Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері


Рис.1. Модель паровой турбины



жүктеу 5.62 Mb.
Pdf просмотр
бет43/53
Дата24.03.2017
өлшемі5.62 Mb.
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   53

Рис.1. Модель паровой турбины    
 
                   
Рис. 2. Животноводческий и жилой комплекс, работающий на биотопливе 
 
Биогаз-это газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. 
Метановое разложение биомассы происходит под воздействием бактерий. Состав биогаза: 50-87 % -
метан, 13-50% СО
2
 и примеси Н
2
 и Н

S. После очистки СО

получается биометан –аналог природного газа. 
В  XVIIвеке  Ян  Батист  Ван  Гельмонт  обнаружил,  что  разлагающаяся  биомасса  выделяет 
воспламеняющиеся  газы.  В  1776  году  Алессандро  Вольта  пришел  к  выводу,  о  зависимости  количества 
выделяемого  газа  от  и  количества  разлагающейся  биомассы.  В  1808  году  сэр  Хэмфри  Дэви    обнаружил 
метан в биогазе. 
Первая  биогазовая  установка  была  построена  в  Бомбее,  Индия  в  1859  году.  В  1895  году  биогаз 
применялся  в Великобритании для уличного освещения. 
Сырье для получения биогаза : навоз , птичий помет, травы и т.п. Из тонны навоза крупного рогатого 
скота получается 50-65 м
3
 биогаза, с содержанием 60% метана. 
Захват  метана  –лучший    краткосрочный  способ  предотвращения  глобального  потепления. 
Переработанный навоз может использоваться в качестве удобрения в сельском хозяйстве. 
Биогаз –это топливо для автомобилей, тепло, электроэнергия… 
В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливается биогазом. 10% автотранспорта в 
Швейцарии  работает  на  биотопливе.  В  Дании  18%  от  общей  энергосистемы  составляет  использование 
биогаза. 
Таким образом, возобновляемые источники уже в ближайшем будущем будут играть заметную роль в 
производстве  энергии.  В  ней  будут  сочетаться  крупные  источники  электроэнергии  (без  которых 
проблематично  электроснабжение  крупных  потребителей  и  обеспечение  целесообразных  темпов  роста 
электропотребления) и распределенная генерация, значительная часть которой будет использовать ВИЭ. 
 
Литература 

236 
 
1
 
Материалы  8-й  международной  технической  конференции  «Возобновляемая  и  малая  -2011»,  г.Москва, 
2011г. 
2
 
Возобновляемые  источники  энергии:  Теоретические  основы,  технологии,  технические  характеристики, 
экономика ( отв . редакторы З.A. СтычинскийН. И. Воропай), Магдебург   2010г. 
3.
 
Конференция  "Альтернативные  источники  энергии.  Ресурсы  Мирового  океана.  Рекреационные  ресурсы" 
ido.tsu.ru/ss/?unit=321&page=contents 
4.
 
.http://www.bnews.kz/ru/news/post/87237/ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
УДК 66.048.37 
 
ПРИМЕНЕНИЕ МЕМБРАНННОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО 
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ОЧИСТКЕ БИОГАЗА 
 
Сaтaев М., Хусанов А., Сaипов А., Муталиева Б., Сaбырхaнов Д. 
ЮКГУ им. М. Aуэзова,Шымкент,Казахстан 
 
Summary 
In this paper have done the analysis of biogas purification by traditional method and have revealed the advantages 
of membrane technology usage. 
Түйін 
Бұл  ғылыми  мақалада  дәстүрлі  биогазды  тазалау  әдістеріне  талдау  жасалынып,  оны  тазалауда 
қолданылған мембраналы әдістің артықшылықтары анықталып кӛрсетілген. 
 
В  настоящее  время  Казахстан  имеет  огромный  потенциал  для  развития  сельского  хозяйства,  с  его 
обширными  территориями  он  может  стать    ведущей  страной,  как  в  животноводстве,    так  и  в 
растениеводстве. Для решения этой задачи необходимо внедрять самые передовые технологии и инновации 
в  области  получения  биогаза  для  энергетических  нужд  путем  переработки  животноводческих  отходов  в 
биогазовых установках, и получение следующих продуктов: биогаза, минерализованных азотных удобрений, 
метана,  углекислоты,  электроэнергии,  тепловой  энергии.  Поэтому  рациональное  использование  отходов 
сельскохозяйственного  производства  является  большой  и  важной  проблемой  современности,  с 
возможностью  использования  огромного  энергетического  потенциала  биомассы  для  получения  жидкого  и 
газообразного  топлива  (биогаза),  что  позволит  предприятиям,  хозяйствам  сократить  затраты  на 
электроэнергии,  и  покупке  удобрений,  а  также  уплаты  налогов  за  экологические  сборы,  связанные  с 
необходимостью  предотвратить  загрязнение  водоемов,  заражение  почвы  болезнетворными  бактериями  и 
гельминтами,  содержащимися  в  навозных  стоках  животноводческих  ферм.  Тем  самым  снизить 
себестоимость выпускаемой продукции.  
Определенный  интерес  представляет  экономичность  биогазовых  установок  в  условиях 
сельскохозяйственных  предприятий  с  учетом  комплексного  использования  биогаза  для  энергетических 
целей и удобрений в аграрном секторе. Наиболее распространенный способ получения энергии из биомассы 
–  анаэробное  (без  доступа  кислорода)  сбраживание  отходов  сельскохозяйственного  производства.  Суть 
метода  заключается  в  анаэробным  разложении  органических  отходов  в  основном  с  фермерских  хозяйств, 
пищевых  производств  и  канализационных  стоков.  В  результате  жизнедеятельности  сообщества 
микроорганизмов,  отходы  перерабатываются  с  образованием  смеси  газов  (так  называемый  биогаз)  и 
уменьшаются в объеме. Биогаз, полученный анаэробным разложением отходов, содержит метан (≈60%(об.)) 
и  диоксид  углерода  (≈40%(об.)).  В  газе  присутствуют  сероводород,  аммиак,  пары  воды;  теплотворная 
способность его невысока - 19,5-19,8 МДж/м
3
 и сжигание такого газа может покрыть лишь небольшую часть 
энергетических  потребностей.  После  очистки  и  осушки  газ  должен  содержать  не  менее  98%(об.)  СН
4
 

237 
 
(теплотворная способность не менее 33,0 МДж/м
3
), концентрация Н
2
S не должна превышать (3-5) 10
– 4 
% (3-
5 млн 
–1
) [1-5].  
При  температуре  процесса  брожения  в  30—40
0
С  биогаз  из  реактора  выходит  в  водонасыщенном 
состоянии, ввиду этого, сырой биогаз насыщен водяным паром. Чтобы защитить агрегаты газоподготовки от 
сильного  износа,  поломки  и  выполнять  требования  последующих  ступеней  очистки,  водяной  пар, 
сероводород  и  двуокись  углерода  из  биогаза  нужно  удалить.  Тем  более,  если  биогаз  используется  в 
тепловых установках и двигателях внутреннего сгорания, то предварительная обработка и очистка биогаза 
от вредных и балластных примесей обязательны.  
Сероводород  является  токсичным  и  имеет  неприятный  запах  тухлых  яиц.  Из  сероводорода  и 
содержащегося  в  биогазе  водяного  пара  образуется  серная  кислота.  Кислоты  разъедают  внутренние 
поверхности  двигателей,  а  также  другие  детали  и  узлы  (газопровод,  в  том  числе  отводящий,  и  т. д.). 
Компоненты с содержанием серы также ведут к уменьшению производительности очистных установок.  
Применяются  различные  технологии  по  очистке.  В  последние  годы  при  очистке  биогаза  широко 
используется  грубая  фильтрация  в  гравийном  фильтре.  Иногда  применяют  тонкие  фильтры  из 
стекловолокна, но это связано с повышением энергозатрат. В таблице 1 приведен обзор распространенных 
способов  обработки,  которые  целесообразно  использовать  при  получении  биогаза  в  объемах  до  100—
3000 м
3/
ч [1]. 
Таблица 1 -Распространенные методы очистки биогаза от СО
2
, Н
2
S, и Н
2
О 
Удаляемые 
компоненты 
Технология 
Конструкции 
Сероводород (Н
2
S) 
Биологическое обессеривание в 
реакторе 
- Компрессор минимального размера или 
насос для аквариума с регулировочным 
клапаном после него и индикатором расхода 
для ручного управления потоком газа 
  
Наружное биологическое 
обессеривание 
- Колонны, котлы или контейнеры из 
пластмассы или стали, свободно стоящие, 
заполненные носителями, напр., с обратной 
промывкой взвеси микроорганизмов (очистка 
в биофильтрах) 
Биопромывка 
- Колонны или котлы из пластмассы, свободно 
стоящие, заполненные носителями, с обратной 
промывкой щелока 
Внутреннее химическое 
обессеривание 
- Ручная или автоматизированная дозировка с 
использованием дополнительной техники 
подачи небольших размеров 
- внесение в форме раствора или в форме 
прессованной массы/ гранулята 
Активированный уголь 
- Колонны из пластмассы или нержавеющей 
стали, свободно стоящие, заполненные 
активированным углем 
Сепарация двуокиси 
углерода СО
2
 
Химическая промывка (амин) 
Аминовые растворы 
  
Физическая промывка (Selexol, 
Genosorb) 
Промывка под высоким давлением 
  
Мембранный способ отделения 
СО2 
Сжатие на мембранном модуле 
  
Короткоцикловая 
  
  
Безнагревная адсорбция 
(КБА/PSA) 
  
  
Промывка водой под давлением 
(ПВД) 
  
Просушивание 
Конденсационное просушивание 
  
  
Адсорбционное просушивание 
  
 
Недостатками  этих  методов  является  потребление  электроэнергии,  необходимость  в  первичных 
капитальных  затратах.  Поэтому  для  очистки  биогаза  от  сероводорода,  углекислого  газа  и  водяных  паров 
необходимо разрабатывать более приемлемые методы.  
Применение известных методов газоразделения в этом случае малоэффективна и требует разработки 
новых  способов  [6].  Альтернативным  путем  решения  такой  задачи  является  применение  мембранных 
процессов. Мембранная технология является относительной новой технологией в сфере подготовки биогаза, 
она  еще  находится  на  этапе  развития.  При  использовании  мембранных  технологий  разделение  метана  и 

238 
 
других  компонентов  газа  обеспечивается  благодаря  разным  скоростям  диффузии  молекул  различных 
газов[6]. Метан, который имеет относительно маленькую молекулу, проходит через большинство мембран 
быстрее,  чем,  например,  двуокись  углерода  или  углеводород.  При  этом  чистоту  газа  можно  регулировать 
видом мембраны, поверхностью мембраны, скоростью потока и количеством ступеней разделения. 
Подготовка биогаза (очистка его от СО
2
, Н
2
S и осушка с последующей компрессией для хранения и 
распределения  потребителям)  с  использованием  мембранного  способа  по  сравнению  с  традиционными, 
например  с  абсорбцией  и  адсорбцией,  может  дать  существенный  экономический  эффект.  Возможно 
несколько  вариантов  организации  процесса,  для  каждого  из  которых  определяют  требуемую  поверхность 
мембран, затраты на компрессию, степень извлечения метана из исходной смеси при различных условиях. 
При разделении концентрация метана в топливном газе достигает 98 % (об.).  
На  первом  этапе  анаэробного  сбраживания  органических  веществ  путем  биохимического 
расщепления  (гидролиза)  сначала  происходит  разложение  высокомолекулярных  соединений  (углеводов, 
жиров,  белковых  веществ)  на  низкомолекулярные  органические  соединения  [1-5].  На  втором  этапе  при 
участии  кислотообразующих  бактерий  происходит  дальнейшее  разложение  с  образованием  органических 
кислот  и  их  солей,  а  также  спиртов,  СО
2
  и  Н
2
S,  а  затем  Н
2
S  и  NH
3
  Окончательное  бактериальное 
преобразование  органических веществ  в СО
2
  и  СН
4
  осуществляется  на  третьем  этапе  процесса  (метановое 
брожение). Кроме того, из СО
2
 и Н
2
S образуется в дальнейшем дополнительное количество СН
4
 и Н
2
О. Эти 
реакции  протекают  одновременно,  причем  метанообразующие  бактерии  предъявляют  к  условиям  своего 
существования  значительно  более  высокие  требования,  чем  кислотообразующие.  Так,  например,  они 
нуждаются  в  абсолютно  анаэробной  среде  и  требуют  более  длительного  времени  для  воспроизводства. 
Скорость  и  масштабы  анаэробного  брожения  метанообразующих  бактерий  зависят  от  их  метаболической 
активности. 
Биогазовая  установка  состоит  из  биореактора  для  анаэробного  сбраживания  навоза,  газгольдера, 
устройства  подготовки  навоза  к  сбраживанию,  а  также  вспомогательных  устройств  для  обеспечения 
функционирования  систем  биореактора.  Биореактор  представляет  собой  цилиндрическую  емкость-
метантенк из черной стали  толщиной 7мм. Высота  метантенка 1,5м, диаметр 530  мм. Реактор оборудован 
электронагревателем с площадью поверхности теплообмена 0,33 м

Перемешивание субстрата в реакторе гидравлическое при помощи насоса и системы трубопроводов с 
вентилями.  При  работе  насоса  в  режиме  перемешивания  субстрат  забирается  из  реактора  и  по  системе 
трубопроводов в его верхнюю часть. Удаление сброженного навоза происходит по мере поступления свежей 
порции через систему трубопроводов удаления эффлюента.Для опорожнения реактора в его нижней части 
имеется  вентиль  опорожнения.  В  таблице  2  представлены  основные  технические  показатели  биогазовой 
установки. 
Таблица 2 – Основные технические показатели биогазовой установки 
Показатели 
Ед. изм. 
Значение 
Общий объем биореактора 
м3 
0,25 
Объем газового пространства 
м3 
0,07 
Температура  обработки  при  мезофильном 
режиме - М при термофильном — Т 
°С 
35-37 
55-57 
Продолжительность обработки 
сутки 
20-22 при М 12-15 при Т 
Мощность насоса для перемешивания навоза 
кВт 
0,37 
Установленная мощность эл. нагревателя 
кВт 
2,0 
Площадь поверхности теплообмена 
м2 
0,33 
Производительность: 
по исходному навозу М-Т 
по биогазу М-Т 
 
л/сут 
л/сут 
 
10-15 
100-170 
Масса, нетто 
кг 
450 
 
В мембранном модуле использованы мембраны - фирмы «CSM», марки RE 2012 LP. Дополнительным 
оборудованием  служили:  для  измерения  расхода  счетчики-расходомеры;  для  измерения  давления  датчики 
давления).  
Мембранный аппарат работает следующим образом: Подлежащая мембранной очистке газ поступает 
через фильтр грубой очистки и патрубок, расположенный тангенциально к образующей корпуса. Создается 
кольцевое  движение  газа,  под  действием  центробежной  силы  осаждаются,  что  способствует  более 
длительному  сохранению  проницаемости  мембраны.  Проходя  через  полупроницаемую  мембрану 
трубчатого мембранного модуля,  газ очищается и  по дренажным отверстиям  поступает внутрь  трубчатого 
мембранного  модуля  и  очищенный  газ  выводится  через  патрубок.  При  работе  устройства    в  режиме 
фильтрации  патрубок  для  вывода  недоочищенного  газа  закрыт.  В  процессе  работы  аппарата  происходит 
засорение поверхности мембраны, что приводит к увеличению перепада давления на трубчато-мембранном 
модуле. При достижении величины перепада давления до заданной, автоматически приводится в движение 
эластичный валиковый элемент  с ребристой поверхностью  при помощи электродвигателя. 

239 
 
Использование эластичного валикового элемента с ребристой поверхностью позволяет снизить износ 
мембраны и повышает эффективность очистки поверхности и пор мембраны. Разница скоростей вращения 
между  эластичным  элементом  с  ребристой  поверхностью  и  трубчатыми  мембранными  модулями  на  4/5 
позволяет  повысить  степень  очистки  регенерации  мембран.Согласно  технологической  схемы  выполнен 
монтаж питания электропечи состоящей из барабана, камеры нагрева барабана, привод вращения барабана, 
питание, рамы печи, опорные стоики и стержневых 
В процессе проведения исследований измерялись следующие режимные параметры: скорость  , м/с; 
температура Т, К; время t, с; давление  P, МПа; концентрация Сн, кг/м3. 
При  мембранной  очистке  биогаза  определяли  требуемую  поверхность  мембран,  степень  извлечения 
метана  из  исходной  смеси  при  разных  давлениях,  числа  ступеней  разделения  и  степени  рециркуляции. 
Эксперименты  проводили  при  следующих  условиях:  состав  исходного  газа  62%(об)-СН
4
;  38%  (об)  –СО
2

давление  исходного  потока-0,5  МПа,  нагрузка  по  биогазу  400  м
3
/с.    Установлено,  что  фактор  разделения 
значительно  влияет  на  степень  извлечения  только  до  определенного  (в  нашем  случае 
)  значения. 
Высокую  степень  извлечения  СН

можно  достигнуть,  применяя  двухступенчатую  схему  мембранной 
очистки.  При  одноступенчатом  извлечении  метана  при  давлении  0,5  МПа  степень  извлечения  метана 
составил  76%,  а  при  двухступенчатом  98%.  Таким  образом,  даже  беглый  обзор  опыта  и  перспектив  ис-
пользования мембранных процессов для выделения СО
2
 из углеводородных смесей приводит к выводу, что 
такие  решения  являются  технически  и  экономически  обоснованными.  Наиболее  экономично  применение 
комбинированных  технологий  при    использований  СО
2
  как  побочного  продукта.  Следует  отметить,  что 
описанные процессы не предусматривают получение СО

потребительского качества. 
 
 
Литература  
1
 
Баадер  В.,  Доне  Е.,  Бренндерфер  М.  Биогаз:  теория  и  практика  (Пер.  с  нем.  и  предисловие  М.  И. 
Серебряного.) - М.:Колос, 1982. - С.148. 
2
 
Dominik  Rutz  M.Sc.  Dr.  Rainer  Janssen.  Biofuel  Technology  Handbook.  Dipl.-Ing.  WIP  Renewable 
Energies, Sylvensteinstr. Munchen, Germany, www.wip-munich.de 
3
 
Deublein  D.  Steinhauser  A.  Biogas  from  Waste  and  Renewable  Resources.  Издательство:  Wiley,  2008,  -
С.472. 
4
 
Biogas plants in Europe: A practical handbook. Springer. -2007. - 361 p.  
5
 
Biogas Praxis. Barbara Eder. Heinz Schulz. 2006 / перевод на рус. Биогазовые установки: практическое 
пособие 
6
 
Дытнерский Ю.И., Брыков. В.П., Каграманов Г.Г. Мембранное разделение газов - М.: Химия, 1991. –
С.344.  
 
 
УДК 621.31.(574.5) 
 
ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В ЮЖНОМ КАЗАХСТАНЕ 
 
Сахметова Г.Е., Шинибекова Р.А. 
ЮКГУ  им. М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан  
 
Түйін 
Осы  мақалада  Қазақстан  Республикасы  Оңтүстік  облысындағы  геотермалды  электр  энергетиканың 
қазіргі жағдайы талданған және оның даму жолдары қарастырылған  
 
Summary 
The artiche analysis  of  the  current  state  and  ways  of  developing al   geothermal  electric  power  industry       in  the 
South region of Republik of Kazakhstan 
 
Сегодня  в  мире  использование  нетрадиционных  возобновляемых  источников  энергии  (НВИЭ) 
достигло промышленного уровня, ощутимого в энергобалансе ряда стран. Масштабы применения НВИЭ в 
мире  непрерывно  и  интенсивно  возрастают.  Это  направление  является  одним  из  наиболее  динамично 
развивающихся  среди  других  направлений  в  энергетике.  Существенный  импульс  развитию  НВИЭ  во 
многих западных странах придал нефтяной кризис 1973 г., который по существу перевел это направление 
из стадии разрозненных НИР к стадии реализации целенаправленных государственных программ НИОКР 
и создания опытных и головных образцов оборудования и демонстра-ционных объектов по использованию 
НВИЭ.  Эти  работы  являлись  составной  частью  предпринятых  энергосберегающих  мероприятий, 
направленных на снижение зависимости от импорта нефтепродуктов.   
Геотермальные  источники  энергии  с  давних  времен  активно  используются  человечеством  для 
обеспечения  энергетических  нужд,  а  также  рекреационных  целей.  В  последние  десятилетия  данная 

240 
 
технология  выработки  энергии  получила  значительный  импульс  для  развития  в  связи  с  повышенным 
вниманием,  уделяемым  развитию  экологически  чистых  и  безопасных  источников  энергоснабжения  со 
стороны многих ведущих мировых стран.  
В  настоящей  работе  дан  краткий  анализ  достоинств  и  недостатков  геотермальных  технологий 
производства  энергии  и  перспектив  развития  геотермальной  энергетики  в  регионе  Южного  Казахстана.  К 
основным  преимуществам  геотермальных  источников  энергии  относятся:   возобновляемость  энергии; 
 отсутствие  эмиссии  парниковых  газов  в  атмосферу  и,  как  следствие,  экологическая  безопасность 
технологии;   возможность  использования  геотермальных  источников  энергии  в  качестве  источника 
покрытия  базовой  части  электрической  и  тепловой  нагрузки  потребителей;  низкие  эксплуатационные 
затраты;  высокое значение коэффициента использования установленной мощности.[4] 
Вместе  с  тем,  геотермальные  источники  энергии  имеют  и  ряд  существенных  недостатков, 
являющихся  препятствиями  на  пути  их  массового  внедрения.      К  основным  из  них  относятся:  высокие 
удельные  капитальные  затраты;   высокие  риски,  связанные  с  бурением  глубоких  скважин;   высокая 
стоимость  бурения  разведочных  и  эксплуатационных  скважин;   относительно  низкий  суммарный 
термодинамический  КПД;  отсутствие  законодательной  поддержки  проектов  в  сфере  геотермальной 
энергетики  в  ряде  стран,  обладающих  значительным  потенциалом  для  ее  развития;   высокий  износ 
энергетического  оборудования  установок,  использующих  геотермальные  источники  энергии  в  связи  с 
высокой коррозионной активностью перекачиваемых жидкостей.  Неоднородность потенциала источников 
геотермальной  энергии  является  причиной  значительного  числа  технологических  решений  по  ее 
использованию.  Европейский  рынок  геотермальной  энергетики  является  исторически  сложившимся,  хотя 
Европа  обладает существенно меньшим потенциалом для ее развития по сравнению с  другими регионами 
мира,  такими  как  США,  Индонезия  или  Филиппины.  В  ряде  европейских  стран,  таких  как  Исландия  и 
Италия, геотермальная энергетика доказала свою экономическую состоятель-ность по сравнению с другими 
технологиями,  использующими  возобновляемые  источники  энергии.  В  настоящее  время  суммарная  доля 
геотермальных  источников  энергии  в  Европе  в  общей  выработке  электроэнергии  возобновляемыми 
источниками  не  превышает  0,5%.  Несмотря  на  имеющиеся  препятствия,  проекты  в  сфере  геотермальной 
энергетики  получают  все  большее  распространение  в  странах  Европейского  Союза.  Предполагается,  что 
суммарная установ-ленная мощность геотермальных электростанций возрастет с  1600 МВт в 2009 году до 
4000-5100 МВт к 2016 году.[5] 
На  сегодняшний  день  основными  географическими  рынками  геотермальной  энергетики  в  Европе 
являются Италия, Исландия, Турция, Франция, Германия. Недостаточно высокая степень коммерциализации 
технологий  геотермальной  энергетики  является  одной  из  основных  причиной  относительно  высокой 
стоимости  проектов  подобного  рода  в  Европе.  Так,  удельные  капитальные  затраты  при  строительстве 
геотермальной  станции  с  использованием  паротурбинной  установки,  работающей  на  сухом  или  влажном 
паре составляет порядка 4000-5000 Евро/кВт, а для бинарных систем – порядка 6000-6500 Евро/кВт. Вместе 
с  тем,  геотермальные  электростанции  характеризуются  низ-кими  эксплуатационными  затратами,  которые 
составляют от 40 до 100 Евро /МВтч. Как следствие, стоимость вырабатываемой на геотермальных станциях 
электрической энергии составляет на сегодняшний день от 0,07 до 0,25 Евро /кВтч. 
И
спользование  тепла  Земли  в  России  приблизится  к  20%  в  общем  балансе  теплоснабжения.  В 
некоторых  регионах  России  геотермальное  электро-  и  теплоснабжение  может  составить  до  50-90%  от 
общего потребления энергии (Камчатка, Курильские острова, Северный Кавказ, некоторые районы Сибири); 
все  направления  перевооружения  энергетики  в  мире  сопровождаются  внедрением  современных  АСУ, 
которые позволяют эксплуатировать электростанции практически без участия эксплуатационного персонала 
и  управлять  энергетическими  блоками  на  больших  расстояниях.[2]  Есть
  планы  развития  гидротермальной 
энергетики на 
Курильских островах. Особую роль будет играть геотер-мальная энергетика, которая весьма 
доступна  в  связи  с  использованием  тепловых  насосов.  В  таблице  1.показана  установленная  мощность 
геотермальных станций некоторых стран.         
Необходимо  использовать  имеющийся  зарубежный  опыт,  когда  страны  с  развитой  экономикой  и 
недостатком  сырьевых  ресурсов  были  вынуждены  развивать  инновационные  технологии  для  освоения 
альтернативной энергии.  
Республика  Казахстан  по  данным  Международной  Академии  энергетики  им.  А.Энштейна  имеет  очень 
высокий  потенциал  возобновляемых  источников  энергии  (ВИЭ),  многократно  превышающий  потребность 
страны  в  топливно-энергетических  ресурсах.  Однако,  в  настоящее  время  в  общем  энергопотреблении 
Казахстана доля энергии воды, ветра, солнца  и биомассы незначительна и составляет 0,5%.
       
 
Таблица 1. 
Установленная мощность по странам 
Страна 
2007г. 
мощность.МВт 
2010г. 
мощность.МВт 
Доля от общей выработки 
на 2010г. 
США 
2687 
3086 
0.3 % 

241 
 
Филиппины 
1969.7 
1904 
27 % 
Индонезия 
992 
1197 
3.7 % 
Мексика 
953 
958 
3 % 
Исландия 
421.2 
575 
30 % 
Япония 
535.2 
536 
0.1 % 
Франция 
14.7 
16 

Германия 
8.4 
6.6 

КНР 
27.8 
24 

Россия 
79 
82 

Сальвадор 
204.2 
204 
14 % 
 
Вместе  с  тем,      Казахстан  обладает  значительными  ресурсами  геотермальной  воды  со  средней  и 
низкой  температурой.  На  состояние  2007  года,  Казахстан  не  использует  геотермальные  ресурсы  для 
производства  электроэнергии.  Оценка  геотермальных  ресурсов  была  проведена  на  основании  изучения 
многочисленных  скважин,  пробуренных  для  разведки  и  добычи  нефти  и  газа.  Наиболее  перспективные 
геотермальные  резервуары  были  обнаружены  в  меловых  образованиях  на  юге  и  юго-западе  Казахстана. 
Основные  геотермальные  районы:    Вблизи  города  Чимкент,  Джамбул,  Кызыл-Орда,  глубина  1200-2100 м, 
температура  45-80  °  С,  общая  минерализация  1  г/л.  Долина  реки  Чу  и  север  пустыни  Кызыл-Кум; 
геотермальный градиент 35 ° / км, температура 80-90 ° С, общая минерализация 1,5 г / л. Долина реки Или 
(Панфиловское  поле);  меловые  водоносные  горизонты  -  глубина  2000-3500  м,  температура  90-115  °  C, 
общая мине- 
рализация 1,5 г / л, расход 20-90 л / с; более глубокий (4500 м) водоносный горизонт был определен 
рассолом температурой 170 ° C. Окрестности города Алматы; глубина 2500-3500 м, температура 80-120 ° C. 
Талдыкурганская  область;  было  обнаружено  значительные  ресурсы  горячей  (90  °  С)  воды.  Плато  Устюрт 
(около  побережье  Каспийского  моря);  данные  от  нефтяных  скважин  указали  на  значительные  ресурсы 
горячей воды (> 120 ° C). 
 
 
 
 
Рисунок 1. Основные геотермальные районы Казахстана 
 
Потенциал  тепловых  водных  ресурсов  Казахстана  оценивается  в  520  МВт  (без  использования 
насосов)  или  4300  МВт  (при  использовании  насосов).  Доказанные  ресурсы  пригодные  для  производства 
электроэнергии (Панфиловское поле) составляют12 МВт для мелового водоносного горизонта, а для более 
глубоких  водоносных  горизонтов  существует  необходимость  в  дальнейшем  исследовании. 
Уже  в 
ближайшие  5-10 лет за счет использования тепла  Земли и новых технологий Казахстан мог бы на  20-30% 
сэкономить  расходы органического топлива на теплоснабжение городов,  поселков  и военных объектов.[3]  
Радикальным  решением  энергетической  проблемы  Южно-Казахстанской  области  является  создание 
энергогенерирующих  мощностей,  независимых  от  привозного  топлива,  путем  перехода  на  собственные 
геотермальные  источники  энергии.  Регион  обладает  уникальными  запасами  геотермального  тепла, 
способными обеспечить суммарную электрическую и тепловую мощность.  

242 
 
 
 
Рисунок 2.
Упрощенная схемаГеоЭС с комбинированным циклом 
 
Для  Южно-Казахстанской  области  бинарные  ГеоЭС  могут  быть  экономически  эффективными  при 
температуре  термальной  воды 
45-80°С
.  К  настоящему  времени  бинарные  ГеоЭС  работают  во  многих 
странах, их суммарная мощность превышает 500 МВт. В настоящее время за рубежом несколько компаний 
(в  первую  очередь  израильская  фирма  "Ормат")  наладили  серийное  производство  бинарных 
энергоустановок  на  органических  рабочих  телах  (изобутан,  изопентан)  единичной  мощностью  1,5-4 
МВт.[1]Применение  бинарных  ГеоЭС  на  Южном  Казахстане  позволит  быстро  и  надежно  обеспечить 
электроэнергией  поселки  и  небольшие  города.    Сегодня  в  Казахстане  открываются  большие  перспективы 
использования бинарных ГеоЭС блочного типа мощностью от 100 кВт до 12 МВт для районов, где имеется 
горячая геотермальная вода. Южно-Казахстанская область, несмотря на достаточно стабильное обеспечение 
потребности населения, испытывает существенный дефицит электроэнергии, внутренние сети обеспечивают 
только около 50% общей потребности региона в электроэнергии. Так суммарная среднегодовая потребность 
области  в  электроэнергии  составляет  1427,6  млн.  кВт/час,  дефицит  (730,7  млн.  кВт/час)  электрической 
энергии  компенсируется  ее  поставками  из  ближайших  регионов:  Таразская  ГРЭС  –  509,7  млн.  кВт/час, 
Туркмения – 151,3 млн. кВт/час, Экибастузская ГРЭС – 42,8 млн. кВт/час, Киргизия–26,9млн.кВт/час.  Идя в 
ногу  со  временем,  выполняя  указ  президента  Казахстана  по  внедрению  нетрадиционной  энергетики,  в 
Южно-Казахстанской  области  есть  все  предпосылки  для  строительства  модульных  ГеоЭС  для  выработки 
электрической  энергии,  которые  могут  быть  экономически  эффективными  при  температуре  термальной 
воды 
45-80°С
.      
 
Каталог: sites -> default -> files -> Volume2013
files -> ҚазҰТУда «Ерлігі жүрегінде елінің» атты Зейнеп Ахметовамен кездесу өтті
files -> Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрінің
files -> Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрінің
files -> БАҒдарламасын дамыту жолдары ақашева Ә. С г.ғ. к., доц., Дүйсебаева К. Ж. г.ғ. к., доц
files -> А. Т. Селкебаева
files -> Бағдарламасы (оқыту қазақ тілінде жүргізілетін мектептер үшін) Түсінік хат
files -> Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрінің
Volume2013 -> Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері
Volume2013 -> Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   53


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет