Геотермальные электростанции геотермальные электростанции. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Геотермальные электростанции геотермальные электростанции.



Геотермальные электростанции Му́тновская Ге́оГЭС на́ Ка́мчатке: особенности исп́ользования энергии ге́йзеров Два́дцатый ве́к жи́тели Ка́мчатки про́вожали при́ све́чах, до́ма то́пили бу́ржуйками. Про́блемы энергетических ре́сурсов все́гда ост́ро сто́яли на́ по́луострове. Де́лать ста́вку на́ при́возной ма́зут и со́лярку, ра́зра́батывать со́бственные ме́сторождения ка́менного угл́я или исќать аль́тернативные ист́очники энергии? Хо́рошим при́мером ста́нции, исп́ользующей по́тенциал го́рячего́ па́ра из зе́мных не́др, ста́ла Му́тновская ги́дротермальная электростанция.

Что́ та́кое ге́отермальная энергия

По́ мне́нию ученых-ге́офизиков, те́мпература ядр́а Зе́мли со́ставляет от 3 000 до́ 6 000°С. Пре́дполагают, что́ в по́дошве зе́мной ко́ры на́ глу́бине 10-15 км зна́чение те́мпературы па́дает до́ отм́етки в 600-800°С, в океанах все́го ли́шь 150-200°С. Но́ и этих те́мператур до́статочно для́ вы́полнения ра́боты. Гла́вными ист́очниками ра́зогрева не́др явл́яются уран, то́рий и ра́диоактивный ка́лий. О мо́щи вну́тренней энергии сви́детельствуют зе́млетрясения, изв́ержения со́тен ву́лканов, ге́йзеры. Ге́отермальной на́зывают энергию те́пла, ко́торое вы́деляют вну́тренние зо́ны Зе́мли на́ по́верхность. Исп́ользовать её во́зможно в ра́йонах се́йсмической и ву́лканической акт́ивности. Та́м, где́ те́пло зе́мли по́днимается вве́рх в ви́де го́рячей во́ды и па́ра, вы́рываясь на́ружу фо́нтанирующими ист́очниками (ге́йзерами). Эфф́ективно исп́ользуют ге́отермальную энергию в та́ких стра́нах: Ве́нгрия, Исл́андия, Италия, Ме́ксика, Но́вая Зе́ландия, Ро́ссия, Са́львадор, США́, Фи́липпины, Япония. Ге́отермальные ист́очники кла́ссифицируют на́ вы́деляющие
  • су́хой го́рячий па́р,
  • вла́жный го́рячий па́р,
  • го́рячую во́ду.
По́ мне́нию спе́циалистов, с 1993 по́ 2000 го́д вы́работка электричества при́ по́мощи ге́отермальной энергии вы́росла в ми́ре бо́лее че́м в два́ ра́за. В за́падной ча́сти США́ за́ сче́т го́рячих во́д из не́др Зе́мли обогревают по́чти 200 до́мов и фе́рм. В Исл́андии по́чти 80% жи́лого фо́нда со́гревается бла́годаря во́де, до́бытой в ге́отермальных сква́жин вбли́зи го́родка Ре́йкьявик.

Ка́к стро́илась Му́тновская Ге́оЭС

А ка́к во́зможности ге́отермальной энергии исп́ользуются в Ро́ссии? Ещё в ше́стидесятые го́ды про́шлого ве́ка осн́овная про́блема СССР со́стояла не́ в не́достатке ре́сурсов, а в тру́дности до́ставки энергии че́рез огр́омные те́рритории. Со́ветские ученые пре́длагали сме́лые и не́ожиданные про́екты: по́ворот на́ юг се́верных ре́к, исп́ользование энергии мо́рских при́ливов и де́йствующих ву́лканов. Пе́рвым удачным ре́шением по́ исп́ользованию аль́тернативной энергии ста́ло стро́ительство на́ Ка́мчатке Па́ужетской ге́отермальной ста́нции. Ее мо́щности хва́тило для́ обс́луживания бли́жних по́селков: Озерновский, Шу́мный, Па́ужетка и ры́боконсервных за́водов в окр́уге. Ист́очниками энергии вы́ступили ву́лканы Ка́мбальный и Ко́шелев. Да́льше - бо́льше. В 1987 го́ду вы́ходит По́становление ЦК КПСС "О ко́мплексном ра́звитии Да́льневосточного экономического ра́йона". В до́кументе про́говаривается зна́чимость ге́отермальных ре́сурсов Ка́мчатки. При́нимается ре́шение о стро́ительстве и вво́де в стро́й к 1997 го́ду Му́тновской Ге́оТЭС, мо́щностью 50 000 кВт. Пре́дполагается увеличение мо́щности ста́нции к 1998 го́ду до́ 200 000 кВт. Пла́нам сбы́ться не́ удалось. Со́ветский Со́юз ра́спался. Для́ ре́ализации про́екта по́ стро́ительству ге́отермальной ста́нции на́ Ка́мчатке в 1994 го́ду со́здается ОАО "Ге́отерм". Пе́рвую очередь Му́тновской Ге́оЭС вве́ли в стро́й то́лько в 2001 го́ду. По́сле за́пуска вто́рого бло́ка в 2002 го́ду ста́нция вы́шла на́ ра́бочую мо́щность 50 МВт. К на́стоящему вре́мени вве́дены в экс́плуатацию три́ очереди энергоблоков, пя́ть ту́рбин, что́ по́зволяет ста́нции ста́бильно фу́нкционировать и вы́рабатывать де́шевую электроэнергию. Все́го на́ те́рритории МГе́оЭС -1 про́бурено около 90 сква́жин. Для́ по́ддержания мо́щности в 2008 го́ду вве́дена в стро́й ра́бочая сква́жина Ге́о-1. Вме́сте с Ве́рхне-Му́тновской ГТЭ́С ста́нции сна́бжают электроэнергией бо́лее тре́тьей ча́сти Ка́мчатского кра́я.

Ка́ковы при́нципы ра́боты ги́дротермальной ста́нции

Ка́к те́пло вну́три зе́мной ко́ры пре́образовать в электрическую энергию? В осн́ове про́цесса ле́жат до́статочно про́стые де́йствия. Че́рез спе́циальную на́гнетающую сква́жину по́д зе́млю за́качивается во́да. Обр́азуется сво́еобразный по́дземный ба́ссейн, вы́полняющий ро́ль те́плообменника. Во́да в не́м на́гревается и пре́вращается в па́р, ко́торый че́рез экс́плуатационную сква́жину по́дается на́ ло́пасти ту́рбины, со́единенные с ось́ю ге́нератора. При́ вне́шней про́стоте про́цесса, на́ пра́ктике во́зникают экс́плуатационные про́блемы:
  • ге́отермальная во́да ну́ждается в очистке от ра́створенных га́зов, ко́торые ра́зрушают тру́бы и не́гативно вли́яют на́ экологию;
  • вы́сокая те́мпература ки́пения во́ды ве́дет к по́тере ча́сти энергии с ко́нденсатом.
По́этому инж́енеры ра́зра́батываю но́вые схе́мы, ка́ждая ста́нция имеет сво́и ко́нструкционные особенности.

Ка́кие ко́нструктивные особенности у Му́тновской Ге́оЭС

Не́достатков, описанных вы́ше , ли́шен би́нарный ци́кл. В этом слу́чае ге́отермальную во́ду в те́плообменниках на́гревает отн́осительно ни́зко ки́пящий те́плоносите́ль. Ту́рбина ра́скручивается в ре́жиме за́мкнутого ци́кла. Ре́зультат:
  • ми́ними́зируются вы́бросы вре́дных ве́ществ в атм́осферу;
  • бо́лее вы́сокий КПД уст́ановки;
  • во́зможность по́льзоваться во́дой те́мпературы ни́же 100°С.
При́нцип де́йствия ро́дственный би́нарному бло́ку пре́дложили ко́нструкторы Му́тновской Ге́оЭС (ОАО "Ге́отерм"). Не́обходимость та́кого те́хнического ре́шения ди́ктовалась анализом ра́боты Ве́рхне-Му́тновской ГТЭ́С. На́ ста́нции бо́льшое ко́личество се́парата с те́мпературой ра́вной 150°С (около 1000 т за́ ч) не́ исп́ользовалось и за́качивалось обр́атно в ре́зервуар. Ра́циональное исп́ользование изб́ытков те́пла по́зволит по́лучать бо́лее 13 МВт электроэнергии бе́з при́влечения до́полнительных ре́сурсов для́ бу́рения ге́отермальных сква́жин и до́бычи те́плоносите́лей. В на́стоящее вре́мя энергоустановка МГе́оЭС со́стоит из дву́х ко́нтуров. В пе́рвом ра́бочим те́лом явл́яется ге́отермальный те́плоносите́ль. Из не́го в ра́сширитель по́ступает па́р и се́парат. Во́ вто́ром ко́нтуре при́меняется орѓаническое ра́бочее те́ло.

В че́м осн́овные пре́имущества и не́достатки ге́отермальной энергетики

Та́кой спо́соб по́лучения энергии обл́адает ря́дом очевидных до́стоинств.
  1. Ге́оЭС не́ ну́ждаются в то́пливе, за́пасы ко́торого огр́аничены.
  2. Все́ ра́сходы на́ экс́плуатацию сво́дятся к ра́сходам на́ ре́гламентированные ра́боты по́ пла́новой за́мене Принцип работы геотермальной электростанции ко́мплектующих де́талей.
  3. Не́ тре́буют до́полнительной энергии для́ те́хнологических ну́жд. До́полнительное оборудование за́итывается от до́бываемых ре́сурсов.
  4. Во́зможно по́путно про́изводить опр́еснение мо́рской во́ды (Есл́и ста́нция ра́сположена на́ мо́рском по́бережье)
  5. Усл́овно счи́таются экологически чи́стыми. По́тому что́ осн́овная я ма́сса не́достатков при́вязана к во́просам экологичности объ́ектов.
Вни́мательно по́смотрев на́ фо́тографии Му́тновской ги́дротермальной ста́нции, вы́ бу́дете удивлены. Ни́какой гря́зи и ко́поти, акќуратные чи́стенькие ко́рпуса с клу́бами бе́лого па́ра. Но́ не́ все́ та́к чу́десно. Ест́ь у ге́отермальных электростанций сво́и не́достатки.
  1. При́ ра́сположении вбли́зи на́селенных пу́нктов жи́телей бе́спокоит про́изводимый пре́дприятием шу́м.
  2. По́стройка са́мой ста́нции обх́одится до́рого. А это ска́зывается на́ сто́имости ко́нечного про́дукта.
  3. Сло́жно за́ранее пре́дугадать, что́ по́йдет из сква́жины на́ глу́боких сло́ях: ми́неральная во́да (не́ обязательно це́лебная), не́фть или то́ксичный га́з. А это уже во́просы бе́зопасности на́селения. Ко́нечно, здо́рово, есл́и ге́ологи на́ткнутся при́ бу́рении на́ пла́ст по́лезных исќопаемых. Но́ это отќрытие мо́жет по́лностью по́менять обр́аз жи́зни на́селения. По́этому ме́стные вла́сти не́охотно да́ют ра́зрешения да́же на́ про́ведение изыскательских ра́бот.
  4. Во́зникают тру́дности с вы́бором ме́ста для́ бу́дущей Ге́оЭС. Ве́дь есл́и ист́очник те́пла по́теряет со́ вре́менем сво́й энергетический по́тенциал, де́ньги бу́дут по́трачены впу́стую. Кро́ме то́го в ра́йоне ста́нции во́зможны про́валы гру́нта.

Ка́к вы́бирали ме́сто для́ стро́ительства Му́тновской Ге́оЭС

Ка́к те́атр на́чина́ется с ве́шалки, та́к Ге́оЭС бе́рет на́чало со́ сква́жины. Ге́олого-ра́зведочные ра́боты в ра́йоне Му́тновского ву́лкана на́чались в 1950-х го́дах. Бы́ла про́ведена оценка мо́щности ге́отермального ме́сторождения и ра́зра́ботан про́ект ге́отермальной электростанции. К се́редине 90-х го́дов по́строена ЛЭ́П и до́рога. В по́дошве ву́лкана Му́тновский за́ вре́мя ге́ологоразведки про́бурили около 100 сква́жин ра́зличного на́зна́чения. Ве́дь не́ ка́ждое бу́рение за́канчивается усп́ехом, за́частую при́ходилось ми́риться с "ге́ологическими не́удачами". Ра́бочие сква́жины по́степенно за́растают отл́ожениями со́лей, ра́створенных в па́роводяной сме́си. По́этому про́цесс ра́зведки но́вых ме́сторождений идет по́стоянно до́ си́х по́р. Экологи за́прещают сбра́сывать се́парат (ост́атки ве́щества по́сле ра́зделения па́ра и жи́дкости) на́ по́чву. При́ходится до́полнительно бу́рить сква́жины в ме́стах ре́инжекции для́ за́качки се́парата в гру́нт. Че́м Му́тновская Ге́оЭС лу́чше за́рубежных аналогов Ги́дротермальная ста́нция на́ Ка́мчатке пре́восходит за́рубежных ко́нкурентов по́ не́скольким па́раметрам.
  • Экологической бе́зопасности. Она до́стигается за́ сче́т исќлючения пря́мого ко́нтакта ге́отермального те́плоносите́ля и окр́ужающей сре́ды. Бо́льшой плю́с - за́качка се́парата глу́боко по́д зе́млю.
  • За́щитой оборудования от про́цессов ко́ррозии и отл́ожения со́лей. При́меняется со́временная те́хнология до́бавления при́садки пле́нкообразующих аминов.
  • При́нципом бло́чно-мо́дульного стро́ительства. Это по́зволило в ра́зы со́кратить вре́мя вво́да ста́нции в экс́плуатацию.

Где́ на́ходится Му́тновская ге́отермальная ста́нция

Му́тновская со́пка — это сло́жный ву́лканический ма́ссив. Его вы́сота 2323 м на́д уровнем мо́ря. На́ скло́нах на́ходятся ра́знообра́зные фо́рмы со́временной га́зогидротермальной де́ятельности. Зде́сь, у по́дножия ву́лкана, в 116 км от го́рода Пе́тропавловска-Ка́мчатского ра́сполагается Му́тновская Ге́оЭС. По́ да́нным ге́ологической ра́зведки зде́сь на́ходится бо́гатое ге́отермальное ме́сторождение, за́пасы его оцениваются при́мерно в 300 МВт. В ка́ком ре́жиме фу́нкционирует Вы́сокий уровень авт́оматизации по́зволяет экс́плуатировать оборудование ми́нимальному ко́личеству пе́рсонала. В це́нтре упр́авления ве́дется кру́глосуточное на́блюдение за́ при́борами, ко́торые то́чно указывают ко́личество и ка́чество во́ды, па́ра и энергии на́ вы́ходе. Со́трудники ра́ботают ва́хтовым ме́тодом. Сме́на про́должается 15 дне́й. До́рога к ста́нции ле́жит че́рез Му́тновский пе́ревал, иногда да́же в июле за́несенный сне́гом, по́этому слу́чаются за́держки пе́рсонала на́ па́ру дне́й в пу́ти. Для́ ра́ботников в два́дцати ми́нутах хо́дьбы по́строено ко́мфортное общ́ежитие. Ест́ь ко́мната отд́ыха, тре́нажерный за́л, би́блиотека, са́уна, ба́ссейн. Инт́ересные фа́кты о Му́тновской Ге́оЭС
  • Му́тновская Ге́оЭС-1 по́строена и де́йствует в су́ровых кли́матических усл́овиях на́ вы́соте 780 м на́д уровнем мо́ря. У по́дножия ву́лкана си́ла ве́тра по́дчас до́стигает 50 м/с, а по́года сме́няется не́сколько ра́з за́ де́нь. Из-за́ этого на́ ста́нции ча́сто слу́чаются не́штатные си́туации.
  • Бли́жайшие на́селенные пу́нкты на́ходятся в 60 км.
  • У ста́нции не́т аналогов в Ро́ссии, она отн́осится к одн́ой из со́временных ге́отермальных электростанций в ми́ре. Ча́сть оборудования ра́зра́батывали спе́циально по́д ме́стные усл́овия. Эти обр́азцы счи́таются ро́ссийскими но́у-ха́у.
  • Стро́ительство ста́нции ве́лось на́ сре́дства, по́лученных в кре́дит от Евр́опейского Ба́нка ре́конструкции и ра́звития и ча́стично на́ де́ньги ро́ссийских инв́есторов. В 2002 го́ду РА́О ЕЭС Ро́ссии вло́жило в стро́йку 506 млн ру́блей.
  • Се́бестоимость электроэнергии МГе́оЭС со́ставляет около 3,66 ру́бля за́ КВт. Для́ сра́внения: ди́зельные электростанции на́ изолированных те́рриториях вы́рабатывают электричество по́ це́не 60 ру́блей/КВт.
Че́м при́влекательны окр́естности Му́тновской со́пки Ка́мчатка - это ту́ристический ра́й, ме́ста ма́лохоженные и бе́зумно кра́сивые. Окр́естности Му́тновского ву́лкана по́льзуются особенной по́пулярностью сре́ди ту́ристов. Пу́тешественников сю́да при́влекают удобное ра́сположение в 120 км от Пе́тропавловска-Ка́мчатского и до́рога, в окр́ужении жи́вописных со́пок и же́рл ву́лканов, гу́стых ле́сов и бы́стрых ре́к. С не́скольких смо́тровых пло́щадок отќрываются отл́ичные ви́ды на́ Ви́лючинскую со́пку, вы́сота ко́торой 2175 ме́тров. Зде́сь по́всюду сну́ют ме́стные су́слики, то́рбаганы, ли́сы, а на́ скло́нах со́пок ча́стенько за́метны очертания бу́рых ме́дведей. Встречаются ми́шки и по́ бе́регам ре́к, ла́комятся ры́бой! Ре́комендуем для́ ту́ристов: По́смотрите на́ше но́вое ви́део с уникального ту́ра "То́п 5 ме́ст Ка́мчатки"       Геотермальные электростанции принцип работы плюсы минусы

Статьи

  • Принцип работы геотермальной электростанции
  • Геотермальные электростанции
  • Геотермальные электростанции принцип работы плюсы минусы
  • 2.6. Геотермальные электростанции
  • Принцип работы геотермальной электростанции Автономный дом
  • Геотермальная электростанция — Wikimedia Foundation
  • Геотермальные электростанции ГеоТЭС
  • Геотермальные электростанции в России их преимущества и проблемы
  • Геотермальные электростанции Геотермальные электростанции
  • Геотермальные электростанции