Wat zijn de milieuvoordelen van een aardwarmtecentrale ten opzichte van een kolencentrale Noem twee voordelen:

Wat zijn de ontwerpkenmerken van de Mutnovskaya GeoPP

De hierboven beschreven nadelen zijn verstoken van een binaire cyclus. In dit geval wordt het geothermische water in de warmtewisselaars verwarmd door een relatief laagkokend koelmiddel. De turbine draait op in een gesloten cyclus. Resultaat:

• emissies van schadelijke stoffen in de atmosfeer worden geminimaliseerd;
• hogere plantefficiëntie;
• het vermogen om watertemperaturen onder 100 ° C te gebruiken.

Het werkingsprincipe met betrekking tot het binaire blok werd voorgesteld door de ontwerpers van de Mutnovskaya GeoPP (JSC Geoterm). De behoefte aan een dergelijke technische oplossing werd bepaald door de analyse van de werking van de Verkhne-Mutnovskaya GTPP. Op het station werd een grote hoeveelheid separaat met een temperatuur van 150°C (ongeveer 1000 ton per uur) niet gebruikt en terug in de tank gepompt.

Rationeel gebruik van overtollige warmte maakt het mogelijk om meer dan 13 MW elektriciteit te verkrijgen zonder extra middelen aan te trekken voor het boren van geothermische bronnen en het winnen van warmtedragers.

Momenteel bestaat de energiecentrale van de MGES uit twee circuits. In de eerste werkvloeistof zit een geothermische koelvloeistof. Hieruit komen stoom en een afscheider de expander binnen. In het tweede circuit wordt een organische werkvloeistof gebruikt.

Wat zijn de werkingsprincipes van een hydrothermisch station?

Hoe kan warmte in de aardkorst worden omgezet in elektrische energie? Het proces is gebaseerd op vrij eenvoudige stappen. Via een speciale injectieput wordt water onder de grond gepompt. Er ontstaat een soort ondergronds zwembad dat als warmtewisselaar fungeert. Het water daarin warmt op en verandert in stoom, die via een productieput naar de op de generatoras aangesloten turbinebladen wordt gevoerd. Met de externe eenvoud van het proces doen zich in de praktijk operationele problemen voor:

• geothermisch water moet worden gezuiverd van opgeloste gassen die leidingen vernietigen en het milieu negatief beïnvloeden;
• het hoge kookpunt van water leidt tot het verlies van een deel van de energie met condensaat.

Daarom ontwikkelen ingenieurs nieuwe schema's, elk station heeft zijn eigen ontwerpkenmerken.

Opmerkingen:

1. ↑ Kirill Degtyarev. (niet beschikbare link). Russische Geografische Vereniging (24 oktober 2011). Ontvangen 1 november 2012.
2. , Met. 18, 98.
3. , Met. 16-17.
4. ↑
5. ↑
6. . habrahabr (30.04.2018). Ontvangen 3 september 2019.
7. L.A. Ogurechnikov. . №11 (31). Alternatieve energie en ecologie (2005). Ontvangen 1 november 2012.
8. . Energosvet tijdschrift. Ontvangen 1 november 2012.
9. V.A. Butuzov, G.V. Tomarov, V. Kh. Shetov. . tijdschrift "Energiebesparing" (nr. 3 2008). Ontvangen 1 november 2012.
10. VSN 56-87 "Geothermische warmte- en koudevoorziening van woningen en openbare gebouwen en constructies"

Geothermische stations in Rusland

Geothermische energie, samen met andere soorten "groene" energie, ontwikkelt zich gestaag op het grondgebied van onze staat. Volgens wetenschappers is de interne energie van de planeet duizenden keren groter dan de hoeveelheid energie in natuurlijke reserves van traditionele brandstoffen (olie, gas).

In Rusland werken geothermische stations met succes, dit zijn:

Pauzhetskaya GeoPP

Gelegen nabij het dorp Pauzhetka op het schiereiland Kamtsjatka. In 1966 in gebruik genomen.
Specificaties:

1. Elektrisch vermogen - 12,0 MW;
2. De jaarlijkse hoeveelheid opgewekte elektrische energie is 124,0 miljoen kWh;
3. Aantal vermogenseenheden - 2.

Er zijn verbouwingswerken aan de gang, waardoor het elektrisch vermogen zal toenemen tot 17,0 MW.

Verkhne-Mutnovskaya Pilot GeoPP

Gelegen in het Kamtsjatka-gebied. Het werd in 1999 in gebruik genomen.
Specificaties:

1. Elektrisch vermogen - 12,0 MW;
2. De jaarlijkse hoeveelheid opgewekte elektrische energie is 63,0 miljoen kWh;
3. Aantal vermogenseenheden - 3.

Mutnovskaya GeoPP

De grootste energiecentrale in zijn soort. Gelegen in het Kamtsjatka-gebied. Het werd in 2003 in gebruik genomen.
Specificaties:

1. Elektrisch vermogen - 50,0 MW;
2. De jaarlijkse hoeveelheid opgewekte elektrische energie is 350,0 miljoen kWh;
3. Aantal vermogenseenheden - 2.

Oceaan GeoPP

Gelegen in de regio Sachalin. In 2007 in gebruik genomen.
Specificaties:

1. Elektrisch vermogen - 2,5 MW;
2. Aantal voedingsmodules - 2.

Mendelejevskaja GeoTPP

Gelegen op het eiland Kunashir. In 2000 in gebruik genomen.

Specificaties:

1. Elektrisch vermogen - 3,6 MW;
2. Thermisch vermogen - 17 Gcal / uur;
3. Aantal voedingsmodules - 2.

Het station wordt momenteel opgewaardeerd, waarna het vermogen 7,4 MW zal bedragen.

Wat zijn de belangrijkste voor- en nadelen van aardwarmte

Deze methode om energie te verkrijgen heeft een aantal duidelijke voordelen.

1. GeoPP's hebben geen brandstof nodig, waarvan de reserves beperkt zijn.
2. Alle bedrijfskosten worden teruggebracht tot de kosten van gereguleerde werkzaamheden aan de geplande vervanging van onderdelen.
3. Geen extra energie nodig voor technologische behoeften. Extra apparatuur wordt gevoed uit de gewonnen bronnen.
4. Het is mogelijk om onderweg zeewater te ontzilten (als het station aan de zeekust ligt)
5. Voorwaardelijk beschouwd als milieuvriendelijk. Omdat het grootste deel van de tekortkomingen te maken heeft met de milieuvriendelijkheid van objecten.

Als je goed naar de foto's van het hydrothermale station Mutnovskaya kijkt, zul je verrast zijn. Geen vuil en roet, nette schone rompen met wolkjes witte stoom. Maar niet alles is zo geweldig. Geothermische centrales hebben hun nadelen.

1. Wanneer ze zich in de buurt van nederzettingen bevinden, maken bewoners zich zorgen over het geluid dat door de onderneming wordt geproduceerd.
2. Het bouwen van het station zelf is duur. En dit heeft invloed op de kosten van het eindproduct.
3. Het is moeilijk vooraf te voorspellen wat er uit een put in diepe lagen zal komen: mineraalwater (niet noodzakelijk genezend), olie of giftig gas. En dit zijn kwesties van openbare veiligheid. Natuurlijk is het mooi als geologen tijdens het boren op een mineraallaag stuiten. Maar deze ontdekking kan de manier van leven van de bevolking volledig veranderen. Daarom zijn lokale autoriteiten terughoudend om toestemming te geven, zelfs niet voor landmeetkundige werkzaamheden.
4. Er zijn moeilijkheden bij het kiezen van een locatie voor de toekomstige GeoPP. Immers, als de warmtebron na verloop van tijd zijn energiepotentieel verliest, is het geld weggegooid geld. Daarnaast zijn bodemfalen mogelijk in de omgeving van het station.

In Rusland

Mutnovskaya GeoPP

In de USSR werd in 1966 de eerste geothermische energiecentrale gebouwd in Kamtsjatka, in de vallei van de Pauzhetka-rivier. Het vermogen is 12 MW.

Op 29 december 1999 werd de Verkhne-Mutnovskaya GeoPP in gebruik genomen bij het thermaalwaterreservoir van Mutnovsky met een geïnstalleerd vermogen van 12 MW (voor 2004).

Op 10 april 2003 werd de eerste fase van de Mutnovskaya GeoPP in gebruik genomen, de geïnstalleerde capaciteit voor 2007 is 50 MW, de geplande capaciteit van het station is 80 MW en de opwekking in 2007 is 360,687 miljoen kWh. Het station is volledig geautomatiseerd.

2002 - het eerste opstartcomplex Mendeleevskaya GeoTPP met een capaciteit van 3,6 MW werd in gebruik genomen als onderdeel van de Tuman-2A-stroommodule en stationsinfrastructuur.

2007 - ingebruikname van de Ocean GeoTPP, gelegen aan de voet van de Baransky-vulkaan op het eiland Iturup in de regio Sakhalin, met een capaciteit van 2,5 MW. De naam van deze energiecentrale wordt geassocieerd met de nabijheid van de Stille Oceaan. In 2013 vond er een ongeval plaats op het station, in 2015 werd het station definitief gesloten.

GeoPP-naam	Geïnstalleerd vermogen eind 2010, MW	Opwekking in 2010, mln kWh	Jaar van invoer van het eerste blok	Jaar van invoer van het laatste blok	Baasje	Plaats
Moetnovskaja	50,0	360,7 (2007)	2003	2003	OJSC "Geoterm"	Kamtsjatka Kraj
Pauzhetskaya	12,0	42,544	1966	2006	OJSC "Geoterm"	Kamtsjatka Kraj
Verkhne-Moetnovskaja	12,0	63.01 (2006)	1999	2000	OJSC "Geoterm"	Kamtsjatka Kraj
Mendelejevskaja	3,6	?	2002	2007	CJSC Energia Yuzhno-Koerilskaja	O. Kunashir
Som	77,6	>466,3

Wat is aardwarmte?

Volgens geofysici ligt de temperatuur in de kern van de aarde tussen de 3.000 en 6.000°C. Aangenomen wordt dat op de bodem van de aardkorst op een diepte van 10-15 km de temperatuur daalt tot 600-800°C, in de oceanen slechts 150-200°C. Maar deze temperaturen zijn voldoende om het werk te doen. De belangrijkste bronnen van bodemverwarming zijn uranium, thorium en radioactief kalium. Aardbevingen, uitbarstingen van honderden vulkanen, geisers getuigen van de kracht van interne energie.

Geothermie verwijst naar de warmte-energie die vrijkomt uit het binnenste van de aarde naar het oppervlak. Het kan worden gebruikt in gebieden met seismische en vulkanische activiteit. Waar de hitte van de aarde opstijgt in de vorm van heet water en stoom, uitbarstend in stromende bronnen (geisers). Geothermische energie wordt effectief gebruikt in de volgende landen: Hongarije, IJsland, Italië, Mexico, Nieuw-Zeeland, Rusland, El Salvador, VS, Filippijnen, Japan. Geothermische bronnen worden ingedeeld in emissie

• droge hete stoom
• natte hete stoom
• heet water.

Volgens deskundigen is de productie van elektriciteit met aardwarmte tussen 1993 en 2000 wereldwijd meer dan verdubbeld. In het westen van de Verenigde Staten worden bijna 200 huizen en boerderijen verwarmd door warm water uit de ingewanden van de aarde. In IJsland wordt bijna 80% van de woningvoorraad verwarmd door water dat wordt gewonnen uit geothermische bronnen in de buurt van de stad Reykjavik.

Voor-en nadelen

Voordelen:

Het belangrijkste voordeel van geothermische energie is de praktische onuitputtelijkheid en volledige onafhankelijkheid van omgevingsomstandigheden, tijd van de dag en het jaar. De geïnstalleerde capaciteitsbenuttingsfactor van GeoTPP kan oplopen tot 80%, wat onbereikbaar is voor andere alternatieve energiebronnen.

Economische haalbaarheid van putten

Om thermische energie om te zetten in elektrische energie met behulp van een soort warmtemotor (bijvoorbeeld een stoomturbine), is het noodzakelijk dat de temperatuur van het geothermische water hoog genoeg is, anders wordt het rendement van de warmtemotor te laag ( bijvoorbeeld bij een watertemperatuur van 40 ° C en een omgevingstemperatuur van 20 ° C zal het rendement van een ideale warmtemotor slechts 6% zijn, en het rendement van echte machines is zelfs nog lager, bovendien zal een deel van de energie worden besteed aan de eigen behoeften van de fabriek, bijvoorbeeld aan de werking van pompen die koelvloeistof uit de put pompen en de verbruikte koelvloeistof terugpompen). Om elektriciteit op te wekken is het aan te raden aardwarmte te gebruiken met een temperatuur van 150°C en hoger. Ook voor verwarming en warm water is een temperatuur van minimaal 50°C vereist. De temperatuur van de aarde neemt echter vrij langzaam toe met de diepte, meestal is de geothermische gradiënt slechts 30°C per 1 km, d.w.z. zelfs voor warmwatervoorziening zou een put van meer dan een kilometer diep nodig zijn, en voor elektriciteitsopwekking enkele kilometers. Het aanboren van dergelijke diepe putten is duur, daarnaast kost het pompen van de koelvloeistof er ook energie door, dus het gebruik van aardwarmte is lang niet overal aan te raden. Bijna alle grote GeoPP's bevinden zich op plaatsen met verhoogd vulkanisme - Kamtsjatka, IJsland, de Filippijnen, Kenia, Californië, enz., Waar de geothermische gradiënt veel hoger is en geothermische wateren zich dicht bij het oppervlak bevinden.

Warmtedrager ecologie

Een van de problemen die zich voordoen bij het gebruik van ondergronds thermaal water is de noodzaak van een hernieuwbare toevoercyclus (injectie) van water (meestal uitgeput) in de ondergrondse watervoerende laag, wat energieverbruik vereist. Thermaal water bevat een grote hoeveelheid zouten van verschillende giftige metalen (bijvoorbeeld lood, zink, cadmium), niet-metalen (bijvoorbeeld boor, arseen) en chemische verbindingen (ammoniak, fenolen), waardoor lozing van deze wateren uitgesloten is in natuurlijke watersystemen aan de oppervlakte. De injectie van afvalwater is ook nodig zodat de druk in de aquifer niet daalt, wat zal leiden tot een afname van de productie van een geothermiestation of de volledige onbruikbaarheid ervan.

Van het grootste belang zijn thermaal water op hoge temperatuur of stoomafvoeren die kunnen worden gebruikt voor elektriciteitsopwekking en warmtevoorziening.

Aardbevingen veroorzaken

Pohang-aardbeving 2017

De economische haalbaarheid van boor- en putinfrastructuur noopt tot het kiezen van locaties met een groot aardwarmteverloop. Dergelijke plaatsen bevinden zich meestal in seismisch actieve zones. Bovendien wordt tijdens de bouw van het GCC-station hydraulische stimulatie van de rotsen uitgevoerd, wat het mogelijk maakt om de warmteoverdracht van het koelmiddel met de rotsen te vergroten door extra scheuren. Volgens de resultaten van de studie van de aardbeving in Pohang in 2017 (Koreaans, Engels), bleek echter dat zelfs regulering met behulp van metingen van extra seismografische stations niet voldoende is om geïnduceerde aardbevingen uit te sluiten. Uitgelokt door de werking van een geothermisch station, vond de aardbeving in Pohang plaats op 15 november 2017, met een kracht van 5,4 eenheden, 135 mensen raakten gewond en 1.700 werden dakloos.

Hoe de Mutnovskaya GeoPP werd gebouwd

En hoe worden de mogelijkheden van aardwarmte benut in Rusland? In de jaren zestig van de vorige eeuw was het grootste probleem van de USSR niet een gebrek aan middelen, maar de moeilijkheid om energie over uitgestrekte gebieden te leveren. Sovjetwetenschappers stelden gewaagde en onverwachte projecten voor: de noordelijke rivieren naar het zuiden draaien, gebruikmakend van de energie van zeegetijden en actieve vulkanen.

De eerste succesvolle oplossing voor het gebruik van alternatieve energie was de bouw van het geothermische station Pauzhetskaya in Kamtsjatka. De capaciteit was voldoende om de nabijgelegen dorpen te bedienen: Ozernovsky, Shumny, Pauzhetka en visconservenfabrieken in het gebied. De energiebronnen waren de vulkanen Kambalny en Koshelev.

Verder. In 1987 werd het decreet van het Centraal Comité van de CPSU "Over de alomvattende ontwikkeling van de economische regio in het Verre Oosten" uitgevaardigd. Het document beschrijft het belang van de geothermische bronnen van Kamtsjatka. Er wordt besloten om tegen 1997 de Mutnovskaya GeoTPP met een vermogen van 50.000 kW te bouwen en in gebruik te nemen. Het is de bedoeling om de capaciteit van het station tegen 1998 te verhogen tot 200.000 kW.

De plannen kwamen niet uit. De Sovjet-Unie viel uiteen. Om het project voor de bouw van een geothermisch station in Kamchatka in 1994 uit te voeren, werd JSC "Geoterm" opgericht. De eerste fase van de Mutnovskaya GeoPP werd pas in 2001 in gebruik genomen. Na de lancering van de tweede eenheid in 2002 bereikte het station zijn operationele capaciteit van 50 MW. Tot op heden zijn drie fasen van krachtbronnen en vijf turbines in gebruik genomen, waardoor de fabriek stabiel kan werken en goedkope elektriciteit kan opwekken.

In totaal zijn er ongeveer 90 putten geboord op het grondgebied van MGES-1. Om de capaciteit in 2008 op peil te houden, is een werkende bron Geo-1 in gebruik genomen. Samen met de Verkhne-Mutnovskaya GTPP leveren de stations elektriciteit aan meer dan een derde van het Kamtsjatka-gebied.

Gebreken

• overstroming
  bouwland

• gebouw
  alleen uitgevoerd waar er grote
  water energiereserves

• op de
  bergrivieren zijn gevaarlijk vanwege de hoge
  seismiciteit van gebieden

• afgekort
  en ongereguleerde lozingen van water uit
  reservoirs gedurende 10-15 dagen (tot hun
  afwezigheid), leiden tot de herstructurering
  unieke ecosystemen in de uiterwaarden
  in de hele rivierbedding, met als gevolg vervuiling
  rivieren, vermindering van voedselketens,
  afname van het aantal vissen, eliminatie
  ongewervelde waterdieren,
  verhoging van de agressiviteit van de componenten
  muggen (muggen) door ondervoeding aan
  larvale stadia, verdwijning van plaatsen
  broedplaatsen voor vele soorten trekvogels
  vogels, onvoldoende bevochtiging van de uiterwaarden
  bodems, negatieve plantenopvolgingen
  (afbraak van fytomassa), fluxreductie
  voedingsstoffen in de oceanen.

Zonnig
elektriciteitscentrale —
technisch gebouw dienen
zonnestraling omzetten in
elektrische energie. Manieren
omzetting van zonnestraling
zijn verschillend en zijn afhankelijk van het ontwerp
energiecentrales

Waar is het geothermische station Mutnovskaya?

Mutnovskaya Sopka is een complex vulkanisch massief. De hoogte is 2323 m boven zeeniveau. Op de hellingen zijn er verschillende vormen van moderne gas-hydrothermische activiteit. Hier, aan de voet van de vulkaan, op 116 km van de stad Petropavlovsk-Kamchatsky, bevindt zich de Mutnovskaya GeoPP. Volgens geologische verkenning is hier een rijke geothermische afzetting, de reserves worden geschat op ongeveer 300 MW.

In welke modus werkt het?

Door een hoge mate van automatisering kan de apparatuur door een minimum aan personeel worden bediend. Het controlecentrum houdt 24 uur per dag toezicht op instrumenten die nauwkeurig de hoeveelheid en kwaliteit van water, stoom en energie-output aangeven.

Medewerkers werken op roulatiebasis. De wijziging duurt 15 dagen. De weg naar het station loopt door de Mutnovsky-pas, die zelfs in juli soms met sneeuw bedekt is, waardoor het personeel een paar dagen vertraging oploopt.

Op twintig minuten lopen is een comfortabel hostel gebouwd voor arbeiders. Er is een ontspanningsruimte, fitnessruimte, bibliotheek, sauna, zwembad. Interessante feiten over Mutnovskaya GeoPP

Waarom is de omgeving van Mutnovskaya Sopka aantrekkelijk?

Kamtsjatka is een toeristisch paradijs, de plaatsen zijn weinig bezocht en waanzinnig mooi. De omgeving van de Mutnovsky-vulkaan is vooral populair onder toeristen. Reizigers worden hier aangetrokken door een gunstige ligging op 120 km van Petropavlovsk-Kamchatsky en de weg, omgeven door pittoreske heuvels en vulkanen, dichte bossen en snelle rivieren. Verschillende uitkijkplatforms bieden een prachtig uitzicht op de Vilyuchinskaya Sopka, met een hoogte van 2175 meter.

Lokale grondeekhoorns, torbagans, vossen scharrelen hier rond, en op de hellingen van de heuvels zijn vaak de contouren van bruine beren zichtbaar. Er zijn beren en langs de oevers van de rivieren smullen ze van de vis!

Verhaal

In 1817 ontwikkelde graaf François de Larderel een technologie voor het verzamelen van stoom uit natuurlijke geothermische bronnen.
In de 20e eeuw leidde de vraag naar elektriciteit tot de opkomst van projecten om energiecentrales te creëren die de interne warmte van de aarde gebruiken.
De persoon die de eerste geothermische generator testte, was Piero Ginori Conti. Het gebeurde op 4 juli 1904 in de Italiaanse stad Larderello. De generator kon met succes vier elektrische gloeilampen aansteken. Later, in 1911, werd in hetzelfde dorp de eerste geothermische energiecentrale ter wereld gebouwd, die nog steeds in bedrijf is. In de jaren 1920 werden experimentele generatoren gebouwd in Beppu (Japan) en geisers in Californië, maar Italië was tot 1958 's werelds enige industriële producent van geothermische elektriciteit.

Top vijf landen in geothermische energieproductie, 1980–2012 (US EIA)

GeoPP-capaciteitsgroei met jaren

In 1958, toen de Wairakei-elektriciteitscentrale in gebruik werd genomen, werd Nieuw-Zeeland de tweede grote industriële producent van geothermische elektriciteit. Wairakei was het eerste station van het indirecte type. In 1960 begon Pacific Gas and Electric met de exploitatie van de eerste succesvolle geothermische energiecentrale in de Verenigde Staten op geisers in Californië.
De eerste binaire geothermische energiecentrale werd voor het eerst gedemonstreerd in 1967 in de Sovjet-Unie en vervolgens in 1981 in de VS geïntroduceerd, na de energiecrisis van de jaren zeventig en grote veranderingen in het regelgevingsbeleid. Deze technologie maakt het mogelijk om een ​​veel lagere temperatuur te gebruiken voor energieopwekking dan voorheen. In 2006 lanceerde China Hot Springs, Alaska, een binaire cyclusinstallatie die elektriciteit produceert bij een record lage vloeistoftemperatuur van 57°C.
Tot voor kort werden geothermische centrales uitsluitend gebouwd op plaatsen waar geothermische bronnen met een hoge temperatuur aan de oppervlakte waren. De komst van energiecentrales met een binaire cyclus en verbeteringen in boor- en productietechnologie zouden kunnen leiden tot de opkomst van geothermische energiecentrales over een veel groter geografisch bereik.Demonstratiecentrales bevinden zich in de Duitse stad Landau in der Pfalz en de Franse stad Soultz-sous-Foret, terwijl eerder werk in Basel, Zwitserland, werd gesloten nadat het aardbevingen veroorzaakte. Andere demonstratieprojecten zijn in ontwikkeling in Australië, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten van Amerika.

Het thermisch rendement van geothermische energiecentrales is laag - ongeveer 7-10%, aangezien geothermische vloeistoffen een lagere temperatuur hebben dan stoom uit ketels. Volgens de wetten van de thermodynamica beperkt deze lage temperatuur de efficiëntie van warmtemotoren bij het extraheren van bruikbare energie om elektriciteit op te wekken. Restwarmte gaat verloren, tenzij deze direct kan worden gebruikt, zoals in kassen of stadsverwarming. De efficiëntie van het systeem heeft geen invloed op de bedrijfskosten zoals bij een kolen- of andere fossiele brandstofcentrale, maar het is wel een factor voor de levensvatbaarheid van de fabriek. Om meer energie te produceren dan de pompen verbruiken, zijn geothermische bronnen op hoge temperatuur en gespecialiseerde thermische cycli nodig om elektriciteit op te wekken. Aangezien geothermische energie in de loop van de tijd constant is, in tegenstelling tot bijvoorbeeld wind- of zonne-energie, kan de arbeidsfactor behoorlijk groot zijn - tot 96%.