Hvad er de miljømæssige fordele ved et geotermisk kraftværk frem for et kulfyret kraftværk Angiv to fordele

Hvad er designfunktionerne i Mutnovskaya GeoPP

De ovenfor beskrevne ulemper er blottet for en binær cyklus. I dette tilfælde opvarmes det geotermiske vand i varmevekslerne af et relativt lavtkogende kølemiddel. Turbinen snurrer op i en lukket cyklus. Resultat:

• emissioner af skadelige stoffer til atmosfæren minimeres;
• højere anlægseffektivitet;
• evnen til at bruge vandtemperaturer under 100 ° C.

Operationsprincippet relateret til den binære blok blev foreslået af designerne af Mutnovskaya GeoPP (JSC Geoterm). Behovet for en sådan teknisk løsning blev dikteret af analysen af ​​driften af ​​Verkhne-Mutnovskaya GTPP. På stationen blev en stor mængde separat med en temperatur på 150°C (ca. 1000 tons i timen) ikke brugt og blev pumpet tilbage i tanken.

Rationel udnyttelse af overskudsvarme vil gøre det muligt at opnå mere end 13 MW elektricitet uden at tiltrække yderligere ressourcer til at bore geotermiske brønde og udvinde varmebærere.

På nuværende tidspunkt består kraftværket i MGES af to kredsløb. I den første arbejdsvæske er et geotermisk kølemiddel. Fra den kommer damp og en separator ind i ekspanderen. I det andet kredsløb anvendes en organisk arbejdsvæske.

Hvad er driftsprincipperne for en hydrotermisk station

Hvordan kan varme inde i jordskorpen omdannes til elektrisk energi? Processen er baseret på ret enkle trin. Vand pumpes under jorden gennem en speciel injektionsbrønd. Der dannes en slags underjordisk pool, som fungerer som varmeveksler. Vandet i den opvarmes og bliver til damp, som ledes gennem en produktionsbrønd til turbinebladene, der er forbundet med generatoraksen. Med den ydre enkelhed af processen opstår der i praksis operationelle problemer:

• geotermisk vand skal renses fra opløste gasser, der ødelægger rør og negativt påvirker miljøet;
• vands høje kogepunkt fører til tab af en del af energien med kondensat.

Derfor udvikler ingeniører nye ordninger, hver station har sine egne designfunktioner.

Noter

1. ↑ Kirill Degtyarev. (utilgængeligt link). Russian Geographical Society (24. oktober 2011). Hentet 1. november 2012.
2. , Med. 18, 98.
3. , Med. 16-17.
4. ↑
5. ↑
6. . Habrahabr (30.04.2018). Hentet 3. september 2019.
7. L. A. Ogurechnikov. . №11 (31). Alternativ energi og økologi (2005). Hentet 1. november 2012.
8. . Energosvet magasin. Hentet 1. november 2012.
9. V. A. Butuzov, G. V. Tomarov, V. Kh. Shetov. . magasinet "Energibesparelse" (nr. 3 2008). Hentet 1. november 2012.
10. VSN 56-87 "Geotermisk varme- og kuldeforsyning af boliger og offentlige bygninger og strukturer"

Geotermiske stationer i Rusland

Geotermisk energi, sammen med andre typer af "grøn" energi, udvikler sig støt på vores stats territorium. Ifølge videnskabsmænd er planetens indre energi tusindvis af gange større end mængden af ​​energi, der er indeholdt i naturlige reserver af traditionelle brændstoffer (olie, gas).

I Rusland fungerer geotermiske stationer med succes, disse er:

Pauzhetskaya GeoPP

Beliggende nær landsbyen Pauzhetka på Kamchatka-halvøen. Sat i drift i 1966.
Specifikationer:

1. Elektrisk effekt - 12,0 MW;
2. Den årlige mængde af genereret elektrisk energi er 124,0 millioner kWh;
3. Antal kraftenheder - 2.

Ombygningsarbejder er i gang, hvorved den elektriske effekt vil stige til 17,0 MW.

Verkhne-Mutnovskaya Pilot GeoPP

Beliggende i Kamchatka-territoriet. Det blev sat i drift i 1999.
Specifikationer:

1. Elektrisk effekt - 12,0 MW;
2. Den årlige mængde af genereret elektrisk energi er 63,0 millioner kWh;
3. Antal kraftenheder - 3.

Mutnovskaya GeoPP

Det største kraftværk af sin art. Beliggende i Kamchatka-territoriet. Det blev sat i drift i 2003.
Specifikationer:

1. Elektrisk effekt - 50,0 MW;
2. Den årlige mængde af genereret elektrisk energi er 350,0 millioner kWh;
3. Antal kraftenheder - 2.

Ocean GeoPP

Beliggende i Sakhalin-regionen. Sat i drift i 2007.
Specifikationer:

1. Elektrisk effekt - 2,5 MW;
2. Antal strømmoduler - 2.

Mendeleevskaya GeoTPP

Beliggende på øen Kunashir. Sat i drift i 2000.

Specifikationer:

1. Elektrisk effekt - 3,6 MW;
2. Termisk effekt - 17 Gcal / time;
3. Antal strømmoduler - 2.

Stationen er i øjeblikket under opgradering, hvorefter kapaciteten bliver 7,4 MW.

Hvad er de vigtigste fordele og ulemper ved geotermisk energi

Denne metode til at opnå energi har en række åbenlyse fordele.

1. GeoPP'er har ikke brug for brændstof, hvis reserver er begrænsede.
2. Alle driftsomkostninger reduceres til omkostningerne ved reguleret arbejde med den planlagte udskiftning af komponenter.
3. Kræver ikke yderligere energi til teknologiske behov. Yderligere udstyr tilføres fra de udvundne ressourcer.
4. Det er muligt at afsalte havvand undervejs (hvis stationen ligger ved havkysten)
5. Betinget betragtet som miljøvenlig. Fordi hovedparten af ​​manglerne er knyttet til genstandes miljøvenlighed.

Hvis du omhyggeligt ser på billederne af Mutnovskaya hydrotermiske station, vil du blive overrasket. Ingen snavs og sod, pæne rene skrog med pust af hvid damp. Men ikke alt er så vidunderligt. Geotermiske kraftværker har deres ulemper.

1. Når beboerne befinder sig i nærheden af ​​bygder, er de bekymrede for støjen fra virksomheden.
2. Det er dyrt at bygge selve stationen. Og dette påvirker prisen på det endelige produkt.
3. Det er svært at forudsige på forhånd, hvad der kommer fra en brønd i dybe lag: mineralvand (ikke nødvendigvis helende), olie eller giftig gas. Og det er spørgsmål om offentlig sikkerhed. Det er selvfølgelig fantastisk, hvis geologer falder over et minerallag, mens de borer. Men denne opdagelse kan fuldstændig ændre befolkningens levevis. Derfor er de lokale myndigheder tilbageholdende med at give tilladelse selv til undersøgelsesarbejde.
4. Der er vanskeligheder med at vælge en placering til den fremtidige GeoPP. Hvis varmekilden over tid mister sit energipotentiale, vil pengene jo være spildt. Derudover er jordfejl mulige i området omkring stationen.

I Rusland

Mutnovskaya GeoPP

I USSR blev det første geotermiske kraftværk bygget i 1966 i Kamchatka, i Pauzhetka-flodens dal. Dens effekt er 12 MW.

Den 29. december 1999 blev Verkhne-Mutnovskaya GeoPP sat i drift ved Mutnovsky termisk vandforekomst med en installeret kapacitet på 12 MW (for 2004).

Den 10. april 2003 blev den første etape af Mutnovskaya GeoPP sat i drift, den installerede kapacitet for 2007 er 50 MW, den planlagte kapacitet af stationen er 80 MW, og produktionen i 2007 er 360,687 millioner kWh. Stationen er fuldautomatisk.

2002 - det første opstartskompleks Mendeleevskaya GeoTPP med en kapacitet på 3,6 MW blev sat i drift som en del af Tuman-2A-strømmodulet og stationsinfrastrukturen.

2007 - idriftsættelse af Ocean GeoTPP, der ligger ved foden af ​​Baransky-vulkanen på Iturup-øen i Sakhalin-regionen, med en kapacitet på 2,5 MW. Navnet på dette kraftværk er forbundet med nærhed til Stillehavet. I 2013 skete der en ulykke på stationen, i 2015 blev stationen endelig lukket.

GeoPP navn	Installeret effekt ved udgangen af ​​2010, MW	Produktion i 2010, mio. kWh	År for input af den første blok	År for indtastning af sidste blok	Ejer	Beliggenhed
Mutnovskaya	50,0	360,7 (2007)	2003	2003	OJSC "Geoterm"	Kamchatka Krai
Pauzhetskaya	12,0	42,544	1966	2006	OJSC "Geoterm"	Kamchatka Krai
Verkhne-Mutnovskaya	12,0	63,01 (2006)	1999	2000	OJSC "Geoterm"	Kamchatka Krai
Mendeleevskaya	3,6	?	2002	2007	CJSC Energia Yuzhno-Kurilskaya	O. Kunashir
Sum	77,6	>466,3

Hvad er geotermisk energi

Ifølge geofysikere er temperaturen i Jordens kerne mellem 3.000 og 6.000°C. Det antages, at i bunden af ​​jordskorpen i 10-15 km dybde falder temperaturen til 600-800°C, i havene kun 150-200°C. Men disse temperaturer er nok til at gøre arbejdet. De vigtigste kilder til opvarmning af undergrunden er uran, thorium og radioaktivt kalium. Jordskælv, udbrud af hundredvis af vulkaner, gejsere vidner om kraften i intern energi.

Geotermisk refererer til den varmeenergi, der frigives fra jordens indre til overfladen. Det kan bruges i områder med seismisk og vulkansk aktivitet. Hvor jordens varme stiger i form af varmt vand og damp, der bryder ud i brusende kilder (gejsere). Geotermisk energi bruges effektivt i følgende lande: Ungarn, Island, Italien, Mexico, New Zealand, Rusland, El Salvador, USA, Filippinerne, Japan. Geotermiske kilder er klassificeret i emitterende

• tør varm damp
• våd varm damp
• varmt vand.

Ifølge eksperter er produktionen af ​​elektricitet ved hjælp af geotermisk energi fra 1993 til 2000 mere end fordoblet i verden. I den vestlige del af USA opvarmes næsten 200 huse og gårde af varmt vand fra jordens indvolde. I Island bliver næsten 80 % af boligmassen opvarmet af vand udvundet fra geotermiske brønde nær byen Reykjavik.

Fordele og ulemper

Fordele

Den største fordel ved geotermisk energi er dens praktiske uudtømmelighed og fuldstændig uafhængighed af miljøforhold, tidspunkt på dagen og året. Den installerede kapacitetsudnyttelsesfaktor for GeoTPP kan nå op på 80%, hvilket er uopnåeligt for enhver anden alternativ energi.

Økonomisk gennemførlighed af brønde

For at omdanne termisk energi til elektrisk energi ved hjælp af en slags varmemotor (f.eks. en dampturbine), er det nødvendigt, at temperaturen i det geotermiske vand er høj nok, ellers vil varmemotorens effektivitet være for lav ( for eksempel ved en vandtemperatur på 40°C og en omgivelsestemperatur på 20°C, vil effektiviteten af ​​en ideel varmemotor kun være 6%, og effektiviteten af ​​rigtige maskiner er endnu lavere, desuden vil en del af energien bruges på anlæggets eget behov, for eksempel til drift af pumper, der pumper kølemiddel ud af brønden og pumper det brugte kølemiddel tilbage ). For at generere elektricitet er det tilrådeligt at bruge geotermisk vand med en temperatur på 150 ° C og derover. Selv til opvarmning og varmt vand kræves en temperatur på mindst 50°C. Jordens temperatur stiger dog ret langsomt med dybden, normalt er den geotermiske gradient kun 30°C pr. 1 km, dvs. selv for varmtvandsforsyningen kræves der en brønd mere end en kilometer dyb, og til elproduktion flere kilometer. At bore så dybe brønde er dyrt, derudover kræver det energi at pumpe kølevæsken igennem dem, så brugen af ​​geotermisk energi er langt fra tilrådelig alle steder. Næsten alle store GeoPP'er er placeret på steder med øget vulkanisme - Kamchatka, Island, Filippinerne, Kenya, Californien osv., hvor den geotermiske gradient er meget højere, og det geotermiske vand er tæt på overfladen.

Varmebærerøkologi

Et af de problemer, der opstår ved brug af underjordisk termisk vand, er behovet for en vedvarende cyklus af forsyning (injektion) af vand (normalt opbrugt) i den underjordiske grundvandsmagasin, hvilket kræver energiforbrug. Termiske vande indeholder en stor mængde salte af forskellige giftige metaller (for eksempel bly, zink, cadmium), ikke-metaller (for eksempel bor, arsen) og kemiske forbindelser (ammoniak, phenoler), hvilket udelukker udledning af disse vande ind i naturlige vandsystemer placeret på overfladen. Injektion af spildevand er også nødvendig, så trykket i grundvandsmagasinet ikke falder, hvilket vil føre til et fald i produktionen af ​​en geotermisk station eller dens fuldstændige inoperabilitet.

Af størst interesse er højtemperatur termisk vand eller dampudtag, der kan bruges til elproduktion og varmeforsyning.

Fremkaldende jordskælv

2017 Pohang jordskælv

Den økonomiske gennemførlighed af bore- og brøndinfrastruktur gør det nødvendigt at vælge lokationer med en stor geotermisk gradient. Sådanne steder er normalt placeret i seismisk aktive zoner. Derudover udføres under konstruktionen af ​​GCC-stationen hydraulisk stimulering af klipperne, hvilket gør det muligt at øge varmeoverførslen af ​​kølevæsken med klipperne på grund af yderligere revner. Men ifølge resultaterne af undersøgelsen af ​​Pohang-jordskælvet i 2017 (koreansk, engelsk) viste det sig, at selv regulering ved hjælp af målinger fra yderligere seismografiske stationer ikke er nok til at udelukke inducerede jordskælv. Provoceret af driften af ​​en geotermisk station fandt Pohang jordskælvet sted den 15. november 2017 med en styrke på 5,4 enheder, 135 mennesker blev såret og 1.700 blev efterladt hjemløse.

Hvordan Mutnovskaya GeoPP blev bygget

Og hvordan udnyttes mulighederne for geotermisk energi i Rusland? Tilbage i tresserne af det sidste århundrede var USSR's hovedproblem ikke mangel på ressourcer, men vanskeligheden ved at levere energi på tværs af store territorier. Sovjetiske videnskabsmænd foreslog modige og uventede projekter: at vende de nordlige floder mod syd ved at bruge energien fra havvande og aktive vulkaner.

Den første vellykkede løsning til brug af alternativ energi var opførelsen af ​​Pauzhetskaya geotermiske station i Kamchatka. Dens kapacitet var nok til at betjene de nærliggende landsbyer: Ozernovsky, Shumny, Pauzhetka og fiskekonservesfabrikker i området. Energikilderne var vulkanerne Kambalny og Koshelev.

Desuden. I 1987 blev dekretet fra CPSU's centralkomité "Om den omfattende udvikling af den økonomiske region i Fjernøsten" udstedt. Dokumentet præciserer vigtigheden af ​​Kamchatkas geotermiske ressourcer. Der er truffet beslutning om at bygge og sætte i drift inden 1997 Mutnovskaya GeoTPP med en kapacitet på 50.000 kW. Det er planen at øge stationens kapacitet i 1998 til 200.000 kW.

Planerne gik ikke i opfyldelse. Sovjetunionen brød sammen. For at gennemføre projektet til opførelse af en geotermisk station i Kamchatka i 1994 blev JSC "Geoterm" oprettet. Den første fase af Mutnovskaya GeoPP blev først sat i drift i 2001. Efter lanceringen af ​​den anden enhed i 2002 nåede stationen sin driftskapacitet på 50 MW. Til dato er tre trin af kraftenheder, fem turbiner blevet sat i drift, hvilket gør det muligt for anlægget at fungere stabilt og generere billig elektricitet.

I alt blev der boret omkring 90 brønde på MGES-1's territorium. For at opretholde kapaciteten i 2008 blev en fungerende brønd Geo-1 sat i drift. Sammen med Verkhne-Mutnovskaya GTPP leverer stationerne elektricitet til mere end en tredjedel af Kamchatka-territoriet.

Fejl

• oversvømmelse
  agerjord

• bygning
  udføres kun hvor der er store
  vand energireserver

• på den
  bjergfloder er farlige på grund af det høje
  områders seismicitet

• forkortet
  og uregulerede udledninger af vand fra
  reservoirer i 10-15 dage (op til deres
  fravær), føre til omstruktureringen
  unikke flodsletteøkosystemer
  i hele flodlejet, som følge heraf forurening
  floder, reduktion af fødekæder,
  fald i fisketal, eliminering
  hvirvelløse vanddyr,
  øger komponenternes aggressivitet
  myg (myg) på grund af underernæring på
  larvestadier, forsvinden af ​​steder
  ynglepladser for mange arter af træk
  fugle, utilstrækkelig fugtning af flodsletten
  jord, negative plantefølger
  (fytomasseudtømning), fluxreduktion
  næringsstoffer ud i havene.

Solrig
kraftværk —
ingeniørbygningsbetjening
omdanne solstråling til
elektrisk energi. måder
omdannelse af solstråling
er forskellige og afhænger af designet
kraftværker

Hvor er Mutnovskaya geotermiske station

Mutnovskaya Sopka er et komplekst vulkansk massiv. Dens højde er 2323 m over havets overflade. På skråningerne er der forskellige former for moderne gas-hydrotermisk aktivitet. Her, ved foden af ​​vulkanen, 116 km fra byen Petropavlovsk-Kamchatsky, ligger Mutnovskaya GeoPP. Ifølge geologisk udforskning er der en rig geotermisk aflejring her, dens reserver er anslået til omkring 300 MW.

Hvilken tilstand fungerer det i?

Et højt niveau af automatisering gør det muligt at betjene udstyret af et minimum antal personale. Kontrolcentret vedligeholder 24-timers overvågning af instrumenter, der nøjagtigt angiver mængden og kvaliteten af ​​vand, damp og energi output.

Medarbejderne arbejder på turnus. Ændringen varer 15 dage. Vejen til stationen går gennem Mutnovsky-passet, nogle gange dækket af sne selv i juli, så der er personaleforsinkelser i et par dage på vejen.

Et komfortabelt hostel er blevet bygget til arbejdere inden for en tyve minutters gang. Der er afslapningsrum, fitnesscenter, bibliotek, sauna, swimmingpool. Interessante fakta om Mutnovskaya GeoPP

Hvorfor er omgivelserne i Mutnovskaya Sopka attraktive?

Kamchatka er et turistparadis, stederne er lidt berejste og sindssygt smukke. Omgivelserne ved Mutnovsky-vulkanen er især populære blandt turister. Rejsende er tiltrukket her af en bekvem beliggenhed 120 km fra Petropavlovsk-Kamchatsky og vejen, omgivet af maleriske bakker og vulkaner, tætte skove og hurtige floder. Flere udsigtsplatforme tilbyder fremragende udsigt over Vilyuchinskaya Sopka, hvis højde er 2175 meter.

Lokale jordegern, torbaganer, ræve suser rundt her, og på bakkernes skråninger er konturerne af brune bjørne ofte synlige. Der er bjørne og langs bredden af ​​floderne, de fester sig med fisk!

Historie

I 1817 udviklede grev François de Larderel en teknologi til opsamling af damp fra naturlige geotermiske kilder.
I det 20. århundrede førte efterspørgslen efter elektricitet til fremkomsten af ​​projekter til at skabe kraftværker, der bruger jordens indre varme.
Den person, der testede den første geotermiske generator, var Piero Ginori Conti. Det skete den 4. juli 1904 i den italienske by Larderello. Generatoren var i stand til at tænde fire elektriske pærer. Senere, i 1911, blev verdens første geotermiske kraftværk bygget i samme landsby, og det er stadig i drift. I 1920'erne blev der bygget eksperimentelle generatorer i Beppu (Japan) og Californiens gejsere, men Italien var indtil 1958 verdens eneste industrielle producent af geotermisk elektricitet.

Top fem lande inden for geotermisk energiproduktion, 1980-2012 (US EIA)

GeoPP-kapacitetsvækst i år

I 1958, da Wairakei-kraftværket blev sat i drift, blev New Zealand den anden store industrielle producent af geotermisk elektricitet. Wairakei var den første station af den indirekte type. I 1960 begyndte Pacific Gas and Electric at drive det første succesrige geotermiske kraftværk i USA på gejsere i Californien.
Det første binære geotermiske kraftværk blev først demonstreret i 1967 i Sovjetunionen og derefter introduceret til USA i 1981 efter energikrisen i 1970'erne og store ændringer i lovgivningspolitikken. Denne teknologi gør det muligt at bruge en meget lavere temperatur til elproduktion end tidligere. I 2006 lancerede China Hot Springs, Alaska, et binært kredsløbsanlæg, der producerer elektricitet ved en rekordlav væsketemperatur på 57°C.
Indtil for nylig blev geotermiske kraftværker udelukkende bygget, hvor der var højtemperatur geotermiske kilder nær overfladen. Fremkomsten af ​​binære kredsløbskraftværker og forbedringer i bore- og produktionsteknologi kan føre til fremkomsten af ​​geotermiske kraftværker over et meget bredere geografisk område.Demonstrationskraftværker er placeret i den tyske by Landau in der Pfalz og den franske by Soultz-sous-Foret, mens tidligere arbejde i Basel i Schweiz blev lukket, efter at det forårsagede jordskælv. Andre demonstrationsprojekter er under udvikling i Australien, Storbritannien og USA.

Den termiske effektivitet af geotermiske kraftværker er lav - omkring 7-10%, da geotermiske væsker har en lavere temperatur end damp fra kedler. Ifølge termodynamikkens love begrænser denne lave temperatur effektiviteten af ​​varmemotorer til at udvinde brugbar energi til at generere elektricitet. Spildvarme går til spilde, medmindre den kan bruges direkte, fx i drivhuse eller fjernvarme. Systemeffektivitet påvirker ikke driftsomkostningerne, som det ville gøre for et kul- eller andet fossilt brændstofanlæg, men det er en faktor i anlæggets levedygtighed. For at producere mere energi, end pumperne bruger, kræves geotermiske højtemperaturkilder og specialiserede termiske cyklusser for at generere elektricitet. Da geotermisk energi er konstant over tid, i modsætning til for eksempel vind- eller solenergi, kan dens effektfaktor være ret stor – helt op til 96 %.