Геотермальная энергетика в Исландии

Геотермальная скважина за пределами электростанции Рейкьянес

Геотермальная энергетика в Исландии относится к использованию геотермальной энергии в Исландии для выработки электроэнергии .

Уникальная активная геология Исландии привела к природным условиям, особенно подходящим для использования геотермальной энергии. [1] Исландцы уже давно используют геотермальную энергию для прямого применения, например, для отопления домов и ванн. [2] Более позднее широкое внедрение геотермальной энергии в качестве источника энергии в Исландии было вызвано необходимостью стабилизировать цены на энергию и повысить энергетическую независимость , что позволило Исландии увеличить зависимость от геотермальной энергии для прямого применения наряду с выработкой электроэнергии и внести значительный вклад в сокращение углеродного следа Исландии . [3]

Рост геотермальной энергетики в Исландии обусловлен ее постоянной поддержкой со стороны исландского правительства . [4] По состоянию на 2020 год установленная мощность производства геотермальной энергии в Исландии составляет 799 мегаватт (МВт). [5] Геотермальная энергия производит более четверти всей электроэнергии Исландии. [4]

Геология

Выше показаны разломы тектонических плит Исландии. НВЗ, самый крупный из них, проходит от Акюрейри до Рейкьявика . Вдоль этого разлома расположено множество вулканов, в том числе Крафла , Фремри-Намар , Аскья , Тунгнафелльсйёкюдль , Гекла , Ватнафьёлль , Катла , Торфайокудль и Эйяфьятлайокудль .

Территория Исландии является одной из самых геологически активных на Земле. [6] Страна расположена на Срединно-Атлантическом хребте ( разлом между континентальными плитами ) и лежит над вулканической точкой . [6] [7] Это сочетание факторов привело к выраженному вулканизму и геотермальной активности. [7] Кроме того, на острове также имеются подземные водохранилища, постоянно пополняемые дождями. [1] Магма под островом нагревает эти водохранилища до сотен градусов по Фаренгейту . [1] По крайней мере 25 таких геотермальных водоносных горизонтов находятся в пределах вулканической зоны. [7] Эти природные условия в Исландии благоприятны для производства геотермальной энергии. [1]

История

Геотермальная энергия в Исландии

Фотография комплекса бассейнов и бань Лаугардалслауг в Рейкьявике
Комплекс бассейнов с геотермальным подогревом в Исландии

Геотермальная энергия использовалась исландцами со времен викингов , изначально ее использовали для мытья и купания. [2] Позже ее стали использовать для отопления домов, теплиц и бассейнов, а также для очистки улиц и тротуаров от снега и льда. [2] Сегодня не менее 90% всех домов в Исландии отапливаются с помощью геотермальной энергии. [2]

Голубая лагуна — яркий пример геотермальной ванны. [2] Голубая лагуна , состоящая из смеси морской воды и пресной воды, сбрасываемой с близлежащей электростанции Свартсенги , имеет площадь 5000 квадратных метров и является самой популярной туристической достопримечательностью Исландии. [2]

Хотя геотермальная энергия на протяжении всей истории использовалась в Исландии во многих областях, ее использование для производства электроэнергии началось сравнительно недавно. [8] До 1970-х годов электроэнергия в Исландии в основном вырабатывалась за счет ископаемого топлива , пока национальное правительство не приняло меры по устранению неравенства цен на энергоносители по всей стране. [3] [8] В отчете, подготовленном в 1970 году Национальным энергетическим управлением страны, Orkustofnun, рекомендовалось увеличить внутреннее производство геотермальной энергии и гидроэлектроэнергии для стабилизации цен на энергоносители и снижения зависимости страны от внешних энергетических ресурсов. [3] В 1973 году начался международный энергетический кризис , из-за которого Исландия оказалась в условиях крайне нестабильных цен на нефть и неопределенности на энергетическом рынке. [8] Кризис побудил правительство Исландии активизировать внедрение внутренних источников энергии, определенных в отчете Национального энергетического управления. [3] Последовавший за этим быстрый рост производства возобновляемой энергии в основном возник из-за геополитического стремления к энергетической независимости и был стимулирован неотложными экономическими ограничениями во время энергетического кризиса 1970-х годов. [3] С тех пор, помимо повышения энергетической независимости Исландии, это также привело к широкомасштабной декарбонизации электросети страны. [3]

Политика правительства

Трубопровод от геотермальной электростанции Несьявеллир до Рейкьявика

Политика правительства Исландии настоятельно поощряет использование возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии. Эта политика вытекает из энергетических проблем, с которыми страна сталкивалась в прошлые годы; в 1970-х годах, например, правительство Исландии отреагировало на рост цен на нефть, заменив нефть геотермальной энергией в централизованном теплоснабжении . [7] В результате стоимость отопления значительно снизилась и по сравнению с большинством других стран стала намного ниже.

По мере того, как продолжалось развитие проектов и инвестиций в геотермальную энергию, Национальное энергетическое управление разработало свой генеральный план по внедрению использования геотермальной энергии в два этапа. [9] Первый этап был проведен в 1999–2003 годах и в основном был сосредоточен на сборе данных. [9] Второй этап был проведен в 2004–2009 годах, когда первая половина этих лет была потрачена на дальнейшие исследования, а вторая половина — на оценку геотермальных полей. [9] Всего в рамках генерального плана было рассмотрено 24 потенциальных геотермальных проекта. [9] Сегодня многие из этих проектов все еще находятся на рассмотрении исландского парламента . [10]

Правительство по-прежнему сталкивается с проблемами обеспечения всех домохозяйств доступом к геотермальной энергии, поскольку остаются деревни и сельские районы, в которых отсутствует инфраструктура геотермального отопления. [7] Для борьбы с этой проблемой правительство Исландии постоянно занимается разведывательными работами для деревень и сельских районов с целью изучения возможных мест для инфраструктуры геотермальной энергии. В 2019 году было построено 20-километровое сооружение трубопровода для подачи горячей воды от геотермального поля до города Хёбн , чтобы заменить электричество в качестве источника отопления для 1800 человек. [7]

Правительство Исландии также приложило усилия к внешней политике и инвестициям, которые поощряют другие страны использовать возобновляемые источники энергии, такие как геотермальная энергия. Одним из иностранных усилий Исландии является проект African Rift Geothermal Development Facility Project, который начался в 2010 году и осуществляется в партнерстве с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в таких странах, как Эфиопия , Кения и Руанда . [11] Исландия также помогла подготовить инженеров-геотермальщиков со всего мира через Программу геотермальной подготовки Университета ООН. [11]

Потребление

Пример геотермальной инфраструктуры для таяния снега под улицей в Рейкьявике

Поскольку Исландия расположена в месте с высокой геотермальной активностью, 70,38% всей энергии, используемой в стране, поступает из геотермальных источников по состоянию на 2020 год. [12] Это означает, что 173,2 петаджоуля (48 100 ГВт·ч) из общего объема 246,1 петаджоуля (68 400 ГВт·ч) первичной энергии, используемой Исландией в 2020 году, поступает из геотермальных источников. [12] Затем геотермальная энергия используется двумя основными способами: прямым применением и косвенным путем через выработку электроэнергии. [13]

Прямые заявки

Большая часть геотермальной энергии в Исландии используется для отопления. [13] По состоянию на 2020 год основным использованием геотермального тепла является отопление помещений 23 094 тераджоулей (6 415 ГВт·ч), за которым следуют подогреваемые бассейны 3 628 тераджоулей (1 008 ГВт·ч), таяние снега 2 036 тераджоулей (566 ГВт·ч), рыбоводство 1 404 тераджоулей (390 ГВт·ч), теплицы 429 тераджоулей (119 ГВт·ч) и промышленное использование 393 тераджоулей (109 ГВт·ч). [14] Поскольку эти виды использования зависят исключительно от геотермального тепла, они не приводят к потерям энергии, которые возникают при выработке электроэнергии. Вместо этого многие из этих прямых применений используют воду в качестве средства передачи. В столице Исландии Рейкьявике горячая вода температурой от 100° до 300°C используется для отопления домов, а затем подается в пластиковые трубы под улицами и тротуарами при температуре 30 °C (86 °F) для растапливания снега и льда. [15]

Производство электроэнергии в Исландии по источникам

Генерация электроэнергии

Исландия в последнее время стала самодостаточной в производстве электроэнергии, постоянно удовлетворяя или превышая спрос на электроэнергию в стране, в основном за счет геотермальной и гидроэнергетики. [8] В 2020 году 99,94% электроэнергии в Исландии было произведено гидро- и геотермальными способами, при этом было произведено 13 157 и 5 961 гигаватт-часов (ГВт-ч) соответственно. [5] Геотермальная энергия составляет более четверти производства электроэнергии в Исландии. [16]

Однако после засух летом 2021 года низкие уровни водохранилищ для выработки гидроэлектроэнергии наряду с ростом спроса на электроэнергию в стране привели к кризису поставок электроэнергии. [17] Чтобы подавить спрос на электроэнергию, правительству Исландии пришлось сократить поставки электроэнергии в некоторых отраслях. [17] Этот кризис поставок, вызванный колебаниями в выработке гидроэлектроэнергии, заставил Исландию рассмотреть возможность расширения инфраструктуры выработки электроэнергии. [17]

Инфраструктура производства электроэнергии

По данным Национального энергетического управления Исландии, в 2020 году общая установленная мощность геотермальных объектов Исландии составила 799 МВт эл ., что составляет 25,9% всей мощности электроэнергии в Исландии, не считая гидроэнергетики, ветроэнергетики и ископаемого топлива. [5]

Панорамное фото геотермальной электростанции Крабла
Геотермальная электростанция Крафла

По данным Askja Energy Partners, консалтинговой компании в сфере энергетики в Исландии, тремя компаниями, которые владеют и управляют крупнейшими геотермальными электростанциями в Исландии, являются HS Orka , ON Power и Landsvirkjun (Национальная энергетическая компания Исландии). [18] [19]

Ниже перечислены девять электростанций, которые вносят наибольший вклад в мощность производства геотермальной энергии в Исландии; также указана собственность каждой геотермальной электростанции:

Исландские геотермальные электростанции по состоянию на 2020 год
ИмяМощность (МВт эл . ) [5]Право собственности [18]
Hellisheiði303.4ВКЛ мощность
Несьявеллир120ВКЛ мощность
Рейкьянес100HS Орка
Þeistareykir90Ландсвиркьюн
Сварценги76.4HS Орка
Крафла60Ландсвиркьюн
Bjarnarflag5Ландсвиркюн [20]
Хусавик2Васаби Энерджи [21]
Флудир0,6Вармаорка [22]

В Рейкьявике сероводород (H 2 S), выбрасываемый двумя близлежащими геотермальными электростанциями Hellisheiði и Nesjavellir, мог повлиять на здоровье жителей. [23] [24] Исследования, проведенные Университетом Исландии в 2012 году, показали, что погодные явления, благоприятствующие концентрации H 2 S в Рейкьявике, превышающей национальный 24-часовой предел здоровья в 50 мкг м −3, можно ожидать в среднем дважды в год. [24]

Исландия также инвестирует в исследовательские проекты в области геотермальной энергии, такие как проект по глубокому бурению в Исландии (IDDP). [25] В случае успеха технология, разрабатываемая IDDP, может производить в десять раз больше энергии, чем текущая технология геотермальной энергии. [25] [26] Пробурив более 15 000 футов (4,5 км) в глубину вулканических полей на полуострове Рейкьянес в Исландии , исследователи надеются изучить использование сверхкритических жидкостей для использования геотермальной энергии. [26] В случае успеха такие проекты, как IDDP, позволят производить большую часть электроэнергии в Исландии геотермальными средствами. [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Мимс, Кристофер (20 октября 2008 г.). «Один горячий остров: возобновляемая геотермальная энергия Исландии». Scientific American . Получено 25 октября 2022 г.
  2. ^ abcdef Кристьянсдоттир, Хельга (2015), Кристьянсдоттир, Хельга (редактор), «Геотермальный источник», Устойчивые энергетические ресурсы и экономика в Исландии и Гренландии , SpringerBriefs in Energy, Cham: Springer International Publishing, стр.  41–63 , doi :10.1007/978-3-319-15174-8_5, ISBN 978-3-319-15174-8, получено 25 октября 2022 г.
  3. ^ abcdef Мелстед, Одинн (2 октября 2021 г.). «Устранение ископаемого топлива: переход Исландии с угля и нефти на геотермальное централизованное отопление, 1930–1980». История и технологии . 37 (4): 527– 547. doi : 10.1080/07341512.2022.2033386 . ISSN  0734-1512. S2CID  247257599.
  4. ^ ab "Геотермальный". Национальное энергетическое управление Исландии . Получено 4 ноября 2022 г.
  5. ^ abcd "Энергетическая статистика в Исландии 2020" (PDF) . Orkustofnun . Сентябрь 2021 . Получено 26 октября 2022 .
  6. ^ ab Thordarson, Thor (июнь 2012 г.). "Outline of Geology of Iceland" (PDF) . Конференция Американского геофизического союза им. Чепмена по вулканизму и атмосфере . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2016 г.
  7. ^ abcdef Рагнарссон, Арни; Стейнгримссон, Бенедикт; Торхаллссон, Сверрир (2021). «Развитие геотермальной энергетики в Исландии 2015–2019 гг.» (PDF) . Материалы Всемирного геотермального конгресса 2020+1 .
  8. ^ abcd Logadóttir, Halla Hrund (декабрь 2015 г.). «История устойчивой энергетики Исландии: модель для мира?». Организация Объединенных Наций . Получено 29 октября 2022 г.
  9. ^ abcd "Master Plan". Национальное энергетическое управление Исландии . Получено 5 ноября 2022 г.
  10. ^ "The Master Plan today". Rammaáætlun (на исландском) . Получено 5 ноября 2022 г.
  11. ^ ab "Исландия, мировой лидер в области чистой энергии, поддерживает стремление Африки к геотермальной энергетике". ЮНЕП . 24 июня 2020 г. Получено 25 октября 2022 г.
  12. ^ ab "Использование первичной энергии в Исландии 1940-2020" (PDF) . Orkustofnun . 26 мая 2021 г.
  13. ^ ab "Прямое использование геотермальных ресурсов". Национальное энергетическое управление Исландии . Получено 31 октября 2022 г.
  14. ^ "Конечное потребление тепла в Исландии в 2019 году по районам централизованного теплоснабжения" (PDF) . Orkustofnun . 1 декабря 2020 г.
  15. ^ "Подогреваемые тротуары: в Исландии они есть, Саскатун хочет их". CBC News . 11 декабря 2013 г.
  16. ^ Кьелд, Александра; Бьярнадоттир, Хельга Йоханна; Олафсдоттир, Рагнхейдюр (1 ноября 2022 г.). «Оценка жизненного цикла геотермальной электростанции Theistareykir в Исландии». Geothermics . 105 : 102530. Bibcode : 2022Geoth.10502530K. doi : 10.1016/j.geothermics.2022.102530 . ISSN  0375-6505.
  17. ^ abc Sigurdardottir, Ragnhildur (9 апреля 2022 г.). «Геотермальная электростанция Исландии страдает от нехватки электроэнергии». Bloomberg . Получено 24 октября 2022 г.
  18. ^ ab "Электростанции". Askja Energy - The Essential Perspective on Energy in the Northern Atlantic and Arctic Region . 10 ноября 2011 г. Получено 4 ноября 2022 г.
  19. ^ "Landsvirkjun.com - Национальная энергетическая компания Исландии". landsvirkjun.com . Получено 5 ноября 2022 г. .
  20. ^ "Электростанция Бьярнарфлаг - Национальная энергетическая компания Исландии". landsvirkjun.com . Получено 4 ноября 2022 г. .
  21. ^ GeoEnergy, Think (10 января 2011 г.). «Wasabi Energy приобретает геотермальную электростанцию ​​Husavik Kalina в Исландии | ThinkGeoEnergy - Новости геотермальной энергетики» . Получено 4 ноября 2022 г.
  22. ^ "Новая малая геотермальная электростанция | Новости". EFLA-engineers.com . Получено 4 ноября 2022 г. .
  23. ^ Finnbjornsdottir, RG; Oudin, A.; Elvarsson, BT; Gislason, T.; Rafnsson, V. (8 апреля 2015 г.). «Сероводород и загрязнители воздуха, связанные с транспортом, в связи с повышенной смертностью: перекрестное исследование в Рейкьявике, Исландия». BMJ Open . 5 (4): e007272. doi :10.1136/bmjopen-2014-007272. ISSN  2044-6055. PMC 4390682. PMID  25854971 . 
  24. ^ ab Olafsdottir, S.; Gardarsson, SM (1 октября 2013 г.). «Влияние метеорологических факторов на концентрацию сероводорода по ветру от геотермальных электростанций». Atmospheric Environment . 77 : 185–192 . Bibcode : 2013AtmEn..77..185O. doi : 10.1016/j.atmosenv.2013.04.077. ISSN  1352-2310.
  25. ^ ab Baraniuk, Chris (21 декабря 2016 г.). «Самая экстремальная геотермальная электростанция в мире». bbc.com . Получено 25 октября 2022 г. .
  26. ^ abc Worland, Джастин (25 июля 2017 г.). «Решение нашей проблемы чистой энергии может лежать прямо под нашими ногами». Time . Получено 25 октября 2022 г. .
  • Исландское энергетическое управление
  • Исландский энергетический портал
  • Дополнительная информация о электростанции Хеллисхейди
  • Дополнительная информация о электростанции Несьявеллир
  • Дополнительная информация о электростанции Крафла
  • Фотогалерея с islandsmyndir.is
  • Фото Геотермальная электростанция Свартсенги
  • Тиролер Би
  • Mannvit Engineering из Исландии
  • RES — Школа науки о возобновляемых источниках энергии в Исландии
  • Исландская ГеоСюрвей
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Геотермальная_энергетика_в_Исландии&oldid=1266755242"