Eh bien, qui ne veut pas chauffer sa maison gratuitement, surtout en temps de crise, lorsque chaque centime compte.
Nous avons déjà abordé le sujet de la façon dont ce fut le tour du controversé technologies pour chauffer une maison avec l'énergie de la terre (Chauffage géothermique).
À une profondeur d'environ 15 mètres, la température de la terre est d'environ 10 degrés Celsius. Tous les 33 mètres, la température augmente d'un degré. Du coup, pour chauffer gratuitement une maison d'environ 100 m2, il suffit de forer un puits d'environ 600 mètres et d'obtenir 22 degrés de chaleur tout au long de sa vie !
Théoriquement, le système de chauffage gratuit à partir de l’énergie de la terre est assez simple. Injecté dans le puits eau froide, qui chauffe jusqu'à 22 degrés et, selon les lois de la physique, avec l'aide d'une pompe (400-600 watts), monte dans la maison à travers des tuyaux isolés.
Inconvénients de l'utilisation de l'énergie terrestre pour chauffer une maison privée :
- Examinons de plus près les coûts financiers liés à la création d'un tel système de chauffage. coût moyen 1 m de forage d'un puits équivaut à environ 3 000 roubles. Une profondeur totale de 600 mètres coûtera 1 800 000 roubles. Et ce n'est que du forage ! Sans installation d'équipement de pompage et de relevage du liquide de refroidissement.
- Différentes régions de Russie ont leurs propres caractéristiques pédologiques. Dans certains endroits, forer un puits de 50 mètres n’est pas une tâche facile. Des tuyaux de tubage renforcés, un renforcement d'arbre, etc. sont nécessaires.
— L'isolation du puits de mine à une telle profondeur est presque impossible. Il s'ensuit que l'eau ne montera pas à une température de 22 degrés.
– Pour forer un puits de 600 mètres, un permis est requis ;
- Disons que de l'eau chauffée à 22 degrés entre dans la maison. La question est de savoir comment « retirer » complètement toute l’énergie de la Terre du porteur ? Maximum, lors du passage dans les tuyaux d'une maison chaude, descend à 15 degrés. Ainsi, une pompe puissante est nécessaire, qui chassera l'eau d'une profondeur de 600 mètres dix fois plus pour obtenir au moins un certain effet. Ici, nous mettons la consommation d'énergie incomparable avec les économies.
À une profondeur d'environ 15 mètres, la température de la Terre est d'environ 10 degrés Celsius.
Une conclusion logique s'ensuit : chauffer une maison avec l'énergie de la terre est loin d'être gratuit, seule une personne loin d'être pauvre, qui n'a pas particulièrement besoin d'économiser sur le chauffage, peut se le permettre. Bien sûr, on peut dire qu’une telle technologie servira à la fois aux enfants et aux petits-enfants pendant des centaines d’années, mais tout cela n’est que fantasme.
Un idéaliste dira qu'il construit une maison pendant des siècles, et un réaliste s'appuiera toujours sur la composante investissement - je la construis pour moi-même, mais je la vendrai à tout moment. Ce n’est pas un fait que les enfants seront attachés à cette maison et ne voudront pas la vendre.
L'énergie terrestre pour le chauffage domestique est efficace dans les régions suivantes :
Dans le Caucase, il existe des exemples opérationnels de puits en activité avec eau minérale jaillissant automatiquement à l'extérieur, avec une température de 45 degrés, compte tenu de la température profonde d'environ 90 degrés.
Au Kamtchatka, utilisez sources géothermiques avec une température de sortie d'environ 100 degrés - le plus Meilleure option utiliser l'énergie de la terre pour chauffer la maison.
La technologie se développe à un rythme effréné. L’efficacité des systèmes de chauffage classiques augmente sous nos yeux. Sans aucun doute, le chauffage de la maison avec l’énergie de la terre deviendra moins coûteux.
Vidéo : Chauffage géothermique. L'énergie terrestre.
La température à l'intérieur de la terre est le plus souvent un indicateur plutôt subjectif, puisque la température exacte ne peut être connue que dans des endroits accessibles, par exemple dans le puits de Kola (profondeur 12 km). Mais cet endroit appartient à l'extérieur la croûte terrestre.
Températures de différentes profondeurs de la Terre
Comme l’ont découvert les scientifiques, la température augmente de 3 degrés tous les 100 mètres de profondeur dans la Terre. Ce chiffre est constant pour tous les continents et toutes les régions le globe. Une telle augmentation de température se produit dans la partie supérieure de la croûte terrestre, environ sur les 20 premiers kilomètres, puis l'augmentation de température ralentit.
La plupart une grosse augmentation enregistré aux États-Unis, où la température a augmenté de 150 degrés sur 1000 mètres de profondeur dans la terre. La croissance la plus lente a été enregistrée en Afrique du Sud, le thermomètre n'a augmenté que de 6 degrés Celsius.
À une profondeur d'environ 35 à 40 kilomètres, la température oscille autour de 1 400 degrés. La limite du manteau et du noyau externe à une profondeur de 25 à 3 000 km s'échauffe de 2 000 à 3 000 degrés. Noyau interne chauffé jusqu'à 4000 degrés. La température au centre même de la Terre, selon les dernières informations obtenues à la suite d'expériences complexes, est d'environ 6 000 degrés. Le Soleil peut se vanter d’avoir la même température à sa surface.
Températures minimales et maximales des profondeurs terrestres
Lors du calcul des températures minimales et maximales à l'intérieur de la Terre, ces ceintures ne sont pas prises en compte. Température constante. Dans cette zone, la température est constante tout au long de l'année. La ceinture est située à une profondeur de 5 mètres (tropiques) et jusqu'à 30 mètres (hautes latitudes).
La température maximale a été mesurée et enregistrée à une profondeur d'environ 6 000 mètres et s'élevait à 274 degrés Celsius. La température minimale à l'intérieur de la Terre est fixée principalement dans les régions du nord de notre planète, où même à une profondeur de plus de 100 mètres, le thermomètre indique des températures négatives.
D'où vient la chaleur et comment se répartit-elle dans les entrailles de la planète
La chaleur à l’intérieur de la terre provient de plusieurs sources :
1) Désintégration des éléments radioactifs;
2) La différenciation gravitationnelle de la matière chauffée au cœur de la Terre;
3) Frottement de marée (l'impact de la Lune sur la Terre, accompagné d'une décélération de cette dernière).
Ce sont quelques options pour l'apparition de chaleur dans les entrailles de la terre, mais la question de Liste complète et l'exactitude de ce qui est déjà disponible jusqu'à présent.
Le flux de chaleur émanant des entrailles de notre planète varie en fonction des zones structurelles. Par conséquent, la répartition de la chaleur dans un endroit où se trouvent l'océan, les montagnes ou les plaines a des indicateurs complètement différents.
Cela pourrait ressembler à un fantasme si ce n’était pas vrai. Il s'avère que dans les conditions difficiles de la Sibérie, vous pouvez obtenir de la chaleur directement du sol. Les premiers objets équipés de systèmes de chauffage géothermique sont apparus dans la région de Tomsk l'année dernière, et bien qu'ils permettent de réduire le coût de la chaleur d'environ quatre fois par rapport aux sources traditionnelles, il n'y a toujours pas de circulation de masse « sous terre ». Mais la tendance est perceptible et, surtout, elle s’accélère. En fait, il s'agit de la source d'énergie alternative la plus abordable pour la Sibérie, où elle ne peut pas toujours montrer son efficacité, par exemple, panneaux solaires ou des éoliennes. En fait, l’énergie géothermique se trouve sous nos pieds.
« La profondeur de gel du sol est de 2 à 2,5 mètres. La température du sol en dessous de cette marque reste la même en hiver comme en été, allant de plus un à plus cinq degrés Celsius. Le travail de la pompe à chaleur est construit sur cette propriété, explique l'ingénieur électricien du département de l'éducation de l'administration de la région de Tomsk. Romain Alekseenko. - Les conduites de raccordement sont enterrées dans le relief du sol jusqu'à une profondeur de 2,5 mètres, à une distance d'environ un mètre et demi les unes des autres. Un liquide de refroidissement - l'éthylène glycol - circule dans le système de canalisations. Le circuit de terre horizontal externe communique avec le groupe frigorifique, dans lequel circule le réfrigérant - le fréon, un gaz à bas point d'ébullition. A plus trois degrés Celsius, ce gaz commence à bouillir, et lorsque le compresseur comprime fortement le gaz bouillant, la température de ce dernier monte à plus 50 degrés Celsius. Le gaz chauffé est envoyé vers un échangeur de chaleur dans lequel circule de l'eau distillée ordinaire. Le liquide s'échauffe et diffuse la chaleur dans tout le système de chauffage posé dans le sol.
Physique pure et pas de miracles
Un jardin d'enfants équipé d'un système de chauffage géothermique danois moderne a été ouvert l'été dernier dans le village de Turuntaevo, près de Tomsk. Selon le directeur de la société Ecoclimat de Tomsk Georges Granin, le système économe en énergie a permis de réduire à plusieurs reprises le paiement pour l'approvisionnement en chaleur. Depuis huit ans, cette entreprise de Tomsk a déjà équipé environ deux cents objets dans différentes régions de Russie de systèmes de chauffage géothermique et continue de le faire dans la région de Tomsk. Il n’y a donc aucun doute dans les propos de Granin. Un an avant l'ouverture d'un jardin d'enfants à Turuntaevo, Ecoclimat a équipé un système de chauffage géothermique, qui a coûté 13 millions de roubles, un autre Jardin d'enfants"Sunny Bunny" dans le microdistrict de Tomsk "Green Hills". En fait, c’était la première expérience du genre. Et il a eu beaucoup de succès.
En 2012, lors d'une visite au Danemark, organisée dans le cadre du programme d'Euro Info Correspondence Center (EICC-région de Tomsk), l'entreprise a réussi à convenir d'une coopération avec la société danoise Danfoss. Et aujourd'hui, les équipements danois aident à extraire la chaleur des entrailles de Tomsk et, comme le disent les experts sans trop de modestie, cela s'avère assez efficace. Le principal indicateur d’efficacité est l’économie. "Le système de chauffage d'un jardin d'enfants de 250 mètres carrés à Turuntaevo a coûté 1,9 million de roubles", explique Granin. "Et les frais de chauffage sont de 20 à 25 000 roubles par an." Ce montant est incomparable avec celui que l'école maternelle paierait pour le chauffage utilisant des sources traditionnelles.
Le système a fonctionné sans problème dans les conditions de l’hiver sibérien. Un calcul a été effectué sur la conformité des équipements thermiques aux normes SanPiN, selon lesquelles ils doivent maintenir une température d'au moins + 19°C dans le bâtiment de l'école maternelle à une température de l'air extérieur de -40°C. Au total, environ quatre millions de roubles ont été dépensés pour le réaménagement, la réparation et le rééquipement du bâtiment. Avec la pompe à chaleur, le montant s'élevait à un peu moins de six millions. Grâce aux pompes à chaleur, le chauffage des écoles maternelles est aujourd'hui un système complètement isolé et indépendant. Il n'y a plus de batteries traditionnelles dans le bâtiment et l'espace est chauffé grâce au système de « plancher chaud ».
L'école maternelle Turuntayevsky est isolée, comme on dit, « de » et « vers » - une isolation thermique supplémentaire est équipée dans le bâtiment : une couche d'isolation de 10 cm équivalente à deux ou trois briques est installée au-dessus du mur existant (trois briques épais). Derrière l'isolation se trouve une lame d'air, suivie d'un revêtement métallique. Le toit est isolé de la même manière. L'attention principale des constructeurs s'est concentrée sur le "plancher chaud" - le système de chauffage du bâtiment. Il s'est avéré plusieurs couches : un sol en béton, une couche de mousse plastique de 50 mm d'épaisseur, un système de tuyaux dans lequel eau chaude et linoléum. Bien que la température de l'eau dans l'échangeur thermique puisse atteindre +50°C, le chauffage maximum du revêtement de sol lui-même ne dépasse pas +30°C. La température réelle de chaque pièce peut être réglée manuellement - des capteurs automatiques vous permettent de régler la température du sol de manière à ce que la salle de la maternelle se réchauffe à la température requise. normes sanitaires degrés.
La puissance de la pompe du jardin Turuntayevsky est de 40 kW d'énergie thermique générée, pour la production de laquelle la pompe à chaleur nécessite 10 kW d'énergie électrique. Ainsi, sur 1 kW d’énergie électrique consommée, la pompe à chaleur produit 4 kW de chaleur. « Nous avions un peu peur de l'hiver – nous ne savions pas comment se comporteraient les pompes à chaleur. Mais même lors de fortes gelées, il faisait toujours chaud à l'école maternelle - de 18 à 23 degrés Celsius, - explique le directeur de Turuntaevskaya. lycée Evgueni Belonogov. - Bien sûr, il convient ici de considérer que le bâtiment lui-même était bien isolé. L'équipement est sans prétention en matière d'entretien et, bien qu'il s'agisse d'un développement occidental, il s'est révélé très efficace dans nos dures conditions sibériennes.
Un projet global d'échange d'expériences dans le domaine de la conservation des ressources a été mis en œuvre par la région EICC-Tomsk de la Chambre de commerce et d'industrie de Tomsk. Ses participants étaient des petites et moyennes entreprises qui développent et mettent en œuvre des technologies économes en ressources. En mai de l'année dernière, des experts danois se sont rendus à Tomsk dans le cadre d'un projet russo-danois et le résultat a été, comme on dit, évident.
L'innovation arrive à l'école
Une nouvelle école dans le village de Vershinino, région de Tomsk, construite par un agriculteur Mikhaïl Kolpakov, est la troisième installation de la région qui utilise la chaleur de la terre comme source de chaleur pour le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude. L'école est également unique car elle possède la catégorie d'efficacité énergétique la plus élevée - « A ». Le système de chauffage a été conçu et lancé par la même entreprise Ecoclimat.
« Lorsque nous avons décidé du type de chauffage à installer dans l'école, nous avions plusieurs options : une chaufferie au charbon et des pompes à chaleur », explique Mikhaïl Kolpakov. - Nous avons étudié l'expérience d'un jardin d'enfants économe en énergie à Zeleny Gorki et avons calculé que le chauffage à l'ancienne, au charbon, nous coûterait plus de 1,2 million de roubles par hiver et que nous avions également besoin d'eau chaude. Et avec les pompes à chaleur, le coût sera d'environ 170 000 $ pour toute l'année, avec l'eau chaude.
Le système n’a besoin que d’électricité pour produire de la chaleur. Consommant 1 kW d'électricité, les pompes à chaleur d'une école produisent environ 7 kW d'énergie thermique. De plus, contrairement au charbon et au gaz, la chaleur de la Terre est une source d’énergie auto-renouvelable. L'installation d'un système de chauffage moderne pour l'école a coûté environ 10 millions de roubles. Pour cela, 28 puits ont été forés sur le terrain de l'école.
« Le calcul ici est simple. Nous avons calculé que l'entretien de la chaudière à charbon, compte tenu du salaire du chauffeur et du coût du combustible, coûtera plus d'un million de roubles par an, - note le chef du département de l'éducation Sergueï Efimov. - Lors de l'utilisation de pompes à chaleur, vous devrez payer pour toutes les ressources environ quinze mille roubles par mois. Les avantages incontestables de l’utilisation des pompes à chaleur sont leur efficacité et leur respect de l’environnement. Le système d'alimentation en chaleur vous permet de réguler l'apport de chaleur en fonction de la météo extérieure, ce qui élimine ce que l'on appelle la « sous-chauffe » ou la « surchauffe » de la pièce.
Selon des calculs préliminaires, les équipements danois coûteux seront amortis en quatre à cinq ans. La durée de vie des pompes à chaleur Danfoss, avec lesquelles Ecoclimat LLC travaille, est de 50 ans. En recevant des informations sur la température de l'air extérieur, l'ordinateur détermine quand chauffer l'école et quand il est possible de ne pas le faire. Dès lors, la question de la date d'allumage et d'extinction du chauffage disparaît totalement. Quelle que soit la météo, la climatisation fonctionnera toujours à l’extérieur des fenêtres de l’école pour enfants.
«Lorsque l'ambassadeur extraordinaire et plénipotentiaire du Royaume du Danemark est venu à la réunion panrusse l'année dernière et a visité notre jardin d'enfants à Zeleniye Gorki, il a été agréablement surpris de constater que les technologies considérées comme innovantes même à Copenhague sont appliquées et fonctionnent à Tomsk. région, - parle Directeur commercial entreprise "Ecoclimat" Alexandre Granin.
De manière générale, l'utilisation de sources d'énergie renouvelables locales dans divers secteurs de l'économie, en ce cas V sphère sociale, qui comprend des écoles et des jardins d'enfants, est l'un des principaux domaines mis en œuvre dans la région dans le cadre du programme d'économie d'énergie et d'efficacité énergétique. Le développement des énergies renouvelables est activement soutenu par le gouverneur de la région Sergueï Jvachkine. Et trois institutions budgétaires avec un système de chauffage géothermique - seulement les premiers pas vers la mise en œuvre d'un projet vaste et prometteur.
L'école maternelle de Zelenye Gorki a été reconnue comme la meilleure installation économe en énergie de Russie lors d'un concours organisé à Skolkovo. Ensuite, l'école Vershininskaya est également apparue avec le chauffage géothermique. la catégorie la plus élevée efficacité énergétique. L'objet suivant, non moins important pour la région de Tomsk, est un jardin d'enfants à Turuntaevo. Cette année, les sociétés Gazhimstroyinvest et Stroygarant ont déjà commencé la construction de jardins d'enfants pouvant accueillir respectivement 80 et 60 enfants dans les villages de la région de Tomsk, Kopylovo et Kandinka, respectivement. Les deux nouvelles installations seront chauffées par des systèmes de chauffage géothermiques, issus de pompes à chaleur. Au total, cette année, l'administration du district a l'intention de consacrer près de 205 millions de roubles à la construction de nouveaux jardins d'enfants et à la réparation de ceux qui existent déjà. Il est prévu de reconstruire et de rééquiper le bâtiment d'un jardin d'enfants dans le village de Takhtamyshevo. Dans ce bâtiment, le chauffage sera également réalisé au moyen de pompes à chaleur, puisque le système a fait ses preuves.
Photo : « NesjavellirPowerPlant edit2 » par Gretar Ívarsson / https://commons.wikimedia.org/wiki/ 25 mai 2015 / Mots-clés :La plus grande difficulté est d'éviter la microflore pathogène. Et cela est difficile à faire dans un environnement saturé d’humidité et suffisamment chaud. Même les meilleures caves ont toujours de la moisissure. Par conséquent, nous avons besoin d’un système de nettoyage régulier des tuyaux de toute boue qui s’accumule sur les murs. Et faire cela avec une pose de 3 mètres n'est pas si simple. Tout d'abord, on pense à la méthode mécanique - un pinceau. Comment nettoyer les cheminées. Avec une sorte de chimie liquide. Ou du gaz. Si vous pompez du fozgen à travers un tuyau, par exemple, tout mourra et cela peut suffire pour quelques mois. Mais n'importe quel gaz entre dans la chimie. réagit avec l'humidité dans le tuyau et, par conséquent, s'y dépose, ce qui le rend aéré pendant longtemps. Et une longue aération conduira à la restauration des agents pathogènes. Cela nécessite une approche compétente. moyens modernes nettoyage.
En général, je signe sous chaque mot ! (Je ne sais vraiment pas de quoi être heureux).Dans ce système, je vois plusieurs problèmes qui doivent être résolus :
1. La longueur de cet échangeur de chaleur est-elle suffisante pour son utilisation efficace (il y aura un certain effet, mais on ne sait pas lequel)
2. Condensat. En hiver, ce ne sera pas le cas, car de l’air froid sera pompé à travers le tuyau. Le condensat tombera du côté extérieur du tuyau - dans le sol (il fait plus chaud). Mais en été... Le problème est de savoir COMMENT pomper les condensats sous une profondeur de 3 m - j'ai déjà pensé à fabriquer un puits hermétique pour collecter les condensats du côté de la collecte des condensats. Installez-y une pompe qui pompera périodiquement les condensats...
3. On suppose que les conduites d’égout (en plastique) sont étanches à l’air. Si tel est le cas, les eaux souterraines ne doivent pas pénétrer et ne doivent pas affecter l’humidité de l’air. Par conséquent, je suppose qu’il n’y aura pas d’humidité (comme au sous-sol). Au moins en hiver. Je pense que le sous-sol est humide à cause d'une mauvaise ventilation. La moisissure n'aime pas la lumière du soleil et les courants d'air (il y aura des courants d'air dans le tuyau). Et maintenant la question est : quelle est l'étanchéité des canalisations d'égout dans le sol ? Combien d’années vont-ils me durer ? Le fait est que ce projet est lié - une tranchée est creusée pour les eaux usées (elle sera à une profondeur de 1 à 1,2 m), puis une isolation (mousse de polystyrène) et plus profondément - une batterie de terre). Donc ce système irréparable en cas de dépressurisation - je ne l'arracherai pas - je vais juste le recouvrir de terre et c'est tout.
4. Nettoyage des tuyaux. J'ai pensé au point bas pour bien faire une visualisation. maintenant, il y a moins "d'intuzisme" à ce sujet - les eaux souterraines - il se peut qu'elles soient inondées et qu'il y en ait ZÉRO. Sans puits, il n'y a pas tellement d'options :
UN. des révisions sont faites des deux côtés (pour chaque tuyau de 110 mm) qui remontent à la surface, un câble en acier inoxydable est tiré à travers les tuyaux. Pour le nettoyage, nous y attachons un kwach. Inconvénients - un tas de tuyaux remontent à la surface, ce qui affectera la température et le mode hydrodynamique de la batterie.
b. inonder périodiquement les canalisations avec de l'eau avec de l'eau de Javel par exemple (ou autre désinfectant), pompant l'eau du puits de condensat à l'autre extrémité des tuyaux. Ensuite, séchez les tuyaux avec de l'air (peut-être en mode ressort - de la maison vers l'extérieur, même si je n'aime pas vraiment cette idée).
5. Il n'y aura pas de moisissure (projet). mais d'autres micro-organismes qui vivent en buvant - tout à fait. Il y a de l'espoir pour un régime hivernal - l'air froid et sec désinfecte bien. Option protection - filtre en sortie de batterie. Ou ultraviolet (cher)
6. Dans quelle mesure est-il difficile de faire circuler de l'air sur une telle conception ?
Filtre (maille fine) à l'entrée
-> faire pivoter de 90 degrés vers le bas
-> Tuyau de 4 m de 200 mm vers le bas
-> flux divisé en 4 tuyaux de 110 mm
-> 10 mètres horizontalement
-> faire pivoter de 90 degrés vers le bas
-> 1 mètre plus bas
-> faire pivoter de 90 degrés
-> 10 mètres horizontalement
-> collecte des flux dans un tuyau de 200 mm
-> 2 mètres de haut
-> pivoter de 90 degrés (dans la maison)
-> papier filtre ou pochette en tissu
-> ventilateurNous avons 25 m de tuyaux, 6 tours à 90 degrés (les virages peuvent être rendus plus doux - 2x45), 2 filtres. Je veux 300-400m3/h. Vitesse d'écoulement ~4 m/s
Dans la ville d'Espoo, la première centrale géothermique de Finlande sera inaugurée dans deux ans. Les ingénieurs finlandais envisagent d'utiliser la chaleur naturelle de l'intérieur de la Terre pour chauffer les bâtiments. Et si l'expérience réussit, de telles centrales de chauffage peuvent être construites partout, par exemple dans Région de Léningrad. La question est de savoir quelle est sa rentabilité.
Exploiter l’énergie de la Terre n’est pas une idée nouvelle. Naturellement, les habitants des régions où la nature elle-même a créé des « machines à vapeur » ont été les premiers à se lancer dans sa mise en œuvre. Ainsi, par exemple, en 1904, le prince italien Piero Ginori Conti alluma quatre ampoules en plaçant une turbine avec un générateur électrique près de la sortie naturelle de la vapeur chauffée de la terre, dans la région de Larderello (Toscane).
Neuf ans plus tard, en 1913, la première station géothermique commerciale d'une capacité de 250 kilowatts y est inaugurée. La station a utilisé la ressource la plus rentable, mais malheureusement rare : la vapeur sèche surchauffée, que l'on ne trouve que dans les profondeurs des massifs volcaniques. Mais en fait, la chaleur de la Terre ne se trouve pas seulement à proximité des montagnes cracheuses de feu. Il y en a partout, sous nos pieds.
Les entrailles de la planète sont chauffées à plusieurs milliers de degrés. Les scientifiques n'ont pas encore compris les processus par lesquels notre planète stocke une énorme quantité de chaleur pendant plusieurs milliards d'années, et il est impossible d'estimer combien de milliards d'années cela durera. On sait de manière fiable que tous les 100 mètres de profondeur dans la terre, la température des roches augmente en moyenne de 3 degrés. En moyenne, cela signifie qu'il existe des endroits sur la planète où la température augmente d'un demi-degré, et quelque part de 15 degrés. Et ce ne sont pas des zones de volcanisme actif.
Bien entendu, le gradient de température augmente de manière inégale. Les experts finlandais s'attendent à atteindre une zone à une profondeur de 7 km dans laquelle la température des roches sera de 120 degrés Celsius, tandis qu'à Espoo le gradient de température est d'environ 1,7 degrés pour 100 mètres, ce qui est même en dessous du niveau moyen. Et pourtant, c'est déjà une température suffisante pour démarrer une centrale de chauffage géothermique.
L’essence du système est, en principe, simple. Deux puits sont forés à plusieurs centaines de mètres l'un de l'autre. Entre elles, en partie basse, de l'eau est injectée sous pression pour briser les couches et créer entre elles un système de fractures perméables. La technologie est au point : le pétrole et le gaz de schiste sont désormais extraits de la même manière.
Ensuite, l'eau est pompée de la surface vers l'un des puits, et vice versa, elle est pompée hors du second. L'eau s'écoule à travers des fissures parmi les roches chaudes, puis traverse un deuxième puits jusqu'à la surface, où elle transfère la chaleur d'une centrale de chauffage urbaine conventionnelle. De tels systèmes ont déjà été lancés aux États-Unis et sont actuellement en cours de développement en Australie et dans les pays de l'Union européenne.
Photo : www.facepla.net (capture d'écran)
De plus, il y a suffisamment de chaleur pour commencer à produire de l’électricité. La priorité dans le développement de l'énergie géothermique à basse température appartient aux scientifiques soviétiques - ce sont eux qui ont résolu le problème de l'utilisation de cette énergie au Kamtchatka il y a plus d'un demi-siècle. Les scientifiques ont proposé d'utiliser comme liquide de refroidissement bouillant un liquide organique - le fréon12, qui a un point d'ébullition normal pression atmosphérique moins 30 degrés. L'eau d'un puits à une température de 80 degrés Celsius transférait sa chaleur au fréon, qui faisait tourner les turbines. La première centrale électrique au monde à fonctionner avec de l'eau à cette température a été la centrale géothermique de Pauzhetskaya au Kamtchatka, construite en 1967.
Les avantages d'un tel système sont évidents : en tout point de la Terre, l'humanité pourra se fournir en chaleur et en électricité, même si le Soleil s'éteint. Une énorme énergie est stockée dans l'épaisseur de la croûte terrestre, plus de 10 000 fois supérieure à toute consommation de carburant. civilisation moderne dans l'année. Et cette énergie est constamment renouvelée grâce à l’afflux de chaleur provenant des entrailles de la planète. Technologies modernes permettre de produire ce type d’énergie.
Il existe des endroits intéressants pour la construction de centrales géothermiques similaires dans la région de Léningrad. L'expression "Pierre se tient dans un marais" n'est applicable que du point de vue de la construction d'installations de faible hauteur et du point de vue de la "grande géologie" - la couverture sédimentaire à proximité de Saint-Pétersbourg est assez mince , seulement des dizaines de mètres, puis, comme en Finlande, naissent des roches ignées primaires . Ce bouclier rocheux est hétérogène : il est parsemé de failles, le long de certaines desquelles s'élève un flux de chaleur.
Les premiers à remarquer ce phénomène furent les botanistes qui trouvèrent sur Isthme de Carélie et sur le plateau d'Izhora, des îlots de chaleur, où poussent des plantes soit avec un taux de reproduction élevé, soit appartenant aux sous-zones botaniques les plus méridionales. Et près de Gatchina, une anomalie botanique a été découverte: des plantes de la flore alpine-carpatique. Les plantes existent grâce aux flux de chaleur provenant du sol.
Selon les résultats du forage dans la région de Pulkovo à une profondeur de 1 000 mètres, la température des roches cristallines était de plus 30 degrés, c'est-à-dire qu'elle augmentait en moyenne de 3 degrés tous les 100 mètres. Il s'agit du niveau « moyen » du gradient de température, mais il est presque deux fois plus important que dans la région d'Espoo, en Finlande. Cela signifie qu'à Pulkovo, il suffit de forer un puits à une profondeur de seulement 3 500 mètres, respectivement, une telle centrale thermique coûtera beaucoup moins cher qu'à Espoo.
Il convient de noter que la période de récupération de ces stations dépend également des tarifs de fourniture de chaleur et d'électricité pour les consommateurs de ce pays ou de cette région. En mai 2015, le tarif pour Tours d'appartements sans chauffage électrique de Helsingin Energia était de 6,19 centimes d'euro par kWh, avec chauffage électrique respectivement de 7,12 centimes d'euro par kWh (pendant la journée). Par rapport aux tarifs de Saint-Pétersbourg, la différence pour ceux qui utilisent l'électricité et pour le chauffage est d'environ 40 %, tandis que les fluctuations des tarifs doivent également être prises en compte. Le prix si bas de l'électricité en Finlande s'explique, entre autres, par le fait que le pays possède sa propre centrale nucléaire.
Mais en Lettonie, obligée d'acheter constamment de l'électricité et du carburant, le prix de vente de l'électricité est presque deux fois plus élevé qu'en Finlande. Cependant, les Finlandais sont déterminés à construire une station à Espoo, dans un endroit qui n'est pas le plus favorable en termes de gradient géothermique.
Le fait est que l’énergie géothermique nécessite des investissements à long terme. En ce sens, elle est plus proche de la grande hydroélectricité et Pouvoir nucléaire. Une centrale géothermique est beaucoup plus difficile à construire qu’une centrale solaire ou éolienne. Et vous devez être sûr que les politiciens ne commenceront pas à jouer avec les prix et que les règles ne changeront pas à la volée.
C’est pourquoi les Finlandais décident de réaliser cette importante expérience industrielle. S'ils réussissent à réaliser leur projet, et au moins pour commencer, à réchauffer leurs habitants avec une chaleur qui ne finira jamais (même à l'échelle de la vie en général sur notre planète) - cela nous permettra de réfléchir à l'avenir de la géothermie. l'énergie dans les vastes étendues russes. Aujourd'hui, en Russie, ils se réchauffent avec la chaleur de la Terre au Kamtchatka et au Daghestan, mais peut-être que le temps de Pulkovo viendra aussi.
Constantin Rangs