ví dụ, có một ý tưởng để tạo ra các nồi hơi ngầm. Để làm được điều này, bạn cần phải khoan hai giếng có độ sâu vừa đủ, chúng sẽ được nối ở phía dưới. Có nghĩa là, ở hầu hết mọi ngóc ngách của vùng đất đều có thể thu được năng lượng địa nhiệt trong công nghiệp: nước lạnh sẽ được bơm vào bể chứa thông qua một giếng, và nước nóng hoặc hơi nước sẽ được chiết xuất qua giếng thứ hai. Các nguồn nhiệt nhân tạo sẽ có lợi và hợp lý nếu nhiệt thu được cung cấp nhiều năng lượng hơn. Hơi nước có thể được dẫn đến máy phát tua bin, sẽ tạo ra điện.
Tất nhiên, nhiệt lượng được chọn chỉ là một phần nhỏ so với những gì có sẵn trong tổng trữ lượng. Nhưng cần nhớ rằng nhiệt sâu sẽ không ngừng bổ sung do các quá trình phân rã phóng xạ, nén đá, phân tầng của ruột. Theo các chuyên gia, vỏ trái đất tích tụ nhiệt, tổng lượng nhiệt lớn hơn 5.000 lần so với nhiệt trị của tất cả các tài nguyên hóa thạch trên trái đất nói chung. Nó chỉ ra rằng thời gian hoạt động của các trạm địa nhiệt nhân tạo như vậy có thể là không giới hạn.
Các phương pháp thu thập tài nguyên năng lượng của Trái đất
Ngày nay, có ba phương pháp thu năng lượng địa nhiệt chính: hơi nước khô, nước nóng và chu trình nhị phân. Quá trình hơi khô làm quay trực tiếp các bộ truyền động tuabin của các máy phát điện. Nước nóng đi vào từ dưới lên, sau đó được phun vào bồn chứa để tạo hơi nước để dẫn động các tuabin.Hai phương pháp này là phổ biến nhất, tạo ra hàng trăm megawatt điện ở Hoa Kỳ, Iceland, Châu Âu, Nga và các nước khác. Nhưng vị trí hạn chế, vì các nhà máy này chỉ hoạt động ở các vùng kiến tạo, nơi dễ dàng tiếp cận nước nóng hơn.
Với công nghệ chu trình nhị phân, nước ấm (không nhất thiết phải nóng) được chiết xuất lên bề mặt và kết hợp với butan hoặc pentan, có nhiệt độ sôi thấp. Chất lỏng này được bơm qua bộ trao đổi nhiệt, nơi nó được hóa hơi và được đưa qua tuabin trước khi được tuần hoàn trở lại hệ thống. Công nghệ chu trình nhị phân cung cấp hàng chục megawatt điện ở Hoa Kỳ: California, Nevada và quần đảo Hawaii.
Nguyên tắc thu nhận năng lượng
Nhược điểm của việc sử dụng năng lượng địa nhiệt
Ở cấp độ tiện ích, các nhà máy điện địa nhiệt rất tốn kém để xây dựng và vận hành. Việc tìm kiếm một địa điểm thích hợp đòi hỏi phải có những cuộc khảo sát kỹ lưỡng tốn kém mà không đảm bảo đánh trúng một điểm nóng dưới lòng đất hiệu quả. Tuy nhiên, các nhà phân tích kỳ vọng công suất này sẽ tăng gần gấp đôi trong vòng sáu năm tới.
Ngoài ra, các khu vực có nhiệt độ cao của nguồn ngầm nằm trong khu vực có địa chất núi lửa hoạt động. Những "điểm nóng" này đã hình thành ở ranh giới của các mảng kiến tạo ở những nơi có lớp vỏ khá mỏng. Khu vực Thái Bình Dương thường được coi là vành đai lửa của nhiều núi lửa với nhiều điểm nóng, bao gồm Alaska, California và Oregon. Nevada có hàng trăm điểm nóng bao phủ hầu hết miền bắc Hoa Kỳ.
Ngoài ra còn có các vùng hoạt động địa chấn khác. Động đất và chuyển động magma cho phép nước lưu thông. Ở một số nơi, nước dâng lên bề mặt và xảy ra các suối nước nóng tự nhiên và mạch nước phun, chẳng hạn như ở Kamchatka. Nước trong mạch phun Kamchatka lên tới 95 ° C.
Một trong những vấn đề với hệ thống mạch nước phun mở là việc giải phóng một số chất ô nhiễm không khí. Hydrogen sulfide là một loại khí độc có mùi "trứng thối" rất dễ nhận biết - một lượng nhỏ asen và các khoáng chất được giải phóng theo hơi nước. Muối cũng có thể gây ra một vấn đề về môi trường.
Trong các nhà máy điện địa nhiệt ngoài khơi, một lượng đáng kể muối gây nhiễu tích tụ trong các đường ống. Trong các hệ thống kín, không có khí thải và tất cả chất lỏng được đưa lên bề mặt được quay trở lại.
Tiềm năng kinh tế của nguồn năng lượng
Các điểm nóng không phải là nơi duy nhất có thể tìm thấy năng lượng địa nhiệt. Luôn có một nguồn cung cấp nhiệt có thể sử dụng cho các mục đích sưởi ấm trực tiếp ở bất cứ nơi nào từ 4 mét đến vài km dưới bề mặt của hầu như bất kỳ nơi nào trên trái đất. Ngay cả đất ở sân sau của chính bạn hoặc trường học địa phương cũng có tiềm năng kinh tế dưới dạng nhiệt được bơm vào nhà của bạn hoặc các tòa nhà khác.
Ngoài ra, có một lượng nhiệt năng khổng lồ trong các thành tạo đá khô nằm rất sâu dưới bề mặt (4-10 km).
Việc sử dụng công nghệ mới có thể mở rộng các hệ thống địa nhiệt, nơi con người có thể sử dụng nhiệt này để tạo ra điện trên quy mô lớn hơn nhiều so với các công nghệ thông thường. Các dự án trình diễn đầu tiên về nguyên tắc tạo ra điện này đã được trình diễn tại Hoa Kỳ và Úc vào năm 2013.
Nếu có thể phát huy hết tiềm năng kinh tế của tài nguyên địa nhiệt thì đây sẽ là nguồn cung cấp điện năng khổng lồ cho các cơ sở sản xuất. Các nhà khoa học cho rằng các nguồn địa nhiệt thông thường có tiềm năng 38.000 MW, có thể sản xuất 380 triệu MW điện mỗi năm.
Đá khô nóng xuất hiện ở độ sâu từ 5 đến 8 km ở khắp mọi nơi dưới lòng đất và ở độ sâu nông hơn ở một số nơi nhất định.Tiếp cận các nguồn tài nguyên này liên quan đến việc đưa nước lạnh lưu thông qua các tảng đá nóng và loại bỏ nước nóng. Hiện tại không có ứng dụng thương mại cho công nghệ này. Các công nghệ hiện tại vẫn chưa cho phép thu hồi năng lượng nhiệt trực tiếp từ magma, rất sâu, nhưng đây là nguồn năng lượng địa nhiệt mạnh mẽ nhất.
Với sự kết hợp của các nguồn năng lượng và tính nhất quán của nó, năng lượng địa nhiệt có thể đóng một vai trò không thể thay thế như một hệ thống năng lượng sạch hơn, bền vững hơn.
Đặc điểm của các nguồn
Các nguồn cung cấp năng lượng địa nhiệt hầu như không thể sử dụng hết. Chúng tồn tại ở hơn 60 quốc gia trên thế giới, với phần lớn là núi lửa trên đất liền trong Vành đai lửa núi lửa Thái Bình Dương. Nhưng trên thực tế, hóa ra các nguồn địa nhiệt ở các khu vực khác nhau trên thế giới hoàn toàn khác nhau về tính chất của chúng, cụ thể là nhiệt độ trung bình, độ khoáng hóa, thành phần khí, độ axit, v.v.
Các mạch nước phun là nguồn năng lượng trên Trái đất, điểm đặc biệt của nó là chúng phun ra nước sôi đều đặn. Sau khi phun trào xảy ra, hồ bơi trở nên không còn nước, ở dưới đáy hồ bạn có thể thấy một con kênh ăn sâu vào lòng đất. Các mạch nước phun được sử dụng làm nguồn năng lượng ở các vùng như Kamchatka, Iceland, New Zealand và Bắc Mỹ, và các mạch nước phun đơn độc được tìm thấy ở một số khu vực khác.
Công nghiệp và nhà ở và dịch vụ cộng đồng
Vào tháng 11 năm 2014, nhà máy điện địa nhiệt lớn nhất thế giới vào thời điểm đó đã bắt đầu hoạt động ở Kenya. Lớn thứ hai nằm ở Iceland - đây là Hellisheid, lấy nhiệt từ các nguồn gần núi lửa Hengiedl.
Các quốc gia khác sử dụng năng lượng địa nhiệt ở quy mô công nghiệp: Mỹ, Philippines, Nga, Nhật Bản, Costa Rica, Thổ Nhĩ Kỳ, New Zealand, v.v.
Có bốn chương trình chính để sản xuất năng lượng tại GeoTPP:
- thẳng, khi hơi nước được dẫn qua đường ống đến tuabin nối với máy phát điện;
- gián tiếp, tương tự như trước trong mọi thứ, ngoại trừ việc trước khi đi vào đường ống, hơi nước được làm sạch khí;
- nhị phân - không phải nước hoặc hơi nước được sử dụng làm nhiệt làm việc, mà là một chất lỏng khác có nhiệt độ sôi thấp;
- hỗn hợp - tương tự như đường thẳng, nhưng sau khi ngưng tụ, các khí không hòa tan được loại bỏ khỏi nước.
Vào năm 2009, một nhóm các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các nguồn địa nhiệt có thể sử dụng được đã chạm tới magma nóng chảy chỉ sâu 2,1 km. Việc rơi vào magma như vậy là rất hiếm, đây chỉ là trường hợp thứ hai được biết đến (trường hợp trước đó xảy ra ở Hawaii vào năm 2007).
Mặc dù đường ống nối với magma chưa bao giờ được kết nối với Nhà máy điện địa nhiệt Krafla gần đó, nhưng các nhà khoa học đã nhận được kết quả rất hứa hẹn. Cho đến nay, tất cả các trạm vận hành đều lấy nhiệt gián tiếp, từ đá trên trái đất hoặc từ nước ngầm.
Năng lượng đến từ đâu?
Macma không được làm lạnh nằm rất gần bề mặt trái đất. Khí và hơi được giải phóng từ nó, bay lên và đi dọc theo các vết nứt. Trộn với nước ngầm, chúng gây ra hiện tượng nóng lên, bản thân chúng biến thành nước nóng, trong đó có nhiều chất bị hòa tan. Nước như vậy được giải phóng lên bề mặt trái đất dưới dạng các suối địa nhiệt khác nhau: suối nước nóng, suối khoáng, mạch nước phun, v.v. Theo các nhà khoa học, ruột nóng của trái đất là những hang động hoặc khoang được kết nối với nhau bằng các đoạn, khe nứt và kênh. Chúng chỉ chứa đầy nước ngầm và các trung tâm magma nằm rất gần chúng. Bằng cách này, nhiệt năng của trái đất được hình thành một cách tự nhiên.
Năng lượng thủy nhiệt
Nước lưu thông ở độ sâu lớn được làm nóng đến các giá trị đáng kể. Ở những vùng hoạt động địa chấn, nó trồi lên bề mặt dọc theo các vết nứt trên vỏ trái đất; ở những vùng lặng gió, nó có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng giếng.
Nguyên tắc hoạt động giống nhau: nước nóng bốc lên giếng, tỏa nhiệt và quay trở lại đường ống thứ hai. Chu kỳ thực tế là vô tận và được đổi mới miễn là hơi ấm vẫn còn trong lòng đất.
Ở một số vùng hoạt động địa chấn, các vùng nước nóng nằm gần bề mặt đến mức bạn có thể tận mắt chứng kiến cách hoạt động của năng lượng địa nhiệt. Một bức ảnh chụp khu vực lân cận núi lửa Krafla (Iceland) cho thấy các mạch nước phun truyền hơi nước cho nhà máy điện Địa nhiệt đang hoạt động ở đó.
Điện trường của Trái đất
Có một nguồn năng lượng thay thế khác trong tự nhiên, được phân biệt bởi khả năng tái tạo, thân thiện với môi trường và dễ sử dụng. Đúng, cho đến nay nguồn tài liệu này chỉ đang được nghiên cứu và không được áp dụng vào thực tế. Vì vậy, thế năng của Trái đất ẩn trong điện trường của nó. Năng lượng có thể thu được theo cách này bằng cách nghiên cứu các định luật cơ bản của tĩnh điện và các đặc điểm của điện trường Trái đất. Trên thực tế, hành tinh của chúng ta theo quan điểm điện là một tụ điện hình cầu được tích điện tới 300.000 vôn. Quả cầu bên trong của nó mang điện tích âm, và quả cầu bên ngoài, tầng điện ly, mang điện tích dương. Bầu khí quyển của Trái đất là một chất cách điện. Xuyên qua nó có một dòng điện ion và dòng đối lưu liên tục, có lực tác động đến hàng nghìn ampe. Tuy nhiên, sự khác biệt tiềm năng giữa các tấm không giảm trong trường hợp này.
Điều này cho thấy rằng có một máy phát điện trong tự nhiên, vai trò của nó là liên tục bổ sung điện tích bị rò rỉ từ các bản tụ điện. Vai trò của một máy phát điện như vậy được thực hiện bởi từ trường của Trái đất, từ trường quay cùng hành tinh của chúng ta theo dòng chảy của gió Mặt trời. Năng lượng của từ trường Trái đất có thể thu được chỉ bằng cách kết nối một thiết bị tiêu thụ năng lượng với máy phát điện này. Để làm điều này, bạn cần thực hiện cài đặt nối đất đáng tin cậy.
Sức nóng của Trái đất
(Phần cuối. Phần mở đầu, xem Khoa học và Đời sống, số 9, 2013)
Bộ thu gom nước boron nhiệt ở Larderello (Ý), nửa đầu thế kỷ 19.
Động cơ và biến tần được sử dụng tại Larderello năm 1904 trong thí nghiệm đầu tiên sản xuất điện địa nhiệt.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện.
Nguyên lý hoạt động của GeoPP trên hơi khô. Hơi địa nhiệt từ giếng sản xuất được dẫn trực tiếp qua tuabin hơi. Đơn giản nhất trong số các sơ đồ hiện có của hoạt động GeoPP
Nguyên lý hoạt động của GeoPP mạch gián tiếp. Nước nóng dưới lòng đất từ giếng sản xuất được bơm vào thiết bị bay hơi, và hơi nước kết quả được cung cấp cho tuabin.
Nguyên lý hoạt động của GeoPP nhị phân. Nước nhiệt nóng tương tác với một chất lỏng khác hoạt động như một chất lỏng hoạt động và có nhiệt độ sôi thấp hơn.
Sơ đồ hệ thống nhiệt dầu. Hệ thống này dựa trên việc sử dụng một gradient nhiệt độ giữa bề mặt trái đất và lớp đất dưới lòng đất của nó, nơi nhiệt độ cao hơn.
Sơ đồ cấu tạo tủ lạnh và bơm nhiệt: 1 - bình ngưng; 2 - van tiết lưu (bộ điều áp); 3 - thiết bị bay hơi; 4 - máy nén.
Mutnovskaya GeoPP ở Kamchatka. Cuối năm 2011, công suất lắp đặt của trạm là 50 MW, nhưng theo kế hoạch sẽ tăng lên 80 MW. Ảnh của Tatiana Korobkova (Phòng thí nghiệm Nghiên cứu RES thuộc Khoa Địa lý của Đại học Tổng hợp Lomonosov Moscow.)
‹
›
Việc sử dụng năng lượng địa nhiệt có lịch sử rất lâu đời. Một trong những ví dụ đầu tiên được biết đến là Ý, một nơi ở tỉnh Tuscany, ngày nay được gọi là Larderello, nơi mà ngay từ đầu thế kỷ 19, các vùng nước nóng địa phương, đổ ra tự nhiên hoặc chiết xuất từ các giếng cạn, đã được sử dụng để mục đích năng lượng.
Nước ngầm giàu bo đã được sử dụng ở đây để thu được axit boric. Ban đầu, axit này thu được bằng cách bốc hơi trong nồi hơi bằng sắt, và củi thông thường từ các khu rừng gần đó được lấy làm nhiên liệu, nhưng vào năm 1827, Francesco Larderel đã tạo ra một hệ thống hoạt động dựa trên sức nóng của nước. Đồng thời, năng lượng hơi nước tự nhiên bắt đầu được sử dụng cho hoạt động của các giàn khoan, và vào đầu thế kỷ 20 - để sưởi ấm các ngôi nhà và nhà kính địa phương. Cũng tại nơi này, ở Larderello, vào năm 1904, hơi nước nhiệt trở thành nguồn năng lượng để tạo ra điện.
Một số quốc gia khác đã noi gương Ý vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Ví dụ, vào năm 1892, nước nóng lần đầu tiên được sử dụng để sưởi ấm cục bộ ở Hoa Kỳ (Boise, Idaho), năm 1919 ở Nhật Bản và năm 1928 ở Iceland.
Tại Hoa Kỳ, nhà máy điện thủy nhiệt đầu tiên xuất hiện ở California vào đầu những năm 1930, ở New Zealand năm 1958, ở Mexico năm 1959, ở Nga (nhà máy điện địa nhiệt nhị phân đầu tiên trên thế giới) vào năm 1965 ...
Nguyên tắc cũ trên một nguồn mới
Sản xuất điện yêu cầu nhiệt độ của nguồn thủy điện cao hơn nhiệt độ sưởi ấm - hơn 150 ° C. Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện địa nhiệt (GeoPP) tương tự như nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện thông thường (TPP). Thực chất, nhà máy điện địa nhiệt là một loại nhà máy nhiệt điện.
Theo quy định tại TPPs, than đá, khí đốt hoặc dầu nhiên liệu đóng vai trò là nguồn năng lượng chính và hơi nước đóng vai trò là chất lỏng hoạt động. Nhiên liệu, đốt cháy, làm nóng nước thành hơi nước, làm quay tuabin hơi và nó tạo ra điện.
Sự khác biệt giữa các GeoPP là nguồn năng lượng chính ở đây là nhiệt bên trong trái đất và chất lỏng làm việc ở dạng hơi được cung cấp cho các cánh tuabin của máy phát điện ở dạng "làm sẵn" trực tiếp từ quá trình sản xuất. tốt.
Có ba phương án vận hành chính của GeoPP: trực tiếp, sử dụng hơi khô (địa nhiệt); gián tiếp, dựa trên nước thủy nhiệt, và hỗn hợp, hoặc nhị phân.
Việc sử dụng một sơ đồ cụ thể phụ thuộc vào trạng thái tập hợp và nhiệt độ của chất mang năng lượng.
Đơn giản nhất và do đó là sơ đồ đầu tiên trong số các sơ đồ thành thạo là đường thẳng, trong đó hơi từ giếng được truyền trực tiếp qua tuabin. GeoPP đầu tiên trên thế giới ở Larderello cũng hoạt động bằng hơi nước khô vào năm 1904.
GeoPP với một sơ đồ công việc gián tiếp là phổ biến nhất trong thời đại của chúng ta. Họ sử dụng nước nóng dưới lòng đất, được bơm vào thiết bị bay hơi dưới áp suất cao, nơi một phần của nó được bốc hơi và hơi nước tạo ra làm quay một tuabin. Trong một số trường hợp, các thiết bị và mạch bổ sung được yêu cầu để lọc nước địa nhiệt và hơi nước khỏi các hợp chất xâm thực.
Hơi nước đã sử dụng đi vào giếng phun hoặc được sử dụng để làm nóng không gian - trong trường hợp này, nguyên tắc giống như trong quá trình vận hành CHP.
Tại GeoPPs nhị phân, nước nhiệt nóng tương tác với một chất lỏng khác hoạt động như một chất lỏng hoạt động có nhiệt độ sôi thấp hơn. Cả hai chất lỏng đều được đi qua một bộ trao đổi nhiệt, nơi nước nhiệt làm bay hơi chất lỏng làm việc, hơi của chất lỏng này làm quay tuabin.
Hệ thống này được đóng lại, giúp giải quyết vấn đề phát thải vào khí quyển. Ngoài ra, chất lỏng hoạt động có nhiệt độ sôi tương đối thấp nên có thể sử dụng nước nhiệt không quá nóng làm nguồn năng lượng chính.
Trong cả ba phương án, một nguồn thủy nhiệt được khai thác, nhưng năng lượng nhiệt dầu cũng có thể được sử dụng để tạo ra điện (về sự khác biệt giữa năng lượng thủy nhiệt và năng lượng nhiệt dầu, xem Khoa học và Đời sống, số 9, 2013).
Sơ đồ giản đồ trong trường hợp này cũng khá đơn giản. Cần phải khoan hai giếng thông nhau - giếng phun và giếng sản xuất. Nước được bơm vào giếng phun. Ở độ sâu, nó nóng lên, sau đó nước nóng hoặc hơi nước được tạo thành do quá trình gia nhiệt mạnh được đưa qua giếng sản xuất lên bề mặt. Hơn nữa, tất cả phụ thuộc vào cách sử dụng năng lượng nhiệt dầu - để sưởi ấm hoặc tạo ra điện. Có thể thực hiện một chu trình khép kín với việc bơm hơi nước thải và nước trở lại vào giếng phun hoặc một cách thải bỏ khác.
Nhược điểm của hệ thống như vậy là rõ ràng: để có được nhiệt độ đủ cao của chất lỏng làm việc, các giếng phải được khoan ở độ sâu lớn.Và đây là những chi phí nghiêm trọng và nguy cơ mất nhiệt đáng kể khi chất lỏng di chuyển lên trên. Do đó, các hệ thống nhiệt điện vẫn còn ít phổ biến hơn các hệ thống thủy nhiệt, mặc dù tiềm năng của năng lượng nhiệt dầu cao hơn theo bậc lớn.
Hiện tại, nước đi đầu trong việc tạo ra cái gọi là hệ thống tuần hoàn nhiệt dầu (PCS) là Australia. Ngoài ra, hướng năng lượng địa nhiệt này đang tích cực phát triển ở Mỹ, Thụy Sĩ, Anh và Nhật Bản.
Món quà của Lord Kelvin
Phát minh vào năm 1852 về máy bơm nhiệt của nhà vật lý William Thompson (hay còn gọi là Lord Kelvin) đã cung cấp cho nhân loại cơ hội thực sự để sử dụng nhiệt tiềm năng thấp của các lớp đất phía trên. Hệ thống bơm nhiệt, hay như Thompson gọi là hệ số nhân nhiệt, dựa trên quá trình vật lý truyền nhiệt từ môi trường sang chất làm lạnh. Trên thực tế, nó sử dụng nguyên tắc tương tự như trong các hệ thống nhiệt dầu. Sự khác biệt nằm ở nguồn nhiệt, liên quan đến câu hỏi thuật ngữ có thể nảy sinh: máy bơm nhiệt có thể được coi là một hệ thống địa nhiệt ở mức độ nào? Thực tế là ở các lớp trên, đến độ sâu hàng chục - hàng trăm mét, đá và chất lỏng chứa trong chúng được đốt nóng không phải bởi sức nóng sâu của trái đất mà bởi mặt trời. Do đó, trong trường hợp này, chính mặt trời là nguồn nhiệt chính, mặc dù nó được lấy từ trái đất như trong các hệ thống địa nhiệt.
Công việc của máy bơm nhiệt dựa trên sự chậm trễ trong việc làm nóng và làm mát đất so với khí quyển, do đó gradient nhiệt độ được hình thành giữa bề mặt và các lớp sâu hơn, giữ nhiệt ngay cả trong mùa đông, tương tự như những gì xảy ra trong các vùng nước. Mục đích chính của máy bơm nhiệt là sưởi ấm không gian. Trong thực tế, nó là một "tủ lạnh ngược". Cả bơm nhiệt và tủ lạnh đều tương tác với ba thành phần: môi trường bên trong (trong trường hợp thứ nhất - phòng được sưởi ấm, trong trường hợp thứ hai - khoang làm lạnh của tủ lạnh), môi trường bên ngoài - nguồn năng lượng và chất làm lạnh (chất làm mát) , nó cũng là chất mang nhiệt để truyền nhiệt hoặc lạnh.
Một chất có nhiệt độ sôi thấp hoạt động như một chất làm lạnh, cho phép nó lấy nhiệt từ nguồn có nhiệt độ tương đối thấp.
Trong tủ lạnh, chất làm lạnh lỏng đi vào thiết bị bay hơi thông qua van tiết lưu (bộ điều chỉnh áp suất), tại đây, do áp suất giảm mạnh, chất lỏng bay hơi. Sự bay hơi là một quá trình thu nhiệt cần sự hấp thụ nhiệt từ bên ngoài. Do đó, nhiệt được lấy từ thành trong của dàn bay hơi, mang lại hiệu quả làm lạnh trong buồng tủ lạnh. Hơn nữa, từ thiết bị bay hơi, chất làm lạnh được hút vào máy nén, nơi nó trở về trạng thái lỏng kết tụ. Đây là một quá trình ngược lại dẫn đến việc giải phóng lượng nhiệt đã loại bỏ ra môi trường bên ngoài. Theo quy định, nó được ném vào phòng và mặt sau của tủ lạnh tương đối ấm.
Máy bơm nhiệt hoạt động theo cách tương tự, với sự khác biệt là nhiệt được lấy từ môi trường bên ngoài và thông qua thiết bị bay hơi đi vào môi trường bên trong - hệ thống sưởi ấm trong phòng.
Trong một máy bơm nhiệt thực, nước được làm nóng, đi dọc theo mạch điện bên ngoài, đặt dưới đất hoặc trong bể chứa, sau đó đi vào thiết bị bay hơi.
Trong thiết bị bay hơi, nhiệt được truyền đến một mạch bên trong chứa đầy chất làm lạnh có nhiệt độ sôi thấp, khi đi qua thiết bị bay hơi, nhiệt sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang thể khí và lấy đi nhiệt.
Hơn nữa, chất làm lạnh dạng khí đi vào máy nén, nơi nó được nén đến áp suất và nhiệt độ cao, và đi vào bình ngưng, nơi diễn ra quá trình trao đổi nhiệt giữa khí nóng và chất làm mát từ hệ thống sưởi.
Máy nén cần điện để hoạt động, tuy nhiên, tỷ lệ biến đổi (tỷ lệ giữa năng lượng tiêu thụ và năng lượng tạo ra) trong các hệ thống hiện đại đủ cao để đảm bảo hiệu quả của chúng.
Hiện nay, máy bơm nhiệt được sử dụng rộng rãi để sưởi ấm không gian, chủ yếu ở các nước có nền kinh tế phát triển.
Năng lượng hiệu chỉnh sinh thái
Năng lượng địa nhiệt được coi là thân thiện với môi trường, điều này nói chung là đúng. Trước hết, nó sử dụng một nguồn tài nguyên tái tạo và thực tế là vô tận. Năng lượng địa nhiệt không đòi hỏi diện tích lớn, không giống như các nhà máy thủy điện lớn hoặc trang trại gió, và không gây ô nhiễm bầu khí quyển, không giống như năng lượng hydrocacbon. Trung bình, một GeoPP chiếm 400 m2 tính theo 1 GW điện được tạo ra. Ví dụ, con số tương tự đối với một nhà máy nhiệt điện than là 3600 m2. Lợi thế sinh thái của GeoPPs cũng bao gồm tiêu thụ nước thấp - 20 lít nước ngọt trên 1 kW, trong khi TPP và NPP yêu cầu khoảng 1000 lít. Lưu ý rằng đây là các chỉ số môi trường của GeoPP "trung bình".
Nhưng vẫn có những tác dụng phụ tiêu cực. Trong số đó, tiếng ồn, ô nhiễm nhiệt của khí quyển và ô nhiễm hóa chất - nước và đất, cũng như sự hình thành chất thải rắn thường được phân biệt rõ ràng nhất.
Nguồn ô nhiễm hóa học chính của môi trường là nước nhiệt thực tế (với nhiệt độ cao và khoáng hóa), thường chứa một lượng lớn các hợp chất độc hại, kéo theo đó là vấn đề xử lý nước thải và các chất độc hại.
Các tác động tiêu cực của năng lượng địa nhiệt có thể được phát hiện ở một số giai đoạn, bắt đầu từ việc khoan giếng. Ở đây, những nguy hiểm phát sinh tương tự như khi khoan bất kỳ giếng nào: phá hủy đất và lớp phủ thực vật, ô nhiễm đất và nước ngầm.
Ở giai đoạn vận hành GeoPP, các vấn đề ô nhiễm môi trường vẫn tồn tại. Chất lỏng nhiệt - nước và hơi nước - thường chứa carbon dioxide (CO2), lưu huỳnh sunfua (H2S), amoniac (NH3), mêtan (CH4), muối ăn (NaCl), bo (B), asen (As), thủy ngân (Hg ). Khi thải ra môi trường, chúng trở thành nguồn gây ô nhiễm cho nó. Ngoài ra, môi trường hóa chất xâm thực có thể gây ăn mòn các cấu trúc của Nhà máy điện địa nhiệt.
Đồng thời, phát thải các chất ô nhiễm tại các GeoPPs trung bình thấp hơn so với các TPP. Ví dụ, lượng khí thải carbon dioxide cho mỗi kilowatt giờ điện được tạo ra lên đến 380 g tại các địa phương, 1,042 g - ở các TPP đốt than, 906 g - ở dầu nhiên liệu và 453 g - ở các TPP đốt bằng khí.
Câu hỏi đặt ra: làm gì với nước thải? Với độ mặn thấp, nó có thể được thải ra vùng nước mặt sau khi nguội. Một cách khác là tiêm trở lại tầng chứa nước thông qua một giếng tiêm, được ưa chuộng và sử dụng chủ yếu hiện nay.
Việc khai thác nước nhiệt từ các tầng chứa nước (cũng như bơm nước thông thường ra ngoài) có thể gây ra lún và chuyển động của đất, các biến dạng khác của các lớp địa chất và vi động đất. Khả năng xảy ra những hiện tượng như vậy, như một quy luật, là rất nhỏ, mặc dù các trường hợp riêng lẻ đã được ghi nhận (ví dụ, tại GeoPP ở Staufen im Breisgau ở Đức).
Cần nhấn mạnh rằng hầu hết các GeoPP đều nằm ở các khu vực dân cư tương đối thưa thớt và ở các nước thuộc Thế giới thứ ba, nơi các yêu cầu về môi trường ít nghiêm ngặt hơn so với các nước phát triển. Ngoài ra, hiện tại số lượng GeoPP và dung lượng của chúng tương đối ít. Với sự phát triển rộng rãi hơn của năng lượng địa nhiệt, các rủi ro về môi trường có thể gia tăng và nhân rộng.
Năng lượng của Trái đất là bao nhiêu?
Chi phí đầu tư cho việc xây dựng hệ thống địa nhiệt dao động trong một phạm vi rất rộng - từ 200 đô la đến 5.000 đô la cho mỗi 1 kW công suất lắp đặt, tức là những phương án rẻ nhất có thể so sánh với chi phí xây dựng một nhà máy nhiệt điện. Trước hết, chúng phụ thuộc vào các điều kiện xuất hiện của vùng nước nhiệt, thành phần của chúng và thiết kế của hệ thống. Khoan đến độ sâu lớn, tạo ra một hệ thống khép kín với hai giếng, nhu cầu lọc nước có thể nhân lên chi phí.
Ví dụ, các khoản đầu tư vào việc tạo ra một hệ thống tuần hoàn nhiệt dầu (PCS) được ước tính vào khoảng 1,6-4 nghìn đô la trên 1 kW công suất lắp đặt, vượt quá chi phí xây dựng một nhà máy điện hạt nhân và có thể so sánh với chi phí xây dựng gió và các nhà máy điện mặt trời.
Lợi thế kinh tế rõ ràng của GeoTPP là mang năng lượng miễn phí. Để so sánh, trong cơ cấu chi phí của một TPP hoặc NPP đang hoạt động, nhiên liệu chiếm 50-80% hoặc thậm chí nhiều hơn, tùy thuộc vào giá năng lượng hiện tại. Do đó, một lợi thế khác của hệ thống địa nhiệt: chi phí vận hành ổn định hơn và có thể dự đoán được, vì chúng không phụ thuộc vào tác động bên ngoài của giá năng lượng. Nhìn chung, chi phí vận hành của GeoTPP được ước tính vào khoảng 2-10 xu (60 kopecks - 3 rúp) trên 1 kWh công suất được sản xuất.
Theo quy luật, khoản mục chi tiêu lớn thứ hai (sau tàu sân bay năng lượng) (và rất quan trọng) là tiền lương của nhân viên nhà máy, có thể khác nhau hoàn toàn giữa các quốc gia và khu vực.
Trung bình, chi phí cho 1 kWh năng lượng địa nhiệt có thể so sánh với chi phí cho các TPP (trong điều kiện của Nga - khoảng 1 rúp / 1 kWh) và cao hơn 10 lần so với chi phí sản xuất điện tại các nhà máy thủy điện (5-10 kopecks / 1 kWh).
Một phần nguyên nhân dẫn đến chi phí cao nằm ở chỗ, không giống như các nhà máy nhiệt điện và thủy lực, GeoTPP có công suất tương đối nhỏ. Ngoài ra, cần so sánh các hệ thống nằm trong cùng một khu vực và trong các điều kiện tương tự nhau. Ví dụ, ở Kamchatka, theo các chuyên gia, 1 kWh điện địa nhiệt có giá rẻ hơn 2-3 lần so với điện sản xuất tại các nhà máy nhiệt điện địa phương.
Ví dụ, các chỉ số về hiệu quả kinh tế của hệ thống địa nhiệt phụ thuộc vào việc có cần thiết phải xử lý nước thải hay không và nó được thực hiện theo những cách nào, liệu có thể sử dụng tổng hợp tài nguyên hay không. Do đó, các nguyên tố hóa học và các hợp chất chiết xuất từ nước nhiệt có thể cung cấp thêm thu nhập. Chúng ta hãy nhớ lại ví dụ về Larderello: sản xuất hóa chất là chủ yếu ở đó, và việc sử dụng năng lượng địa nhiệt ban đầu chỉ là phụ trợ.
Năng lượng địa nhiệt chuyển tiếp
Năng lượng địa nhiệt đang phát triển hơi khác so với gió và mặt trời. Hiện tại, nó phụ thuộc ở mức độ lớn hơn nhiều vào bản chất của chính tài nguyên, vốn có sự khác biệt rõ rệt theo từng khu vực và nồng độ cao nhất gắn liền với các vùng hẹp của dị thường địa nhiệt, theo quy luật, với các khu vực phát triển của đứt gãy kiến tạo. và thuyết núi lửa (xem “Khoa học và Đời sống” số 9 năm 2013).
Ngoài ra, năng lượng địa nhiệt kém hơn về mặt công nghệ so với gió và thậm chí còn hơn thế với năng lượng mặt trời: hệ thống các trạm địa nhiệt khá đơn giản.
Trong cơ cấu tổng thể của sản xuất điện thế giới, thành phần địa nhiệt chỉ chiếm dưới 1%, nhưng ở một số vùng và quốc gia, tỷ trọng của nó lên tới 25-30%. Do mối liên hệ với điều kiện địa chất, một phần đáng kể công suất năng lượng địa nhiệt tập trung ở các nước thuộc thế giới thứ ba, nơi phân biệt ba cụm phát triển mạnh nhất của ngành - các đảo Đông Nam Á, Trung Mỹ và Đông Phi. Hai khu vực đầu tiên nằm trong "vành đai lửa của Trái đất" Thái Bình Dương, khu vực thứ ba gắn liền với Khe nứt Đông Phi. Nhiều khả năng, năng lượng địa nhiệt sẽ tiếp tục phát triển trong các vành đai này. Một viễn cảnh xa hơn là phát triển năng lượng nhiệt dầu, sử dụng sức nóng của các lớp trái đất nằm ở độ sâu vài km. Đây là một nguồn tài nguyên gần như phổ biến, nhưng việc khai thác nó đòi hỏi chi phí cao, do đó, năng lượng nhiệt dầu đang phát triển chủ yếu ở các nước mạnh nhất về kinh tế và công nghệ.
Nhìn chung, với sự phân bố phổ biến của các nguồn tài nguyên địa nhiệt và mức độ an toàn môi trường có thể chấp nhận được, có lý do để tin rằng năng lượng địa nhiệt có triển vọng phát triển tốt. Đặc biệt là với mối đe dọa ngày càng tăng của sự thiếu hụt các nguồn năng lượng truyền thống và giá cả tăng cao đối với chúng.
Từ Kamchatka đến Caucasus
Ở Nga, sự phát triển của năng lượng địa nhiệt đã có một lịch sử khá lâu đời, và ở một số vị trí, chúng ta là một trong những nước dẫn đầu thế giới, mặc dù tỷ trọng của năng lượng địa nhiệt trong tổng cân bằng năng lượng của một quốc gia khổng lồ vẫn không đáng kể.
Hai khu vực - Kamchatka và Bắc Caucasus - đã trở thành những nơi tiên phong và trung tâm phát triển năng lượng địa nhiệt ở Nga, và nếu trong trường hợp đầu tiên, chúng ta chủ yếu nói về ngành công nghiệp điện, thì ở trường hợp thứ hai - về việc sử dụng năng lượng nhiệt. của nhiệt nước.
Ở Bắc Caucasus - trong Lãnh thổ Krasnodar, Chechnya, Dagestan - sức nóng của các vùng nước nhiệt cho các mục đích năng lượng đã được sử dụng ngay cả trước Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại. Trong những năm 1980 và 1990, sự phát triển của năng lượng địa nhiệt trong khu vực vì những lý do rõ ràng đã bị đình trệ và vẫn chưa thoát khỏi tình trạng đình trệ. Tuy nhiên, nguồn cung cấp nước địa nhiệt ở Bắc Caucasus cung cấp nhiệt cho khoảng 500 nghìn người, và ví dụ, thành phố Labinsk ở Lãnh thổ Krasnodar với dân số 60 nghìn người được làm nóng hoàn toàn bằng nước địa nhiệt.
Ở Kamchatka, lịch sử của năng lượng địa nhiệt chủ yếu gắn liền với việc xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt. Trạm đầu tiên trong số đó, vẫn đang vận hành các trạm Pauzhetskaya và Paratunskaya, được xây dựng từ năm 1965-1967, trong khi Paratunskaya GeoPP với công suất 600 kW đã trở thành trạm đầu tiên trên thế giới có chu kỳ nhị phân. Đó là sự phát triển của các nhà khoa học Liên Xô S.S.Kutateladze và A.M. Rosenfeld từ Viện Vật lý nhiệt của Chi nhánh Siberi của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, những người vào năm 1965 đã nhận được chứng chỉ tác giả cho việc khai thác điện từ nước có nhiệt độ 70 ° C. Công nghệ này sau đó đã trở thành nguyên mẫu cho hơn 400 GeoPP nhị phân trên thế giới.
Công suất của Pauzhetskaya GeoPP, được đưa vào vận hành năm 1966, ban đầu là 5 MW và sau đó tăng lên 12 MW. Hiện tại, một khối nhị phân đang được xây dựng tại nhà ga, sẽ nâng công suất của nó thêm 2,5 MW.
Sự phát triển của năng lượng địa nhiệt ở Liên Xô và Nga đã bị cản trở bởi sự sẵn có của các nguồn năng lượng truyền thống - dầu, khí đốt, than đá, nhưng chưa bao giờ dừng lại. Các cơ sở năng lượng địa nhiệt lớn nhất tại thời điểm này là Verkhne-Mutnovskaya GeoPP với tổng công suất các tổ máy điện 12 MW, được đưa vào vận hành vào năm 1999 và Mutnovskaya GeoPP với công suất 50 MW (2002).
Các GeoPP Mutnovskaya và Verkhne-Mutnovskaya là những vật thể độc đáo không chỉ đối với Nga mà còn trên phạm vi toàn cầu. Các trạm nằm dưới chân núi lửa Mutnovsky, ở độ cao 800 mét so với mực nước biển, và hoạt động trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt, nơi có mùa đông 9-10 tháng một năm. Thiết bị của Mutnovsky GeoPPs, hiện là một trong những thiết bị hiện đại nhất trên thế giới, được chế tạo hoàn toàn tại các doanh nghiệp kỹ thuật điện trong nước.
Hiện tại, tỷ trọng của các nhà máy Mutnovskie trong tổng cơ cấu tiêu thụ năng lượng của trung tâm năng lượng Central Kamchatka là 40%. Việc tăng công suất được lên kế hoạch trong những năm tới.
Riêng biệt, cần phải nói về sự phát triển nhiệt dầu của Nga. Chúng ta chưa có DSP lớn, nhưng có những công nghệ tiên tiến để khoan ở độ sâu lớn (khoảng 10 km), công nghệ này cũng không có công nghệ tương tự nào trên thế giới. Sự phát triển hơn nữa của chúng sẽ giúp giảm đáng kể chi phí tạo ra các hệ thống nhiệt điện. Các nhà phát triển của các công nghệ và dự án này là N. A. Gnatus, M. D. Khutorkoy (Viện Địa chất, RAS), A. S. Nekrasov (Viện Dự báo Kinh tế, RAS) và các chuyên gia từ Kaluga Turbine Works. Dự án xây dựng hệ thống tuần hoàn nhiệt dầu ở Nga hiện đang ở giai đoạn thử nghiệm.
Có những triển vọng về năng lượng địa nhiệt ở Nga, mặc dù còn tương đối xa: hiện tại, tiềm năng là khá lớn và vị trí của năng lượng truyền thống là rất mạnh. Đồng thời, ở một số vùng sâu vùng xa của đất nước, việc sử dụng năng lượng địa nhiệt mang lại lợi nhuận kinh tế và đang là nhu cầu ngay cả bây giờ. Đây là những vùng lãnh thổ có tiềm năng năng lượng địa chất cao (Chukotka, Kamchatka, Kuriles - phần thuộc Nga của "vành đai lửa Trái đất" Thái Bình Dương, vùng núi Nam Siberia và Caucasus), đồng thời xa xôi và bị cắt khỏi nguồn cung cấp năng lượng tập trung.
Có thể, trong những thập kỷ tới, năng lượng địa nhiệt ở nước ta sẽ phát triển chính xác ở những vùng như vậy.
Nguồn tái tạo
Khi dân số trên hành tinh của chúng ta tăng đều, chúng ta ngày càng cần nhiều năng lượng hơn để hỗ trợ dân số. Năng lượng chứa trong ruột của trái đất có thể rất khác nhau. Ví dụ, có các nguồn tái tạo: năng lượng gió, năng lượng mặt trời và nước. Chúng thân thiện với môi trường, và do đó bạn có thể sử dụng chúng mà không sợ gây hại cho môi trường.
Năng lượng của nước
Phương pháp này đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ. Ngày nay, một số lượng lớn các đập, hồ chứa đã được xây dựng, trong đó nước được sử dụng để tạo ra điện. Bản chất của cơ chế này rất đơn giản: dưới tác động của dòng chảy của sông, các bánh của các tuabin quay tương ứng, năng lượng của nước được chuyển thành năng lượng điện.
Ngày nay có một số lượng lớn các nhà máy thủy điện biến năng lượng của dòng nước thành điện năng. Điểm đặc biệt của phương pháp này là các nguồn thủy điện được tái tạo tương ứng, các công trình như vậy có chi phí thấp. Đó là lý do tại sao, mặc dù việc xây dựng các nhà máy thủy điện đã diễn ra trong một thời gian khá dài và bản thân quá trình này rất tốn kém, tuy nhiên, những công trình này lại vượt trội hơn hẳn so với các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng.
Năng lượng của mặt trời: hiện đại và tương lai
Năng lượng mặt trời thu được bằng cách sử dụng các tấm pin mặt trời, nhưng các công nghệ hiện đại cho phép sử dụng các phương pháp mới cho việc này. Nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới là một hệ thống được xây dựng trên sa mạc California. Nó cung cấp đầy đủ năng lượng cho 2.000 ngôi nhà. Thiết kế hoạt động như sau: tia nắng mặt trời được phản chiếu từ các tấm gương, được gửi đến nồi hơi trung tâm cùng với nước. Nó sôi và biến thành hơi dẫn động tuabin. Cô ấy, đến lượt nó, được kết nối với một máy phát điện. Gió cũng có thể được sử dụng như năng lượng mà Trái đất cung cấp cho chúng ta. Gió thổi những cánh buồm, làm quay những cối xay. Và bây giờ nó có thể được sử dụng để tạo ra các thiết bị tạo ra năng lượng điện. Bằng cách quay các cánh của cối xay gió, nó sẽ truyền động cho trục tuabin, trục tuabin này, đến lượt nó, được kết nối với máy phát điện.
Các ứng dụng
Việc khai thác năng lượng địa nhiệt có từ thế kỷ 19. Đầu tiên là kinh nghiệm của những người Ý sống ở tỉnh Tuscany, họ sử dụng nước ấm từ các nguồn để sưởi ấm. Với sự giúp đỡ của bà, các giàn khoan giếng mới đã hoạt động.
Nước ở Tuscan rất giàu boron và khi bay hơi chuyển thành axit boric, các lò hơi hoạt động dựa trên sức nóng của nước riêng. Vào đầu thế kỷ 20 (1904), người Tuscan đã đi xa hơn và cho ra đời một nhà máy điện hơi nước. Tấm gương của người Ý đã trở thành kinh nghiệm quan trọng cho Hoa Kỳ, Nhật Bản, Iceland.
Nông nghiệp và làm vườn
Năng lượng địa nhiệt được sử dụng trong nông nghiệp, y tế và hộ gia đình ở 80 quốc gia trên thế giới.
Điều đầu tiên mà nước nhiệt đã và đang được sử dụng là làm nóng nhà kính và nhà kính, giúp thu hoạch rau, trái cây và hoa ngay cả trong mùa đông. Nước ấm cũng có ích để tưới.
Trồng cây theo phương pháp thủy canh đang được coi là hướng đi đầy triển vọng cho các hộ sản xuất nông nghiệp.Một số trại cá sử dụng nước nóng trong các hồ chứa nhân tạo để nuôi cá bột và cá.
Chúng tôi khuyên bạn nên đọc: Quy trình xử lý thuốc thử hóa học trong phòng thí nghiệm
Những công nghệ này phổ biến ở Israel, Kenya, Hy Lạp, Mexico.
Công nghiệp và nhà ở và dịch vụ cộng đồng
Hơn một thế kỷ trước, hơi nước nóng đã là cơ sở để tạo ra điện. Kể từ đó, nó đã phục vụ cho ngành công nghiệp và tiện ích.
Ở Iceland, 80% nhà ở được làm nóng bằng nhiệt nước.
Ba phương án sản xuất điện đã được phát triển:
- Đường thẳng sử dụng hơi nước. Đơn giản nhất: nó được sử dụng ở nơi có thể tiếp cận trực tiếp với hơi địa nhiệt.
- Gián tiếp, không sử dụng hơi nước, mà là nước. Nó được đưa đến thiết bị bay hơi, chuyển hóa thành hơi bằng phương pháp kỹ thuật và được đưa đến máy phát tuabin.
Nước cần phải được lọc thêm, vì nó chứa các hợp chất mạnh có thể phá hủy các cơ chế hoạt động. Chất thải, nhưng hơi nước chưa được làm nguội thích hợp cho nhu cầu sưởi ấm.
- Hỗn hợp (nhị phân). Nước thay thế nhiên liệu, làm nóng chất lỏng khác với khả năng truyền nhiệt cao hơn. Nó dẫn động tuabin.
Hệ thống nhị phân sử dụng một tuabin, được kích hoạt bằng năng lượng của nước nóng.
Năng lượng thủy nhiệt được sử dụng bởi Hoa Kỳ, Nga, Nhật Bản, New Zealand, Thổ Nhĩ Kỳ và các quốc gia khác.
Hệ thống sưởi địa nhiệt cho gia đình
Vật mang nhiệt được gia nhiệt đến +50 - 600C thích hợp để sưởi ấm nhà ở, năng lượng địa nhiệt đáp ứng yêu cầu này. Các thành phố có dân số vài chục nghìn người có thể được sưởi ấm bằng hơi ấm của bên trong trái đất. Ví dụ: hệ thống sưởi của thành phố Labinsk, Lãnh thổ Krasnodar, chạy bằng nhiên liệu tự nhiên trên cạn.
Sơ đồ hệ thống địa nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà
Không cần tốn thời gian và năng lượng vào việc đun nước nóng và xây dựng một phòng lò hơi. Chất làm mát được lấy trực tiếp từ nguồn mạch nước phun. Nước tương tự cũng thích hợp để cung cấp nước nóng. Trong trường hợp đầu tiên và thứ hai, nó trải qua quá trình làm sạch sơ bộ kỹ thuật và hóa chất cần thiết.
Chi phí năng lượng rẻ hơn từ hai đến ba lần. Cài đặt cho nhà riêng xuất hiện. Chúng đắt hơn so với lò hơi đốt nhiên liệu truyền thống nhưng trong quá trình vận hành chúng tiết kiệm chi phí.
Những lợi thế và bất lợi của việc sử dụng năng lượng địa nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà.
Năng lượng bên trong của Trái đất
Nó xuất hiện là kết quả của một số quá trình, trong đó chính là quá trình bồi tụ và phóng xạ. Theo các nhà khoa học, sự hình thành Trái đất và khối lượng của nó đã diễn ra trong vài triệu năm, và điều này xảy ra do sự hình thành của các hành tinh. Chúng dính chặt vào nhau, tương ứng, khối lượng của Trái đất ngày càng lớn hơn. Sau khi hành tinh của chúng ta bắt đầu có khối lượng hiện đại, nhưng vẫn không có bầu khí quyển, các thiên thể và tiểu hành tinh rơi xuống nó mà không gặp trở ngại nào. Quá trình này được gọi chính xác là sự bồi tụ, và nó dẫn đến việc giải phóng năng lượng hấp dẫn đáng kể. Và các vật thể rơi trên hành tinh càng lớn thì lượng năng lượng giải phóng chứa trong ruột của Trái đất càng lớn.
Sự khác biệt về lực hấp dẫn này dẫn đến thực tế là các chất bắt đầu phân tầng: các chất nặng chỉ đơn giản là chết đuối, còn các chất nhẹ và dễ bay hơi nổi lên. Sự khác biệt hóa cũng ảnh hưởng đến việc giải phóng thêm năng lượng hấp dẫn.
Hầu như tất cả các tính chất vật lý cơ bản của vật chất Trái đất đều phụ thuộc vào nhiệt độ. Tùy thuộc vào nhiệt độ, áp suất thay đổi mà chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái nóng chảy. Khi nhiệt độ thay đổi, độ nhớt, tính dẫn điện và từ tính của các loại đá cấu tạo nên Trái đất cũng thay đổi. Để hình dung những gì đang xảy ra bên trong Trái đất, chúng ta chắc chắn phải biết trạng thái nhiệt của nó. Chúng ta vẫn chưa có cơ hội để đo trực tiếp nhiệt độ ở bất kỳ độ sâu nào của Trái đất. Các phép đo của chúng tôi chỉ có vài km đầu tiên của vỏ trái đất.Nhưng chúng ta có thể xác định nhiệt độ bên trong của Trái đất một cách gián tiếp, dựa trên dữ liệu về dòng nhiệt của Trái đất.
Tất nhiên, việc không thể xác minh trực tiếp là một khó khăn rất lớn trong nhiều ngành khoa học trái đất. Tuy nhiên, sự phát triển thành công của các quan sát và lý thuyết dần dần đưa kiến thức của chúng ta đến gần sự thật hơn.
Khoa học hiện đại về trạng thái nhiệt và lịch sử của Trái đất - địa nhiệt Là một ngành khoa học trẻ. Nghiên cứu đầu tiên về địa nhiệt chỉ xuất hiện vào giữa thế kỷ trước. William Thomson (Lord Kelvin), khi đó vẫn còn là một nhà khoa học, nhà vật lý còn rất trẻ, đã cống hiến luận án của mình để xác định tuổi của Trái đất dựa trên nghiên cứu về sự phân bố và chuyển động của nhiệt bên trong hành tinh. Kelvin tin rằng nhiệt độ bên trong Trái đất sẽ giảm theo thời gian do sự hình thành và đông đặc của hành tinh từ vật chất nóng chảy.
Bằng cách xác định Gradient nhiệt - tốc độ tăng nhiệt độ theo độ sâu - trong các mỏ và lỗ khoan ở các độ sâu khác nhau, Kelvin đưa ra kết luận rằng từ những dữ liệu này có thể giả định rằng Trái đất sẽ nguội đi trong bao lâu, và do đó, xác định tuổi của Trái đất . Theo ước tính của Kelvin, nhiệt độ ở độ sâu gần nhất bên dưới bề mặt tăng 20-40 ° C cho mỗi nghìn mét độ sâu. Hóa ra, Trái đất nguội dần đến trạng thái hiện tại chỉ trong vài chục triệu năm. Nhưng điều này không đồng nhất với các dữ liệu khác, ví dụ, với dữ liệu về khoảng thời gian của nhiều kỷ nguyên địa chất đã biết. Cuộc tranh luận về vấn đề này tiếp tục kéo dài nửa thế kỷ và khiến Kelvin đối lập với những nhà tiến hóa lỗi lạc như Charles Darwin và Thomas Huxley.
Kelvin dựa trên kết luận của ông dựa trên ý tưởng rằng Trái đất ban đầu ở trạng thái nóng chảy và đang dần nguội đi. Giả thuyết này đã thống trị trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ 20, những khám phá đã được thực hiện làm thay đổi cơ bản sự hiểu biết về bản chất của dòng nhiệt sâu của Trái đất và lịch sử nhiệt của nó. Sự phóng xạ được phát hiện, các nghiên cứu về quá trình tỏa nhiệt trong quá trình phân rã phóng xạ của một số đồng vị bắt đầu, kết luận được rút ra rằng đá cấu tạo nên vỏ trái đất có chứa một lượng đáng kể đồng vị phóng xạ.
Các phép đo trực tiếp về dòng nhiệt của Trái đất bắt đầu tương đối gần đây: lần đầu tiên trên các lục địa - vào năm 1939 ở các giếng sâu ở Nam Phi, ở đáy đại dương sau đó - từ năm 1954, ở Đại Tây Dương. Ở nước ta, lần đầu tiên người ta đo được dòng nhiệt ở các giếng sâu ở Sochi và Matsesta. Trong những năm gần đây, việc tích lũy dữ liệu thu được bằng thực nghiệm về thông lượng nhiệt đang được tiến hành khá nhanh chóng.
Tại sao điều này được thực hiện? Và các kích thước mới và mới có còn cần thiết không? Có, rất cần thiết. So sánh các phép đo thông lượng nhiệt sâu được thực hiện tại các điểm khác nhau của hành tinh cho thấy rằng sự mất mát năng lượng qua các phần khác nhau của bề mặt hành tinh là khác nhau. Điều này nói lên sự không đồng nhất của lớp vỏ và lớp phủ, giúp chúng ta có thể đánh giá bản chất của nhiều quá trình xảy ra ở các độ sâu khác nhau mà mắt chúng ta không thể tiếp cận được dưới bề mặt trái đất, đồng thời cung cấp chìa khóa để nghiên cứu cơ chế phát triển của hành tinh và năng lượng bên trong của nó .
Trái đất mất bao nhiêu nhiệt do dòng nhiệt từ các ruột dẫn? Nó chỉ ra rằng trung bình giá trị này là nhỏ - khoảng 0,06 watt trên mét vuông bề mặt, hoặc khoảng 30 nghìn tỷ watt trên toàn bộ hành tinh. Trái đất nhận năng lượng từ Mặt trời gấp khoảng 4 nghìn lần. Và, tất nhiên, nhiệt mặt trời đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết lập nhiệt độ trên bề mặt trái đất.
Nhiệt lượng do một hành tinh tỏa ra trên bề mặt có kích thước bằng một sân bóng đá xấp xỉ bằng nhiệt lượng có thể được tạo ra bởi ba bóng đèn 100 watt. Một luồng năng lượng như vậy có vẻ không đáng kể, nhưng nó đến từ toàn bộ bề mặt Trái đất và không ngừng! Sức mạnh của toàn bộ dòng nhiệt đến từ ruột của hành tinh lớn hơn khoảng 30 lần so với sức mạnh của tất cả các nhà máy điện hiện đại trên thế giới.
Đo độ sâu dòng nhiệt của Trái đất quá trình này là khó khăn và tốn thời gian. Thông qua lớp vỏ cứng của trái đất, nhiệt được dẫn đến bề mặt một cách có lợi, tức là thông qua sự lan truyền các dao động nhiệt. Do đó, nhiệt lượng truyền qua bằng sản phẩm gradient nhiệt độ (tốc độ tăng nhiệt độ theo chiều sâu) về độ dẫn nhiệt. Để xác định thông lượng nhiệt, bắt buộc phải biết hai đại lượng này. Gradient nhiệt độ được đo bằng các thiết bị nhạy cảm - cảm biến (nhiệt điện trở) trong mỏ hoặc giếng khoan đặc biệt, ở độ sâu vài chục đến vài trăm mét. Độ dẫn nhiệt của đá được xác định bằng cách kiểm tra các mẫu trong phòng thí nghiệm.
Đo đạc nhiệt chảy dưới đáy đại dương đi kèm với những khó khăn đáng kể: công việc phải được thực hiện dưới nước ở độ sâu đáng kể. Tuy nhiên, nó cũng có ưu điểm: không cần khoan giếng dưới đáy đại dương, vì trầm tích thường khá mềm và đầu dò hình trụ dài dùng để đo nhiệt độ dễ dàng chìm sâu vài mét vào trầm tích mềm.
Những người tham gia vào lĩnh vực địa nhiệt thực sự cần bản đồ dòng nhiệt cho toàn bộ bề mặt của hành tinh. Các điểm mà tại đó các phép đo dòng nhiệt đã được thực hiện phân bố cực kỳ không đồng đều trên bề mặt Trái đất. Trên biển và đại dương, các phép đo đã được thực hiện nhiều gấp đôi so với trên đất liền. Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Úc, các đại dương ở vĩ độ trung bình đã được nghiên cứu khá đầy đủ. Và ở những nơi khác trên bề mặt trái đất, các phép đo vẫn còn rất ít hoặc hoàn toàn không. Tuy nhiên, khối lượng dữ liệu hiện tại về dòng nhiệt của Trái đất đã giúp chúng ta có thể xây dựng các bản đồ tổng quát nhưng khá đáng tin cậy.
Sự tỏa nhiệt từ ruột Trái đất lên bề mặt không đồng đều. Ở một số khu vực, Trái đất tỏa nhiệt nhiều hơn mức trung bình toàn cầu, ở những khu vực khác, nhiệt lượng tỏa ra ít hơn nhiều. "Điểm lạnh" xảy ra ở Đông Âu (Nền tảng Đông Âu), Canada (Lá chắn Canada), Bắc Phi, Úc, Nam Mỹ, các lưu vực nước sâu của Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương và Đại Tây Dương. Các điểm "ấm" và "nóng" - những khu vực có dòng nhiệt tăng lên - xảy ra ở các vùng của California, Alpine Europe, Iceland, Biển Đỏ, Vùng trồi Đông Thái Bình Dương và các rặng núi tầm trung dưới nước của Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương.
Năng lượng nguyên tử
Việc sử dụng năng lượng của trái đất có thể xảy ra theo những cách khác nhau. Ví dụ, với việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân, khi năng lượng nhiệt được giải phóng do sự phân rã của các hạt vật chất nhỏ nhất của nguyên tử. Nhiên liệu chính là uranium chứa trong vỏ trái đất. Nhiều người tin rằng phương pháp thu nhận năng lượng đặc biệt này là hứa hẹn nhất, nhưng ứng dụng của nó còn đầy rẫy một số vấn đề. Đầu tiên, uranium phát ra bức xạ giết chết tất cả các sinh vật sống. Ngoài ra, nếu chất này xâm nhập vào đất hoặc khí quyển, thì một thảm họa nhân tạo thực sự sẽ phát sinh. Chúng ta vẫn đang phải gánh chịu những hậu quả đáng buồn của vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl. Sự nguy hiểm nằm ở chỗ chất thải phóng xạ có thể đe dọa mọi sinh vật trong một thời gian rất dài, cả thiên niên kỷ.
Nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên
Tất cả chúng ta đã quen với thực tế là nhiều năm trước đây năng lượng được khai thác từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Và nó là như vậy, nhưng ngay cả trước đó, một trong những nhà máy điện đầu tiên là địa nhiệt. Nói chung, điều này rất hợp lý, vì kỹ thuật này hoạt động dựa trên lực kéo hơi nước, và sử dụng hơi nước là quyết định đúng đắn hơn. Và thực sự là duy nhất cho thời gian đó, không tính việc đốt củi và than.
Quay trở lại năm 1817, Bá tước François de Larderel đã phát triển một công nghệ thu thập hơi nước tự nhiên, rất hữu ích vào thế kỷ 20, khi nhu cầu về các nhà máy điện địa nhiệt trở nên rất cao.
Trạm làm việc thực sự đầu tiên được xây dựng tại thành phố Larderello của Ý vào năm 1904. Đúng, nó giống như một mẫu thử nghiệm, vì nó chỉ có thể cung cấp năng lượng cho 4 bóng đèn, nhưng nó đã hoạt động. Sáu năm sau, vào năm 1910, một trạm làm việc thực sự được xây dựng trong cùng một thành phố, có thể sản xuất đủ năng lượng để sử dụng trong công nghiệp.
Ngay cả ở những nơi đẹp như tranh vẽ cũng có thể có các nhà máy điện Địa nhiệt.
Máy phát điện thử nghiệm đã được chế tạo ở nhiều nơi, nhưng chính Ý là nước dẫn đầu cho đến năm 1958 và là nước sản xuất năng lượng địa nhiệt công nghiệp duy nhất trên thế giới.
Quyền lãnh đạo đã phải đầu hàng sau khi nhà máy điện Wairakei được đưa vào vận hành ở New Zealand. Đây là nhà máy điện địa nhiệt gián tiếp đầu tiên. Vài năm sau, các cơ sở tương tự được mở ở các quốc gia khác, bao gồm cả Hoa Kỳ với các nguồn của nó ở California.
Nhà máy điện địa nhiệt đầu tiên thuộc loại gián tiếp được xây dựng tại Liên Xô vào năm 1967. Vào thời điểm này, phương pháp thu nhận năng lượng này bắt đầu phát triển tích cực trên toàn thế giới. Đặc biệt là ở những nơi như Alaska, Philippines và Indonesia, những nơi vẫn nằm trong số những quốc gia dẫn đầu về năng lượng được sản xuất theo cách này.
Thời gian mới - ý tưởng mới
Tất nhiên, con người không dừng lại ở đó, và mỗi năm ngày càng có nhiều nỗ lực nhằm tìm ra những phương pháp mới để thu được năng lượng. Nếu năng lượng nhiệt của trái đất thu được khá đơn giản, thì một số phương pháp không đơn giản như vậy. Ví dụ, như một nguồn năng lượng, hoàn toàn có thể sử dụng khí sinh học, khí này thu được từ chất thải thối rữa. Nó có thể được sử dụng để sưởi ấm nhà và làm nóng nước.
Ngày càng có nhiều nhà máy điện thủy triều được xây dựng, khi các đập và tua-bin được lắp đặt trên các miệng của các hồ chứa, chúng được điều khiển bởi sự xuống và dòng chảy, tương ứng sẽ thu được điện.
Đốt rác, chúng ta có năng lượng
Một phương pháp khác, đã được sử dụng ở Nhật Bản, là tạo ra các lò đốt. Ngày nay chúng được xây dựng ở Anh, Ý, Đan Mạch, Đức, Pháp, Hà Lan và Hoa Kỳ, nhưng chỉ ở Nhật Bản, các công ty này bắt đầu được sử dụng không chỉ cho mục đích dự định của họ mà còn để sản xuất điện. Các nhà máy địa phương đốt 2/3 tổng lượng chất thải, trong khi các nhà máy được trang bị tua-bin hơi nước. Theo đó, chúng cung cấp nhiệt và điện cho khu vực xung quanh. Đồng thời, về mặt chi phí, việc xây dựng một doanh nghiệp như vậy sẽ có lợi hơn nhiều so với việc xây dựng một CHP.
Viễn cảnh sử dụng sức nóng của Trái đất, nơi tập trung nhiều núi lửa có vẻ hấp dẫn hơn. Trong trường hợp này, không cần thiết phải khoan Trái đất quá sâu, vì đã ở độ sâu 300-500 mét, nhiệt độ sẽ ít nhất gấp đôi nhiệt độ sôi của nước.
Cũng có một phương pháp sản xuất điện như năng lượng hydro. Hydro - nguyên tố hóa học đơn giản và nhẹ nhất - có thể được coi là nhiên liệu lý tưởng, vì nó được tìm thấy ở những nơi có nước. Nếu bạn đốt cháy hydro, bạn có thể nhận được nước, nước bị phân hủy thành oxy và hydro. Bản thân ngọn lửa hydro là vô hại, tức là sẽ không gây hại cho môi trường. Điểm đặc biệt của nguyên tố này là nó có nhiệt trị cao.
Trong tương lai là gì?
Tất nhiên, năng lượng của từ trường Trái đất hay năng lượng thu được từ các nhà máy điện hạt nhân không thể đáp ứng đầy đủ mọi nhu cầu của nhân loại, vốn đang tăng lên hàng năm. Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng không có lý do gì để lo lắng, vì nguồn nhiên liệu của hành tinh vẫn còn đủ. Hơn nữa, ngày càng có nhiều nguồn mới, thân thiện với môi trường và tái tạo, đang được sử dụng.
Vấn đề ô nhiễm môi trường vẫn còn, và đang gia tăng một cách thảm khốc. Lượng khí thải độc hại đi theo quy mô tương ứng, không khí chúng ta hít thở có hại, nước có các tạp chất nguy hiểm, và đất dần bị cạn kiệt. Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải tham gia kịp thời vào việc nghiên cứu hiện tượng như năng lượng trong ruột Trái đất, để tìm cách giảm nhu cầu về nhiên liệu hóa thạch và sử dụng tích cực hơn các nguồn năng lượng độc đáo.
Nguồn nguyên liệu năng lượng hóa thạch có hạn
Nhu cầu về nguyên liệu năng lượng hữu cơ là rất lớn ở các nước công nghiệp phát triển và đang phát triển (Hoa Kỳ, Nhật Bản, các quốc gia của Châu Âu thống nhất, Trung Quốc, Ấn Độ, v.v.). Đồng thời, nguồn tài nguyên hydrocacbon của họ ở các nước này hoặc không đủ hoặc dự trữ, và một nước, ví dụ, Hoa Kỳ, mua nguyên liệu thô năng lượng ở nước ngoài hoặc phát triển tiền gửi ở các nước khác.
Ở Nga, một trong những quốc gia giàu có nhất về tài nguyên năng lượng, nhu cầu kinh tế về năng lượng vẫn được đáp ứng bởi khả năng sử dụng tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, việc khai thác các hydrocacbon hóa thạch từ lòng đất đang diễn ra với tốc độ rất nhanh. Nếu vào những năm 1940-1960. Các khu vực sản xuất dầu chính là "Baku thứ hai" ở vùng Volga và Ural, sau đó, bắt đầu từ những năm 1970, và cho đến thời điểm hiện tại, một khu vực như vậy là Tây Siberia. Nhưng ở đây cũng vậy, việc sản xuất hydrocacbon hóa thạch cũng giảm đáng kể. Kỷ nguyên khí Cenomanian "khô" đang qua đi. Giai đoạn phát triển rộng rãi sản xuất khí đốt tự nhiên trước đây đã kết thúc. Việc khai thác của nó từ các mỏ khổng lồ như Medvezhye, Urengoyskoye và Yamburgskoye lần lượt lên tới 84, 65 và 50%. Tỷ trọng dự trữ dầu mỏ thuận lợi cho phát triển cũng giảm dần theo thời gian.
Do việc tiêu thụ tích cực nhiên liệu hydrocacbon, trữ lượng dầu và khí đốt tự nhiên trên đất liền đã giảm đáng kể. Bây giờ trữ lượng chính của chúng tập trung ở thềm lục địa. Và mặc dù cơ sở nguyên liệu thô của ngành dầu khí vẫn đủ để sản xuất dầu và khí đốt ở Nga với khối lượng cần thiết, nhưng trong tương lai gần nó sẽ được cung cấp với mức độ lớn hơn bao giờ hết thông qua việc phát triển các mỏ khó khai thác. và điều kiện địa chất. Chi phí sản xuất nguyên liệu hydrocacbon sẽ tiếp tục tăng.
Hầu hết các nguồn tài nguyên không tái tạo được khai thác từ lòng đất được sử dụng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện. Trước hết, đó là khí tự nhiên, tỷ trọng trong cơ cấu nhiên liệu là 64%.
Ở Nga, 70% lượng điện được tạo ra tại các nhà máy nhiệt điện. Các doanh nghiệp năng lượng của cả nước hàng năm đốt khoảng 500 triệu tấn nhiên liệu tương đương. t. để tạo ra điện và nhiệt, trong khi để sản xuất nhiệt, nhiên liệu hydrocacbon được tiêu thụ nhiều hơn 3-4 lần so với để tạo ra điện.
Lượng nhiệt thu được từ quá trình đốt cháy các khối lượng nguyên liệu hydrocacbon này tương đương với việc sử dụng hàng trăm tấn nhiên liệu hạt nhân - sự khác biệt là rất lớn. Tuy nhiên, điện hạt nhân yêu cầu an toàn về môi trường (để loại trừ sự tái diễn của Chernobyl) và bảo vệ nó khỏi các cuộc tấn công khủng bố có thể xảy ra, cũng như việc thực hiện ngừng hoạt động an toàn và tốn kém của các tổ máy điện NPP đã lỗi thời và lạc hậu. Trữ lượng uranium có thể thu hồi được đã được chứng minh trên thế giới là khoảng 3 triệu 400 nghìn tấn, trong cả giai đoạn trước đó (đến năm 2007), khoảng 2 triệu tấn đã được khai thác.
