Elektrownie geotermalne: zalety i wady. Elektrownia geotermalna w Rosji

Zasoby naszej planety nie są nieograniczone. Wykorzystując naturalne węglowodory jako główne źródło energii, ludzkość ryzykuje w jednej chwili, aby odkryć, że zostały wyczerpane i doszło do globalnego kryzysu w konsumpcji zwyczajowych dóbr. Wiek XX był okresem wielkich zmian w dziedzinie energii. Naukowcy i ekonomiści z różnych krajów poważnie myślą o nowych sposobach pozyskiwania i odnawialnych źródłach energii elektrycznej i ciepła. Największy postęp odnotowano w dziedzinie badań jądrowych, ale pojawiły się interesujące pomysły dotyczące korzystnego wykorzystania innych zjawisk naturalnych. Naukowcy od dawna wiedzą, że nasza planeta jest w środku gorąca. Elektrownie geotermalne zostały stworzone, aby czerpać korzyści z głębokiego ciepła. Nie ma ich jeszcze zbyt wiele na świecie, ale być może stanie się to z czasem. Jakie są ich perspektywy, czy są niebezpieczne i czy możemy liczyć na wysoki udział elektrowni z turbinami gazowymi w całkowitej ilości wyprodukowanej energii?

Pierwsze kroki

W śmiałym poszukiwaniu nowych źródeł energii naukowcy rozważali wiele opcji. Studiował możliwość opanowania energii pływów i przypływów oceanów, transformacji światła słonecznego. Pamiętane i vintage wiatraki, dostarczanie ich zamiast generatorów kamiennych kamieni młyńskich. Duże zainteresowanie wzbudzają elektrownie geotermalne, które mogą wytwarzać energię z ciepła niższych gorących warstw skorupy ziemskiej.

W połowie lat sześćdziesiątych ZSRR nie doświadczył niedoboru zasobów, ale zasilanie gospodarki krajowej pozostawiało wiele do życzenia. Powód zaległości przemysłowych kraje rozwinięte w tym obszarze nie brakowało węgla, ropy i oleju opałowego. Ogromne odległości od Brześcia do Sachalinu utrudniały dostarczanie energii, stały się bardzo drogie. Radzieccy naukowcy i inżynierowie zaproponowali najbardziej śmiałe rozwiązania tego problemu, a niektóre z nich ożyły.

Pierwszy sowiecki

W 1966 r. Uruchomiono geotermalną elektrownię Pauzhetskaya na Kamczatce. Jego pojemność była raczej skromna i wynosiła 5 megawatów, ale to wystarczyło, aby dostarczyć pobliskie osiedla (osady Ozernovsky, Shumny, Pauzhetki, wsie w okręgu Ust-Bolsheretsky) i przedsiębiorstwa przemysłowe, głównie zakłady przetwórstwa rybnego. Stacja była eksperymentalna i dzisiaj możemy śmiało powiedzieć, że doświadczenie było sukcesem. Wulkany Kambalny i Koshelev są wykorzystywane jako źródła ciepła. Konwersję przeprowadzono w dwóch instalacjach typu turbogeneratorowego, początkowo po 2,5 MW. Po ćwierćwieczu zainstalowana moc została podniesiona do 11 MW. Stary sprzęt całkowicie wyczerpał jego zasoby dopiero w 2009 r., Po czym przeprowadzono całkowitą przebudowę, w tym układanie dodatkowych rurociągów chłodzących. Doświadczenie udanej operacji skłoniło inżynierów elektryków do budowy innych elektrowni geotermalnych. Dziś jest ich pięć w Rosji.

Jak to działa

Linia bazowa: w głębinach skorupy ziemskiej występuje ciepło. Musi zostać zamieniony na energię, na przykład elektryczną. Jak to zrobić? Zasada działania elektrowni geotermalnej jest dość prosta. Pod ziemią woda jest pompowana przez specjalną studzienkę, zwaną wlotem lub iniekcją (in English injection, to znaczy "injection"). W celu określenia odpowiedniej głębokości wymagane jest badanie geologiczne. W pobliżu warstw ogrzewanych przez magmę ostatecznie powinna powstać podziemna kąpiel, która pełni rolę wymiennika ciepła. Woda jest silnie podgrzewana i przekształcana w parę, która jest podawana do innego łopatki turbiny połączonej z osią generatora przez inną studnię (roboczą lub produkcyjną). Na pierwszy rzut oka wszystko wygląda bardzo prosto, ale w praktyce elektrownie geotermalne są znacznie bardziej skomplikowane i mają różne cechy konstrukcyjne z powodu problemów operacyjnych.

Zalety energii geotermalnej

Ta metoda pozyskiwania energii ma niezaprzeczalne zalety. Po pierwsze, elektrownie geotermalne nie wymagają paliwa, którego zapasy są ograniczone. Po drugie, koszty operacyjne są zredukowane do kosztów technicznie regulowanych prac związanych z planowaną wymianą komponentów i konserwacją procesu. Okres zwrotu inwestycja to kilka lat. Po trzecie, takie stacje można uznać za przyjazne dla środowiska. W tym punkcie są jednak ostre punkty, ale o nich później. Po czwarte, dodatkowa energia na potrzeby technologiczne nie jest wymagana, pompy i inne odbiorniki energii są zasilane z wydobytych zasobów. Po piąte, instalacja, oprócz pracy zgodnie z jej przeznaczeniem, może produkować odsalanie wody Oceanu Światowego, na której brzegu zwykle budowane są elektrownie geotermalne. Plusy i minusy są jednak obecne w tym przypadku.

Wady

Zdjęcia wyglądają po prostu cudownie. Obudowy i instalacje są estetyczne, nie wznoszą się nad nimi chmury czarnego dymu, tylko biała para. Jednak nie wszystko jest tak piękne, jak się wydaje. Jeżeli elektrownie geotermalne znajdują się w pobliżu osiedli, mieszkańcy dzielnicy są zirytowani hałasem wytwarzanym przez przedsiębiorstwa. Ale jest to tylko widoczna (lub raczej słyszalna) część problemu. Podczas wiercenia w głębokich studniach nigdy nie można przewidzieć, co dokładnie z nich powstanie. Może to być toksyczny gaz, woda mineralna (nie zawsze lecznicza), a nawet olej. Oczywiście, jeśli geolodzy natrafią na warstwę minerałów, to jest nawet dobre, ale takie odkrycie może całkowicie zmienić zwyczajowy tryb życia mieszkańców, dlatego też władze regionalne dają bardzo niechętnie zezwolenie na prowadzenie nawet prac badawczych. Ogólnie rzecz biorąc, trudno jest wybrać miejsce dla elektrowni z turbiną gazową, ponieważ w wyniku jego działania może wystąpić awaria gruntu. Warunki wewnątrz skorupy ziemskiej zmieniają się, a jeśli źródło ciepła straci swój potencjał termiczny w miarę upływu czasu, koszty budowy będą daremne.

Jak wybrać miejsce

Pomimo licznych zagrożeń, elektrownie geotermalne budowane są w różnych krajach. Zalety i wady jakiejkolwiek metody uzyskiwania energii. Pytanie brzmi, ile innych zasobów jest dostępnych. W końcu niezależność energetyczna jest jedną z podstaw suwerenności państwa. Kraj może nie mieć rezerwatów, ale ma wiele wulkanów, jak na przykład Islandia.

Należy pamiętać, że obecność stref aktywnych geologicznie jest niezbędnym warunkiem rozwoju branży geotermalnej. Ale decydując się na budowę takiego obiektu, należy wziąć pod uwagę kwestie bezpieczeństwa, dlatego z reguły elektrownie geotermalne nie są budowane na gęsto zaludnionych obszarach.

Kolejnym ważnym punktem jest dostępność warunków do chłodzenia płynu roboczego (wody). Wybrzeże oceaniczne lub morskie jest odpowiednim miejscem na GTES.

Kamczatka

Rosja jest bogata w różnego rodzaju zasoby naturalne, ale nie oznacza to, że nie trzeba ich pielęgnować. Elektrownie geotermalne budowane są w Rosji, a coraz bardziej aktywnie w ostatnich dziesięcioleciach. Częściowo zapewniają zapotrzebowanie na energię w odległych rejonach Kamczatki i Kurylów. Oprócz wspomnianej już GWPP Pauzhetskaya na Kamczatce został zamówiony 12-megawatowy Verkhne-Mutnovskaya GTPP (1999). Znacznie mocniejsza jest jej geotermalna elektrownia Mutnovskaya (80 MW), zlokalizowana w pobliżu tego samego wulkanu. Razem dostarczają ponad jedną trzecią energii zużywanej przez region.

Kuriles

Region Sachalin nadaje się również do budowy przedsiębiorstw produkujących energię geotermalną. Istnieją dwa z nich: GTPP Mendeleevskaya i Okeanskaya.

Mendeleev GTES został zaprojektowany, aby rozwiązać problem zasilania wyspy Kunashir, gdzie miejska wioska Yuzhno-Kurilsk. Stacja ma swoją nazwę nie na cześć wielkiego rosyjskiego chemika: tak nazywa się wulkan wyspy. Budowa rozpoczęła się w 1993 roku, dziewięć lat później firma została zlecona. Początkowo moc wynosiła 1,8 MW, ale po modernizacji i uruchomieniu kolejnych dwóch linii osiągnęła pięć.

Na Wyspach Kurylskich, na wyspie Iturup, w tym samym roku 1993, położono jeszcze jeden GTES, który nazwano "Oceaniczny". Zyskała w 2006 r., A rok później osiągnęła moc obliczeniową 2,5 MW.

Światowe doświadczenie

Rosyjscy naukowcy i inżynierowie stali się pionierami w wielu branżach stosowana nauka ale elektrownie geotermalne wciąż są wynalezione za granicą. Pierwszym na świecie GTES (250 kW) był włoski, rozpoczął pracę w 1904 roku, jego turbina została obrócona parą pochodzącą z naturalnego źródła. Wcześniej podobne zjawiska stosowano jedynie w celach terapeutycznych i uzdrowiskowych.

Obecnie pozycja Rosji w zakresie wykorzystania ciepła geotermalnego również nie może być nazwana zaawansowaną: niewielki procent energii elektrycznej wytworzonej w kraju stanowi pięć stacji. Te alternatywne źródła mają największe znaczenie dla gospodarki filipińskiej: stanowią jeden kilowat na pięć wyprodukowanych w kraju. Inne kraje, w tym Meksyk, Indonezja i Stany Zjednoczone, posunęły się naprzód.

W CIS

Na poziom rozwoju energii geotermalnej w dużej mierze wpływa nie technologiczny "postęp" kraju, ale świadomość przywódców w zakresie pilnej potrzeby pozyskania alternatywnych źródeł. Istnieje oczywiście "know-how" dotyczący metod radzenia sobie ze skalą w wymiennikach ciepła, metod kontroli generatorów i innych części elektrycznych systemu, ale cała metodologia od dawna znana jest specjalistom. Wiele postsowieckich republik wykazało duże zainteresowanie budową elektrowni geotermalnej w ostatnich latach. Tadżykistan bada obszary, które są geotermalnym bogactwem kraju, trwa budowa 25-megawatowej stacji "Jermampyur" w Armenii (region Syunik), a odpowiednie badania prowadzone są w Kazachstanie. Gorące źródła regionu brzeskiego stały się przedmiotem zainteresowania białoruskich geologów: rozpoczęły próbne wiercenie dwumilometrowej studni Vychulkovskaya. Generalnie istnieje geoenergia.

Jednak ciepło Ziemi należy obchodzić się ostrożnie. Ten naturalny zasób jest również ograniczony.