Koje su ekološke prednosti geotermalne elektrane u odnosu na elektranu na ugljen Navedite dvije prednosti

Koje su značajke dizajna Mutnovskaya GeoPP

Gore opisani nedostaci su lišeni binarnog ciklusa. U ovom slučaju, geotermalna voda u izmjenjivačima topline se zagrijava rashladnom tekućinom s relativno niskim ključanjem. Turbina se vrti u zatvorenom ciklusu. Proizlaziti:

• emisije štetnih tvari u atmosferu svedene su na minimum;
• veća učinkovitost postrojenja;
• mogućnost korištenja temperature vode ispod 100 ° C.

Princip rada vezan za binarni blok predložili su projektanti Mutnovskaya GeoPP (JSC Geoterm). Potrebu za takvim tehničkim rješenjem diktirala je analiza rada GTE Verkhne-Mutnovskaya. Na postaji nije korištena velika količina separatora s temperaturom od 150°C (oko 1000 tona na sat) te je pumpana natrag u spremnik.

Racionalno korištenje viška topline omogućit će dobivanje više od 13 MW električne energije bez privlačenja dodatnih resursa za bušenje geotermalnih bušotina i vađenje nosača topline.

Trenutno se elektrana MGES-a sastoji od dva kruga. U prvom radnom fluidu nalazi se geotermalna rashladna tekućina. Iz njega para i separator ulaze u ekspander. U drugom krugu koristi se organski radni fluid.

Koji su principi rada hidrotermalne stanice

Kako se toplina unutar zemljine kore može pretvoriti u električnu energiju? Proces se temelji na prilično jednostavnim koracima. Voda se crpi pod zemljom kroz poseban injekcioni bunar. Formira se svojevrsni podzemni bazen, koji djeluje kao izmjenjivač topline. Voda u njemu se zagrijava i pretvara u paru, koja se kroz proizvodni bunar dovodi do lopatica turbine spojenih na osovinu generatora. Uz vanjsku jednostavnost procesa, u praksi se javljaju operativni problemi:

• geotermalnu vodu potrebno je pročistiti od otopljenih plinova koji uništavaju cijevi i negativno utječu na okoliš;
• visoka točka vrelišta vode dovodi do gubitka dijela energije s kondenzatom.

Stoga inženjeri razvijaju nove sheme, svaka stanica ima svoje značajke dizajna.

Bilješke

1. ↑ Kiril Degtjarev. (veza nedostupna). Rusko geografsko društvo (24. listopada 2011.). Preuzeto 1. studenog 2012.
2. , s. 18, 98.
3. , s. 16-17 (prikaz, stručni).
4. ↑
5. ↑
6. . Habrahabr (30.04.2018). Preuzeto 3. rujna 2019.
7. L. A. Ogurečnikov. . №11 (31). Alternativna energija i ekologija (2005). Preuzeto 1. studenog 2012.
8. . časopis Energosvet. Preuzeto 1. studenog 2012.
9. V. A. Butuzov, G. V. Tomarov, V. Kh. Shetov. . časopis "Ušteda energije" (br. 3 2008). Preuzeto 1. studenog 2012.
10. VSN 56-87 "Geotermalna opskrba toplinom i hladnoćom stambenih i javnih zgrada i građevina"

Geotermalne stanice u Rusiji

Geotermalna energija, uz ostale vrste "zelene" energije, stalno se razvija na području naše države. Prema znanstvenicima, unutarnja energija planeta tisućama je puta veća od količine energije sadržane u prirodnim rezervama tradicionalnih goriva (nafta, plin).

U Rusiji uspješno rade geotermalne stanice, a to su:

Pauzhetskaya GeoPP

Nalazi se u blizini sela Pauzhetka na poluotoku Kamčatka. Pušten u rad 1966. godine.
Tehnički podaci:

1. Električna snaga - 12,0 MW;
2. Godišnji volumen proizvedene električne energije iznosi 124,0 milijuna kWh;
3. Broj pogonskih jedinica - 2.

U tijeku su radovi na rekonstrukciji, zbog čega će se električna snaga povećati na 17,0 MW.

Verkhne-Mutnovskaya Pilot GeoPP

Nalazi se na teritoriji Kamčatke. Puštena je u rad 1999. godine.
Tehnički podaci:

1. Električna snaga - 12,0 MW;
2. Godišnji volumen proizvedene električne energije iznosi 63,0 milijuna kWh;
3. Broj pogonskih jedinica - 3.

Mutnovskaya GeoPP

Najveća elektrana te vrste. Nalazi se na teritoriji Kamčatke. Puštena je u rad 2003. godine.
Tehnički podaci:

1. Električna snaga - 50,0 MW;
2. Godišnji volumen proizvedene električne energije iznosi 350,0 milijuna kWh;
3. Broj pogonskih jedinica - 2.

Ocean GeoPP

Nalazi se u regiji Sahalin. Puštena u rad 2007.
Tehnički podaci:

1. Električna snaga - 2,5 MW;
2. Broj energetskih modula - 2.

Mendelejevska GeoTPP

Smješten na otoku Kunashir. Puštena u rad 2000. godine.

Tehnički podaci:

1. Električna snaga - 3,6 MW;
2. Toplinska snaga - 17 Gcal / sat;
3. Broj energetskih modula - 2.

Stanica je trenutno u dogradnji, nakon čega će kapacitet biti 7,4 MW.

Koje su glavne prednosti i nedostaci geotermalne energije

Ova metoda dobivanja energije ima niz očitih prednosti.

1. GeoPP-ima nije potrebno gorivo čije su rezerve ograničene.
2. Svi operativni troškovi svode se na troškove reguliranog rada na planiranoj zamjeni sastavnih dijelova.
3. Ne zahtijevaju dodatnu energiju za tehnološke potrebe. Dodatna oprema se napaja iz izvađenih resursa.
4. Usput je moguće desalinirati morsku vodu (ako se stanica nalazi na obali mora)
5. Uvjetno se smatra ekološki prihvatljivim. Budući da je najveći dio nedostataka vezan za ekološku prihvatljivost objekata.

Ako pažljivo pogledate fotografije hidrotermalne stanice Mutnovskaya, bit ćete iznenađeni. Bez prljavštine i čađe, uredni čisti trupovi s oblacima bijele pare. Ali nije sve tako divno. Geotermalne elektrane imaju svoje nedostatke.

1. Kada se nalaze u blizini naselja, stanovnici su zabrinuti zbog buke koju proizvodi poduzeće.
2. Sama izgradnja stanice je skupa. A to utječe na cijenu konačnog proizvoda.
3. Teško je unaprijed predvidjeti što će doći iz bušotine u dubokim slojevima: mineralna voda (ne nužno ljekovita), nafta ili otrovni plin. A to su pitanja javne sigurnosti. Naravno, super je ako geolozi tijekom bušenja naiđu na mineralni sloj. Ali ovo otkriće može potpuno promijeniti način života stanovništva. Stoga lokalne vlasti nerado daju dopuštenje čak ni za izmjere.
4. Postoje poteškoće s odabirom lokacije za budući GeoPP. Uostalom, ako izvor topline s vremenom izgubi svoj energetski potencijal, novac će biti bačen. Osim toga, mogući su kvarovi tla na području stanice.

U Rusiji

Mutnovskaya GeoPP

U SSSR-u je prva geotermalna elektrana izgrađena 1966. godine na Kamčatki, u dolini rijeke Pauzhetke. Njegova snaga je 12 MW.

Dana 29. prosinca 1999. godine puštena je u rad Verkhne-Mutnovskaya GeoPP na ležištu termalne vode Mutnovsky s instaliranom snagom od 12 MW (za 2004.).

10. travnja 2003. puštena je u rad prva faza GeoPP Mutnovskaya, instalirana snaga za 2007. godinu je 50 MW, planirana snaga stanice je 80 MW, a proizvodnja u 2007. iznosi 360,687 milijuna kWh. Stanica je potpuno automatizirana.

2002. - prvi start-up kompleks Mendeleevskaya GeoTPP snage 3,6 MW pušten je u rad kao dio energetskog modula Tuman-2A i infrastrukture stanice.

2007. - puštanje u rad Ocean GeoTPP, koji se nalazi u podnožju vulkana Baransky na otoku Iturup u regiji Sahalin, kapaciteta 2,5 MW. Ime ove elektrane povezano je s neposrednom blizinom Tihog oceana. Godine 2013. dogodila se nesreća na stanici, 2015. stanica je konačno zatvorena.

GeoPP naziv	Instalirani kapacitet na kraju 2010. godine, MW	Proizvodnja u 2010., milijun kWh	Godina unosa prvog bloka	Godina ulaska posljednjeg bloka	Vlasnik	Mjesto
Mutnovskaya	50,0	360,7 (2007)	2003	2003	OJSC "Geoterm"	Kamčatski kraj
Pauzhetskaya	12,0	42,544	1966	2006	OJSC "Geoterm"	Kamčatski kraj
Verkhne-Mutnovskaya	12,0	63.01 (2006.)	1999	2000	OJSC "Geoterm"	Kamčatski kraj
Mendeljejevska	3,6	?	2002	2007	CJSC Energia Yuzhno-Kurilskaya	O. Kunašir
Iznos	77,6	>466,3

Što je geotermalna energija

Prema geofizičarima, temperatura Zemljine jezgre je između 3000 i 6000°C. Pretpostavlja se da na dnu zemljine kore na dubini od 10-15 km temperatura pada na 600-800°C, u oceanima samo 150-200°C. Ali ove temperature su dovoljne za obavljanje posla. Glavni izvori podzemnog grijanja su uran, torij i radioaktivni kalij. Potresi, erupcije stotina vulkana, gejziri svjedoče o snazi ​​unutarnje energije.

Geotermalna se odnosi na toplinsku energiju koja se oslobađa iz unutrašnjosti Zemlje na površinu. Može se koristiti u područjima seizmičke i vulkanske aktivnosti. Gdje se toplina zemlje diže u obliku tople vode i pare, izbijajući u izvorima (gejzirima). Geotermalna energija se učinkovito koristi u sljedećim zemljama: Mađarska, Island, Italija, Meksiko, Novi Zeland, Rusija, Salvador, SAD, Filipini, Japan. Geotermalni izvori se dijele na emitivne

• suha vruća para
• mokra vruća para
• Vruća voda.

Prema procjenama stručnjaka, od 1993. do 2000. proizvodnja električne energije korištenjem geotermalne energije u svijetu se više nego udvostručila. U zapadnom dijelu Sjedinjenih Država, gotovo 200 kuća i farmi grije se toplom vodom iz utrobe Zemlje. Na Islandu se gotovo 80% stambenog fonda zagrijava vodom izvučenom iz geotermalnih bunara u blizini grada Reykjavika.

Prednosti i nedostatci

Prednosti

Glavna prednost geotermalne energije je njena praktična neiscrpnost i potpuna neovisnost o uvjetima okoline, doba dana i godine. Faktor iskorištenosti instaliranih kapaciteta GeoTPP-a može doseći 80%, što je nedostižno za bilo koju drugu alternativnu energiju.

Ekonomska isplativost bunara

Da bi se toplinska energija pretvorila u električnu energiju pomoću neke vrste toplinskog stroja (na primjer, parne turbine), potrebno je da temperatura geotermalne vode bude dovoljno visoka, inače će učinkovitost toplinskog stroja biti preniska ( na primjer, pri temperaturi vode od 40°C i temperaturi okoline od 20°C, učinkovitost idealnog toplinskog motora bit će samo 6%, a učinkovitost pravih strojeva je još niža, osim toga, dio energije će biti utrošen na vlastite potrebe postrojenja, na primjer, na rad pumpi koje pumpaju rashladnu tekućinu iz bušotine i ispumpavaju istrošenu rashladnu tekućinu natrag). Za proizvodnju električne energije preporučljivo je koristiti geotermalnu vodu s temperaturom od 150°C i više. Čak i za grijanje i toplu vodu potrebna je temperatura od najmanje 50°C. Međutim, temperatura Zemlje raste prilično sporo s dubinom, obično je geotermalni gradijent samo 30°C na 1 km, tj. čak i za opskrbu toplom vodom bio bi potreban bunar dubok više od kilometra, a za proizvodnju električne energije nekoliko kilometara. Bušenje takvih dubokih bušotina je skupo, osim toga, pumpanje rashladne tekućine kroz njih također zahtijeva energiju, pa je korištenje geotermalne energije daleko od preporučljive svuda. Gotovo svi veliki GeoPP-ovi nalaze se na mjestima pojačanog vulkanizma - Kamčatka, Island, Filipini, Kenija, Kalifornija itd., gdje je geotermalni gradijent puno veći, a geotermalne vode su blizu površine.

Ekologija nosača topline

Jedan od problema koji se javlja pri korištenju podzemnih termalnih voda je potreba za obnovljivim ciklusom opskrbe (utiskivanja) vode (obično iscrpljene) u podzemni vodonosnik, što zahtijeva potrošnju energije. Termalne vode sadrže veliku količinu soli raznih otrovnih metala (npr. olovo, cink, kadmij), nemetala (npr. bor, arsen) i kemijskih spojeva (amonijak, fenoli), što isključuje ispuštanje ovih voda. u prirodne vodne sustave smještene na površini . Injektiranje otpadnih voda također je potrebno kako tlak u vodonosniku ne bi pao, što će dovesti do smanjenja proizvodnje geotermalne stanice ili njezine potpune nefunkcionalnosti.

Najveći interes su visokotemperaturne termalne vode ili ispusti pare koji se mogu koristiti za proizvodnju električne energije i opskrbu toplinom.

Provociranje potresa

Potres u Pohangu 2017

Ekonomska isplativost infrastrukture za bušenje i bušotine čini nužnim odabir lokacija s velikim geotermalnim gradijentom. Takva se mjesta obično nalaze u seizmički aktivnim zonama. Osim toga, tijekom izgradnje GCC stanice provodi se hidraulička stimulacija stijena, što omogućuje povećanje prijenosa topline rashladne tekućine sa stijenama zbog dodatnih pukotina. Međutim, prema rezultatima studije potresa u Pohangu 2017. (korejski, engleski) pokazalo se da čak ni regulacija korištenjem mjerenja s dodatnih seizmografskih postaja nije dovoljna da isključi inducirane potrese. Isprovociran radom geotermalne stanice, potres u Pohangu dogodio se 15. studenog 2017. godine, magnitude 5,4 jedinice, 135 ljudi je ozlijeđeno, a 1700 je ostalo bez krova nad glavom.

Kako je izgrađen Mutnovskaya GeoPP

A kako se u Rusiji koriste mogućnosti geotermalne energije? Šezdesetih godina prošlog stoljeća glavni problem SSSR-a nije bio nedostatak resursa, već teškoća isporuke energije preko golemih teritorija. Sovjetski znanstvenici predložili su hrabre i neočekivane projekte: okretanje sjevernih rijeka na jug, koristeći energiju morske plime i aktivnih vulkana.

Prvo uspješno rješenje za korištenje alternativne energije bila je izgradnja geotermalne stanice Pauzhetskaya na Kamčatki. Njegov kapacitet bio je dovoljan da opslužuje obližnja sela: Ozernovsky, Shumny, Pauzhetka i tvornice za konzerviranje ribe u tom području. Izvori energije bili su vulkani Kambalny i Koshelev.

Dalje više. Godine 1987. izdana je Uredba Središnjeg komiteta CPSU "O sveobuhvatnom razvoju Dalekoistočne ekonomske regije". Dokument navodi važnost geotermalnih resursa Kamčatke. Donesena je odluka da se do 1997. godine izgradi i pusti u rad GeoTE Mutnovskaya snage 50.000 kW. Planira se povećanje kapaciteta stanice do 1998. godine na 200.000 kW.

Planovi se nisu ostvarili. Sovjetski Savez se raspao. Za provedbu projekta izgradnje geotermalne stanice na Kamčatki 1994. godine stvoreno je JSC "Geoterm". Prva faza GeoPP-a Mutnovskaya puštena je u rad tek 2001. godine. Nakon puštanja u rad drugog bloka 2002. godine, stanica je dostigla radni kapacitet od 50 MW. Do danas su u pogon puštene tri faze agregata, pet turbina, što omogućuje stabilan rad postrojenja i proizvodnju jeftine električne energije.

Ukupno je na području MGES-1 izbušeno oko 90 bušotina. Za održavanje kapaciteta u 2008. godini puštena je u rad radna bušotina Geo-1. Zajedno s GTPP Verkhne-Mutnovskaya, stanice opskrbljuju električnom energijom više od trećine teritorija Kamčatke.

Nedostaci

• poplava
  Obradivo tlo

• zgrada
  provodi samo tamo gdje su velike
  rezerve vodene energije

• na
  planinske rijeke opasne su zbog visokih
  seizmičnost područja

• skraćeno
  te neregulirana ispuštanja vode iz
  rezervoara 10-15 dana (do njihove
  odsutnost), dovode do restrukturiranja
  jedinstveni poplavni ekosustavi
  u cijelom koritu, kao rezultat, zagađenje
  rijeke, smanjenje lanaca ishrane,
  pad broja riba, eliminacija
  vodene životinje beskralježnjaka,
  povećanje agresivnosti komponenti
  mušice (mušice) zbog pothranjenosti na
  larvalne faze, nestanak mjesta
  gnijezdilišta mnogih vrsta selica
  ptice, nedovoljno vlaženje poplavne ravnice
  tla, negativne biljne sukcesije
  (smanjenje fitomase), smanjenje toka
  hranjive tvari u oceane.

Sunčano
elektrana —
inženjering zgrada serving
pretvaranje sunčevog zračenja u
električna energija. Načini
pretvorba sunčevog zračenja
razlikuju se i ovise o dizajnu
elektrane

Gdje se nalazi geotermalna stanica Mutnovskaya

Mutnovskaya Sopka je složeni vulkanski masiv. Njegova visina je 2323 m nadmorske visine. Na obroncima postoje različiti oblici suvremene plinsko-hidrotermalne aktivnosti. Ovdje, u podnožju vulkana, 116 km od grada Petropavlovsk-Kamchatsky, nalazi se Mutnovskaya GeoPP. Prema geološkim istraživanjima, ovdje se nalazi bogato geotermalno ležište čije se rezerve procjenjuju na oko 300 MW.

U kojem načinu radi?

Visoka razina automatizacije omogućuje upravljanje opremom minimalnom broju osoblja. Kontrolni centar održava 24-satno praćenje instrumenata koji točno pokazuju količinu i kvalitetu vode, pare i energije.

Zaposlenici rade rotacijski. Promjena traje 15 dana. Put do stanice prolazi kroz Mutnovsky Pass, ponekad prekriven snijegom čak iu srpnju, tako da na putu dolazi do nekoliko dana kašnjenja osoblja.

Za radnike je izgrađen udoban hostel na dvadesetak minuta hoda. Tu je soba za opuštanje, teretana, knjižnica, sauna, bazen. Zanimljive činjenice o Mutnovskaya GeoPP

Zašto je okolica Mutnovskaya Sopka privlačna?

Kamčatka je turistički raj, mjesta se malo putuju i ludo lijepa. Okolina vulkana Mutnovsky posebno je popularna među turistima. Putnike ovdje privlači pogodna lokacija 120 km od Petropavlovsk-Kamčatskog i ceste, okružena slikovitim brdima i vulkanima, gustim šumama i brzim rijekama. Nekoliko platformi za gledanje pruža izvrstan pogled na Viljučinsku sopku, čija je visina 2175 metara.

Lokalne vjeverice, torbagani, lisice švrljaju ovdje, a na obroncima brežuljaka često su vidljivi obrisi smeđih medvjeda. Ima medvjeda i uz obale rijeka, guštaju ribom!

Priča

Godine 1817. grof François de Larderel razvio je tehnologiju za prikupljanje pare iz prirodnih geotermalnih izvora.
U 20. stoljeću potražnja za električnom energijom dovela je do pojave projekata za stvaranje elektrana koje koriste unutarnju toplinu Zemlje.
Osoba koja je testirala prvi geotermalni generator bio je Piero Ginori Conti. Dogodilo se to 4. srpnja 1904. u talijanskom gradu Larderellu. Generator je uspješno upalio četiri električne žarulje. Kasnije, 1911. godine, u istom je selu izgrađena prva geotermalna elektrana na svijetu, koja još uvijek radi. Dvadesetih godina prošlog stoljeća izgrađeni su eksperimentalni generatori u Beppu (Japan) i kalifornijskim gejzirima, ali Italija je bila jedini industrijski proizvođač geotermalne električne energije na svijetu do 1958. godine.

Pet najboljih zemalja u proizvodnji geotermalne energije, 1980. – 2012. (US EIA)

Rast kapaciteta GeoPP-a po godinama

Godine 1958., kada je puštena u rad elektrana Wairakei, Novi Zeland je postao drugi veliki industrijski proizvođač geotermalne električne energije. Wairakei je bila prva postaja neizravnog tipa. Godine 1960. Pacific Gas and Electric je započeo s radom prve uspješne geotermalne elektrane u Sjedinjenim Državama na gejzirima u Kaliforniji.
Prva binarna geotermalna elektrana prvi put je demonstrirana 1967. u Sovjetskom Savezu, a zatim je predstavljena u SAD-u 1981., nakon energetske krize 1970-ih i velikih promjena u regulatornoj politici. Ova tehnologija omogućuje korištenje mnogo niže temperature za proizvodnju energije nego prije. Godine 2006. China Hot Springs na Aljasci pokrenuo je elektranu binarnog ciklusa koja proizvodi električnu energiju na rekordno niskoj temperaturi tekućine od 57°C.
Donedavno su se geotermalne elektrane gradile isključivo tamo gdje su blizu površine postojali visokotemperaturni geotermalni izvori. Pojava elektrana binarnog ciklusa i poboljšanja tehnologije bušenja i proizvodnje mogli bi dovesti do pojave geotermalnih elektrana u mnogo širem geografskom rasponu.Pokazne elektrane nalaze se u njemačkom gradu Landau in der Pfalz i francuskom gradu Soultz-sous-Foret, dok je raniji rad u Baselu u Švicarskoj bio zatvoren nakon što je izazvao potres. Ostali demonstracijski projekti su u razvoju u Australiji, Ujedinjenom Kraljevstvu i Sjedinjenim Američkim Državama.

Toplinska učinkovitost geotermalnih elektrana je niska - oko 7-10%, budući da geotermalni fluidi imaju nižu temperaturu od pare iz kotlova. Prema zakonima termodinamike, ova niska temperatura ograničava učinkovitost toplinskih motora u izdvajanju korisne energije za proizvodnju električne energije. Otpadna toplina se gubi osim ako se ne može koristiti izravno, kao što je u staklenicima ili daljinskom grijanju. Učinkovitost sustava ne utječe na operativne troškove kao što bi to bilo za elektranu na ugljen ili druga fosilna goriva, ali je čimbenik održivosti postrojenja. Za proizvodnju više energije nego što crpke troše, za proizvodnju električne energije potrebni su visokotemperaturni geotermalni izvori i specijalizirani toplinski ciklusi. Budući da je geotermalna energija konstantna tijekom vremena, za razliku od, primjerice, energije vjetra ili sunca, njezin faktor snage može biti prilično velik – do 96%.