Науковий вісник НГУ

Екологічна оцінка встановлення геотермальних систем на територіях закритих вугільних шахт

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2022

Останнє оновлення: 01 вересня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2579

Authors:

О.С.Ковров, orcid.org/0000-0003-3364-119X, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н.І.Деревягіна, orcid.org/0000-0001-5584-8592, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Є.А.Шерстюк, orcid.org/0000-0002-1844-1985, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (4): 084 - 090

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-4/084

Abstract:

Мета. Проведення екологічної оцінки теплотворної здатності за двома альтернативними варіантами отримання енергії: при традиційному спалюванні вугілля та отриманні тепла від геотермальних модулів.

Методика. Використані методи порівняльного аналізу впливу на довкілля отримання енергії при спалюванні вугілля порівняно з альтернативою використання геотермальних модулів та теплових насосів. Застосована методика розрахунку валових викидів забруднюючих речовин при спалюванні вугілля для умов шахт Донбасу для оцінки обсягів потенційної енергії еквівалентної потужності теплових насосів.

Результати. Виконана екологічна оцінка геотермальних модулів як альтернативних джерел теплової енергії на території ліквідованих шахт Донбасу. На підставі аналізу усереднених характеристик вугілля Донецького басейну, а також теплотворної здатності палива, виконана порівняльна оцінка потенціалу для виробництва теплової енергії при спалюванні вугілля та використанні геотермальних модулів. Розраховані параметри, необхідні для техніко-економічної оцінки ефективності впровадження геотермальних модулів для забезпечення альтернативного теплопостачання.

Наукова новизна. Уперше, на підставі аналізу усереднених характеристик вугілля Донецького басейну, а також теплотворної здатності палива, виконана порівняльна оцінка потенціалу для виробництва теплової енергії при спалюванні вугілля й використанні геотермальних модулів. За значеннями додатково отримуваної теплової потужності геотермальних модулів ∆P_th розраховані еквівалентні маси вугілля, що можна заощадити за рахунок експлуатації геотермальних модулів для умов ліквідованих шахт Донбасу та шахт Селидівської групи.

Практична значимість. Відповідно до проведених розрахунків, кількість геотермальної енергії U_th із шахтної води в перерахунку на еквівалентну масу вугілля протягом опалювального сезону оцінюється як 7,63 × 10⁶–1,76 × 10⁸ МДж для відкритих геотермальних систем на основі скидів шахтної води на Донбасі; 0,49 × 10⁶–0,57 × 10⁶ МДж для модулів геотермальної циркуляції Селидівської групи шахт. Доведено, що впровадження геотермальних модулів з метою виробництва теплової енергії на працюючих і закритих вугільних шахтах є перспективною екологічно чистою технологією з довгостроковим технологічним потенціалом, економічним прибутком і соціальними перевагами.

Ключові слова: геотермальні модулі, теплова енергія, спалювання вугілля, ліквідовані шахти, альтернативне теплопостачання

References.

1. Denysiuk, S. V., & Tarhonskyi, V. А. (2017). Sustainable development of ukraine’s energy in the world measures. Power engineering: economics, technique, ecology, (8), 7-31.

2. Pivniak, G. G. (Ed.) (2013). Economic and ecological aspects of complex energy generation and utilization in E 45 conditions of urbanized and industrial areas: monograph. Dnipropetrovsk: Natsionalnyi Hirnychyi Universytet.

3. Power Engineering: history, modernity and future (2012). Retrieved from http://energetika.in.ua/ua/.

4. Dolinskyi, A. A., & Khalatov, A. A. (2016). Geothermal power: production of electrical and thermal energy. Visnyk Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy, (11), 76-86.

5. Kudria, S. O. (2015). The state and prospects for the development of renewable energy in Ukraine (based on the materials of the scientific report at the meeting of the Presidium of the National Academy of Sciences of Ukraine on October 7, 2015). Visnyk Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy, (12), 19-26.

6. Bertani, R. (2015). Geothermal Power Generation in the World 2010–2014 Update Report. Geothermics, (60), 31-43. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2015.11.003.

7. Falcone, G., & Beardsmore, G. (2015). Including Geothermal Energy within a Consistent Framework Classification for Renewable and Non-Renewable Energy Resources. In World Geothermal Congress 2015, (Paper 16049). Melbourne, Australia. Retrieved from http://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2015/16049.pdf.

8. Rudko, G. I., Bondar, O. I., Maevsky, B. J., Lovynyukov, V. I, Bakarzhiev, A. K., Hrygil, V. G., …, & Lahoda, O. A. (2014). Energy resources of the geological environment of Ukraine (state and prospects), (2). Chernivtsi: Bukrek.

9. Fyk, M., Biletskyi, V., & Abbud, M. (2018). Resource evaluation of geothermal power plant under the conditions of carboniferous deposits usage in the Dnipro-Donetsk depression. E3S Web of Conferences, (60), 00006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000006.

10. Fyk, M., Biletskyi, V., Ryshchenko, I., & Abbood, M. (2019). Improving the geometric topology of geothermal heat exchangers in oil bore-holes. E3S Web of Conferences, (123), 01023. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301023.

11. Hall, A., Ashley, J.A., & Shang, H. (2011). Geothermal energy recovery from underground mines. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(2), 916-924. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.11.007.

12. Menéndez, J., & Loredo, J. (2019). Low-enthalpy Geothermal Energy Potential of Mine Water from Closured Underground Coal Mines in Northern Spain. E3S Web of Conferences, (103). https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910302007.

13. Patsa, E., Zyl1, D. V., Zarrouk, S. J., & Arianpoo, N. (2015). Geothermal Energy in Mining Developments: Synergies and Opportunities Throughout a Mine‘s Operational Life Cycle. In Proceedings World Geothermal Congress 2015, (pp. 1-14). Melbourne, Australia. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/269395965_Geothermal_Energy_in_Mining_Developments_Synergies_and_Opportunities_Throughout_a_Mine’s_Operational_Life_Cycle.

14. Longa, F. D., Nogueira, L. P., Limberger, J., Wees, J.-D., & Zwaan, B. (2020). Scenarios for geothermal energy deployment in Europe. Energy, 206, 118060. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118060.

15. Paulillo, A., Kim, A., Mutel, C., Striolo, A., Bauer, C., & Let­tieri, P. (2021). Influential parameters for estimating the environmental impacts of geothermal power: A global sensitivity analysis study. Cleaner Environmental Systems, 3, 100054. https://doi.org/10.1016/j.cesys.2021.100054.

16. Gładysz, P., Sowiżdżał, A., Miecznik, M., & Pająk, L. (2020). Carbon dioxide-enhanced geothermal systems for heat and electricity production: Energy and economic analyses for central Poland. Energy Conversion and Management, 220, 113142. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113142.

17. Geothermal Handbook: Planning and Financing Power Generation. The World Bank. Technical Report 002/12, 72828. Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP) (n.d.). Retrieved from http://documents.worldbank.org/curated/en/396091468330258187/pdf/728280NWP0Box30k0TR0020120Optimized.pdf.

18. DiPippo, R. (2016). Geothermal Power Generation: Developments and Innovation. Woodhead Publishing. eBook ISBN: 9780081003442.

• < Попередня
• Наступна >