Које су еколошке предности геотермалне електране у односу на електрану на угаљ Наведите две предности

Које су карактеристике дизајна Мутновске ГеоПП

Горе описани недостаци су лишени бинарног циклуса. У овом случају, геотермална вода у измењивачима топлоте се загрева расхладним средством са релативно ниским кључањем. Турбина се окреће у затвореном циклусу. резултат:

емисије штетних материја у атмосферу су минимизиране;
већа ефикасност постројења;
могућност коришћења температуре воде испод 100 ° Ц.

Принцип рада везан за бинарни блок предложили су пројектанти Мутновскаиа ГеоПП (ЈСЦ Геотерм). Потребу за оваквим техничким решењем диктирала је анализа рада Верхње-Мутновске ГТЕ. На станици велика количина сепаратора са температуром од 150°Ц (око 1000 тона на сат) није коришћена и пумпана је назад у резервоар.

Рационално коришћење вишка топлоте омогућиће добијање више од 13 МВ електричне енергије без привлачења додатних ресурса за бушење геотермалних бунара и вађење носача топлоте.

Тренутно се електрана МГЕС састоји од два круга. У првом радном флуиду налази се геотермална расхладна течност. Из ње пара и сепаратор улазе у експандер. У другом кругу се користи органски радни флуид.

Који су принципи рада хидротермалне станице

Како се топлота унутар земљине коре може претворити у електричну енергију? Процес се заснива на прилично једноставним корацима. Вода се пумпа испод земље кроз посебан ињекциони бунар. Формира се нека врста подземног базена, који делује као измењивач топлоте. Вода у њему се загрева и претвара у пару, која се кроз производни бунар доводи до лопатица турбине повезане са осовином генератора. Са спољашњом једноставношћу процеса, у пракси се јављају оперативни проблеми:

геотермалну воду потребно је пречистити од растворених гасова који уништавају цеви и негативно утичу на животну средину;
висока тачка кључања воде доводи до губитка дела енергије са кондензатом.

Због тога инжењери развијају нове шеме, свака станица има своје карактеристике дизајна.

Напомене

↑ Кирил Дегтјарев. (веза недоступна). Руско географско друштво (24. октобар 2011). Приступљено 1. новембра 2012.
, Витх. 18, 98.
, Витх. 16-17.
↑
↑
. Хабрахабр (30.04.2018). Приступљено 3. септембра 2019.
Л. А. Огуречников. . №11 (31). Алтернативна енергија и екологија (2005). Приступљено 1. новембра 2012.
. часопис Енергосвет. Приступљено 1. новембра 2012.
В. А. Бутузов, Г. В. Томаров, В. Х. Схетов. . часопис „Уштеда енергије“ (бр. 3 2008). Приступљено 1. новембра 2012.
ВСН 56-87 "Геотермално снабдевање топлотом и хладноћом стамбених и јавних зграда и објеката"

Геотермалне станице у Русији

Геотермална енергија, уз друге врсте „зелене“ енергије, стабилно се развија на територији наше државе. Према научницима, унутрашња енергија планете је хиљадама пута већа од количине енергије садржане у природним резервама традиционалних горива (нафта, гас).

У Русији успешно раде геотермалне станице, а то су:

Паузхетскаиа ГеоПП

Налази се у близини села Паужетка на полуострву Камчатка. Пуштена у рад 1966. године.
Спецификације:

Електрична снага - 12,0 МВ;
Годишњи обим произведене електричне енергије је 124,0 милиона кВх;
Број агрегата - 2.

У току су радови на реконструкцији, услед чега ће електрична снага порасти на 17,0 МВ.

Веркхне-Мутновскаиа Пилот ГеоПП

Налази се на територији Камчатке. Пуштена је у рад 1999. године.
Спецификације:

Електрична снага - 12,0 МВ;
Годишњи обим произведене електричне енергије износи 63,0 милиона кВх;
Број агрегата - 3.

Мутновскаиа ГеоПП

Највећа електрана те врсте. Налази се на територији Камчатке. Пуштена је у рад 2003. године.
Спецификације:

Електрична снага - 50,0 МВ;
Годишњи обим произведене електричне енергије износи 350,0 милиона кВх;
Број агрегата - 2.

Оцеан ГеоПП

Налази се у региону Сахалин. Пуштена у рад 2007.
Спецификације:

Електрична снага - 2,5 МВ;
Број енергетских модула - 2.

Менделеевскаиа ГеоТПП

Налази се на острву Кунашир. Пуштена у рад 2000. године.

Спецификације:

Електрична снага - 3,6 МВ;
Топлотна снага - 17 Гцал / сат;
Број енергетских модула - 2.

Тренутно је у току доградња станице, након чега ће капацитет бити 7,4 МВ.

Које су главне предности и мане геотермалне енергије

Овај начин добијања енергије има низ очигледних предности.

ГеоПП не треба гориво чије су резерве ограничене.
Сви оперативни трошкови се своде на трошкове регулисаног рада на планираној замени саставних делова.
Не захтевају додатну енергију за технолошке потребе. Додатна опрема се напаја из извађених ресурса.
Успут је могуће десалинирати морску воду (ако се станица налази на обали мора)
Условно се сматра еколошки прихватљивим. Зато што је већина недостатака везана за еколошку прихватљивост објеката.

Ако пажљиво погледате фотографије хидротермалне станице Мутновскаиа, бићете изненађени. Без прљавштине и чађи, уредни чисти трупови са облацима беле паре. Али није све тако дивно. Геотермалне електране имају своје недостатке.

Када се налазе у близини насеља, становници су забринути због буке коју производи предузеће.
Сама изградња станице је скупа. А то утиче на цену финалног производа.
Тешко је унапред предвидети шта ће доћи из бунара у дубоким слојевима: минерална вода (не обавезно лековита), нафта или отровни гас. А ово су питања јавне безбедности. Наравно, сјајно је ако геолози током бушења наиђу на минерални слој. Али ово откриће може у потпуности да промени начин живота становништва. Због тога локалне власти оклевају да дају дозволу чак ни за извиђање.
Постоје потешкоће са избором локације за будући ГеоПП. На крају крајева, ако извор топлоте временом изгуби свој енергетски потенцијал, новац ће бити бачен. Поред тога, могући су кварови тла у подручју станице.

У Русији

Мутновскаиа ГеоПП

У СССР-у је прва геотермална електрана изграђена 1966. године на Камчатки, у долини реке Паужетке. Његова снага је 12 МВ.

29. децембра 1999. године пуштена је у рад Веркхне-Мутновскаиа ГеоПП на налазишту термалне воде Мутновски са инсталисаним капацитетом од 12 МВ (за 2004.).

10. априла 2003. године пуштена је у рад прва фаза Мутновске ГеоПП, инсталисана снага за 2007. годину је 50 МВ, планирани капацитет станице је 80 МВ, а производња у 2007. години је 360,687 милиона кВх. Станица је потпуно аутоматизована.

2002 - пуштен је у рад први старт-уп комплекс Менделејевска ГеоТЕ са капацитетом од 3,6 МВ као део енергетског модула Туман-2А и инфраструктуре станице.

2007 - пуштање у рад Оцеан ГеоТПП, који се налази у подножју вулкана Барански на острву Итуруп у Сахалинској области, капацитета 2,5 МВ. Име ове електране повезано је са непосредном близином Тихог океана. Године 2013. догодила се несрећа на станици, 2015. станица је коначно затворена.

ГеоПП назив	Инсталисани капацитет на крају 2010. године, МВ	Производња у 2010, милион кВх	Година уноса првог блока	Година уласка последњег блока	Власник	Локација
Мутновскаиа	50,0	360,7 (2007)	2003	2003	ОЈСЦ "Геотерм"	Камчатски крај
Паузхетскаиа	12,0	42,544	1966	2006	ОЈСЦ "Геотерм"	Камчатски крај
Веркхне-Мутновскаиа	12,0	63.01 (2006)	1999	2000	ОЈСЦ "Геотерм"	Камчатски крај
Менделејевска	3,6	?	2002	2007	ЦЈСЦ Енергиа Иузхно-Курилскаиа	О. Кунасхир
Сум	77,6	>466,3

Шта је геотермална енергија

Према геофизичарима, температура Земљиног језгра је између 3.000 и 6.000°Ц. Претпоставља се да на дну земљине коре на дубини од 10-15 км температура пада на 600-800°Ц, у океанима само 150-200°Ц. Али ове температуре су довољне да ураде посао. Главни извори загревања подземља су уранијум, торијум и радиоактивни калијум. О снази унутрашње енергије сведоче земљотреси, ерупције стотина вулкана, гејзири.

Геотермална се односи на топлотну енергију која се ослобађа из унутрашњости Земље на површину. Може се користити у областима сеизмичке и вулканске активности. Тамо где се топлота земље диже у облику топле воде и паре, избијајући у изворе (гејзире). Геотермална енергија се ефикасно користи у следећим земљама: Мађарска, Исланд, Италија, Мексико, Нови Зеланд, Русија, Салвадор, САД, Филипини, Јапан. Геотермални извори се класификују на емитивне

сува врућа пара
мокра врућа пара
врућа вода.

Према проценама стручњака, од 1993. до 2000. године производња електричне енергије коришћењем геотермалне енергије у свету се више него удвостручила. У западном делу Сједињених Држава, скоро 200 кућа и фарми греје се топлом водом из недра Земље. На Исланду се скоро 80% стамбеног фонда загрева водом из геотермалних бунара у близини града Рејкјавика.

Предности и мане

Предности

Главна предност геотермалне енергије је њена практична неисцрпност и потпуна независност од услова средине, доба дана и године. Фактор искоришћености инсталисаног капацитета ГеоТПП може достићи 80%, што је недостижно за било коју другу алтернативну енергију.

Економска оправданост бунара

Да би се топлотна енергија претворила у електричну енергију помоћу неке врсте топлотног мотора (на пример, парне турбине), потребно је да температура геотермалних вода буде довољно висока, иначе ће ефикасност топлотне машине бити прениска ( на пример, при температури воде од 40°Ц и температури околине од 20°Ц, ефикасност идеалног топлотног мотора биће само 6%, а ефикасност правих машина је још нижа, осим тога, део енергије ће потрошити на сопствене потребе постројења, на пример, на рад пумпи које пумпају расхладну течност из бунара и испумпавају истрошену расхладну течност назад). За производњу електричне енергије препоручљиво је користити геотермалну воду са температуром од 150 ° Ц и више. Чак и за грејање и топлу воду потребна је температура од најмање 50°Ц. Међутим, температура Земље расте прилично споро са дубином, обично је геотермални градијент само 30°Ц на 1 км, тј. чак и за снабдевање топлом водом био би потребан бунар дубок више од километра, а за производњу електричне енергије неколико километара. Бушење таквих дубоких бунара је скупо, осим тога, пумпање расхладне течности кроз њих такође захтева енергију, па је употреба геотермалне енергије далеко од препоручљивости свуда. Скоро сви велики ГеоПП се налазе на местима појачаног вулканизма – Камчатка, Исланд, Филипини, Кенија, Калифорнија итд., где је геотермални градијент много већи, а геотермалне воде су близу површине.

Екологија носача топлоте

Један од проблема који се јавља при коришћењу подземних термалних вода је потреба за обновљивим циклусом снабдевања (убризгавања) воде (обично исцрпљене) у подземни водоносник, што захтева потрошњу енергије. Термалне воде садрже велику количину соли различитих токсичних метала (на пример, олово, цинк, кадмијум), неметала (на пример, бор, арсен) и хемијских једињења (амонијак, феноли), што искључује испуштање ових вода. у природне водне системе који се налазе на површини . Неопходно је и убризгавање отпадних вода како притисак у водоносном слоју не би пао, што ће довести до смањења производње геотермалне станице или њене потпуне нефункционалности.

Највећи интерес су термалне воде високе температуре или испусти паре који се могу користити за производњу електричне енергије и топлотну енергију.

Провоцирање земљотреса

Земљотрес у Похангу 2017

Економска изводљивост инфраструктуре за бушење и бушотине чини неопходним да се изаберу локације са великим геотермалним градијентом. Таква места се обично налазе у сеизмички активним зонама. Поред тога, током изградње ГЦЦ станице врши се хидраулична стимулација стена, што омогућава повећање преноса топлоте расхладне течности са стенама због додатних пукотина. Међутим, према резултатима студије земљотреса у Похангу 2017. (корејски, енглески), показало се да чак ни регулација коришћењем мерења са додатних сеизмографских станица није довољна да искључи индуковане земљотресе. Испровоциран радом геотермалне станице, земљотрес у Похангу догодио се 15. новембра 2017. године, јачине 5,4 јединице, 135 људи је повређено, а 1.700 је остало без крова над главом.

Како је изграђена Мутновска ГеоПП

А како се у Русији користе могућности геотермалне енергије? Шездесетих година прошлог века главни проблем СССР-а није био недостатак ресурса, већ тешкоћа испоруке енергије преко огромних територија. Совјетски научници су предложили смеле и неочекиване пројекте: окретање северних река на југ, користећи енергију морске плиме и активних вулкана.

Прво успешно решење за коришћење алтернативне енергије била је изградња геотермалне станице Паужетскаја на Камчатки. Његов капацитет је био довољан да опслужује оближња села: Озерновски, Шумни, Паужетка и фабрике за конзервирање рибе у околини. Извори енергије били су вулкани Камбални и Кошељев.

У наставку. Године 1987. издата је Уредба Централног комитета КПСС "О свеобухватном развоју Далекоисточног економског региона". У документу се прецизира важност геотермалних ресурса Камчатке. Донета је одлука да се до 1997. године изгради и пусти у рад ГеоТЕ Мутновскаја снаге 50.000 кВ. Планирано је повећање капацитета станице до 1998. године на 200.000 кВ.

Планови се нису остварили. Совјетски Савез се распао. За реализацију пројекта изградње геотермалне станице на Камчатки 1994. године створено је АД „Геотерм“. Прва фаза Мутновске ГеоПП пуштена је у рад тек 2001. године. Након пуштања у рад другог блока 2002. године, станица је достигла радни капацитет од 50 МВ. До данас су пуштене у рад три степена агрегата, пет турбина, што омогућава стабилан рад постројења и производњу јефтине електричне енергије.

Укупно је на територији МГЕС-1 избушено око 90 бушотина. За одржавање капацитета у 2008. години пуштена је у рад радна бушотина Гео-1. Заједно са ГТЕ Верхне-Мутновскаиа, станице снабдевају електричном енергијом више од трећине Камчатске територије.

Недостаци

поплава
обрадива земља
зграда
спроводи само тамо где има великих
резерве енергије воде
на
планинске реке су опасне због високих
сеизмичност подручја
скраћено
и нерегулисана испуштања воде из
резервоара 10-15 дана (до њиховог
одсуство), доводе до реструктурирања
јединствени поплавни екосистеми
у целом кориту, као резултат, загађење
реке, смањење ланаца исхране,
пад броја риба, елиминација
водене бескичмењаке,
повећање агресивности компоненти
мушице (мушице) због неухрањености на
ларвалне фазе, нестанак места
легла за многе врсте селица
птице, недовољно влажење поплавне равнице
земљишта, негативне сукцесије биљака
(смањење фитомасе), смањење флукса
хранљиве материје у океане.

Сунчан
електрична централа —
инжењеринг зграда опслуживање
претварање сунчевог зрачења у
електрична енергија. Начини
конверзија сунчевог зрачења
су различити и зависе од дизајна
електране

Где се налази геотермална станица Мутновскаиа

Мутновскаиа Сопка је сложен вулкански масив. Његова висина је 2323 м надморске висине. На падинама постоје различити облици савремене гасно-хидротермалне активности. Овде, у подножју вулкана, 116 км од града Петропавловск-Камчатски, налази се Мутновскаиа ГеоПП. Према геолошким истраживањима, овде се налази богато геотермално лежиште, његове резерве се процењују на око 300 МВ.

У ком режиму ради?

Висок ниво аутоматизације омогућава да опремом управља минимални број особља. Контролни центар одржава 24-часовно праћење инструмената који тачно показују количину и квалитет воде, паре и енергије.

Запослени раде по принципу ротације. Промена траје 15 дана. Пут до станице пролази кроз Мутновски превој, понекад завејан чак и у јулу, тако да на путу долази до неколико дана кашњења особља.

За раднике је изграђен удобан хостел на двадесетак минута хода. Постоји соба за релаксацију, теретана, библиотека, сауна, базен. Занимљиве чињенице о Мутновској ГеоПП

Зашто је околина Мутновске сопке привлачна?

Камчатка је туристички рај, места се мало путују и лудо лепа. Околина вулкана Мутновски је посебно популарна међу туристима. Путнике овде привлачи погодна локација 120 км од Петропавловск-Камчатског и пута, окружена живописним брдима и вулканима, густим шумама и брзим рекама. Неколико платформи за гледање пружа одличан поглед на Виључинску сопку, чија је висина 2175 метара.

Локалне веверице, торбагани, лисице јуре около, а на падинама брда често се виде обриси мрких медведа. Има медведа и дуж обала река, они се хране рибом!

Прича

Године 1817. гроф Франсоа де Лардерел развио је технологију за сакупљање паре из природних геотермалних извора.
У 20. веку, потражња за електричном енергијом довела је до појаве пројеката за стварање електрана које користе унутрашњу топлоту Земље.
Особа која је тестирала први геотермални генератор био је Пиеро Гинори Цонти. Десило се то 4. јула 1904. године у италијанском граду Лардерелу. Генератор је успео да успешно упали четири електричне сијалице. Касније, 1911. године, у истом селу је изграђена прва геотермална електрана на свету, која је и данас у функцији. Током 1920-их, експериментални генератори су изграђени у Бепу (Јапан) и калифорнијским гејзирима, али Италија је била једини индустријски произвођач геотермалне струје на свету до 1958. године.

Пет најбољих земаља у производњи геотермалне енергије, 1980–2012 (УС ЕИА)

Раст капацитета ГеоПП-а по годинама

Године 1958, када је електрана Ваиракеи пуштена у рад, Нови Зеланд је постао други велики индустријски произвођач геотермалне електричне енергије. Ваиракеи је била прва станица индиректног типа. Године 1960. Пацифиц Гас анд Елецтриц је почео да ради на првој успешној геотермалној електрани у Сједињеним Државама на гејзирима у Калифорнији.
Прва бинарна геотермална електрана је први пут демонстрирана 1967. године у Совјетском Савезу, а затим је представљена у САД 1981. године, након енергетске кризе 1970-их и великих промена у регулаторној политици. Ова технологија омогућава коришћење много ниже температуре за производњу енергије него раније. 2006. године, Цхина Хот Спрингс, Аљаска, покренула је електрану бинарног циклуса која производи електричну енергију на рекордно ниској температури течности од 57°Ц.
До недавно су се геотермалне електране градиле искључиво тамо где су се налазили високотемпературни геотермални извори близу површине. Појава електрана бинарног циклуса и побољшања у технологији бушења и производње могли би довести до појаве геотермалних електрана у много ширем географском опсегу.Показне електране се налазе у немачком граду Ландау ин дер Пфалцу и француском граду Соултс-соус-Форет, док је ранији рад у Базелу у Швајцарској био затворен након што је изазвао земљотрес. Остали демонстрациони пројекти су у развоју у Аустралији, Уједињеном Краљевству и Сједињеним Америчким Државама.

Топлотна ефикасност геотермалних електрана је ниска - око 7-10%, пошто геотермални флуиди имају нижу температуру од паре из котлова. Према законима термодинамике, ова ниска температура ограничава ефикасност топлотних мотора у извлачењу употребљиве енергије за производњу електричне енергије. Отпадна топлота се губи осим ако се не може директно користити, на пример у стакленицима или даљинском грејању. Ефикасност система не утиче на оперативне трошкове као што би то било за електрану на угаљ или друга фосилна горива, али је фактор одрживости постројења. Да би се произвело више енергије него што пумпе троше, за производњу електричне енергије потребни су високотемпературни геотермални извори и специјализовани термални циклуси. Пошто је геотермална енергија константна током времена, за разлику од, на пример, енергије ветра или сунца, њен фактор снаге може бити прилично велики – до 96%.