Transcript Document
Perspektyvūs geoterminio mineralinio vandens sluoksniai Vakarų Lietuvoje Trumpa apžvalga Vakarų Lietuvos geologinį pjūvį sudaro nuosėdinės uolienos ir kristalinis pamatas. Nuosėdinės dangos storis yra apie 2 km. Čia išskiriamos visos fanerozojaus sistemos – nuo kambro (amžius apie 520 mln.m.) iki kvartero. Kitos skaidrės paveikslėlyje pavaizduotas Vakarų Lietuvos geologinis pjūvis, kur spalvomis pažymėta: 1 – kristalinis pamatas; 2 – vandenspara; 3 – vandenspara su vandeningais tarpsluoksniais; 4 – vandeningų sluoksnių ir vandensparų persisluoksniavimas, 5 – vandeningi sluoksniai Vakarų Lietuvos hidrogeologinis pjūvis Šiaurė–Pietūs -500 0 -520 -20 -540 -560 -40 -60 -580 -600 Q ŠventosiosUpninkų -620 -80 -640 -100 -660 -680 -120 D2sv-up -700 -140 -720 -160 -180 -200 -740 T1 -760 -780 P2 D2nr -800 -220 -820 D3zg D2pr -840 -240 -860 -880 -280 -300 D3sv-jn D3sl D3kr Kruojos -320 -340 D3pkr D3st -360 Gylis, m Gylis, m -260 Stipinų Kemerių -900 -920 -940 -960 -980 D1km -1000 -1020 -380 -400 -1040 D3pm D3ys Įstro -420 -440 -500 -1080 -1100 D3tt -1120 Pliavinių -460 -480 -1060 D3pl ŠventosiosUpninkų -1140 -1160 -1180 -1200 D1gr Vydmantų-1 gręžinio, esančio prie Palangos, viršutinės ir vidurinės pjūvio dalies mineralinio vandens sluoksniai (tamsiai mėlyna spalva). Geriamo vandens sluoksniai parodyti mėlynai. Žalia spalva rodo vandensparas. Oranžinė spalva žymi mažai laidžius sluoksnius Geoterminė anomalija Lietuvoje Lietuvos geoterminė anomalija pasižymi dvigubai didesniu šilumos srautu, nei vidutinė rytų Europos platformos. Šią geoterminę anomaliją įtakoja padidėjęs radioaktyviųjų elementų skilimas ir kristalinio pamato suplonėjimas ties anomaline zona. Šios zonos aukščiausias potencialas yra aptinkamas pietinėse Šilutės ir Žemaičių Naumiesčio apylinkėse, kur didesnės nei 150̊C temperatūra yra pasiekiama mažesniame nei 5 km gylyje. Europos geoterminio intensyvumo žemėlapis Perspektyvūs geoterminiai vandeningi sluoksniai Pagal temperatūrines ir kolektorines savybes Vakarų Lietuvoje centralizuotam šilumos tiekimui tinkami du vandeningi horizontai: vidurinio kambro (Deimenos serijos) apatinio devono (Pernų-Kemerių regioninio aukšto) smiltainiai. Dalinai perspektyvus gali būti ir vidurinioviršutinio devono Šventosios-Upninkų vandeningas horizontas, sudėtimi panašus į Kemerių vandeningą horizontą. Vydmantų-1 gręžinio, esančio prie Palangos, termograma. Dešinėje parodytas gręžinio geologinis pjūvis. Išskirti trys pagrindiniai mineralinio vandens sluoksniai (mėlynai) Geoterminio vandens taikymo sričių perspektyvų apžvalga Geoterminio vandens naudojimo sritis Komentaras Ūkinėms veikloms Vienas iš pagrindinių geoterminio vandens naudojimo būdų būtų patalpų šildymui ir karšto vandens gamybai. Šilumos teikimo vartotojui poreikis yra: Bendras (10000 žm.) – apie 30 MW, Karštam vandeniui (10000 žm.)– 15 MW. Rekreacijos ir turizmo paslaugoms Galima išskirti tris pagrindines geoterminio vandens panaudojimo sritis: sveikatinimo ir sveikatingumo paslaugoms; rekreacinės paslaugos; kitos su rekreacijos ir turizmo paslaugų vystyti susijusioms veikloms; Kitoms veikloms Geoterminis vanduo dėl savo fizinės ir cheminės sudėties gali būti naudojamas ir kitoms veiklos, tai įvairių medžiagų (druskų, mineralų) ir priemonių gavybai. Perspektyviausios būtų įvairių higienos, kosmetinių priemonių ir mineralinio gydomojo ir geriamojo vandens gamybai. Geoterminio vandens sluoksnių rodikliai Rodikliai Vidurinio kambro Apatinio devono (PernuKemerių) ŠventosiosUpninkų Femenio Gylis, m 1940-2010 850-1000 500-750 320-430 Temperatūra, °C 74 31 20 15 Druskingumas, g/l 140 43 30 3,2-3,6 Išgaunamo vandens kiekis m3/val 15,4 – 35,5 240 320 12 Vieno gręžinio energetinis potencialas, MW 1,2-2,9 6 4,1-4,5 n/d Pernu-Kemerių vandeningo sluoksnio geoterminis rajonavimas Geologinio sluoksnio geoterminio vandens išgavimui svarbūs rodikliai Sluoksnio storis, m Efektyvi storymė, m Net-to-gross rodiklis Smiltainių poringumas, % Skvarbumas, mD (milidarsis) Techniškai racionalus debitas, m3/val Geoterminio vandens išgavimas Eksploatacinio (Pernu – Kemerių vandeningo sluoksniui) gręžinio schema. Geologinio sluoksnio geoterminio vandens išgavimui svarbūs rodikliai Geoterminio vandens eksploatavimui dažniausiai reikalinga gręžti gręžinių dupletas (du gręžiniai – eksploatacinis ir injekcinis) Atstumas tarp injekcinio ir eksploatacinio gręžinių turi būti ne mažesnis, nei 600-800 m. Tai gana nedidelis atstumas, kas leidžia racionaliai išdėstyti geoterminius gręžinius vandens iš vandeningųjų sluoksnių paėmimui. Temperatūros kitimo injekciniame gręžinyje modeliavimo grafikas Apatinio devono požeminio vandens atšalimas po 50 metų eksploatacijos Vydmantų telkinyje Modeliuotas sluoksnio vandens lygio kitimas eksploataciniame ir injekciniame gręžiniuose Projekto paprasto atsipirkimo laiko skaičiavimas (lyginant su dujų deginimu) Eil.nu m. Vienetai 1 Patiektos šilumos kiekis, MWh per metus 2 MWh/metus 33516,25 Patiektos šilumos savikaina, Lt/MWh Lt/MWh 144,6 3 Šilumos kaina Palangoje iš CŠT Lt/MWh 268 4 Metiniai sutaupymai dėl projekto Lt/metus 4134914 5 Reikalingas investicijų dydis Lt 21718909 6 Paprastas atsipirkimo laikas metais 5,3 Projekto paprasto atsipirkimo laiko skaičiavimas (lyginant su biokuro deginimu) Eil.num. Vienetai 1 Patiektos šilumos kiekis, MWh per metus 2 MWh/metus 33516,25 Patiektos šilumos savikaina, Lt/MWh Lt/MWh 144,6296 3 Šilumos gamybos kaina Palangos CŠT katilinėje (priimta) Lt/MWh 170 4 Metiniai sutaupymai dėl projekto Lt/metus 850321,3 5 Reikalingas investicijų dydis Lt 21718909 6 Paprastas atsipirkimo laikas metais 25,5 Elektros gamyba??? HDR požeminio kolektoriaus suformavimas hidrosuplėšimo būdu Binarinio tipo geoterminės elektrinės schema Rankino organinis ciklas Rankino organinis ciklas naudoja didelės molekulinės masės organinį fluidą (pentanas, butanas), kurio pagalba žematemperatūrinė šiluma yra konvertuojama į naudingą darbą. Idealiame cikle plėtimasis yra inzentropinis, o garavimo ir kondensavimo procesas yra izobarinis. Realiame cikle, negrįžtamumo buvimas mažina sistemos efektyvumą. Planuojant 150̊C jėgainę efektyviausias yra izobutano darbinis skystis. Kalinos ciklas Kalinos cikle naudojamas kelių skysčių mišinys. Santykis gali būti skirtingas, tačiau dažniausiai minimas 70% azoto (NH3) ir 30% vandens (H2O) mišinys. Kalinos ciklo efektyvumas, lyginant su vandens-garų sistemos efektyvumu, yra 2-3% didesnis. Tačiau šios sistemos palaikymas reikalauja daugiau sąnaudų ir sudėtingesnės įrangos.