Розроблення методології енергетичної, екологічної та продовольчої безпеки України на основі власних геотермальних ресурсів
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i4.286289Ключові слова:
цифрова еколого-технологічна модель, забезпечення споживачів, тепло, електроенергіяАнотація
У статті розглянуто ідею проєкту, що визначає розробку методології геотермальної електростанції на основі однієї ізольованої свердловини. Планується розробити техніко-економічне обґрунтування, геолого-геофізичні аспекти розвитку геотермальної енергетики, отримати дані про поклади геотермальних вод на глибині. Відбір тепла від гарячих порід на вибоях передбачається здійснювати за допомогою спеціального енергоносія, конструкції робочої колони та режиму циркуляції. Для створення моделі — в проєкті свердловина завглибшки 4702 м, з температурою на забої 130 °С, з неперфорованою обсадною колоною діаметром 245 мм на глибину 4500 м, без пластових флюїдів. Передача і перетворення енергоносія робочим тілом в електричну і водневу енергію підтримується ORC (органічний цикл Ренкіна).
Діяльність з розробки методики включає два етапи. Перший передбачає правову підготовку на місцевому та державному рівнях щодо використання земельної ділянки й технічних засобів пробуреної свердловини, отримання ліцензій та дозволів на реалізацію проєкту. Планується розробка техніко-економічного обґрунтування будівництва геотермальної електростанції, яка вироблятиме електроенергію та водневу енергію для споживачів.
На другому етапі проєкту свердловина має бути технічно підготовлена до використання її у складі геотермальної електростанції. Передбачено рекультивацію свердловини завглибшки 4500 м, виконання промислово-геофізичних досліджень технічного стану неперфорованої обсадної колони; а також попередніх геотермічних досліджень на стійкість і теплопродуктивність гарячих порід.
Автори мають намір отримані результати використовувати в нафтогазовій промисловості, де є глибокі свердловини, що відпрацювали своє призначення для видобутку вуглеводнів, а також в атомній, металургійній, хімічній та багатьох інших галузях.
Посилання
Ahmed, A.A., Assadi, M., Kalantar, A., Sliwa, T., & Sapińska-Śliwa, A. (2022). A critical review on the use of shallow geothermal energy systems for heating and cooling purposes. Ener¬gies, 15(12), 4281. https://doi.org/10.3390/en15124281.
Balázs, A., Gerya, T., May, D., & Tari, G. (2023). Cont¬rasting transform and passive margin sub¬sidence history and heat flow evolution: In¬sights from 3D thermo-mechanical mode¬ling (Vol. 524, pp. SP524—2021). Geol. Soc., Lon¬don, Spec. Publ. https://doi.org/10.1144/SP524- 2021-94.
Beall, A., Fagereng, Å., Davies, J.H., Garel, F., & Davies, D.R. (2021). Influence of subduction zone dynamics on interface shear stress and potential relationship with seismogenic behavior. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 22(2), e2020GC009267. https://doi.org/ 10.1029/2020GC009267.
Buzan, J.R., & Huber, M. (2020). Moist heat stress on a hotter Earth. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 48, 623—655.
Dai, F., Masuda, K., Winn, J.N., & Zeng, L. (2019). Homogeneous analysis of hot earths: Masses, sizes, and compositions. The Astro¬phy¬sical Journal, 883(1), 79.https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab3a3b.
Davies, J.H., & Davies, D.R. (2010). Earth’s surface heat flux. Solid Earth, 1(1), 5—24, https://doi.org/10.5194/se-1-5-2010.
Guo, A., Yang, J., Sun, W., Xiao, X., Cecilia, J.X., Jin, C., & Li, X. (2020). Impact of urban morphology and landscape characteristics on spa¬¬tiotemporal heterogeneity of land surface temperature. Sustainable Cities and So¬ci¬ety, 63, 102443.https://doi.org/10.1016/j.scs.2020. 102443.
He, B.J., Wang, J., Liu, H., & Ulpiani, G. (2021). Lo¬calized synergies between heat waves and ur¬ban heat islands: Implications on human ther¬¬mal comfort and urban heat management. En¬vironmental Research, 193, 110584. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110584.
Herndon, J.M. (2007). Solar System processes underlying planetary formation, geodyna¬mics, and the georeactor. In Neutrino Geophy¬sics: Proceedings of Neutrino Sciences 2005 (pp. 53—89). Springer New York. https://doi.org/10.1007/978-0-387-70771-6_6.
Heymann, Y. (2014). The dichotomous cosmo¬logy with a static material world and expan¬ding luminous world. Progress in Physics, 10(3), 178—181.
Ivanusa, A., Yemelyanenko, S., Yakovchuk, R., & Ivanusa, Z. (2019). Safety-focused stakeholder management in civil protection projects. International Scientific and Technical Conference on Computer Sciences and Information Technologies (pp. 27—31). https://doi.org/10.1109/STC-CSIT.2018.8929847.
Karpenko, V., Starodub, Y., & Havrys, A. (2021). Com¬puter Modeling in the Application to Geo¬thermal Engineering. Advances in Civil En¬gineering, 6619991. https://doi.org/ 10.1155/2021/ 6619991.
Lay, T., Hernlund, J., & Buffett, B.A. (2008). Core-mantle boundary heat flow. Nature Geoscience, 1(1), 25—32. https://doi.org/10.1038/ngeo.2007.44.
Lischenko, L.P., & Kudrashov, О.І. (2021). The results of the studyof spatio-temporalchanges in surfacetemperaturesof Zaporizhya based on satellite data. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 8(3), 27—36. https://doi.org/10.36023/ujrs.2021.8.3.198 (in Ukrainian).
Luque, R., Pallé, E., Kossakowski, D., Dreizler, S., Kemmer, J., Espinoza, N., ... & Wohler, B. (2019). Planetary system around the nearby M dwarf GJ 357 including a transiting, hot, Earth-sized planet optimal for atmospheric characterization. Astronomy & Astrophysics, 628, A39. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201935801.
Pollack, H.N., Hurter, S.J., & Johnson, J.R. (1993). Heat flow from the Earth’s interior: Analysis of the global data set. Reviews of Geophysics, 31(3), 267. https://doi.org/10.1029/93rg01249.
Popovych, V., & Voloshchyshyn, A. (2019). Environmental impact of devastated and scapes of Volynian Upland and Male Polisya (Ukraine). Environmental Research, Engineering and Management, 75(3), 33—45. https://doi.org/10. 5755/j01.erem.75.3.23323.
Sliwa, T., Sapińska-Śliwa, A., Gonet, A., Kowalski, T., & Sojczyńska, A. (2021). Geothermal Boreholes in Poland — Overview of the Current State of Knowledge. Energies, 14(11), 3251. https://doi.org/10.3390/en14113251.
Sliwa, T., & Rosen, M.A. (2015). Natural and arti¬fi¬cial methods for regeneration of heat re¬sour¬ces for borehole heat exchangers to en¬hance the sustainability of underground ther¬mal storages: A review. Sustainability, 7(10), 13104—13125. https://doi.org/10.3390/su710 13104.
Starodub, Y., Karabyn, V., Havrys, A., Kovalchuk, V., Rogulia, A., & Yemelyanenko, S. (2022). Geophysical research in the pre-Car¬pa¬thian hydrosphere situation forthe environmental civil protection purposes. Geofizicheskiy Zhurnal, 44(4), 171—182. https://doi.org/10.24028/gj. v44i4.264847.
Starodub, Y., Karpenko, V., Karabyn, V., & Shuryhin, V. (2020). Mathematical Modeling of the Earth Heat Processes for the Purposes of Eco-technology and Civil Safety. IEEE 15th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT), Zbarazh, Ukraine (pp. 146—149). https://doi.org/10.1109/CSIT49958.2020.9322009.
Vogel, M.M., Zscheischler, J., Wartenburger, R., Dee, D., & Seneviratne, S.I. (2019). Concurrent 2018 hot extremes across Northern Hemisphere due to human-induced climate change. Earth’s Future, 7(7), 692—703. https://doi.org/10.1029/2019EF001189.
Yemelyanenko, S., Rudyk, Y., Kuzyk, A., & Yakovchuk, R. (2018). Geoinformational system of rescue services. Paper presented at the MATEC Web of Conferences, 247. https://doi. org/10.1051/matecconf/201824700030.
Zimmermann, L., Moritz, K., Kennel, M., & Bittersohl, J. (2000). Influence of bark beetle infestation on water quantity and quality in the Grosse Ohecatchment (Bavarian Forest National Park). Silva Gabreta, 4(5), 1—62. https://doi.org/10.1111/conl.12153.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Y.P. Starodub, V.M. Karpenko, A.P. Havrys, D.A. Behen
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
