Care este temperatura la o adâncime de 100 de metri. Măsurători de iarnă. Dinamica temperaturilor subteran, în subcâmp și puț. Cum funcționează încălzirea și răcirea geotermală
Schimbarea temperaturii cu adâncimea. Suprafața pământului, din cauza furnizării inegale de căldură solară, fie se încălzește, fie se răcește. Aceste fluctuații de temperatură pătrund foarte puțin adânc în grosimea Pământului. Deci, fluctuații zilnice la o adâncime de 1 m de obicei nu se mai simte. În ceea ce privește fluctuațiile anuale, ele pătrund la diferite adâncimi: în țările calde până la 10-15 m, iar în țările cu ierni reci și veri fierbinți până la 25-30 și chiar 40 m. Mai adânc de 30-40 m deja peste tot pe Pământ temperatura este menținută constantă. De exemplu, un termometru amplasat în subsolul Observatorului din Paris arată tot timpul 11°.85C de peste 100 de ani.
Un strat cu o temperatură constantă este observat pe tot globul și se numește centură de temperatură constantă sau neutră. Adâncimea acestei centuri variază în funcție de condițiile climatice, iar temperatura este aproximativ egală cu temperatura medie anuală a acestui loc.
Când se adâncește în Pământ sub un strat de temperatură constantă, se observă de obicei o creștere treptată a temperaturii. Acest lucru a fost observat pentru prima dată de muncitorii din minele de adâncime. Acest lucru a fost observat și la așezarea tunelurilor. Deci, de exemplu, la așezarea tunelului Simplon (în Alpi), temperatura a crescut la 60 °, ceea ce a creat dificultăți considerabile în muncă. Temperaturi chiar mai ridicate sunt observate în forajele adânci. Un exemplu este fântâna Chukhovskaya (Silezia Superioară), în care la o adâncime de 2220 m temperatura a fost peste 80° (83°, 1), etc. m temperatura crește cu 1°C.
Numărul de metri de care aveți nevoie pentru a pătrunde adânc în Pământ pentru ca temperatura să crească cu 1 ° C se numește pas geotermal. Etapa geotermală în diferite cazuri nu este aceeași și cel mai adesea variază de la 30 la 35 m.În unele cazuri, aceste fluctuații pot fi chiar mai mari. De exemplu, în statul Michigan (SUA), într-una dintre forajele situate în apropierea lacului. Michigan, etapa geotermală s-a dovedit a fi nu 33, dar 70 m Dimpotrivă, un pas geotermal foarte mic a fost observat într-una dintre fântânile din Mexic, acolo la o adâncime de 670. m era apă cu o temperatură de 70 °. Astfel, etapa geotermală s-a dovedit a fi doar aproximativ 12 m. Mici pași geotermici sunt observați și în regiunile vulcanice, unde la adâncimi mici pot exista încă straturi nerăcite de roci magmatice. Dar toate astfel de cazuri nu sunt atât reguli, cât excepții.
Există multe motive care afectează etapa geotermală. (Pe lângă cele de mai sus, se poate sublinia conductivitatea termică diferită a rocilor, natura apariției straturilor etc.
Terenul are o mare importanță în distribuția temperaturilor. Acesta din urmă poate fi văzut clar în desenul atașat (Fig. 23), înfățișând o secțiune a Alpilor de-a lungul liniei Tunelului Simplon, cu geoizoterme reprezentate printr-o linie punctată (adică, linii de temperaturi egale în interiorul Pământului). Geoizotermele de aici par să repete relieful, dar odată cu adâncimea influența reliefului scade treptat. (Înclinarea puternică în jos a geoizotermelor de la Balle se datorează circulației puternice a apei observată aici.)
Temperatura Pământului la adâncimi mari. Observații asupra temperaturilor în foraje, a căror adâncime depășește rar 2-3 km, Desigur, ei nu pot da o idee despre temperaturile straturilor mai profunde ale Pământului. Dar aici ne vin în ajutor unele fenomene din viața scoarței terestre. Vulcanismul este un astfel de fenomen. Vulcanii, răspândiți pe suprafața pământului, aduc lave topite la suprafața pământului, a căror temperatură este de peste 1000 °. Prin urmare, la adâncimi mari avem temperaturi care depășesc 1000°.
A fost o vreme când oamenii de știință, pe baza etapei geotermale, au încercat să calculeze adâncimea la care ar putea fi temperaturi de până la 1000-2000 °. Cu toate acestea, astfel de calcule nu pot fi considerate suficient de fundamentate. Observațiile făcute asupra temperaturii mingii de bazalt de răcire și calculele teoretice dau motive să spunem că valoarea treptei geotermale crește odată cu adâncimea. Dar în ce măsură și în ce adâncime ajunge o astfel de creștere, nici nu putem spune încă.
Dacă presupunem că temperatura crește continuu cu adâncimea, atunci în centrul Pământului ar trebui măsurată în zeci de mii de grade. La asemenea temperaturi, toate rocile cunoscute de noi ar trebui să intre în stare lichidă. Adevărat, există o presiune enormă în interiorul Pământului și nu știm nimic despre starea corpurilor la astfel de presiuni. Cu toate acestea, nu avem date care să afirme că temperatura crește continuu odată cu adâncimea. Acum majoritatea geofizicienilor ajung la concluzia că temperatura din interiorul Pământului cu greu poate fi mai mare de 2000 °.
Surse de căldură. În ceea ce privește sursele de căldură care determină temperatura internă a Pământului, acestea pot fi diferite. Pe baza ipotezelor care consideră că Pământul este format dintr-o masă încinsă și topită, căldura internă trebuie considerată căldura reziduală a unui corp care se topește de la suprafață. Cu toate acestea, există motive să credem că motivul temperaturii interne ridicate a Pământului poate fi descompunerea radioactivă a uraniului, toriu, actinouraniu, potasiu și alte elemente conținute în roci. Elementele radioactive sunt distribuite în mare parte în rocile acide ale învelișului de suprafață a Pământului; ele sunt mai puțin frecvente în rocile de bază adânci. În același timp, rocile de bază sunt mai bogate în ele decât meteoriții de fier, care sunt considerați fragmente ale părților interne ale corpurilor cosmice.
În ciuda cantității mici de substanțe radioactive din roci și a descompunerii lor lente, cantitatea totală de căldură rezultată din dezintegrarea radioactivă este mare. geolog sovietic V. G. Khlopin a calculat că elementele radioactive conținute în învelișul superior de 90 de kilometri a Pământului sunt suficiente pentru a acoperi pierderea de căldură a planetei prin radiație. Odată cu degradarea radioactivă, energia termică este eliberată în timpul comprimării materiei Pământului, în timpul reacțiilor chimice etc.
- O sursă-
Polovinkin, A.A. Fundamente ale geografiei generale / A.A. Polovinkin.- M.: Editura Educațională și Pedagogică de Stat a Ministerului Educației din RSFSR, 1958.- 482 p.
Vizualizări post: 179
Imaginați-vă o casă care este întotdeauna la o temperatură confortabilă și nu are nici un sistem de încălzire sau de răcire la vedere. Acest sistem funcționează eficient, dar nu necesită întreținere complexă sau cunoștințe speciale din partea proprietarilor.
Aer curat, se aud ciripitul păsărilor și vântul jucându-se leneș cu frunzele de pe copaci. Casa primește energie de la pământ, precum frunzele, care primesc energie de la rădăcini. Superba poza, nu-i asa?
Sistemele geotermale de încălzire și răcire fac acest lucru o realitate. Un sistem geotermal HVAC (încălzire, ventilație și aer condiționat) folosește temperatura solului pentru a oferi încălzire iarna și răcire vara.
Cum funcționează încălzirea și răcirea geotermală
Temperatura ambientală se modifică odată cu anotimpurile, dar temperatura subterană nu se modifică la fel de mult datorită proprietăților izolatoare ale pământului. La o adâncime de 1,5-2 metri, temperatura rămâne relativ constantă pe tot parcursul anului. Un sistem geotermal constă, de obicei, din echipamente de procesare internă, un sistem de conducte subterane numit buclă subterană și/sau o pompă de circulație a apei. Sistemul folosește temperatura constantă a pământului pentru a furniza energie „curată și liberă”.
(Nu confundați conceptul de sistem NHC geotermal cu „energie geotermală” - un proces în care electricitatea este generată direct din căldura din pământ. În acest din urmă caz, se utilizează un alt tip de echipament și alte procese, scopul dintre care este de obicei încălzirea apei până la punctul de fierbere.)
Conductele care alcătuiesc bucla subterană sunt de obicei realizate din polietilenă și pot fi așezate orizontal sau vertical în subteran, în funcție de teren. Dacă un acvifer este disponibil, atunci inginerii pot proiecta un sistem „în buclă deschisă” prin forarea unui puț în pânza freatică. Apa este pompată, trece printr-un schimbător de căldură și apoi este injectată în același acvifer prin „reinjectare”.
Iarna, apa, trecând printr-o buclă subterană, absoarbe căldura pământului. Echipamentul interior crește și mai mult temperatura și o distribuie în întreaga clădire. Este ca un aparat de aer condiționat care funcționează invers. În timpul verii, un sistem geotermal NWC extrage apă caldă din clădire și o transportă printr-o buclă/pompă subterană către un puț de reinjecție unde apa este eliberată în solul/acviferul mai rece.
Spre deosebire de sistemele convenționale de încălzire și răcire, sistemele geotermale HVAC nu folosesc combustibili fosili pentru a genera căldură. Pur și simplu iau căldură de pe pământ. În mod obișnuit, electricitatea este utilizată doar pentru a funcționa ventilatorul, compresorul și pompa.
Există trei componente principale într-un sistem geotermal de răcire și încălzire: o pompă de căldură, un fluid de schimb de căldură (sistem deschis sau închis) și un sistem de alimentare cu aer (sistem de conducte).
Pentru pompele de căldură geotermale, precum și pentru toate celelalte tipuri de pompe de căldură, a fost măsurat raportul dintre acțiunea lor utilă și energia cheltuită pentru această acțiune (EFICIENȚĂ). Majoritatea sistemelor de pompe de căldură geotermale au o eficiență de 3,0 până la 5,0. Aceasta înseamnă că sistemul transformă o unitate de energie în 3-5 unități de căldură.
Sistemele geotermale nu necesită întreținere complexă. Instalată corespunzător, ceea ce este foarte important, bucla subterană poate servi corespunzător timp de mai multe generații. Ventilatorul, compresorul și pompa sunt găzduite în interior și protejate de condițiile meteorologice în schimbare, astfel încât pot dura mulți ani, adesea decenii. Verificările periodice de rutină, înlocuirea la timp a filtrului și curățarea anuală a bobinei sunt singura întreținere necesară.
Experiență în utilizarea sistemelor geotermale NVC
Sistemele geotermale NVC au fost utilizate de peste 60 de ani în întreaga lume. Ei lucrează cu natura, nu împotriva ei și nu emit gaze cu efect de seră (după cum am menționat mai devreme, folosesc mai puțină energie electrică, deoarece folosesc temperatura constantă a pământului).
Sistemele geotermale NVC devin din ce în ce mai mult atribute ale caselor verzi, ca parte a mișcării în creștere a clădirilor verzi. Proiectele ecologice au reprezentat 20% din toate casele construite în SUA anul trecut. Un articol din Wall Street Journal spune că până în 2016 bugetul clădirilor verzi va crește de la 36 de miliarde de dolari pe an la 114 de miliarde de dolari. Aceasta va reprezenta 30-40 la sută din întreaga piață imobiliară.
Dar multe dintre informațiile despre încălzirea și răcirea geotermale se bazează pe date învechite sau pe mituri nefondate.
Distrugerea miturilor despre sistemele NWC geotermale
1. Sistemele geotermale NVC nu sunt o tehnologie regenerabilă deoarece folosesc energie electrică.
Realitate: Sistemele geotermale HVAC folosesc o singură unitate de electricitate pentru a produce până la cinci unități de răcire sau încălzire.
2. Energia solară și energia eoliană sunt tehnologii regenerabile mai favorabile în comparație cu sistemele NVC geotermale.
Realitate: Sistemele geotermale NVC pentru un dolar procesează de patru ori mai mulți kilowați/oră decât generează energia solară sau eoliană pentru același dolar. Aceste tehnologii pot, desigur, să joace un rol important de mediu, dar un sistem NHC geotermal este adesea cea mai eficientă și mai rentabilă modalitate de a reduce impactul asupra mediului.
3. Sistemul geotermal NVC necesită mult spațiu pentru a găzdui țevile de polietilenă ale buclei subterane.
Fapt: În funcție de teren, bucla subterană poate fi amplasată vertical, ceea ce înseamnă că este nevoie de o suprafață mică. Dacă există un acvifer disponibil, atunci este nevoie de doar câțiva metri pătrați de suprafață. Rețineți că apa se întoarce în același acvifer din care a fost prelevată după ce a trecut prin schimbătorul de căldură. Astfel, apa nu este scursă și nu poluează acviferul.
4. Pompele de căldură geotermale HVK sunt zgomotoase.
Fapt: Sistemele sunt foarte silențioase și nu există echipamente afară pentru a nu deranja vecinii.
5. Sistemele geotermale se uzează în cele din urmă.
Realitate: buclele subterane pot dura generații. Echipamentul de schimb de căldură durează de obicei zeci de ani, deoarece este protejat în interior. Când vine timpul să fie nevoie să înlocuiți echipamentul, costul unei astfel de înlocuiri este mult mai mic decât un nou sistem geotermal, deoarece bucla subterană și puțul sunt părțile sale cele mai scumpe. Noile soluții tehnice elimină problema reținerii căldurii în sol, astfel încât sistemul poate schimba temperaturi în cantități nelimitate. Au existat cazuri în trecut de sisteme calculate greșit care au supraîncălzit sau subrăcit pământul până la punctul în care nu mai exista diferența de temperatură necesară pentru a funcționa sistemul.
6. Sistemele geotermale HVAC funcționează doar pentru încălzire.
Realitate: funcționează la fel de eficient pentru răcire și pot fi proiectate astfel încât să nu fie nevoie de o sursă suplimentară de căldură de rezervă. Deși unii clienți decid că este mai rentabil să aibă un mic sistem de rezervă pentru perioadele cele mai reci. Aceasta înseamnă că bucla lor subterană va fi mai mică și, prin urmare, mai ieftină.
7. Sistemele geotermale HVAC nu pot încălzi simultan apa menajeră, încălzirea apei piscinei și încălzirea unei case.
Realitate: Sistemele pot fi proiectate pentru a îndeplini mai multe funcții în același timp.
8. Sistemele geotermale NHC poluează solul cu agenți frigorifici.
Realitate: Majoritatea sistemelor folosesc numai apă în balamale.
9. Sistemele geotermale NWC folosesc multă apă.
Realitate: Sistemele geotermale nu consumă de fapt apă. Dacă apa subterană este folosită pentru schimbul de temperatură, atunci toată apa se întoarce în același acvifer. În trecut, într-adevăr, erau folosite unele sisteme care iroseau apa după ce a trecut prin schimbătorul de căldură, dar astfel de sisteme sunt cu greu folosite astăzi. Privind problema din punct de vedere comercial, sistemele geotermale HC economisesc de fapt milioane de litri de apă care ar fi fost evaporată în sistemele tradiționale.
10. Tehnologia geotermală NVC nu este fezabilă din punct de vedere financiar fără stimulente fiscale de stat și regionale.
Realitate: stimulentele de stat și regionale se ridică de obicei la 30 până la 60 la sută din costul total al unui sistem geotermal, ceea ce poate aduce adesea prețul inițial aproape de prețul echipamentului convențional. Sistemele standard de aer HVAC costă aproximativ 3.000 USD pe tonă de căldură sau rece (casele folosesc de obicei una până la cinci tone). Prețul sistemelor geotermale NVC variază de la aproximativ 5.000 USD pe tonă la 8.000-9.000 USD. Cu toate acestea, noile metode de instalare reduc semnificativ costurile, până la prețurile sistemelor convenționale.
Economii de costuri pot fi realizate și prin reduceri la echipamente de uz public sau comercial, sau chiar comenzi mari pentru casă (în special de la mărci mari precum Bosch, Carrier și Trane). Buclele deschise, folosind o pompă și un puț de reinjecție, sunt mai ieftin de instalat decât sistemele închise.
Sursa: energyblog.nationalgeographic.com
Kirill Degtyarev, cercetător, Universitatea de Stat din Moscova Lomonosov M. V. Lomonosov.
La noi, bogată în hidrocarburi, energia geotermală este un fel de resursă exotică care, în starea actuală, este puțin probabil să concureze cu petrolul și gazele. Cu toate acestea, această formă alternativă de energie poate fi folosită aproape peste tot și destul de eficient.
Fotografie de Igor Konstantinov.
Modificarea temperaturii solului cu adâncimea.
Cresterea temperaturii apelor termale si rocilor uscate care le contin cu adancime.
Schimbarea temperaturii cu adâncimea în diferite regiuni.
Erupția vulcanului islandez Eyjafjallajökull este o ilustrare a proceselor vulcanice violente care au loc în zonele tectonice și vulcanice active cu un flux puternic de căldură din interiorul pământului.
Capacități instalate ale centralelor geotermale pe țări ale lumii, MW.
Distribuția resurselor geotermale pe teritoriul Rusiei. Rezervele de energie geotermală, conform experților, sunt de câteva ori mai mari decât rezervele de energie ale combustibililor organici fosili. Potrivit Asociației Societății de Energie Geotermală.
Energia geotermală este căldura din interiorul pământului. Se produce în adâncuri și iese la suprafața Pământului sub diferite forme și cu intensitate diferită.
Temperatura straturilor superioare ale solului depinde în principal de factori externi (exogeni) - lumina soarelui și temperatura aerului. Vara și ziua, solul se încălzește la anumite adâncimi, iar iarna și noaptea se răcește în urma schimbării temperaturii aerului și cu o oarecare întârziere, crescând odată cu adâncimea. Influența fluctuațiilor zilnice ale temperaturii aerului se termină la adâncimi de la câțiva până la câteva zeci de centimetri. Fluctuațiile sezoniere captează straturi mai adânci de sol - până la zeci de metri.
La o anumită adâncime - de la zeci la sute de metri - temperatura solului se menține constantă, egală cu temperatura medie anuală a aerului de lângă suprafața Pământului. Acest lucru este ușor de verificat coborând într-o peșteră destul de adâncă.
Când temperatura medie anuală a aerului într-o anumită zonă este sub zero, aceasta se manifestă ca permafrost (mai precis, permafrost). În Siberia de Est, grosimea, adică grosimea, a solurilor înghețate pe tot parcursul anului ajunge la 200-300 m pe alocuri.
De la o anumită adâncime (proprie pentru fiecare punct de pe hartă), acțiunea Soarelui și a atmosferei slăbește atât de mult încât factorii endogeni (interni) vin pe primul loc și interiorul pământului este încălzit din interior, astfel încât temperatura începe să scadă. se ridică cu adâncimea.
Încălzirea straturilor profunde ale Pământului este asociată în principal cu dezintegrarea elementelor radioactive aflate acolo, deși alte surse de căldură sunt denumite și, de exemplu, procese fizico-chimice, tectonice în straturile profunde ale scoarței și mantalei terestre. Dar oricare ar fi cauza, temperatura rocilor și a substanțelor lichide și gazoase asociate crește odată cu adâncimea. Minerii se confruntă cu acest fenomen - este întotdeauna cald în minele adânci. La o adâncime de 1 km, căldura de treizeci de grade este normală, iar mai adânc temperatura este și mai mare.
Fluxul de căldură din interiorul pământului, care ajunge la suprafața Pământului, este mic - în medie, puterea sa este de 0,03-0,05 W / m 2,
sau aproximativ 350 Wh/m 2 pe an. Pe fondul fluxului de căldură de la Soare și al aerului încălzit de acesta, aceasta este o valoare imperceptibilă: Soarele oferă fiecărui metru pătrat de suprafață terestră aproximativ 4.000 kWh anual, adică de 10.000 de ori mai mult (desigur, aceasta este în medie, cu o răspândire uriașă între latitudinile polare și ecuatoriale și în funcție de alți factori climatici și meteorologici).
Nesemnificația fluxului de căldură de la adâncime la suprafață în cea mai mare parte a planetei este asociată cu conductivitatea termică scăzută a rocilor și particularitățile structurii geologice. Dar există și excepții - locuri în care fluxul de căldură este mare. Acestea sunt, în primul rând, zone de falii tectonice, activitate seismică crescută și vulcanism, unde energia din interiorul pământului găsește o cale de ieșire. Astfel de zone sunt caracterizate de anomalii termice ale litosferei, aici fluxul de căldură care ajunge la suprafața Pământului poate fi de multe ori și chiar ordine de mărime mai puternic decât cel „obișnuit”. O cantitate imensă de căldură este adusă la suprafață în aceste zone de erupțiile vulcanice și izvoarele termale de apă.
Aceste zone sunt cele mai favorabile pentru dezvoltarea energiei geotermale. Pe teritoriul Rusiei, acestea sunt, în primul rând, Kamchatka, Insulele Kurile și Caucazul.
În același timp, dezvoltarea energiei geotermale este posibilă aproape peste tot, deoarece creșterea temperaturii cu adâncimea este un fenomen omniprezent, iar sarcina este de a „extrage” căldura din intestine, la fel cum de acolo se extrag materiile prime minerale.
În medie, temperatura crește cu adâncimea cu 2,5-3 o C la fiecare 100 m. Raportul dintre diferența de temperatură dintre două puncte situate la adâncimi diferite și diferența de adâncime dintre ele se numește gradient geotermal.
Reciproca este treapta geotermală sau intervalul de adâncime la care temperatura crește cu 1 o C.
Cu cât gradientul este mai mare și, în consecință, cu cât treapta este mai mică, cu atât căldura adâncurilor Pământului se apropie de suprafață și cu atât această zonă este mai promițătoare pentru dezvoltarea energiei geotermale.
În diferite zone, în funcție de structura geologică și de alte condiții regionale și locale, rata de creștere a temperaturii cu adâncimea poate varia dramatic. La scara Pământului, fluctuațiile valorilor gradienților și treptelor geotermale ajung la 25 de ori. De exemplu, în statul Oregon (SUA) gradientul este de 150 o C la 1 km, iar în Africa de Sud este de 6 o C la 1 km.
Întrebarea este, care este temperatura la adâncimi mari - 5, 10 km sau mai mult? Dacă tendința continuă, temperatura la o adâncime de 10 km ar trebui să fie în medie de aproximativ 250-300 o C. Acest lucru este mai mult sau mai puțin confirmat de observațiile directe în puțuri ultra-adânci, deși imaginea este mult mai complicată decât o creștere liniară a temperaturii. .
De exemplu, în fântâna super-profundă Kola forată în scutul cristalin baltic, temperatura la o adâncime de 3 km se schimbă cu o rată de 10 ° C / 1 km, iar apoi gradientul geotermal devine de 2-2,5 ori mai mare. La o adâncime de 7 km s-a înregistrat deja o temperatură de 120 o C, la 10 km - 180 o C, iar la 12 km - 220 o C.
Un alt exemplu este o fântână așezată în nordul Caspicului, unde la o adâncime de 500 m s-a înregistrat o temperatură de 42 o C, la 1,5 km - 70 o C, la 2 km - 80 o C, la 3 km - 108 o C.
Se presupune că gradientul geotermal scade începând de la o adâncime de 20-30 km: la o adâncime de 100 km, temperaturile estimate sunt de aproximativ 1300-1500 o C, la o adâncime de 400 km - 1600 o C, în adâncimea Pământului. miez (adâncimi de peste 6000 km) - 4000-5000 o DIN.
La adâncimi de până la 10-12 km, temperatura se măsoară prin puțuri forate; acolo unde nu există, se determină prin semne indirecte la fel ca la adâncimi mai mari. Astfel de semne indirecte pot fi natura trecerii undelor seismice sau temperatura lavei care erupe.
Cu toate acestea, în scopul energiei geotermale, datele privind temperaturile la adâncimi mai mari de 10 km nu prezintă încă un interes practic.
Este multă căldură la adâncimi de câțiva kilometri, dar cum să o ridici? Uneori natura însăși ne rezolvă această problemă cu ajutorul unui lichid de răcire natural - ape termale încălzite care ies la suprafață sau zac la o adâncime accesibilă nouă. În unele cazuri, apa din adâncuri este încălzită până la starea de abur.
Nu există o definiție strictă a conceptului de „ape termale”. De regulă, ele înseamnă ape subterane fierbinți în stare lichidă sau sub formă de abur, inclusiv cele care vin la suprafața Pământului cu o temperatură de peste 20 ° C, adică, de regulă, mai mare decât temperatura aerului. .
Căldura din apă subterană, abur, amestecuri abur-apă este energie hidrotermală. În consecință, energia bazată pe utilizarea sa se numește hidrotermală.
Situația este mai complicată cu producerea de căldură direct din roci uscate - energie petrotermală, mai ales că temperaturile suficient de ridicate, de regulă, încep de la adâncimi de câțiva kilometri.
Pe teritoriul Rusiei, potențialul energiei petrotermale este de o sută de ori mai mare decât cel al energiei hidrotermale - 3.500 și, respectiv, 35 de trilioane de tone de combustibil standard. Acest lucru este destul de natural - căldura adâncurilor Pământului este peste tot, iar apele termale se găsesc local. Cu toate acestea, din cauza unor dificultăți tehnice evidente, majoritatea apelor termale sunt utilizate în prezent pentru a produce căldură și electricitate.
Temperaturile apei de la 20-30 până la 100 o C sunt potrivite pentru încălzire, temperaturi de la 150 o C și peste - și pentru generarea de energie electrică la centralele geotermale.
În general, resursele geotermale de pe teritoriul Rusiei, în ceea ce privește tonele de combustibil standard sau orice altă unitate de măsură a energiei, sunt de aproximativ 10 ori mai mari decât rezervele de combustibili fosili.
Teoretic, s-ar putea satisface pe deplin nevoile energetice ale țării doar datorită energiei geotermale. În practică, în prezent, în cea mai mare parte a teritoriului său, acest lucru nu este fezabil din motive tehnice și economice.
În lume, utilizarea energiei geotermale este asociată cel mai adesea cu Islanda - o țară situată la capătul nordic al creasturii Mid-Atlantic, într-o zonă tectonică și vulcanică extrem de activă. Probabil că toată lumea își amintește de erupția puternică a vulcanului Eyjafjallajökull din 2010.
Datorită acestui specific geologic, Islanda are rezerve uriașe de energie geotermală, inclusiv izvoare termale care ies la suprafața Pământului și chiar țâșnesc sub formă de gheizere.
În Islanda, mai mult de 60% din toată energia consumată este preluată în prezent de pe Pământ. Inclusiv din cauza surselor geotermale, se asigură 90% din încălzire și 30% din generarea de energie electrică. Adăugăm că restul energiei electrice din țară este produsă de centrale hidroelectrice, adică folosind tot o sursă de energie regenerabilă, datorită căreia Islanda arată ca un fel de standard de mediu global.
„Îmblânzirea” energiei geotermale în secolul al XX-lea a ajutat în mod semnificativ Islanda din punct de vedere economic. Până la jumătatea secolului trecut, a fost o țară foarte săracă, acum ocupând primul loc în lume în ceea ce privește capacitatea instalată și producția de energie geotermală pe cap de locuitor, fiind în top zece în ceea ce privește capacitatea instalată absolută de energie geotermală. plantelor. Cu toate acestea, populația sa este de doar 300 de mii de oameni, ceea ce simplifică sarcina de a trece la surse de energie ecologice: nevoia este în general mică.
Pe lângă Islanda, o pondere mare a energiei geotermale în soldul total al producției de energie electrică este asigurată în Noua Zeelandă și statele insulare din Asia de Sud-Est (Filipine și Indonezia), țările din America Centrală și Africa de Est, al căror teritoriu este și el caracterizat prin activitate seismică și vulcanică ridicată. Pentru aceste țări, la nivelul lor actual de dezvoltare și nevoi, energia geotermală aduce o contribuție semnificativă la dezvoltarea socio-economică.
(Urmează sfârșitul.)
Temperatura din interiorul pământului este cel mai adesea un indicator destul de subiectiv, deoarece temperatura exactă poate fi numită numai în locuri accesibile, de exemplu, în fântâna Kola (adâncime 12 km). Dar acest loc aparține părții exterioare a scoarței terestre.
Temperaturi la diferite adâncimi ale Pământului
După cum au descoperit oamenii de știință, temperatura crește cu 3 grade la fiecare 100 de metri adâncime în Pământ. Această cifră este constantă pentru toate continentele și părțile globului. O astfel de creștere a temperaturii are loc în partea superioară a scoarței terestre, aproximativ primii 20 de kilometri, apoi creșterea temperaturii încetinește.
Cea mai mare creștere a fost înregistrată în Statele Unite, unde temperatura a crescut cu 150 de grade la 1000 de metri adâncime în pământ. Cea mai lenta crestere a fost inregistrata in Africa de Sud, termometrul a crescut cu doar 6 grade Celsius.
La o adâncime de aproximativ 35-40 de kilometri, temperatura oscilează în jurul a 1400 de grade. Limita mantalei și nucleul exterior la o adâncime de 25 până la 3000 km se încălzește de la 2000 la 3000 de grade. Miezul interior este încălzit la 4000 de grade. Temperatura din chiar centrul Pământului, conform celor mai recente informații obținute în urma unor experimente complexe, este de aproximativ 6000 de grade. Soarele se poate lăuda cu aceeași temperatură la suprafața sa.
Temperaturile minime și maxime ale adâncimii Pământului
La calcularea temperaturilor minime și maxime din interiorul Pământului, datele centurii de temperatură constantă nu sunt luate în considerare. În această zonă, temperatura este constantă pe tot parcursul anului. Centura este situată la o adâncime de 5 metri (tropice) și până la 30 de metri (latitudini mari).
Temperatura maximă a fost măsurată și înregistrată la o adâncime de aproximativ 6000 de metri și s-a ridicat la 274 de grade Celsius. Temperatura minimă din interiorul pământului este fixată în principal în regiunile nordice ale planetei noastre, unde chiar și la o adâncime de peste 100 de metri termometrul arată temperaturi în minus.
De unde vine căldura și cum este distribuită în intestinele planetei
Căldura din interiorul pământului provine din mai multe surse:
1) Dezintegrarea elementelor radioactive;
2) Diferențierea gravitațională a materiei încălzite în miezul Pământului;
3) Frecarea mareelor (impactul Lunii asupra Pământului, însoțit de o decelerare a acestuia din urmă).
Acestea sunt câteva opțiuni pentru apariția căldurii în intestinele pământului, dar întrebarea listei complete și corectitudinea celei existente este încă deschisă.
Fluxul de căldură care emană din intestinele planetei noastre variază în funcție de zonele structurale. Prin urmare, distribuția căldurii într-un loc în care se află oceanul, munții sau câmpiile are indicatori complet diferiți.