Какви са предимствата за околната среда на геотермалната електроцентрала пред въглищната електроцентрала Посочете две предимства

Какви са конструктивните характеристики на Mutnovskaya GeoPP

Недостатъците, описани по-горе, са лишени от двоичен цикъл. В този случай геотермалната вода в топлообменниците се нагрява от относително ниско кипяща охлаждаща течност. Турбината се върти в затворен цикъл. Резултат:

• емисиите на вредни вещества в атмосферата са сведени до минимум;
• по-висока ефективност на инсталацията;
• възможността за използване на температури на водата под 100 ° C.

Принципът на работа, свързан с двоичния блок, е предложен от проектантите на Mutnovskaya GeoPP (JSC Geoterm). Необходимостта от такова техническо решение беше продиктувана от анализа на работата на ГТЕЦ Верхне-Мутновская. На станцията голямо количество сепарация с температура 150°C (около 1000 тона на час) не е използвано и се изпомпва обратно в резервоара.

Рационалното използване на излишната топлина ще направи възможно получаването на повече от 13 MW електроенергия без привличане на допълнителни ресурси за пробиване на геотермални кладенци и извличане на топлоносители.

В момента електроцентралата на MGES се състои от две вериги. В първия работен флуид е геотермална охлаждаща течност. От него в разширителя влизат пара и сепаратор. Във втория кръг се използва органичен работен флуид.

Какви са принципите на работа на хидротермалната станция

Как топлината в земната кора може да се преобразува в електрическа енергия? Процесът се основава на сравнително прости стъпки. Водата се изпомпва под земята през специален инжекционен кладенец. Образува се един вид подземен басейн, който изпълнява ролята на топлообменник. Водата в него се нагрява и се превръща в пара, която се подава през производствен кладенец към лопатките на турбината, свързани към оста на генератора. С външната простота на процеса на практика възникват оперативни проблеми:

• геотермалната вода трябва да бъде пречистена от разтворени газове, които разрушават тръбите и влияят негативно на околната среда;
• високата точка на кипене на водата води до загуба на част от енергията с кондензат.

Ето защо инженерите разработват нови схеми, всяка станция има свои собствени конструктивни характеристики.

Бележки

1. ↑ Кирил Дегтярев. (недостъпна връзка). Руското географско общество (24 октомври 2011 г.). Изтеглено на 1 ноември 2012 г.
2. , С. 18, 98.
3. , С. 16-17.
4. ↑
5. ↑
6. . Хабрахабр (30.04.2018). Изтеглено на 3 септември 2019 г.
7. Л. А. Огуречников. . №11 (31). Алтернативна енергия и екология (2005). Изтеглено на 1 ноември 2012 г.
8. . сп. Енергосвет. Изтеглено на 1 ноември 2012 г.
9. В. А. Бутузов, Г. В. Томаров, В. Х. Шетов. . сп. „Икономия на енергия“ (No3 2008). Изтеглено на 1 ноември 2012 г.
10. VSN 56-87 "Геотермално топло и студено снабдяване на жилищни и обществени сгради и конструкции"

Геотермални станции в Русия

Геотермалната енергия, наред с други видове "зелена" енергия, непрекъснато се развива на територията на нашата държава. Според учените вътрешната енергия на планетата е хиляди пъти по-голяма от количеството енергия, съдържаща се в природните запаси от традиционни горива (нефт, газ).

В Русия геотермалните станции работят успешно, това са:

Pauzhetskaya GeoPP

Намира се близо до село Паужетка на полуостров Камчатка. Въведена в експлоатация през 1966 г.
Спецификации:

1. Електрическа мощност - 12,0 MW;
2. Годишният обем на произведената електрическа енергия е 124,0 млн. kWh;
3. Брой силови агрегати - 2.

Извършват се ремонтни дейности, в резултат на които електрическата мощност ще се увеличи до 17,0 MW.

Верхне-Мутновская пилотна GeoPP

Намира се в територията на Камчатка. Въведена е в експлоатация през 1999г.
Спецификации:

1. Електрическа мощност - 12,0 MW;
2. Годишният обем на произведената електрическа енергия е 63,0 млн. kWh;
3. Брой силови блокове - 3.

Mutnovskaya GeoPP

Най-голямата електроцентрала от този вид. Намира се в територията на Камчатка. Въведена е в експлоатация през 2003г.
Спецификации:

1. Електрическа мощност - 50,0 MW;
2. Годишният обем на произведената електрическа енергия е 350,0 млн. kWh;
3. Брой силови агрегати - 2.

Ocean GeoPP

Намира се в района на Сахалин. Пуснат в експлоатация през 2007г.
Спецификации:

1. Електрическа мощност - 2,5 MW;
2. Брой захранващи модули - 2.

Менделеевская ГеоТЕЦ

Намира се на остров Кунашир. Пуснат в експлоатация през 2000г.

Спецификации:

1. Електрическа мощност - 3,6 MW;
2. Топлинна мощност - 17 Gcal / час;
3. Брой захранващи модули - 2.

В момента се извършва модернизация на станцията, след което мощността ще бъде 7,4 MW.

Кои са основните предимства и недостатъци на геотермалната енергия

Този метод за получаване на енергия има редица очевидни предимства.

1. GeoPP не се нуждаят от гориво, чиито резерви са ограничени.
2. Всички експлоатационни разходи се свеждат до разходите за регулирана работа по планираната подмяна на съставни части.
3. Не изисква допълнителна енергия за технологични нужди. Допълнително оборудване се захранва от добитите ресурси.
4. По пътя е възможно обезсоляване на морска вода (Ако станцията се намира на морския бряг)
5. Условно се счита за екологично чист. Тъй като по-голямата част от недостатъците са обвързани с екологичността на обектите.

Ако внимателно разгледате снимките на хидротермалната станция Мутновская, ще бъдете изненадани. Без мръсотия и сажди, спретнати и чисти корпуси с струйки бяла пара. Но не всичко е толкова прекрасно. Геотермалните електроцентрали имат своите недостатъци.

1. Когато се намират в близост до населени места, жителите се притесняват от шума, произвеждан от предприятието.
2. Изграждането на самата станция е скъпо. И това се отразява на цената на крайния продукт.
3. Трудно е да се предвиди предварително какво ще дойде от кладенец в дълбоки слоеве: минерална вода (не непременно лечебна), нефт или токсичен газ. И това са въпроси на обществената безопасност. Разбира се, чудесно е, ако геолозите се натъкнат на минерален слой, докато пробиват. Но това откритие може напълно да промени начина на живот на населението. Поради това местните власти не са склонни да дават разрешение дори за проучване.
4. Има трудности при избора на място за бъдещия GeoPP. В крайна сметка, ако източникът на топлина загуби своя енергиен потенциал с течение на времето, парите ще бъдат пропилени. Освен това в района на станцията са възможни сривове на почвата.

В Русия

Mutnovskaya GeoPP

В СССР първата геотермална електроцентрала е построена през 1966 г. в Камчатка, в долината на река Паужетка. Мощността му е 12 MW.

На 29 декември 1999 г. е пусната в експлоатация Верхне-Мутновская ГеоЕЦ в находище за термална вода Мутновски с инсталирана мощност 12 MW (за 2004 г.).

На 10 април 2003 г. е пуснат в експлоатация първият етап на Мутновска ГеоЕЦ, инсталираната мощност за 2007 г. е 50 MW, планираната мощност на станцията е 80 MW, а производството през 2007 г. е 360,687 млн. kWh. Станцията е напълно автоматизирана.

2002 г. - първият пусков комплекс Менделеевская ГеоТЕЦ с мощност 3,6 MW е пуснат в експлоатация като част от силовия модул и станционна инфраструктура Туман-2А.

2007 г. - пускане в експлоатация на Ocean GeoTPP, разположена в подножието на вулкана Барански на остров Итуруп в Сахалинска област, с мощност 2,5 MW. Името на тази електроцентрала се свързва с непосредствената близост до Тихия океан. През 2013 г. стана авария на гарата, през 2015 г. станцията беше окончателно затворена.

Име на GeoPP	Инсталирана мощност в края на 2010 г., MW	Производство през 2010 г., млн. kWh	Година на въвеждане на първия блок	Година на влизане на последния блок	Собственик	Местоположение
Мутновская	50,0	360,7 (2007)	2003	2003	ОАО "Геотерм"	Камчатски край
Паужецкая	12,0	42,544	1966	2006	ОАО "Геотерм"	Камчатски край
Верхне-Мутновская	12,0	63.01 (2006 г.)	1999	2000	ОАО "Геотерм"	Камчатски край
Менделеевская	3,6	?	2002	2007	CJSC Energia Южно-Курилская	О Кунашир
Сума	77,6	>466,3

Какво е геотермална енергия

Според геофизиците температурата на земното ядро ​​е между 3000 и 6000°C. Предполага се, че в дъното на земната кора на дълбочина 10-15 km температурата пада до 600-800°C, в океаните само 150-200°C. Но тези температури са достатъчни, за да свършат работата. Основните източници на подземно отопление са уран, торий и радиоактивен калий. Земетресения, изригвания на стотици вулкани, гейзери свидетелстват за силата на вътрешната енергия.

Геотермалната се отнася до топлинната енергия, която се отделя от вътрешността на Земята към повърхността. Може да се използва в зони със сеизмична и вулканична активност. Където топлината на земята се издига под формата на гореща вода и пара, избивайки се в бликащи извори (гейзери). Геотермалната енергия се използва ефективно в следните страни: Унгария, Исландия, Италия, Мексико, Нова Зеландия, Русия, Ел Салвадор, САЩ, Филипините, Япония. Геотермалните източници се класифицират като излъчващи

• суха гореща пара
• влажна гореща пара
• топла вода.

Според експерти от 1993 до 2000 г. производството на електроенергия с помощта на геотермална енергия се е увеличило повече от два пъти в света. В западната част на САЩ почти 200 къщи и ферми се отопляват с гореща вода от недрата на Земята. В Исландия почти 80% от жилищния фонд се затопля от вода, извлечена от геотермални кладенци близо до град Рейкявик.

Предимства и недостатъци

Предимства

Основното предимство на геотермалната енергия е нейната практическа неизчерпаемост и пълна независимост от условията на околната среда, времето на деня и годината. Коефициентът на използване на инсталираната мощност на GeoTPP може да достигне 80%, което е недостижимо за всяка друга алтернативна енергия.

Икономическа осъществимост на кладенците

За да се преобразува топлинната енергия в електрическа енергия с помощта на някакъв вид топлинен двигател (например парна турбина), е необходимо температурата на геотермалните води да е достатъчно висока, в противен случай ефективността на топлинния двигател ще бъде твърде ниска ( например, при температура на водата от 40 ° C и температура на околната среда от 20 ° C, ефективността на идеалния топлинен двигател ще бъде само 6%, а ефективността на истинските машини е дори по-ниска, освен това част от енергията ще да бъдат изразходвани за собствените нужди на централата, например за работата на помпи, които изпомпват охлаждащата течност от кладенеца и изпомпват отработената охлаждаща течност обратно). За генериране на електричество е препоръчително да се използва геотермална вода с температура от 150 ° C и повече. Дори за отопление и топла вода е необходима температура от поне 50°C. Въпреки това, температурата на Земята нараства доста бавно с дълбочината, обикновено геотермалния градиент е само 30°C на 1 km, т.е. дори за захранване с топла вода ще е необходим кладенец с дълбочина повече от километър, а за производство на електроенергия - няколко километра. Пробиването на такива дълбоки кладенци е скъпо, освен това изпомпването на охлаждащата течност през тях също изисква енергия, така че използването на геотермална енергия далеч не е препоръчително навсякъде. Почти всички големи GeoPP са разположени на места с повишен вулканизъм – Камчатка, Исландия, Филипините, Кения, Калифорния и др., където геотермалния градиент е много по-висок, а геотермалните води са близо до повърхността.

Екология на топлоносителя

Един от проблемите, които възникват при използването на подземни термални води, е необходимостта от възобновяем цикъл на подаване (инжектиране) на вода (обикновено изчерпана) в подземния водоносен хоризонт, което изисква консумация на енергия. Термалните води съдържат голямо количество соли на различни токсични метали (например олово, цинк, кадмий), неметали (например бор, арсен) и химични съединения (амоняк, феноли), което изключва изпускането на тези води в естествени водни системи, разположени на повърхността. Инжектирането на отпадъчни води също е необходимо, за да не спадне налягането във водоносния хоризонт, което ще доведе до намаляване на производството на геотермална станция или до пълната й неработоспособност.

Най-голям интерес представляват високотемпературните термални води или изходите за пара, които могат да се използват за производство на електроенергия и топлоснабдяване.

Провокиране на земетресения

Земетресение в Поханг през 2017 г

Икономическата осъществимост на сондажната и сондажната инфраструктура налага избора на места с голям геотермален градиент. Такива места обикновено се намират в сеизмично активни зони. Освен това по време на изграждането на GCC станцията се извършва хидравлично стимулиране на скалите, което прави възможно увеличаването на топлопреминаването на охлаждащата течност със скалите поради допълнителни пукнатини. Въпреки това, според резултатите от изследването на земетресението в Поханг през 2017 г. (корейски, английски), се оказа, че дори регулирането с помощта на измервания от допълнителни сеизмографски станции не е достатъчно, за да се изключат предизвикани земетресения. Провокирано от работата на геотермална станция, земетресението в Поханг стана на 15 ноември 2017 г. с магнитуд 5,4 единици, 135 души бяха ранени, а 1700 останаха без дом.

Как е построена Mutnovskaya GeoPP

И как се използват възможностите на геотермалната енергия в Русия? Още през шейсетте години на миналия век основният проблем на СССР не беше липсата на ресурси, а трудността за доставка на енергия през огромни територии. Съветските учени предложиха смели и неочаквани проекти: обръщане на северните реки на юг, като се използва енергията на морските приливи и активни вулкани.

Първото успешно решение за използването на алтернативна енергия беше изграждането на геотермалната станция Паужецкая в Камчатка. Капацитетът му беше достатъчен да обслужва близките села: Озерновски, Шумни, Паужетка и рибни консервни заводи в района. Енергийните източници са вулканите Камбални и Кошелев.

Освен това. През 1987 г. е издаден Указ на ЦК на КПСС „За всестранното развитие на Далекоизточния икономически район“. Документът посочва значението на геотермалните ресурси на Камчатка. Взето е решение за изграждане и пускане в експлоатация до 1997 г. Мутновска ГеоТЕЦ с мощност 50 000 kW. Предвижда се мощността на станцията да се увеличи до 1998 г. до 200 000 kW.

Плановете не се сбъднаха. Съветският съюз се разпадна. За реализиране на проекта за изграждане на геотермална станция в Камчатка през 1994 г. е създадено АД "Геотерм". Първата фаза на Мутновската ГеоЕЦ е пусната в експлоатация едва през 2001 г. След пускането на втория блок през 2002 г. станцията достигна експлоатационния си капацитет от 50 MW. Към днешна дата са пуснати в експлоатация три етапа на силови блокове, пет турбини, което позволява на централата да работи стабилно и да генерира евтина електроенергия.

Общо на територията на МГЕС-1 бяха пробити около 90 кладенеца. За поддържане на капацитета през 2008 г. беше пуснат в експлоатация работещ кладенец Гео-1. Заедно с ГТЕЦ Верхне-Мутновская, станциите доставят електроенергия на повече от една трета от територията на Камчатка.

Недостатъци

• наводняване
  обработваема земя

• сграда
  провежда се само там, където има големи
  водни енергийни резерви

• на
  планинските реки са опасни поради високо
  сеизмичност на районите

• съкратено
  и нерегулирани изпускания на вода от
  резервоари за 10-15 дни (до техния
  отсъствие), водят до преструктуриране
  уникални заливни екосистеми
  по цялото корито на реката, в резултат на замърсяване
  реки, намаляване на хранителните вериги,
  намаляване на броя на рибите, елиминиране
  безгръбначни водни животни,
  повишаване на агресивността на компонентите
  мушици (мушици) поради недохранване на
  ларвни стадии, изчезване на места
  места за размножаване на много видове мигриращи
  птици, недостатъчно овлажняване на заливната низина
  почви, отрицателни растителни сукцесии
  (изчерпване на фитомасата), намаляване на потока
  хранителни вещества в океаните.

слънчево
електрическа централа —
инженерно сградно обслужване
преобразуване на слънчевата радиация в
електрическа енергия. Начини
преобразуване на слънчевата радиация
са различни и зависят от дизайна
електроцентрали

Къде е геотермалната станция Мутновская

Мутновская сопка е сложен вулканичен масив. Височината му е 2323 м над морското равнище. По склоновете има различни форми на съвременна газохидротермална дейност. Тук, в подножието на вулкана, на 116 км от град Петропавловск-Камчатски, се намира Mutnovskaya GeoPP. Според геоложките проучвания тук има богато геотермално находище, запасите му се оценяват на около 300 MW.

В какъв режим работи?

Високото ниво на автоматизация позволява оборудването да се управлява от минимален брой персонал. Контролният център поддържа 24-часов мониторинг на инструменти, които точно показват количеството и качеството на водата, парата и енергията.

Служителите работят на ротационен принцип. Промяната продължава 15 дни. Пътят до гарата минава през Мутновския проход, понякога покрит със сняг дори през юли, така че има закъснения на персонала за няколко дни по пътя.

В рамките на двадесет минути пеша е построен комфортен хостел за работници. Има стая за релакс, фитнес, библиотека, сауна, басейн. Интересни факти за Mutnovskaya GeoPP

Защо околностите на Мутновская сопка са привлекателни?

Камчатка е туристически рай, местата са малко пътувани и безумно красиви. Околностите на вулкана Мутновски са особено популярни сред туристите. Пътуващите са привлечени тук от удобно местоположение на 120 км от Петропавловск-Камчатски и пътя, заобиколен от живописни хълмове и вулкани, гъсти гори и бързи реки. Няколко платформи за наблюдение предлагат отлична гледка към Вилючинская сопка, чиято височина е 2175 метра.

Тук се въртят местни земни катерици, торбагани, лисици, а по склоновете на хълмовете често се виждат очертанията на кафяви мечки. Има мечки и по бреговете на реките, пируват с риба!

История

През 1817 г. граф Франсоа дьо Лардерел разработва технология за събиране на пара от естествени геотермални източници.
През 20-ти век търсенето на електроенергия доведе до появата на проекти за създаване на електроцентрали, които използват вътрешната топлина на Земята.
Човекът, който тества първия геотермален генератор, е Пиеро Джинори Конти. Това се случи на 4 юли 1904 г. в италианския град Лардерело. Генераторът успя да запали успешно четири електрически крушки. По-късно, през 1911 г., в същото село е построена първата в света геотермална електроцентрала, която все още работи. През 20-те години на миналия век са построени експериментални генератори в Бепу (Япония) и гейзерите в Калифорния, но Италия е единственият в света промишлен производител на геотермално електричество до 1958 г.

Петте най-големи страни в производството на геотермална енергия, 1980–2012 г. (US EIA)

Нарастване на капацитета на GeoPP с години

През 1958 г., когато е пусната в експлоатация електроцентрала Wairakei, Нова Зеландия става вторият голям индустриален производител на геотермална електроенергия. Wairakei беше първата станция от индиректен тип. През 1960 г. Pacific Gas and Electric започва да експлоатира първата успешна геотермална електроцентрала в Съединените щати върху гейзери в Калифорния.
Първата бинарна геотермална електроцентрала е демонстрирана за първи път през 1967 г. в Съветския съюз и след това е представена в САЩ през 1981 г., след енергийната криза от 1970-те и големи промени в регулаторната политика. Тази технология дава възможност да се използва много по-ниска температура за производство на електроенергия от преди. През 2006 г. China Hot Springs, Аляска, стартира инсталация с двоен цикъл, произвеждаща електричество при рекордно ниска температура на течността от 57°C.
Доскоро геотермалните електроцентрали се изграждаха изключително там, където близо до повърхността имаше високотемпературни геотермални източници. Появата на електроцентрали с двоен цикъл и подобренията в сондажните и производствените технологии могат да доведат до появата на геотермални електроцентрали в много по-широк географски обхват.Демонстрационните електроцентрали се намират в германския град Ландау ин дер Пфалц и френския град Сулц-су-Фор, докато по-ранните работи в Базел, Швейцария, бяха спрени, след като предизвикаха земетресения. Други демонстрационни проекти се разработват в Австралия, Обединеното кралство и Съединените американски щати.

Топлинната ефективност на геотермалните електроцентрали е ниска - около 7-10%, тъй като геотермалните течности имат по-ниска температура от парата от котли. Според законите на термодинамиката тази ниска температура ограничава ефективността на топлинните двигатели при извличане на използваема енергия за генериране на електричество. Отпадната топлина се губи, освен ако не може да се използва директно, като например в оранжерии или централно отопление. Ефективността на системата не оказва влияние върху експлоатационните разходи, както би била за централа за въглища или други изкопаеми горива, но е фактор за жизнеспособността на инсталацията. За да произвеждат повече енергия, отколкото консумират помпите, са необходими високотемпературни геотермални източници и специализирани термични цикли за генериране на електроенергия. Тъй като геотермалната енергия е постоянна във времето, за разлика например от вятърната или слънчевата енергия, нейният фактор на мощност може да бъде доста голям - до 96%.