Hva er miljøfordelene ved et geotermisk kraftverk fremfor et kullkraftverk Oppgi to fordeler

Hva er designfunksjonene til Mutnovskaya GeoPP

Ulempene beskrevet ovenfor er blottet for en binær syklus. I dette tilfellet varmes det geotermiske vannet i varmevekslerne opp av en relativt lavtkokende kjølevæske. Turbinen spinner opp i en lukket syklus. Resultat:

• utslipp av skadelige stoffer til atmosfæren minimeres;
• høyere anleggseffektivitet;
• evnen til å bruke vanntemperaturer under 100 ° C.

Driftsprinsippet knyttet til den binære blokken ble foreslått av designerne av Mutnovskaya GeoPP (JSC Geoterm). Behovet for en slik teknisk løsning ble diktert av analysen av driften av Verkhne-Mutnovskaya GTPP. På stasjonen ble en stor mengde separat med en temperatur på 150°C (ca. 1000 tonn i timen) ikke brukt og ble pumpet tilbake i tanken.

Rasjonell bruk av overskuddsvarme vil gjøre det mulig å skaffe mer enn 13 MW elektrisitet uten å tiltrekke seg ekstra ressurser til boring av geotermiske brønner og uttak av varmebærere.

For tiden består kraftverket til MGES av to kretser. I den første arbeidsvæsken er en geotermisk kjølevæske. Fra den kommer damp og en separator inn i utvideren. I den andre kretsen brukes en organisk arbeidsvæske.

Hva er driftsprinsippene for en hydrotermisk stasjon

Hvordan kan varme inne i jordskorpen omdannes til elektrisk energi? Prosessen er basert på ganske enkle trinn. Vann pumpes under jorden gjennom en spesiell injeksjonsbrønn. Det dannes et slags underjordisk basseng, som fungerer som en varmeveksler. Vannet i den varmes opp og blir til damp, som føres gjennom en produksjonsbrønn til turbinbladene som er koblet til generatoraksen. Med den eksterne enkelheten til prosessen, oppstår det i praksis driftsproblemer:

• geotermisk vann må renses fra oppløste gasser som ødelegger rør og negativt påvirker miljøet;
• det høye kokepunktet til vann fører til tap av en del av energien med kondensat.

Derfor utvikler ingeniører nye ordninger, hver stasjon har sine egne designfunksjoner.

Notater

1. ↑ Kirill Degtyarev. (utilgjengelig lenke). 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 "Energisparing" (nr. 3 2008). Hentet 1. november 2012.
10. VSN 56-87 "Geotermisk varme- og kuldeforsyning av boliger og offentlige bygninger og strukturer"

Geotermiske stasjoner i Russland

Geotermisk energi, sammen med andre typer "grønn" energi, utvikler seg jevnt og trutt på territoriet til vår stat. Ifølge forskere er planetens indre energi tusenvis av ganger større enn mengden energi som finnes i naturlige reserver av tradisjonelle drivstoff (olje, gass).

I Russland fungerer geotermiske stasjoner vellykket, disse er:

Pauzhetskaya GeoPP

Ligger nær landsbyen Pauzhetka på Kamchatka-halvøya. Settes i drift i 1966.
Spesifikasjoner:

1. Elektrisk kraft - 12,0 MW;
2. Det årlige volumet av generert elektrisk energi er 124,0 millioner kWh;
3. Antall kraftenheter - 2.

Ombyggingsarbeider pågår, som et resultat av at den elektriske effekten vil øke til 17,0 MW.

Verkhne-Mutnovskaya Pilot GeoPP

Ligger i Kamchatka-territoriet. Den ble satt i drift i 1999.
Spesifikasjoner:

1. Elektrisk kraft - 12,0 MW;
2. Det årlige volumet av generert elektrisk energi er 63,0 millioner kWh;
3. Antall kraftenheter - 3.

Mutnovskaya GeoPP

Det største kraftverket i sitt slag. Ligger i Kamchatka-territoriet. Den ble satt i drift i 2003.
Spesifikasjoner:

1. Elektrisk kraft - 50,0 MW;
2. Det årlige volumet av generert elektrisk energi er 350,0 millioner kWh;
3. Antall kraftenheter - 2.

Ocean GeoPP

Ligger i Sakhalin-regionen. Settes i drift i 2007.
Spesifikasjoner:

1. Elektrisk kraft - 2,5 MW;
2. Antall strømmoduler - 2.

Mendeleevskaya GeoTPP

Ligger på øya Kunashir. Settes i drift i 2000.

Spesifikasjoner:

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

Stasjonen er for tiden under oppgradering, deretter blir kapasiteten 7,4 MW.

Hva er de viktigste fordelene og ulempene med geotermisk energi

Denne metoden for å skaffe energi har en rekke åpenbare fordeler.

1. GeoPP-er trenger ikke drivstoff, hvis reserver er begrensede.
2. Alle driftskostnader reduseres til kostnadene ved regulert arbeid med planlagt utskifting av komponentdeler.
3. Trenger ikke ekstra energi for teknologiske behov. Ytterligere utstyr mates fra de utvunnede ressursene.
4. Det er mulig å avsalte sjøvann underveis (Hvis stasjonen ligger ved sjøkysten)
5. Betinget ansett som miljøvennlig. Fordi hoveddelen av manglene er knyttet til gjenstanders miljøvennlighet.

Hvis du ser nøye på bildene av Mutnovskaya hydrotermiske stasjon, vil du bli overrasket. Ingen smuss og sot, pene rene skrog med drag av hvit damp. Men ikke alt er så fantastisk. Geotermiske kraftverk har sine ulemper.

1. Når de befinner seg i nærheten av tettsteder, er innbyggerne bekymret for støyen fra bedriften.
2. Å bygge selve stasjonen er dyrt. Og dette påvirker kostnadene for sluttproduktet.
3. Det er vanskelig å forutsi på forhånd hva som kommer fra en brønn i dype lag: mineralvann (ikke nødvendigvis helbredende), olje eller giftig gass. Og dette er offentlige sikkerhetsspørsmål. Selvfølgelig er det flott hvis geologer snubler over et minerallag mens de borer. Men denne oppdagelsen kan fullstendig endre livsstilen til befolkningen. Derfor er lokale myndigheter tilbakeholdne med å gi tillatelse selv til undersøkelsesarbeid.
4. Det er vanskeligheter med å velge en plassering for fremtidens GeoPP. Tross alt, hvis varmekilden mister energipotensialet over tid, vil pengene være bortkastet. I tillegg er jordfeil mulig i området til stasjonen.

I Russland

Mutnovskaya GeoPP

I USSR ble det første geotermiske kraftverket bygget i 1966 i Kamchatka, i dalen til Pauzhetka-elven. Effekten er 12 MW.

Den 29. desember 1999 ble Verkhne-Mutnovskaya GeoPP satt i drift ved Mutnovsky termisk vannforekomst med en installert kapasitet på 12 MW (for 2004).

Den 10. april 2003 ble den første fasen av Mutnovskaya GeoPP satt i drift, den installerte kapasiteten for 2007 er 50 MW, den planlagte kapasiteten til stasjonen er 80 MW, og produksjonen i 2007 er 360,687 millioner kWh. Stasjonen er helautomatisert.

2002 - det første oppstartskomplekset Mendeleevskaya GeoTPP med en kapasitet på 3,6 MW ble satt i drift som en del av Tuman-2A kraftmodul og stasjonsinfrastruktur.

2007 - idriftsettelse av Okeanskaya GeoTPP, som ligger ved foten av Baransky-vulkanen på Iturup-øya i Sakhalin-regionen, med en kapasitet på 2,5 MW. Navnet på dette kraftverket er forbundet med nærhet til Stillehavet. I 2013 skjedde det en ulykke på stasjonen, i 2015 ble stasjonen endelig stengt.

GeoPP navn	Installert effekt ved utgangen av 2010, MW	Produksjon i 2010, mln kWh	År for innspilling av den første blokken	År for oppføring av siste blokk	Eieren	plassering
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

Hva er geotermisk energi

I følge geofysikere er temperaturen på jordens kjerne mellom 3000 og 6000°C. Det antas at på bunnen av jordskorpen på 10-15 km dybde synker temperaturen til 600-800°C, i havene bare 150-200°C. Men disse temperaturene er nok til å gjøre jobben. De viktigste kildene til oppvarming av undergrunnen er uran, thorium og radioaktivt kalium. Jordskjelv, utbrudd av hundrevis av vulkaner, geysirer vitner om kraften til intern energi.

Geotermisk refererer til varmeenergien som frigjøres fra det indre av jorden til overflaten. Den kan brukes i områder med seismisk og vulkansk aktivitet. Der jordens varme stiger i form av varmt vann og damp, bryter ut i fossende kilder (geysirer). Geotermisk energi brukes effektivt i følgende land: Ungarn, Island, Italia, Mexico, New Zealand, Russland, El Salvador, USA, Filippinene, Japan. Geotermiske kilder er klassifisert som emitterende

• tørr varm damp
• våt varm damp
• varmt vann.

Ifølge eksperter har produksjonen av elektrisitet ved bruk av geotermisk energi fra 1993 til 2000 mer enn doblet seg i verden. I den vestlige delen av USA varmes nesten 200 hus og gårder opp av varmt vann fra jordens tarm. På Island varmes nesten 80 % av boligmassen opp av vann hentet fra geotermiske brønner nær byen Reykjavik.

Fordeler og ulemper

Fordeler

Den største fordelen med geotermisk energi er dens praktiske uuttømmelighet og fullstendig uavhengighet av miljøforhold, tid på døgnet og året. Utnyttelsesfaktoren for installert kapasitet til GeoTPP kan nå 80 %, noe som er uoppnåelig for noen annen alternativ energi.

Økonomisk gjennomførbarhet av brønner

For å konvertere termisk energi til elektrisk energi ved hjelp av en slags varmemotor (for eksempel en dampturbin), er det nødvendig at temperaturen i det geotermiske vannet er høy nok, ellers vil effektiviteten til varmemotoren være for lav ( for eksempel, ved en vanntemperatur på 40 ° C og en omgivelsestemperatur på 20 ° C, vil effektiviteten til en ideell varmemotor være bare 6 %, og effektiviteten til ekte maskiner er enda lavere, i tillegg vil en del av energien brukes på anleggets egne behov, for eksempel på drift av pumper som pumper kjølevæske ut av brønnen og pumper brukt kjølevæske tilbake). For å generere elektrisitet er det tilrådelig å bruke geotermisk vann med en temperatur på 150 ° C og over. Selv for oppvarming og varmtvann kreves en temperatur på minst 50°C. Temperaturen på jorden øker imidlertid ganske sakte med dybden, vanligvis er den geotermiske gradienten bare 30°C per 1 km, dvs. selv for varmtvannsforsyning vil det være nødvendig med en brønn på mer enn en kilometer dyp, og for elektrisitetsproduksjon flere kilometer. Å bore slike dype brønner er dyrt, i tillegg krever det energi å pumpe kjølevæsken gjennom dem, så bruk av geotermisk energi er langt fra tilrådelig overalt. Nesten alle store GeoPP-er er lokalisert på steder med økt vulkanisme - Kamchatka, Island, Filippinene, Kenya, California, etc., hvor den geotermiske gradienten er mye høyere, og det geotermiske vannet er nær overflaten.

Varmebærerøkologi

Et av problemene som oppstår ved bruk av underjordisk termisk vann er behovet for en fornybar syklus av tilførsel (injeksjon) av vann (vanligvis oppbrukt) inn i den underjordiske akviferen, som krever energiforbruk. Termisk vann inneholder en stor mengde salter av forskjellige giftige metaller (for eksempel bly, sink, kadmium), ikke-metaller (for eksempel bor, arsen) og kjemiske forbindelser (ammoniakk, fenoler), som utelukker utslipp av disse vannet inn i naturlige vannsystemer som ligger på overflaten. Injeksjon av avløpsvann er også nødvendig for at trykket i akviferen ikke skal falle, noe som vil føre til en reduksjon i produksjonen av en geotermisk stasjon eller dens fullstendige inoperabilitet.

Av størst interesse er høytemperatur termisk vann eller damputtak som kan brukes til elektrisitetsproduksjon og varmeforsyning.

Provoserende jordskjelv

Jordskjelvet i Pohang i 2017

Den økonomiske gjennomførbarheten av bore- og brønninfrastruktur gjør det nødvendig å velge lokasjoner med stor geotermisk gradient. Slike steder ligger vanligvis i seismisk aktive soner. I tillegg, under byggingen av GCC-stasjonen, utføres hydraulisk stimulering av bergartene, noe som gjør det mulig å øke varmeoverføringen av kjølevæsken med bergartene på grunn av ytterligere sprekker. I følge resultatene av studien av jordskjelvet i Pohang i 2017 (koreansk, engelsk), viste det seg imidlertid at selv regulering ved hjelp av målinger fra flere seismografiske stasjoner ikke er nok til å utelukke induserte jordskjelv. Provosert av driften av en geotermisk stasjon, skjedde jordskjelvet i Pohang 15. november 2017, med en styrke på 5,4 enheter, 135 mennesker ble skadet og 1700 ble hjemløse.

Hvordan Mutnovskaya GeoPP ble bygget

Og hvordan brukes geotermisk energis muligheter i Russland? Tilbake på sekstitallet av forrige århundre var hovedproblemet til Sovjetunionen ikke mangel på ressurser, men vanskeligheten med å levere energi over store territorier. Sovjetiske forskere foreslo dristige og uventede prosjekter: å snu de nordlige elvene sørover ved å bruke energien fra tidevann og aktive vulkaner.

Den første vellykkede løsningen for bruk av alternativ energi var byggingen av Pauzhetskaya geotermiske stasjon i Kamchatka. Kapasiteten var nok til å betjene de nærliggende landsbyene: Ozernovsky, Shumny, Pauzhetka og fiskehermetikkfabrikker i området. Energikildene var vulkanene Kambalny og Koshelev.

Dessuten. I 1987 ble dekretet fra sentralkomiteen til CPSU "Om den omfattende utviklingen av den økonomiske regionen i Fjernøsten" utstedt. Dokumentet presiserer viktigheten av Kamchatkas geotermiske ressurser. Det er tatt en beslutning om å bygge og sette i drift innen 1997 Mutnovskaya GeoTPP med en kapasitet på 50 000 kW. Det er planlagt å øke stasjonens kapasitet innen 1998 til 200 000 kW.

Planene gikk ikke i oppfyllelse. Sovjetunionen kollapset. For å implementere prosjektet for bygging av en geotermisk stasjon i Kamchatka i 1994, ble JSC "Geoterm" opprettet. Den første fasen av Mutnovskaya GeoPP ble satt i drift først i 2001. Etter lanseringen av den andre enheten i 2002 nådde stasjonen sin driftskapasitet på 50 MW. Til dags dato er det satt i drift tre trinn med kraftenheter, fem turbiner, noe som gjør at anlegget kan fungere stabilt og generere billig strøm.

Totalt ble det boret rundt 90 brønner på territoriet til MGES-1. For å opprettholde kapasiteten i 2008 ble en fungerende brønn Geo-1 satt i drift. Sammen med Verkhne-Mutnovskaya GTPP leverer stasjonene strøm til mer enn en tredjedel av Kamchatka-territoriet.

Feil

• flom
  dyrkbar jord

• bygning
  gjennomføres kun der det er store
  vannenergireserver

• på
  fjellelver er farlige på grunn av det høye
  seismisitet av områder

• forkortet
  og uregulerte utslipp av vann fra
  reservoarer i 10-15 dager (opp til deres
  fravær), føre til omstruktureringen
  unike flomsletten økosystemer
  i hele elveleiet, som et resultat, forurensning
  elver, reduksjon av næringskjeder,
  nedgang i fisketall, eliminering
  virvelløse vannlevende dyr,
  øke aggressiviteten til komponentene
  mygg (mygg) på grunn av underernæring på
  larvestadier, forsvinning av steder
  hekkeplasser for mange arter av trekkende
  fugler, utilstrekkelig fukting av flomsletten
  jordsmonn, negative plantesuksjoner
  (fytomasseutarming), fluksreduksjon
  næringsstoffer ut i havene.

Solfylt
kraftstasjon —
ingeniørbygningstjeneste
konvertere solstråling til
elektrisk energi. måter
konvertering av solstråling
er forskjellige og avhenger av designet
kraftverk

Hvor er Mutnovskaya geotermiske stasjon

Mutnovskaya Sopka er et komplekst vulkansk massiv. Høyden er 2323 m over havet. I bakkene er det ulike former for moderne gass-hydrotermisk aktivitet. Her, ved foten av vulkanen, 116 km fra byen Petropavlovsk-Kamchatsky, ligger Mutnovskaya GeoPP. I følge geologisk utforskning er det et rikt geotermisk forekomst her, reservene er estimert til rundt 300 MW.

Hvilken modus fungerer den i?

Et høyt nivå av automatisering gjør at utstyret kan betjenes av et minimum antall personell. Kontrollsenteret opprettholder 24-timers overvåking av instrumenter som nøyaktig indikerer mengde og kvalitet på vann, damp og energi.

Ansatte jobber på turnus. Endringen varer i 15 dager. Veien til stasjonen går gjennom Mutnovsky-passet, noen ganger dekket med snø selv i juli, så det er personellforsinkelser i et par dager på veien.

Et komfortabelt vandrerhjem er bygget for arbeidere innen tjue minutters gange. Det er et avslapningsrom, treningsstudio, bibliotek, badstue, svømmebasseng. Interessante fakta om Mutnovskaya GeoPP

Hvorfor er omgivelsene til Mutnovskaya Sopka attraktive?

Kamchatka er et turistparadis, stedene er lite reiste og vanvittig vakre. Omgivelsene rundt Mutnovsky-vulkanen er spesielt populære blant turister. Reisende tiltrekkes hit av en praktisk beliggenhet 120 km fra Petropavlovsk-Kamchatsky og veien, omgitt av pittoreske åser og vulkaner, tette skoger og raske elver. Flere utsiktsplattformer tilbyr utmerket utsikt over Vilyuchinskaya Sopka, hvis høyde er 2175 meter.

Lokale jordekorn, torbaganer, rever suser rundt her, og i bakkene av åsene er ofte konturene til brunbjørner synlige. Det er bjørner og langs elvebredden koser de seg med fisk!

Historie

I 1817 utviklet grev François de Larderel en teknologi for å samle inn damp fra naturlige geotermiske kilder.
På 1900-tallet førte etterspørselen etter elektrisitet til fremveksten av prosjekter for å lage kraftverk som bruker jordens indre varme.
Personen som testet den første geotermiske generatoren var Piero Ginori Conti. Det skjedde 4. juli 1904 i den italienske byen Larderello. Generatoren var i stand til å tenne fire elektriske lyspærer. Senere, i 1911, ble verdens første geotermiske kraftverk bygget i samme landsby, og det er fortsatt i drift. På 1920-tallet ble det bygget eksperimentelle generatorer i Beppu (Japan) og California geysirer, men Italia var verdens eneste industrielle produsent av geotermisk elektrisitet frem til 1958.

Topp fem land innen geotermisk energiproduksjon, 1980–2012 (US EIA)

GeoPP kapasitetsvekst etter år

I 1958, da Wairakei kraftverk ble satt i drift, ble New Zealand den andre store industrielle produsenten av geotermisk elektrisitet. Wairakei var den første stasjonen av den indirekte typen. I 1960 begynte Pacific Gas and Electric å drive det første vellykkede geotermiske kraftverket i USA på geysirer i California.
Det første binære geotermiske kraftverket ble først demonstrert i 1967 i Sovjetunionen og deretter introdusert til USA i 1981, etter energikrisen på 1970-tallet og store endringer i reguleringspolitikken. Denne teknologien gjør det mulig å bruke en mye lavere temperatur til elektrisitetsproduksjon enn tidligere. I 2006 lanserte China Hot Springs, Alaska, et binært syklusanlegg som produserer elektrisitet ved en rekordlav væsketemperatur på 57 °C.
Inntil nylig ble geotermiske kraftverk utelukkende bygget der det var høytemperatur geotermiske kilder nær overflaten. Fremkomsten av kraftverk med binære sykluser og forbedringer i bore- og produksjonsteknologi kan føre til fremveksten av geotermiske kraftverk over et mye bredere geografisk område.Demonstrasjonskraftverk ligger i den tyske byen Landau in der Pfalz og den franske byen Soultz-sous-Foret, mens tidligere arbeid i Basel, Sveits, ble stengt etter at det utløste jordskjelv. Andre demonstrasjonsprosjekter er under utvikling i Australia, Storbritannia og USA.

Den termiske effektiviteten til geotermiske kraftverk er lav - ca 7-10%, siden geotermiske væsker har lavere temperatur enn damp fra kjeler. I henhold til termodynamikkens lover begrenser denne lave temperaturen effektiviteten til varmemotorer når det gjelder å utvinne brukbar energi for å generere elektrisitet. Spillvarme går til spille med mindre den kan brukes direkte, for eksempel i veksthus eller fjernvarme. Systemeffektivitet påvirker ikke driftskostnadene slik det ville gjort for et kull- eller annet fossilt brenselanlegg, men det er en faktor i anleggets levedyktighet. For å produsere mer energi enn pumpene forbruker, kreves det geotermiske kilder med høy temperatur og spesialiserte termiske sykluser for å generere elektrisitet. Siden geotermisk energi er konstant over tid, i motsetning til for eksempel vind- eller solenergi, kan effektfaktoren være ganske stor – opptil 96 %.