Геотермальная энергия в Соединенном Королевстве - Geothermal power in the United Kingdom

Возможности использования геотермальная энергия в Соединенном Королевстве на коммерческой основе первоначально была изучена Департамент энергетики вслед за Нефтяной кризис 1973 года. Были определены несколько регионов страны, но интерес к их развитию был утрачен, поскольку нефть цены упали. Хотя Великобритания не имеет активного вулканического происхождения,[1] большой тепловой ресурс потенциально доступен через мелководные геотермальные источники. грунтовые тепловые насосы, неглубокие водоносные горизонты и глубокие соленые водоносные горизонты в мезозойских бассейнах Великобритании.[2] Геотермальная энергия в изобилии под Великобританией, хотя в настоящее время она недоступна, за исключением определенных мест.[3]

Энергетическая схема Саутгемптона

История

Древняя легенда приписывает ранним кельтским королям открытие термальные источники на Римские бани в Aquae Sulis (современный город Ванна ), который затем пришел в упадок во время Темные времена и не были повторно открыты до 18 века, вместе с источниками в Бакстон в Пик Дистрикт.[нужна цитата ]

Геотермальный потенциал Великобритании исследовался в рамках программы, финансируемой правительством Великобритании и Европейской комиссией, которая действовала с 1977 по 1994 год.[4] и увидел эксперимент Hot Dry Rock, пробуренный в Карнменеллис гранит корнуолла. Этот проект, который никогда не предназначался для производства электроэнергии, представлял собой эксперимент по механике горных пород для исследования гидравлического воздействия на сети трещин при температурах ниже 100˚C. Было пробурено три скважины с общей глубиной по вертикали 2,6 км, где забойная температура была около 100˚C. В 1994 году проект Hot Dry Rock был закрыт, а исследовательские работы были переданы в Европейский геотермальный проект в Soultz-sous-Forêts.[4]

Развитие геотермальной энергетики в Великобритании было ограниченным, отчасти из-за отсутствия высоких энтальпия ресурсов, но также из-за наличия дешевого ископаемого топлива.[4] Однако при сравнении стран с аналогичной тектонической обстановкой становится ясно, что Великобритания недостаточно использует этот потенциальный ресурс. Отсутствие геотермальных разработок в значительной степени было результатом наличия природного газа в Северном море в 1980-х и 1990-х годах.[4]

Интерес к геотермальным энергетическим ресурсам Великобритании снова возрос в 2000-х годах как потенциальный способ решения некоторых из проблем. "Энергетический разрыв" Великобритании

Солнечная (мелководная геотермальная) энергия

Есть то, что может быть ошибочно известно как геотермальная энергия на небольшой глубине, но технически это солнечная энергия; верхние 10–15 м грунта нагреваются за счет солнечного излучения, а не (за редким исключением) геотермальной энергии. Это действует как накопитель тепла и может использоваться разными способами. Это тепло может быть использовано грунтовые тепловые насосы это может существенно снизить счета за отопление и уменьшить связанный с этим углеродный след. Тепло от солнца уходит в землю. На глубине около 15 метров температура грунта не зависит от сезонных изменений температуры воздуха и, как правило, остается стабильной в течение всего года на уровне примерно средней годовой температуры воздуха (9–13 ° C в Великобритании). Следовательно, земля на этой глубине холоднее воздуха летом и теплее воздуха зимой. Эта разница температур используется геотермальными тепловыми насосами, которые используются для отопления и / или охлаждения домов и офисных зданий.[5]

Схемы на основе водоносных горизонтов

Подземные воды в пермо-триасовых песчаниках в Великобритании могут обеспечить пригодные для эксплуатации геотермальные ресурсы на глубинах от 1 до 3 км. С 1979 года бассейны, представляющие основной интерес, - это Восточный Йоркшир и Линкольншир, Уэссекс, Вустер, Чешир, Западный Ланкашир, Карлайл и бассейны в Северной Ирландии. Кроме того, некоторые из этих бассейнов находятся в областях с повышенным тепловым потоком или перекрыты слоями с меньшей теплопроводностью, фактически создавая изолирующий слой.[5] В следующей таблице перечислены основные ресурсы геотермальных водоносных горизонтов Великобритании.[5] для областей, где температура превышает 40 ° C и коэффициент пропускания превышает 10 Дм, за исключением случаев, указанных:

Название водоносного горизонта / бассейнаГеологическое образованиеГеотермальный
ресурс
(Exa -джоули )		Выявлено
ресурс(1)
(Экзаджоуль)		Глубина (м)
Восточный Йоркшир и ЛинкольнширШервудский песчаник996.7?
Базальные пермские пески6.70.9(2)?
УэссексШервудский песчаник22.93.2(3)От 1700 до 2200
WorcesterПермо-триасовый (недифференцированный)121.42,500
ЧеширШервудский песчаник16.92.14,000
Пермь, в том числе триас27.93.84,000
Северная ИрландияШервудский песчаник35.44.7?
(1) Идентифицированный ресурс рассчитан исходя из температуры конца технологического отвода тепла 30 ° C; прямое использование жидкости и повторная закачка жидкости после использования.

(2) Коэффициент пропускания ≥5 Дм
(3) В части пропускной способности от 5 до 10 Дм
Примечание: 1 эксаджоуль = 1018джоули

Схема централизованного теплоснабжения Саутгемптона

Основная статья: Энергетическая схема Саутгемптона

В 80-х годах прошлого века Министерство энергетики Соединенного Королевства провело программу исследований и разработок для изучения потенциала геотермальных водоносных горизонтов в Великобритании. Однако после некоторого первоначального успешного бурения скважины в бассейне Уэссекс в 1981 году она была сочтена слишком маленькой, чтобы быть коммерчески жизнеспособной. Проект был закрыт Министерством энергетики, но Саутгемптон Городской совет отказался позволить проекту рухнуть и принял решение создать первую в Великобритании геотермальная энергия схема. Это было предпринято в рамках плана стать «самодостаточным городом» в производство энергии, выдвинутый тогдашним руководителем городского совета Алан Уайтхед. Схема была в конечном итоге разработана совместно с французской компанией COFELY District Energy и Саутгемптонская компания по геотермальному отоплению затем был установлен. Строительство началось в 1987 году на Что ж рисовать воды от Бассейн Уэссекса водоносный горизонт на глубине 1800 метров и температура 76 ° С.[6]

Схема теперь нагревает ряд здания в центр города, в том числе Общественный центр Саутгемптона, то WestQuay торговый центр, Больница Royal South Hants, Солентский университет и Карнавальные офисы; и является частью увеличенного центра города районное отопление система, которая включает другие комбинированное отопление, охлаждение и электричество источники.[7][8] По состоянию на 2011 год схема централизованного теплоснабжения и охлаждения обеспечивает ежегодно 26 ГВтч электроэнергии и более 40 ГВтч тепла.[9] Рассол из геотермальной скважины составлял 18% от общего объема системы централизованного теплоснабжения, а остальное составляло мазут (10%) и природный газ (70%). Электроэнергия, произведенная по схеме, используется Связанные британские порты через частное электрическое подключение к Порт Саутгемптона, при этом любые излишки электроэнергии продаются обратно сетка.[7][неудачная проверка ]

Сток-он-Трент

В 2014, Сток-он-Трент Городской совет объявил о планах реализации проекта стоимостью 52 млн фунтов стерлингов по созданию сети централизованного теплоснабжения, работающей на геотермальной энергии.[10] Это обеспечит отопление в виде горячей воды для местных потребителей. Работа началась в 2017 году, а первые клиенты будут подключены в начале 2019 года.[11][12]

Другой

Еще одна область с большим потенциалом геотермальной энергии находится в Северное море, на континентальный шельф где земной коры тонкий (менее 10 километров). В морские платформы извлекать углеводороды из этого региона, но каждый год объем производства падает на 5%, и скоро будет нерентабельно продолжать использовать эти платформы для ископаемое топливо добыча. Альтернативным использованием может быть геотермальная энергия. Работа над этим в 1986 году была проведена Total Energy Conservation and Management Co. Ltd.. Был подготовлен обзорный документ под названием "Система извлечения геотермальной энергии с одной скважиной для производства электроэнергии ".

Схемы горячего рока

Геотермальная энергетическая установка Rosemanowes 1983

Средний геотермальный градиент в Великобритании составляет 26 ° C на 1 км глубины.[5] В Великобритании нет глубокой геотермальной энергетики. Гранитные регионы Юго-Западной Англии, Озерного края и Уирдейла и Восточного нагорья Шотландии считаются наиболее перспективными для производства электроэнергии.[13] Помимо использования водоносных горизонтов с геотермальным подогревом, Горячий Сухой Камень геотермальная технология может использоваться для нагрева воды, закачиваемой под землю на геотермально нагретую породу. Начиная с 1977 г., испытания технологии проводились в г. Rosemanowes Quarry, возле Penryn, Корнуолл.

Обычно считается, что проекты, использующие только тепло, имеют наибольший потенциал в Великобритании, потому что этот ресурс более широко распространен и мельче. Сюда входят горячие водоносные горизонты (то есть подземные водоемы) на северо-востоке, в Уэссексе, Чешире и Северной Ирландии.[требуется разъяснение ] Единственная существующая в Великобритании геотермальная тепловая станция (только тепло) находится в Саутгемптоне, где 1800-метровая скважина выходит на край водоносного горизонта под Уэссексом и обеспечивает теплом сеть централизованного теплоснабжения Саутгемптона. Скважина ремонтируется.[13]

В 2008 году была подана заявка на проектирование горячих пород на месте бывшего цемент работает на Eastgate, возле Stanhope в Графство Дарем. Геотермальная установка обогреет Eastgate Renewable Energy Village, первая геотермальная энергия в Великобритании модельная деревня.[14] Однако в 2010 году это было отложено.[15]

В 2010 году разрешение на строительство коммерческой геотермальной электростанции было предоставлено Совет Корнуолла.[16] Завод будет построен на United Downs промышленная зона рядом Redruth компании Geothermal Engineering. Завод будет производить 3 МВт возобновляемой электроэнергии. Бурение на участке началось в ноябре 2018 года.[17]

В декабре 2010 г. проект Эдем в Корнуолле было дано разрешение на строительство геотермального завода Hot Rock. Бурение планировалось начать в 2011 году, но по состоянию на май 2018 года поиск финансирования все еще продолжается.[18] Завод будет расположен на северной стороне проекта «Эдем», витрины экологических проектов в Бодельве, недалеко от Сент-Остелла. Он должен производить 3-4 мегаватта электроэнергии для использования Eden с избытком, которого хватит примерно для 3500 домов, подключенных к национальной энергосистеме.[19][20]

Глубокая геотермальная энергия в Великобритании

Фонд Deep Geothermal Challenge Департамент энергетики и изменения климата предоставил гранты на сумму более 4,5 миллионов фунтов стерлингов для поддержки следующих проектов:[13] Энергетические проекты

  • Юнайтед Даунс возле Редрута, Корнуолл - 1,475 миллиона фунтов стерлингов в 2009 году.
  • Проект Eden возле Сент-Остелла, Корнуолл - 2,011 миллиона фунтов стерлингов в 2009 году.
Центральная геотермальная станция Ньюкасла Сайенс

Тепловые проекты

  • Центр Саутгемптона - 200000 фунтов стерлингов в 2010 году.
  • Истгейт в Уэрдейле, графство Дарем - 461 000 фунтов стерлингов в 2009 г.
  • Центр науки, центр Ньюкасла - 400 000 фунтов стерлингов в 2010 г.

В начале 2013 года правительство получило многомиллионный грант от Geothermal Engineering Ltd, который, казалось, положил конец первой в Великобритании коммерческой энергетической схеме на горячих породах, проекту United Downs стоимостью 50 млн фунтов стерлингов, после того, как компания не смогла обеспечить необходимые дополнительные инвестиции для соблюдать условия гранта.[21]

Ньюкаслский университет Проект центральной скважины Science Central на глубине 1800 м является самой глубокой геотермальной скважиной, пробуренной за почти 30 лет.[22][23] построен на бывшем Тайн Пивоварня в городе. Температурный профиль 3,9˚C / 100 м выше, чем в Вердейле.[24] Проект провалился, так как скорость потока горячей воды из скважины была недостаточной для эксплуатации, в результате чего разработка должна была обогреваться традиционными источниками.[25]

Потенциал

Отчет для Ассоциация возобновляемых источников энергии подготовлено инженерами-консультантами Sinclair Knight Merz в 2012[26] определили следующие основные выводы:

  • Ресурс широко распространен по всей Великобритании с «горячими точками» в Корнуолле, Уердейле, Лейк-Дистрикт, Восточном Йоркшире, Линкольншире, Чешире, Вустере, Дорсете, Гэмпшире, Северной Ирландии и Шотландии;
  • Потенциал снижения затрат исключительно высок;
  • Глубинные геотермальные ресурсы могут обеспечить 9,5 ГВт возобновляемой электроэнергии базовой нагрузки - что эквивалентно почти девяти атомным электростанциям - которые могут генерировать 20% текущего годового потребления электроэнергии в Великобритании;
  • Глубинные геотермальные ресурсы могут обеспечить более 100 ГВт тепла, что может обеспечить достаточно тепла для удовлетворения потребности в отоплении помещений в Великобритании;
  • Несмотря на этот значительный потенциал, режим поддержки Великобритании неконкурентоспособен с другими европейскими странами.

Меморандум о взаимопонимании с правительством Исландии

30 мая 2012 года правительство Великобритании подписало Меморандум о взаимопонимании с правительством Исландии по ряду энергетических вопросов, включая поддержку развития глубинной геотермальной энергетики в Великобритании.[13]

  • Обмениваться информацией о развитии глубинного геотермального сектора в Великобритании, в том числе о поставках тепла в сети централизованного теплоснабжения;
  • Изучить возможность развития межсетевого взаимодействия между Исландией и Великобританией, включая соответствующие правовые и нормативные вопросы;

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Геотермальная энергия - что это?». Британская геологическая служба. Получено 1 мая 2013.
  2. ^ Басби, Джон. «Глубинная геотермальная энергия и подземные воды в Великобритании» (PDF). Британская геологическая служба. Получено 1 мая 2013.
  3. ^ «Атлас исследований: ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ - Геотермальная энергия». Центр энергетических исследований Великобритании. Получено 23 июн 2013.
  4. ^ а б c d Басби, Джон (25–29 апреля 2010 г.). «Геотермальные перспективы в Соединенном Королевстве» (PDF). Труды Всемирного геотермального конгресса. Бали, Индонезия. Получено 1 мая 2013.
  5. ^ а б c d "Оценка пермо-триасовых песчаников Великобритании как геотермальных водоносных горизонтов; Д. Дж. Аллен, И. Н. Гейл и М. Прайс; Британская геологическая служба; 1985" (PDF). Получено 12 февраля 2011.
  6. ^ «Геотермальная энергия в Соединенном Королевстве - схема централизованного теплоснабжения Саутгемптона» (PDF). Получено 12 февраля 2011.
  7. ^ а б "Веб-страница городского совета Саутгемптона с описанием схемы". Архивировано из оригинал 17 декабря 2013 г.. Получено 21 декабря 2013.
  8. ^ Пример из ЕС: проект геотермального централизованного теплоснабжения, Саутгемптон
  9. ^ https://web.archive.org/web/20131217041616/http://www.southampton.gov.uk/Images/District%20Energy%20Scheme%202011_tcm46-299457.pdf
  10. ^ "Может ли вулкан возрастом 350 миллионов лет нагреть Сток-он-Трент?", Часовой, караульный, 25 сентября 2014 г.
  11. ^ http://www.thinkgeoenergy.com/stoke-on-trent-preparing-work-on-geothermal-district-heating-network/«Сток-он-Трент готовит работы по геотермальной сети централизованного теплоснабжения».
  12. ^ "Экспертам будет выплачено более 50 МИЛЛИОНОВ фунтов стерлингов за развитие тепловой сети Сток-он-Трент'".
  13. ^ а б c d «Расширение использования низкоуглеродных технологий: геотермальная энергия». gov.uk. Получено 1 мая 2013.
  14. ^ На цементном заводе нашли `` горячие камни ''
  15. ^ «2 миллиона фунтов стерлингов потрачены на Eastgate Renewable Energy Village в Стэнхоупе». Получено 27 ноября 2018.
  16. ^ "'Геотермальная электростанция Hot Rocks обещает первое место в Великобритании для Корнуолла ». Western Morning News. 17 августа 2010 г.. Получено 21 августа 2015.[постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ «Началось бурение на геотермальной электростанции Корнуолла». Получено 27 ноября 2018.
  18. ^ http://www.thinkgeoenergy.com/geothermal-power-project-at-eden-project-in-cornwall-seeking-local-funding/
  19. ^ «Геотермальная станция Eden Project планирует продолжить работу». Новости BBC. 18 декабря 2010 г.
  20. ^ "Проект глубокой геотермальной энергии Eden". Получено 4 июн 2012.
  21. ^ Шенклеман, Джессика (8 апреля 2013 г.). «Под давлением - глубоководная геотермальная промышленность Великобритании ждет неопределенное будущее». Бизнес-зеленый. Получено 1 мая 2013.
  22. ^ «Научный проект центральной скважины». Ньюкаслский институт исследований в области устойчивого развития. Архивировано из оригинал 1 апреля 2013 г.. Получено 1 мая 2013.
  23. ^ "БритГеотермал". Британская геологическая служба. Получено 1 мая 2013.
  24. ^ "Горячее, чем ожидалось!". Блог профессора Пола Янгера. Архивировано из оригинал 15 апреля 2012 г.. Получено 1 мая 2013.
  25. ^ Проктор, Кейт (28 ноября 2014 г.). «Проект гигантской двухкилометровой скважины не может обеспечить предприятиям Ньюкасла горячей водой». летопись. Получено 29 октября 2015.
  26. ^ «Глубинные геотермальные ресурсы могут производить до 20% электроэнергии и тепла в Великобритании для миллионов». Ассоциация возобновляемых источников энергии. Получено 1 мая 2013.

внешняя ссылка