Care sunt avantajele de mediu ale unei centrale geotermale în comparație cu o centrală pe cărbune Prezentați două avantaje

Care sunt caracteristicile de design ale Mutnovskaya GeoPP

Dezavantajele descrise mai sus sunt lipsite de un ciclu binar. În acest caz, apa geotermală din schimbătoarele de căldură este încălzită de un lichid de răcire cu punct de fierbere relativ scăzut. Turbina se rotește într-un ciclu închis. Rezultat:

• emisiile de substanțe nocive în atmosferă sunt reduse la minimum;
• eficiență mai mare a instalației;
• capacitatea de a utiliza temperaturi ale apei sub 100 ° C.

Principiul de funcționare legat de blocul binar a fost propus de designerii Mutnovskaya GeoPP (JSC Geoterm). Necesitatea unei astfel de soluții tehnice a fost dictată de analiza funcționării GTPP Verkhne-Mutnovskaya. La stație, o cantitate mare de separată cu o temperatură de 150°C (aproximativ 1000 de tone pe oră) nu a fost folosită și a fost pompată înapoi în rezervor.

Utilizarea rațională a excesului de căldură va face posibilă obținerea a mai mult de 13 MW de energie electrică fără a atrage resurse suplimentare pentru forarea puțurilor geotermale și extragerea purtătorilor de căldură.

În prezent, centrala electrică a MGES este formată din două circuite. În primul fluid de lucru este un lichid de răcire geotermal. Din el intră în expandor abur și un separator. În al doilea circuit, se folosește un fluid organic de lucru.

Care sunt principiile de funcționare ale unei stații hidrotermale

Cum poate fi transformată căldura din interiorul scoarței terestre în energie electrică? Procesul se bazează pe pași destul de simpli. Apa este pompată în subteran printr-un puț de injecție special. Se formează un fel de bazin subteran, care acționează ca un schimbător de căldură. Apa din acesta se încălzește și se transformă în abur, care este alimentat printr-un puț de producție către paletele turbinei conectate la axa generatorului. Cu simplitatea externă a procesului, în practică, apar probleme operaționale:

• apa geotermală trebuie purificată din gazele dizolvate care distrug conductele și afectează negativ mediul;
• punctul de fierbere ridicat al apei duce la pierderea unei părți a energiei cu condens.

Prin urmare, inginerii dezvoltă noi scheme, fiecare stație are propriile caracteristici de proiectare.

Note

1. ↑ Kirill Degtyarev. (link indisponibil). Societatea Geografică Rusă (24 octombrie 2011). Recuperat la 1 noiembrie 2012.
2. , Cu. 18, 98.
3. , Cu. 16-17.
4. ↑
5. ↑
6. . Habrahabr (30.04.2018). Preluat la 3 septembrie 2019.
7. L. A. Ogurechnikov. . №11 (31). Energie alternativă și ecologie (2005). Recuperat la 1 noiembrie 2012.
8. . Revista Energosvet. Recuperat la 1 noiembrie 2012.
9. V. A. Butozov, G. V. Tomarov, V. Kh. Shetov. . revista „Economia de energie” (nr. 3 2008). Recuperat la 1 noiembrie 2012.
10. VSN 56-87 „Alimentarea geotermală cu căldură și frig a clădirilor și structurilor rezidențiale și publice”

Stații geotermale din Rusia

Energia geotermală, alături de alte tipuri de energie „verde”, se dezvoltă constant pe teritoriul statului nostru. Potrivit oamenilor de știință, energia internă a planetei este de mii de ori mai mare decât cantitatea de energie conținută în rezervele naturale de combustibili tradiționali (petrol, gaz).

În Rusia, stațiile geotermale funcționează cu succes, acestea sunt:

Pauzhetskaya GeoPP

Situat lângă satul Pauzhetka din Peninsula Kamchatka. Dată în funcțiune în 1966.
Specificații:

1. Putere electrica - 12,0 MW;
2. Volumul anual de energie electrică generată este de 124,0 milioane kWh;
3. Numărul de unități de alimentare - 2.

Sunt în derulare lucrări de reconstrucție, în urma cărora puterea electrică va crește la 17,0 MW.

Verkhne-Mutnovskaya Pilot GeoPP

Situat pe teritoriul Kamchatka. A fost dat în funcțiune în 1999.
Specificații:

1. Putere electrica - 12,0 MW;
2. Volumul anual de energie electrică generată este de 63,0 milioane kWh;
3. Numărul de unități de alimentare - 3.

Mutnovskaya GeoPP

Cea mai mare centrală electrică de acest gen. Situat pe teritoriul Kamchatka. A fost pusă în funcțiune în 2003.
Specificații:

1. Putere electrica - 50,0 MW;
2. Volumul anual de energie electrică generată este de 350,0 milioane kWh;
3. Numărul de unități de alimentare - 2.

Ocean GeoPP

Situat în regiunea Sakhalin. Dată în funcțiune în 2007.
Specificații:

1. Putere electrica - 2,5 MW;
2. Număr de module de putere - 2.

Mendeleevskaya GeoTPP

Situat pe insula Kunashir. Dată în funcțiune în anul 2000.

Specificații:

1. Putere electrica - 3,6 MW;
2. Putere termica - 17 Gcal/ora;
3. Număr de module de putere - 2.

Stația este în prezent în curs de modernizare, după care capacitatea va fi de 7,4 MW.

Care sunt principalele avantaje și dezavantaje ale energiei geotermale

Această metodă de obținere a energiei are o serie de avantaje evidente.

1. GeoPP-urile nu au nevoie de combustibil, ale cărui rezerve sunt limitate.
2. Toate costurile de operare sunt reduse la costurile muncii reglementate privind înlocuirea planificată a pieselor componente.
3. Nu necesită energie suplimentară pentru nevoile tehnologice. Echipamentele suplimentare sunt alimentate din resursele extrase.
4. Este posibilă desalinizarea apei de mare pe parcurs (dacă stația este situată pe coasta mării)
5. Considerat în mod condiționat ecologic. Deoarece cea mai mare parte a deficiențelor este legată de respectarea mediului înconjurător a obiectelor.

Dacă te uiți cu atenție la fotografiile stației hidrotermale Mutnovskaya, vei fi surprins. Fără murdărie și funingine, carcase curate, cu pufături de abur alb. Dar nu totul este atât de minunat. Centralele geotermale au dezavantajele lor.

1. Când se află în apropierea așezărilor, locuitorii sunt îngrijorați de zgomotul produs de întreprindere.
2. Construirea stației în sine este costisitoare. Și acest lucru afectează costul produsului final.
3. Este greu de prezis din timp ce va veni dintr-o fântână în straturi adânci: apă minerală (nu neapărat de vindecare), petrol sau gaz toxic. Și acestea sunt probleme de siguranță publică. Desigur, este grozav dacă geologii dau peste un strat mineral în timp ce forează. Dar această descoperire poate schimba complet modul de viață al populației. Prin urmare, autoritățile locale sunt reticente în a acorda permisiunea chiar și pentru munca de sondaj.
4. Există dificultăți în alegerea unei locații pentru viitorul GeoPP. La urma urmei, dacă sursa de căldură își pierde potențialul energetic în timp, banii vor fi irosiți. În plus, sunt posibile defecțiuni ale solului în zona stației.

In Rusia

Mutnovskaya GeoPP

În URSS, prima centrală geotermală a fost construită în 1966 în Kamchatka, în valea râului Pauzhetka. Puterea sa este de 12 MW.

La 29 decembrie 1999, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP a fost pus în funcțiune la zăcământul de apă termală Mutnovsky cu o capacitate instalată de 12 MW (pentru 2004).

La 10 aprilie 2003, prima etapă a Mutnovskaya GeoPP a fost pusă în funcțiune, capacitatea instalată pentru 2007 este de 50 MW, capacitatea planificată a stației este de 80 MW, iar generarea în 2007 este de 360,687 milioane kWh. Stația este complet automatizată.

2002 - primul complex de start-up Mendeleevskaya GeoTPP cu o capacitate de 3,6 MW a fost pus în funcțiune ca parte a modulului de putere Tuman-2A și a infrastructurii stației.

2007 - punerea în funcțiune a Ocean GeoTPP, situat la poalele vulcanului Baransky de pe insula Iturup din regiunea Sakhalin, cu o capacitate de 2,5 MW. Numele acestei centrale electrice este asociat cu apropierea de Oceanul Pacific. În 2013 a avut loc un accident la stație, în 2015 stația a fost în cele din urmă închisă.

Numele GeoPP	Puterea instalată la sfârșitul anului 2010, MW	Producție în 2010, mln kWh	Anul introducerii primului bloc	Anul intrării ultimului bloc	Proprietar	Locație
Mutnovskaia	50,0	360,7 (2007)	2003	2003	OJSC „Geoterm”	regiunea Kamchatka
Pauzhetskaya	12,0	42,544	1966	2006	OJSC „Geoterm”	regiunea Kamchatka
Verkhne-Mutnovskaya	12,0	63.01 (2006)	1999	2000	OJSC „Geoterm”	regiunea Kamchatka
Mendeleievskaia	3,6	?	2002	2007	CJSC Energia Yuzhno-Kurilskaya	O. Kunashir
Sumă	77,6	>466,3

Ce este energia geotermală

Potrivit geofizicienilor, temperatura nucleului Pământului este între 3.000 și 6.000°C. Se presupune că în fundul scoarței terestre la o adâncime de 10-15 km, temperatura scade la 600-800°C, în oceane doar 150-200°C. Dar aceste temperaturi sunt suficiente pentru a face treaba. Principalele surse de încălzire a subsolului sunt uraniul, toriu și potasiul radioactiv. Cutremurele, erupțiile a sute de vulcani, gheizerele mărturisesc puterea energiei interne.

Geoterma se referă la energia termică care este eliberată din interiorul Pământului către suprafață. Poate fi folosit în zone cu activitate seismică și vulcanică. Unde căldura pământului se ridică sub formă de apă fierbinte și abur, izbucnind în izvoare țâșnind (gheizere). Energia geotermală este utilizată eficient în următoarele țări: Ungaria, Islanda, Italia, Mexic, Noua Zeelandă, Rusia, El Salvador, SUA, Filipine, Japonia. Sursele geotermale sunt clasificate în emițătoare

• abur fierbinte uscat
• abur fierbinte umed
• apa fierbinte.

Potrivit experților, din 1993 până în 2000, producția de energie electrică folosind energia geotermală s-a dublat în lume. În partea de vest a Statelor Unite, aproape 200 de case și ferme sunt încălzite cu apă fierbinte din măruntaiele Pământului. În Islanda, aproape 80% din fondul de locuințe este încălzit de apa extrasă din puțurile geotermale din apropierea orașului Reykjavik.

Avantaje și dezavantaje

Avantaje

Principalul avantaj al energiei geotermale este inepuizabilitatea sa practică și independența completă față de condițiile de mediu, ora din zi și anul. Factorul de utilizare a capacității instalate a GeoTPP poate ajunge la 80%, ceea ce este de neatins pentru orice altă energie alternativă.

Fezabilitatea economică a puțurilor

Pentru a converti energia termică în energie electrică folosind un fel de motor termic (de exemplu, o turbină cu abur), este necesar ca temperatura apelor geotermale să fie suficient de ridicată, altfel randamentul motorului termic va fi prea scăzut ( de exemplu, la o temperatură a apei de 40 ° C și o temperatură ambientală de 20 ° C, eficiența unui motor termic ideal va fi de numai 6%, iar eficiența mașinilor reale este și mai mică, în plus, o parte din energie va fi să fie cheltuită pentru nevoile proprii ale fabricii, de exemplu, pentru funcționarea pompelor care pompează lichidul de răcire din puț și pompează înapoi lichidul de răcire uzat). Pentru a genera energie electrică, este recomandabil să folosiți apă geotermală cu o temperatură de 150 ° C și peste. Chiar și pentru încălzire și apă caldă este necesară o temperatură de cel puțin 50°C. Cu toate acestea, temperatura Pământului crește destul de lent cu adâncimea, de obicei gradientul geotermal este de numai 30°C la 1 km, adică. chiar și pentru alimentarea cu apă caldă ar fi nevoie de o fântână adâncă de peste un kilometru, iar pentru producerea de energie electrică, de câțiva kilometri. Forarea unor astfel de puțuri adânci este costisitoare, în plus, pomparea lichidului de răcire prin ele necesită și energie, așa că utilizarea energiei geotermale este departe de a fi recomandabilă peste tot. Aproape toate GeoPP-urile mari sunt situate în locuri cu vulcanism crescut - Kamchatka, Islanda, Filipine, Kenya, California etc., unde gradientul geotermal este mult mai mare, iar apele geotermale sunt aproape de suprafață.

Ecologia purtătoare de căldură

Una dintre problemele care apar la utilizarea apelor termale subterane este necesitatea unui ciclu regenerabil de alimentare (injectare) a apei (de obicei epuizate) in acviferul subteran, care necesita consum de energie. Apele termale conțin o cantitate mare de săruri ale diferitelor metale toxice (de exemplu, plumb, zinc, cadmiu), nemetale (de exemplu, bor, arsen) și compuși chimici (amoniac, fenoli), ceea ce exclude evacuarea acestor ape. în sistemele naturale de apă situate la suprafaţă . Injectarea apei uzate este si ea necesara pentru ca presiunea din acvifer sa nu scada, ceea ce va duce la scaderea productiei unei statii geotermale sau la inoperabilitatea completa a acesteia.

De cel mai mare interes sunt apele termale de înaltă temperatură sau ieșirile de abur care pot fi folosite pentru producerea de energie electrică și furnizarea de căldură.

Provocand cutremure

Cutremur din Pohang 2017

Fezabilitatea economică a infrastructurii de foraj și sonde face necesară alegerea unor locații cu un gradient geotermal mare. Astfel de locuri sunt de obicei situate în zone active din punct de vedere seismic. În plus, în timpul construcției stației GCC, se realizează stimularea hidraulică a rocilor, ceea ce face posibilă creșterea transferului de căldură al lichidului de răcire cu rocile din cauza fisurilor suplimentare. Cu toate acestea, conform rezultatelor studiului cutremurului din Pohang din 2017 (coreeană, engleză), s-a dovedit că nici măcar reglarea folosind măsurători de la stații seismografice suplimentare nu este suficientă pentru a exclude cutremurele induse. Provocat de exploatarea unei stații geotermale, cutremurul din Pohang s-a produs pe 15 noiembrie 2017, cu o magnitudine de 5,4 unități, 135 de persoane au fost rănite și 1.700 au rămas fără adăpost.

Cum a fost construit Mutnovskaya GeoPP

Și cum sunt utilizate posibilitățile de energie geotermală în Rusia? În anii șaizeci ai secolului trecut, principala problemă a URSS nu era lipsa resurselor, ci dificultatea de a livra energie pe teritorii vaste. Oamenii de știință sovietici au propus proiecte îndrăznețe și neașteptate: întoarcerea râurilor nordice spre sud, folosind energia mareelor ​​și a vulcanilor activi.

Prima soluție de succes pentru utilizarea energiei alternative a fost construcția stației geotermale Pauzhetskaya din Kamchatka. Capacitatea sa a fost suficientă pentru a deservi satele din apropiere: Ozernovsky, Shumny, Pauzhetka și fabricile de conserve de pește din zonă. Sursele de energie au fost vulcanii Kambalny și Koshelev.

Mai departe mai mult. În 1987, a fost emis Decretul Comitetului Central al PCUS „Cu privire la dezvoltarea cuprinzătoare a Regiunii Economice din Orientul Îndepărtat”. Documentul explică importanța resurselor geotermale din Kamchatka. Se ia decizia de a construi și pune în funcțiune până în 1997 Mutnovskaya GeoTPP cu o capacitate de 50.000 kW. Este planificată creșterea capacității stației până în 1998 la 200.000 kW.

Planurile nu s-au adeverit. Uniunea Sovietică s-a prăbușit. Pentru a implementa proiectul de construcție a unei stații geotermale în Kamchatka în 1994, a fost creată SA „Geoterm”. Prima fază a Mutnovskaya GeoPP a fost pusă în funcțiune abia în 2001. După lansarea celei de-a doua unități în 2002, stația a atins o capacitate de funcționare de 50 MW. Până în prezent, au fost puse în funcțiune trei trepte de unități de putere, cinci turbine, ceea ce permite centralei să funcționeze stabil și să genereze energie electrică ieftină.

În total, pe teritoriul MGES-1 au fost forate circa 90 de sonde. Pentru a menține capacitatea în 2008, a fost pusă în funcțiune o sondă Geo-1. Împreună cu Verkhne-Mutnovskaya GTPP, stațiile furnizează energie electrică la mai mult de o treime din teritoriul Kamchatka.

Defecte

• inundare
  teren arabil

• clădire
  efectuate numai acolo unde sunt mari
  rezervele de energie de apă

• pe
  râurile de munte sunt periculoase din cauza înaltei
  seismicitatea zonelor

• abreviat
  și eliberări nereglementate de apă din
  rezervoare timp de 10-15 zile (până la nivelul lor
  absență), duc la restructurare
  ecosisteme unice de câmpie inundabilă
  în toată albia râului, ca urmare, poluare
  râuri, reducerea lanțurilor trofice,
  scăderea numărului de pești, eliminare
  animale acvatice nevertebrate,
  creşterea agresivităţii componentelor
  muschii (musaci) din cauza malnutriției pe
  stadii larvare, dispariția locurilor
  zone de reproducere pentru multe specii de migratori
  păsări, umezirea insuficientă a luncii inundabile
  soluri, succesiuni negative de plante
  (epuizarea fitomasei), reducerea fluxului
  nutrienți în oceane.

însorit
centrala electrica —
servirea clădirilor de inginerie
transformarea radiației solare în
energie electrica. Căi
conversia radiatiei solare
sunt diferite și depind de design
centrale electrice

Unde este stația geotermală Mutnovskaya

Mutnovskaya Sopka este un masiv vulcanic complex. Înălțimea sa este de 2323 m deasupra nivelului mării. Pe versanți există diverse forme de activitate modernă gaz-hidrotermală. Aici, la poalele vulcanului, la 116 km de orașul Petropavlovsk-Kamchatsky, se află Mutnovskaya GeoPP. Conform explorării geologice, aici există un bogat zăcământ geotermal, rezervele sale sunt estimate la aproximativ 300 MW.

In ce mod functioneaza?

Un nivel ridicat de automatizare permite ca echipamentul să fie operat de un număr minim de personal. Centrul de control menține monitorizarea 24 de ore din 24 a instrumentelor care indică cu exactitate cantitatea și calitatea apei, aburului și energiei.

Angajații lucrează pe bază de rotație. Schimbarea durează 15 zile. Drumul către gară trece prin Pasul Mutnovsky, uneori acoperit cu zăpadă chiar și în iulie, așa că există întârzieri de personal pentru câteva zile pe drum.

Un hostel confortabil a fost construit pentru muncitori la o plimbare de douăzeci de minute. Există o sală de relaxare, sală de sport, bibliotecă, saună, piscină. Fapte interesante despre Mutnovskaya GeoPP

De ce sunt atractive împrejurimile Mutnovskaya Sopka?

Kamchatka este un paradis turistic, locurile sunt puțin călătorite și nebunește de frumoase. Împrejurimile vulcanului Mutnovsky sunt deosebit de populare printre turiști. Călătorii sunt atrași aici de o locație convenabilă la 120 km de Petropavlovsk-Kamchatsky și de drum, înconjurat de dealuri și vulcani pitorești, păduri dese și râuri rapide. Mai multe platforme de vizionare oferă vederi excelente ale Vilyuchinskaya Sopka, a cărei înălțime este de 2175 de metri.

Veverițele de pământ locale, torbaganii, vulpile se năpustesc pe aici, iar pe versanții dealurilor, contururile urșilor bruni sunt adesea vizibile. Sunt urși și de-a lungul malurilor râurilor se sărbătoresc cu pești!

Poveste

În 1817, contele François de Larderel a dezvoltat o tehnologie de colectare a aburului din surse geotermale naturale.
În secolul XX, cererea de energie electrică a dus la apariția proiectelor de creare a centralelor electrice care utilizează căldura internă a Pământului.
Persoana care a testat primul generator geotermal a fost Piero Ginori Conti. S-a întâmplat pe 4 iulie 1904 în orașul italian Larderello. Generatorul a reușit să aprindă cu succes patru becuri electrice. Mai târziu, în 1911, în același sat a fost construită prima centrală geotermală din lume și este încă în funcțiune. În anii 1920, în gheizerele Beppu (Japonia) și California au fost construite generatoare experimentale, dar Italia a fost singurul producător industrial de energie electrică geotermală din lume până în 1958.

Top cinci țări în producția de energie geotermală, 1980–2012 (US EIA)

Creșterea capacității GeoPP în ani

În 1958, când a fost pusă în funcțiune centrala Wairakei, Noua Zeelandă a devenit al doilea mare producător industrial de energie electrică geotermală. Wairakei a fost prima stație de tip indirect. În 1960, Pacific Gas and Electric a început să opereze prima centrală geotermală de succes din Statele Unite pe gheizere din California.
Prima centrală geotermală binară a fost demonstrată pentru prima dată în 1967 în Uniunea Sovietică și apoi introdusă în SUA în 1981, în urma crizei energetice din anii 1970 și a unor schimbări majore în politica de reglementare. Această tehnologie face posibilă utilizarea unei temperaturi mult mai scăzute pentru generarea de energie decât înainte. În 2006, China Hot Springs, Alaska, a lansat o instalație cu ciclu binar care produce energie electrică la o temperatură scăzută record a lichidului de 57°C.
Pana de curand, centralele geotermale erau construite exclusiv acolo unde existau surse geotermale de inalta temperatura in apropierea suprafetei. Apariția centralelor electrice cu ciclu binar și îmbunătățirea tehnologiei de foraj și producție ar putea duce la apariția centralelor geotermale pe o gamă geografică mult mai largă.Centralele electrice demonstrative sunt situate în orașul german Landau in der Pfalz și în orașul francez Soultz-sous-Foret, în timp ce lucrările anterioare din Basel, Elveția, au fost închise după ce au provocat cutremure. Alte proiecte demonstrative sunt în curs de dezvoltare în Australia, Regatul Unit și Statele Unite ale Americii.

Eficiența termică a centralelor geotermale este scăzută - aproximativ 7-10%, deoarece fluidele geotermale au o temperatură mai scăzută decât aburul de la cazane. Conform legilor termodinamicii, această temperatură scăzută limitează eficiența motoarelor termice în extragerea energiei utilizabile pentru a genera electricitate. Căldura reziduală este irosită, cu excepția cazului în care poate fi utilizată direct, cum ar fi în sere sau în termoficare. Eficiența sistemului nu afectează costurile de operare, așa cum ar fi pentru o uzină pe cărbune sau alte fabrici de combustibili fosili, dar este un factor în viabilitatea instalației. Pentru a produce mai multă energie decât consumă pompele, sunt necesare surse geotermale de înaltă temperatură și cicluri termice specializate pentru a genera electricitate. Deoarece energia geotermală este constantă în timp, spre deosebire, de exemplu, de energia eoliană sau solară, factorul său de putere poate fi destul de mare - până la 96%.