Геотермальная энергия в россии: Геотермальная энергетика в России. Cleandex

Содержание

Степень развития геотермальной энергетики крайне недостаточна

Источник: http://pronedra.ru/alternative/2015/12/29/perspektivy-geotermalnoy-energetiki/

Своим возникновением отрасль геотермальной энергетики обязана такому природному явлению, как повышение температуры подземной породы пропорционально глубине. На каждые 36 метров вглубь температура увеличивается в среднем на 1 °C. Доступ к нагретым подземным водам можно получить не только при помощи скважин — часть горячих источников представляют собой естественные гейзеры. Теплоноситель используется не только для отопительных нужд, но и для производства электроэнергии с помощью геотермальных станций, превращающих пар в электричество.

Кроме того, практикуется использование и горячих пород, в которых отсутствуют подземные воды. В данном случае энергетики закачивают воду в подземные горизонты с её дальнейшим отбором уже в нагретом состоянии. Высокие «сухие» горизонты, температура которых, впрочем, не достигает градуса кипения воды, есть и на большом количестве территорий, где вулканическая активность вообще отсутствует, что придаёт геотермам статус перспективных источников энергии, вне зависимости от места их географического расположения.

Энергия горячих источников: факторы распространения

Наиболее широкое распространение геотермальная энергетика получила в двух типах регионов. В первую очередь она развивается там, где в силу природных условий существует большое количество доступных горячих источников. Кроме того, геотермы используются там, где наблюдается дефицит горючих полезных ископаемых или же доставка энергоресурсов осложняется труднодоступностью района. В ряде стран тепло или электроэнергия, добытые с помощью геотермальных станций, покрывают существенную долю энергетических затрат.

По такой технологии получают порядка трети электроэнергии потребители американского Сан-Франциско. В Польше насчитывается уже четыре геотермальные станции, одна из которых обеспечивает потребности курортного города Закопане. Горячее водоснабжение в литовской Клайпеде осуществляется полностью за счёт работы геотермальной станции. В девяностых годах суммарная мощность геотермальных станций мира оценивалась в 5 ГВт, к двухтысячным она перевалила за 6 ГВт. Ряд оценок позволяет сделать вывод о том, что сейчас выработка геотермальной энергии превышает 10 ГВт.

Ситуация на родине геотермальной энергетики

Сама природа распорядилась так, что передовой страной в сфере использования геотермальных источников стала Исландия. В этой стране на относительно небольшой глубине температуры воды достаточно для производства энергии, что стало возможным благодаря высокой вулканической активности. В регионе насчитывается около сотни вулканов, а сам остров находится на стыке литосферных плит.

Каждые девять из десяти домов в стране отапливаются горячей водой из-под земли. Столица Исландии — Рейкьявик — с 1943 года полностью перешла на геотермальное отопление, при этом осуществляется теплоснабжение не только жилого сектора, но и промышленных предприятий. Государство практически полностью отказалось от традиционных энергоресурсов, 25% потребностей удовлетворяется при помощи геотермальных источников, 70% обеспечивают гидроэлектростанции.

Лидирующие позиции в отрасли дают Исландии возможность не только быть энергетически самодостаточной страной, но и даже экспортировать энергию, выработанную геотермальными станциями. В последние годы обсуждается проект организации поставок электроэнергии, выработанной на исландских ГеоТЭС, в Великобританию. Британцы, в свою очередь, готовы проложить морской кабель протяжённостью 750 миль. Бюджет проекта оценивается в миллиарды фунтов стерлингов. По расчётам Лондона, реализация проекта даст возможность обеспечить пятую часть потребностей страны в электроэнергии.

Перспективы в России

Активные термальные воды в России распространены в нескольких регионах. Речь идёт в том числе о Саяно-Байкальской горной системе в Бурятии, где количество таких источников достигает четырёх сотен, на Чукотке, в Якутии и Западной Сибири. Наибольшая концентрация горячих вод наблюдается в Курило-Камчатском вулканическом поясе. На самой Камчатке выявлено 70 групп источников, более половины из которых нагреваются до 100 °C. Для сравнения, в системах геотермального снабжения полуострова себестоимость получения тепла в десять раз ниже, чем в котельных города Петропавловска-Камчатского.

Именно поэтому регион и был выбран для строительства первой станции такого рода — Паужетской. Её возвели ещё во времена СССР, в 1966 году. Возможности её расширения открывают широкие перспективы. За все время своего функционирования станция никогда не была убыточной, несмотря на то, что установлены самые низкие тарифы в регионе.

На Камчатке также работает Верхне-Мутновская ГеоЭС, удовлетворяющая 25% энергетических потребностей края. Мощность геотермального месторождения в районе её постройки оценивается в 300 МВт. Напомним, строительство геотермальной станции стартовало и в Чечне. При наличии соответствующих природных условий и с учётом опыта эксплуатации уже имеющихся мощностей, перспективы развития такого вида энергетики в России более чем заманчивы.

Экологические и технические проблемы отрасли

Развитие геотермальной энергетики существенно тормозится целым рядом проблем, присущих данной отрасли. В числе самых серьёзных препятствий — необходимость сложного процесса обратной закачки в водоносные горизонты отработанного теплоносителя (воды), содержащего токсичные вещества — мышьяк, кадмий, цинк, свинец, бор. Это исключает возможность сброса такой воды в поверхностные слои. Кроме того, остро стоит проблема выброса сероводорода в атмосферу.

У геотермальных станций, помимо всего прочего, в отличие от ТЭС и даже ГЭС, существует строгая привязка места строительства к определённым участкам в зависимости от геологии. Зачастую (разве что, кроме Исландии), такие места находятся в труднодоступных районах, гористой местности. Не следует сбрасывать со счетов и высокую минерализацию подземных вод, что со временем приводит к закупорке скважин.

Нужно принимать во внимание и главный фактор развития, свойственный любой отрасли — спрос на рынке. В OPEC подсчитали, что, несмотря на общий рост спроса на возобновляемые энергоресурсы, в том числе и геотермальные, на 7,6% в год, к 2040 году доля таких источников в производстве энергии будет составлять всего лишь 4,3%, уступая традиционным способам генерации. Сейчас доля альтернативной энергетики составляет всего 0,9% на мировом рынке.

Международное признание и прогнозы на будущее

Впрочем, на международном уровне геотермальная энергетика считается достаточно перспективным направлением. Нацеленность на развитие данного сегмента подтверждается решением недавно прошедшего Климатического саммита в Париже. Представители 38 стран проголосовали за наращивание выработки геотермальной энергии на 500%. Инициатива принятия такого решения принадлежит Международному агентству по возобновляемым источникам энергии (IRENA). Ожидается, что развитие отрасли даст возможность сдержать неблагоприятные изменения климата.

В резолюции саммита указано, что данный вид энергии остаётся одним из самых дешёвых, однако степень развития отрасли крайне недостаточна. Потенциал для развития в этой сфере имеют около 90 государств. Члены саммита признали, что основным препятствием реализации геотермальных проектов является вовсе не экология, а необходимость значительных инвестиций в бурильные работы. В то же время, продажи электроэнергии можно осуществлять по мере разработки источников, не дожидаясь полной реализации проектов.

Применение геотермальных источников может частично решить проблему голода в неблагополучных регионах. Пронедра ранее писали, что в ООН считают — внедрение геотермальной энергетики даст возможность снизить дефицит продовольствия в ряде развивающихся стран, где попросту отсутствует электроэнергия для обеспечения хранения продуктов питания, и, как результат — создать условия для накопления продовольственных резервов.

Вероятно, с учётом целенаправленной международной энергетической политики в этом направлении, будут внедряться дешёвые и эффективные способы, направленные на преодоление рисков загрязнения подземных горизонтов и устранение технических проблем, неизбежно сопровождающих геотермальную энергетику. Если основные препятствия на пути развития геотермального сегмента исчезнут, отрасль однозначно начнёт переживать динамичный рост и со временем станет весомым энергетическим источником для многих стран мира.

Геотермальные электростанции: принцип работы ГеоТЭС, плюсы

Термальная энергия планеты используется напрямую или преобразуется в электрическую. Это возобновляемый ресурс, перспективный для развития альтернативной энергетики. Геотермальные электростанции строятся в районах дремлющих вулканов, где сталкиваются или разрываются тектонические плиты. Тепло Земли прорывается ближе к поверхности в виде пара при соединении разогретой магмы и водных залежей.

По расчетам специалистов геотермальной энергетики, доступная тепловая энергия планеты способна обеспечить потребности населения. Активное освоение термических ресурсов началось в середине прошлого века. Пар, поступающий из гейзеров, улавливают и направляют для обогрева жилого сектора, тепличных хозяйств. Укладывают трубопроводы, по которым вода горячих источников устремляется в города и поселки. Часть энергии паровые турбины перерабатывают в электричество. Пока КПД ГеоЭС 7-10%, но технологии совершенствуются. Освоение терморесурсов планеты продолжается.

Геотермальные электростанции или что такое геотермальная энергия?

Горячий гейзер – природный геотермальный источник. Их на Земле немного. Пар научились добывать из глубин бурением скважин. Каждые 36 метров температура геологических отложений повышается на один градус. В 60 странах, расположенных в районе тихоокеанского вулканического кольца и на Дальнем Востоке, уже используют термальную энергию.

Авторское право на создание первой электростанции подобного рода принадлежит Пьеро Джинори Конти. Он в 1904 году провел испытания генератора: подключил к нему 4 лампочки. В 1911 году в городе Лардерелло итальянской провинции Пиза начала работать станция, которая сейчас производит 10% мирового объема геотермального электричества.

Принцип работы геотермальных электростанций

Чтобы направить пар на лопасти турбины, его необходимо добыть из-под земли. В основе принципа работы геотермальных электростанций лежит метод закачки воды в рабочую скважину. Жидкость нагревается в теплых пластах до насыщенного пара, который с силой вырывается на поверхность.

Для генерации электроэнергии применяют 3 основных метода:

сухой пар: геотермальные ресурсы воздействуют на турбину;
насыщенные газовые среды высокой влажности взаимодействуют с генератором.
комбинированный сочетает обе технологии.

Прямой метод

Используется гидротермальный пар, вырывающийся из земли по питающей скважине. Он приводит турбину генератора в движение. Отработанная жидкость закачивается в твердые земные пласты. Происходит загрязнение термальных слоев.

Непрямой метод

Перегретые гидротермальные ресурсы из скважины поступают в испаритель, где тепло геотермальной воды выпаривает избыточную влагу из теплоносителя. Пар из испарителя под давлением поступает на лопасти турбины, заставляет их вращаться. Электростанции на парогидротермах второго поколения, более мощные и надежные: система испаритель–турбина замкнутая.

Смешанный бинарный метод

Современные геотермальные электростанции по принципу работы схожи с генераторными установками второго поколения. Только разогретая землей вода проходит через теплообменник, заполненный теплоносителем. Устройство передает тепло земли воздушной смеси, вращающей генератор. При такой технологии используют менее разогретые термальные воды, увеличивается теплоотдача, снижаются энергетические потери.

Преимущества и недостатки ГТЭС

В будущем планируется развитие геотермальных электростанций, их преимущества и недостатки очевидны. Сначала о хорошем:

геотермальные воды – возобновляемый и неисчерпаемый ресурс;
генератор не зависит от внешних источников топлива;
у геотермальной электростанции имеются экологические преимущества: она не загрязняет атмосферу, не разрушает экосистему;
природное тепло Земли превосходит по потенциалу органическое топливо;
электростанции работают автономно, только при запуске турбину требуется дизтопливо для работы насоса;
исключено влияние погодных факторов;
установки компактные, ремонтоспособные, не требуют больших экономических затрат;
низкая себестоимость используемых ресурсов;
при создании ГТЭС не предусмотрены санитарные зоны, окружающую территорию можно использовать для других целей, например, выращивания с/х продукции в теплицах;
минимальный штат обслуживающего персонала;
используя для генерации пара морскую воду по открытому циклу, можно использовать генераторные установки как опреснители для получения питьевой воды.

Недостатки геотермальных электростанций:

длительный и финансово затратный этап изыскательских работ;
станции строят в сейсмически нестабильных районах, высок риск аварий во время землетрясений;
термальные воды в некоторых районах содержат горючие сопутствующие газы, природные углеводороды, повышается пожароопасность;
работа генераторов связана с повышением уровня шума, вибрацией, влияющей на животных и птиц.

Геотермальные электростанции в России

Сейсмически активные районы находятся на Дальнем Востоке и в районах Северного Кавказа. Развитие геотермальных электростанций в России ограничено территориально, применение тепловых насосов возможно на Урале и Алтае. Сейчас в основном тепло Земли используется для обогрева жилого фонда, с/х тепличных комплексов. Только 13% перерабатывается в электричество.

Паужетская ГеоЭС

Находится на западном берегу Камчатки рядом с вулканом Камбальным. Открытие Паужетской геотермальной электростанции состоялось в 1966 году. Она создавалась для нужд жителей Паужетка, генерировала всего 5 мегаватт. Постепенно расширялась, теперь мощность 17 мегаватт. Улучшены очистные сооружения первой геотермальной электростанции России, второй турбоагрегат мощностью 6 МВт построен в 1980-м, второй – в 2006-м. Принцип работы геотермальной установки основан на прямом использовании пара. Достраивается бинарный блок комбинированного типа.

Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС

Работает изолированно от РАО ЕЭС, расположена в южной части Камчатки у подножия вулкана Мутновский. Инициатор строительства станции – АО «Наука». На площадке происходит разделение выкачиваемой смеси на пар (он подается на турбины) и воду (ее закачивают в горные пласты). Суммарная мощность блоков, обслуживающих две скважины – 12 мегаватт.

Мутновская ГеоЭС

Самая крупная станция Камчатки с прямым использованием пара. Расположена у одноименной сопки, завязана с Верхне-Мутновской станцией в единый энергетический комплекс, производят 1/3 потребностей Камчатки. Два блока мощностью 25 МВт достигли максимальной производительности в 2002 году.

Океанская ГеоЭС

До введения объекта на Итурупе были только дизельные генераторы. С пуском ГеоЭС Океанская годовая экономия дизтоплива составила около 4 тысяч тонн. Общая мощность двух модулей «Туман-2А» – 2,5 МВт. Электростанция проработала до марта 2013, после этого работает только один модуль на неполную мощность.

Менделеевская ГеоТЭС

Построена у подножия одноименного вулкана на острове Кунашир. Проектная мощность – 3,6 мегаватт. Из четырех скважин одна вышла из строя, забита серой после подвижек земной коры. В ближайшее время планируется модернизация электростанции, повышение производства электричества в два раза.

Геотермальные станции в мире

В Топе 15 стран, использующих термальную энергию, Россия занимает 13 место. Лидируют страны, где много сейсмоактивных зон. Список открывает США, ГеоЭС и гелиотермические электростанции вырабатывают в год 2687 МВт, 03% от потребляемой мощности. Это:

22 электростанции комплекса «The Geysers» (на плато гейзеров)в Калифорнии, номинальная годовая мощность 1517 мегаватт, обеспечивает 60% потребности северного побережья штата;
10 геоблоков в долине Империал, выработка «Imperial Valley Geothermal Area» составляет 570 мегаватт;
электростанция «Navy 1 Geothermal Area» на 235 МВт в Неваде у озера Чайна Лейк, создана для нужд военной базы.

Вторую строчку в рейтинге занимают Филиппины. Объем вырабатываемой энергии – 1969,7 МВт, это 27% всего производства. «Тиви» – первая электростанция, построена в 1982 году, сейчас выдает 330,0 мегаватт. «Макилинг-Банахау» начала работу в 1984 году, достигла мощности 458,0 МВт.

В Индонезии по оценкам экспертов сосредоточено 40% мирового потенциала, оценивается в 24 ГВт. Страна сделала экономический рывок в последние годы, 3,7% (это 1092 МВт) вырабатываемого электричества производят ГеоЭС. Самые крупные расположены на Суматре. Продолжается расширение блока Sarulla Unit. У первой очереди производительность 220 МВт, у второй – 110 мегаватт, строится третья.

Рядом расположена электростанция «Sorik Marapi Modular» (110 МВт), в провинции Лампунг достраивается «Ulubulu Unit» на 320,8 МВт. На острове Ява только одна геотермостанция – «Karaha Bodas» (30 МВт).

Мексика незначительно отстает от Индонезии, производит 998 МВт в год, это 3% потребления, основной вклад делает «Cerro Prieto Geothermal Power Station» (720 МВт). Остальные геостанции страны небольшие.

Хотя по общему производству Новая Зеландия уступает Италии и Японии, в ней расположена одна из крупных ГеоЭС – «Ngatamariki» (110 МВт), она вырабатывает 1/5 часть геотермической энергии. Общий объем производства страны около 500 мегаватт, 10% от потребления.

В Исландии геотермальные скважины используют с 1030 года. В 1976 году появилась ГеоЭС «Svartsengi Geo» (80 МВт). «Hellisheidi Power Station» (300 МВт) в 2011 году входила в пятерку самых крупных геотермических электростанций мира. Есть еще два блока: «Nesjavellir» (120 МВт) и «Reykjanes», (100 МВт). Суммарная мощность геоэнергетики – более 600 МВт в год.

В Топ 15-ти стран, имеющих ГеоЭС, также входят Сальвадор, Коста Рика, Кения, Никарагуа, Папуа Новая Гвинея, Гватемала.

Будущее геотермального электричества

Паровые и геотермальные источники – лишь часть георесурсов. Тепло твердых пород пока не утилизируется. Ведется разработка по увеличению КПД существующих блоков, снижению себестоимости строительства. Реализуются грандиозные проекты в Америке, Индонезии. Упор делается на электростанции с бинарным циклом. Ведутся изыскательские работы в Африке, Австралии.

Геотермальная энергетика: преимущества и перспективы

Поговорим про геотермальную энергетику, один из самых перспективных видов возобновляемой энергетики в мире.

Возобновляемая энергетика в мире растёт высокими темпами. Ежегодные объемы ввода новых электростанций, функционирующих на основе ВИЭ, существенно превышают рост тепловой генерации. Также и размер ежегодных инвестиций в ВИЭ-генерацию в разы превосходит вложения в газовые, угольные и атомные электростанции.

Геотермальные электростанции

Как это работает?

А в чём преимущества?

Геотермальная энергетика в России

Каковы перспективы?

При этом основной рост приходится на ветровые и солнечные электростанции, и для многих именно они стали символами ВИЭ и «зелёной» энергетики, но и геотермальные электростанции, или ГеоЭС, — также очень интересное направление, потенциал которого высок. Некоторые исследователи полагают, что в будущем геотермальная энергетика может обеспечить до 1/6 от мирового энергоснабжения.

Не в последнюю очередь из-за того, что, в отличие от солнечной или ветряной, геотермальная энергетика абсолютно не зависит от смены дня и ночи или погодных условий и времени года и имеет целый ряд других преимуществ, о которых мы и расскажем далее.

В соответствии с базой данных IRENA (Renewable capacity statistics 2019), в 2018 году глобальная установленная мощность геотермальных электростанций вросла на 540 мегаватт и составила 13 329 мегаватт.

Как это работает?

Как и во многих видах электростанций, поток горячего пара используется для вращения турбины генератора — ГеоЭС в данном случае не уникальны. И теплоэлектростанции, и, фактически, атомные электростанции используют тот же самый принцип, хотя источники энергии, которые помогают разогревать воду и вырабатывать пар, в них применяются радикально различные. ГеоЭС относятся к ВИЭ именно потому, что в качестве главной движущей силы в них используется пар или горячая вода из естественных геотермальных источников, находящихся под землёй.

С погружением в недра планеты температура будет расти примерно на 3°C каждые 100 метров спуска, хотя в различных регионах Земли этот показатель (так называемый геотермический градиент) может отличаться. Это значит, что некоторые места подходят для постройки геотермальной электростанции лучше, а некоторые — намного хуже, вплоть до момента, когда прокапывать скважину до слоёв нужной температуры становится просто экономически невыгодно. Отсюда и популярность ГеоЭС в странах с большой сейсмической/вулканической активностью.

График изменений температуры породы по мере продвижения к центру Земли

В зависимости от имеющегося источника геотермальной энергии ГеоЭС можно условно разделить на гидротермальные, бинарные гидротермальные и петротермальные.

В гидротермальных электростанциях из трубы, проложенной до водоносных слоёв, поднимается раскалённый пар, который вращает турбину генератора. Если вместо пара поднимается пароводяная смесь температурой выше 150 °C, её водяная часть отделяется в специальном сепараторе и может в дальнейшем тоже превратиться в пар для генератора в условиях низкого давления.

Бинарные гидротермальные электростанции применяются там, где температура воды не поднимается выше 100 °C, а копать скважину глубже уже невыгодно или по каким-то причинам невозможно. Тогда эта вода используется для разогрева другой рабочей жидкости с низкой температурой кипения, например, фреона, пар от которого и подаётся на турбину генератора.

Петротермальные станции — сравнительно новое явление. В местах, где температура земной коры подходит для ГеоЭС, но водоносные слои почти отсутствуют, бурится скважина (на глубине от 3 до 10 км) и вводятся две трубы. В одну из них закачивается под давлением вода, которая разогревается в образованном давлением гидроразрыве и возвращается через вторую трубу в виде пара для турбины.

По состоянию на 2018 год в мире работало всего 22 петротермальных электростанций, большая часть которых сосредоточена в Европе. По мнению некоторых ученых, петротермальной энергии достаточно, чтобы навсегда обеспечить человечество энергией.

А в чём преимущества?

Главным преимуществом геотермальной энергетики является её неисчерпаемость, то есть та самая причина, по которой этот вид относят к ВИЭ. Бурение скважин, постройка геотермальных электростанций и закачка воды или использование воды/пара из геотермальных источников физически неспособны вызвать падение температуры ядра Земли или каким-то образом исчерпать этот ресурс.

Геотермальная энергетика более стабильна, чем другие виды энергетики. Она не зависит от погодных условий или времени дня, в отличие от своих более популярных «собратьев» по ВИЭ, солнечной и ветряной энергетики, или от поставок топлива, которое необходимо для работы ТЭС и АЭС. Также этот вид энергетики позволяет строить электростанции даже в труднодоступной местности и в отдалённых регионах с плохо развитой транспортной инфраструктурой.

Геотермальная энергетика, в отличие от солнечной или ветровой энергетики не требует значительных площадей для размещения объектов. Например, для выработки 1 ГВт*ч/год понадобится ГеоЭС площадью всего в 400 м2, а аналогичная солнечная станция займет более 3 квадратных километров.

При соблюдении всех условий безопасности геотермальные электростанции практически безопасны для экологии и вырабатывают очень мало углекислого газа, а вместе с электроэнергией с их помощью можно вести добычу полезных ископаемых, например, растворённые в пароводяной смеси металлы и газы.

При всех своих преимуществах у ГеоЭС есть и недостатки. Как было сказано выше, при соблюдении условий безопасности эти станции не наносят вреда экосфере, но это не отменяет того факта, что рабочая жидкость на ГеоЭС опасна и содержит тяжёлые металлы, например, свинец, мышьяк или аммиак, которые могут вызвать локальную катастрофу в случае аварии. Также ГеоЭС отличаются меньшей мощностью, чем гидроэлектростанции, ТЭС и, тем более, АЭС, а стоимость киловатта в них выше.

Это связано с тем, что, при всей простоте конструкции самих электростанций, огромные инвестиции нужны на качественную геологоразведку и анализ почвы. Примерный уровень капитальных затрат в данном сегменте находится на уровне $2800/кВт установленной мощности, что существенно выше, чем у газовых ТЭС, ветровых и солнечных электростанций.

Геотермальная энергетика в России

По оценкам некоторых экспертов, потенциал геотермальных ресурсов России намного выше, чем потенциал запасов органического топлива.

Геотермальные электростанции появились в России в шестидесятые годы прошлого века. Первой начала свою работу Паужетская, а затем Паратунская ГеоЭС на Камчатке. Практически все российские ГеоЭС находятся на Камчатке и на Курилах, где сосредоточена большая часть геотермальных ресурсов страны. В частности, камчатские геотермальные ресурсы могут обеспечить электростанции мощностью до 350 МВт (хотя этот потенциал используется только частично), а ресурсы Курил позволяют вырабатывать до 230 МВт.

Помимо указанных регионов, самыми перспективными для развития геотермальной энергетики, являются Дальний Восток в целом, Кавказ, Краснодарский край и Ставрополье, где вода температурой до 126 °C выходит на поверхность под давлением, что позволяет сократить расходы на её подачу на электростанцию при помощи насосов. И это касается не только электроснабжения.

Например, в Дагестане около 30% жилого фонда отапливается и снабжается водой из геотермальных источников, причём эту цифру легко можно довести до 70%. Огромными запасами геотермальных вод (около 70% общих российских запасов) обладает Западно-Сибирский нефтегазоводоносный бассейн, большая часть ресурсов которого сосредоточена на территории Томской области.

В то же время, в центральной части страны использование ГеоЭС экономически не слишком эффективно из-за высокой глубины залегания подходящих для геотермальных электростанций термальных вод (более 2 км).

Следует отметить, что часть перспективных проектов, связанных с геотермальной энергетикой в России либо реализуется слишком медленно, либо многие годы остаётся в «замороженном» состоянии, что снижает темпы развития этого сектора в стране. Например, ещё в 2008 году, после принятия указа президента РФ №889 «О мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики», был дан старт модернизации той самой Паужетской ГеоЭС, которая позволила бы обновить устаревшее оборудование и увеличить мощность станции на 2,5 МВт. Но, как оказалось, объект до сих пор не ввели в эксплуатацию.

Каковы перспективы?

По прогнозам МЭА, к 2040 году потребление и выработка электроэнергии в мире увеличатся на 60%, то есть спрос на электроэнергию составит 26,4 тыс. ТВт·ч в 2025 году и более 35,5 тыс. ТВт·ч в 2040-м.

Определенную роль в удовлетворении этого растущего спроса будет играть и геотермальная энергетика. Её рост будет стабильным, хотя вряд ли бурным.

По информации Bloomberg, в 2018 году инвестиции в геотермальную энергетику в мире выросли на 10% — до $1,8 млрд (в целом же в мире в ВИЭ было вложено более $300 млрд).

Лидерами в сфере геотермальной энергетики на данный момент являются США, также ГеоЭС очень популярны в Индонезии и на Филиппинах, где этот вид энергетики вырабатывает более 10% электроэнергии. Также в десятку мировых лидеров в области геотермальной энергетики входит Япония, в которой первая такая электростанция открылась ещё в 1966 году на базе оборудования Toshiba. Потенциал сектора в стране оценивается в 23 ГВт.

В целом же геотермальная энергетика — интересная и перспективная сфера ВИЭ. Она только начала показывать свои настоящие возможности, но уже сейчас имеет ряд неоспоримых преимуществ, которых лишены солнечная и ветряная отрасли, а также традиционные виды электростанций. опубликовано econet.ru

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Геотермальная электростанция

Разбираемся, как именно, откуда под землёй пар и много ли пользы от такой электростанции

Самый старый и самый популярный на сегодняшний день метод получения электричества в промышленных масштабах — это вращение турбины генератора мощным потоком горячего пара от вскипевшей из-за принудительного разогрева воды. Если вдуматься, то и в угольной ТЭС, и в современной АЭС суть работы сводится к кипячению воды с той лишь разницей, что в ТЭС для этого сжигается уголь, а в реакторе АЭС её кипятят нагревающиеся в результате управляемой цепной реакции ТВЭЛы.

Но зачем греть воду, если в некоторых местах она поступает из-под земли уже горячей? Нельзя ли использовать её напрямую? Можно: в 1904 году итальянец Пьеро Джинори Конти запустил первый генератор, работавший от пара естественных геотермальных источников, в изобилии присутствующих в Италии. Так появилась первая в мире геотермальная электростанция, которая работает до сих пор.

Впрочем, чтобы обеспечить геотермальной электростанции приемлемые КПД и стоимость, нужна вода определённой температуры, находящаяся не глубже определённого уровня. Если вы захотите построить геотермальную электростанцию (скажем, на своём дачном участке), вам для начала придётся заняться бурением скважин до водоносных слоёв, где вода под огромным давлением разогревается до 150-200 °C и готова выйти на поверхность в виде перегретого кипятка или пара. Ну а далее, подобно электростанциям на ископаемом топливе, поступающий пар будет вращать турбину, которая приведёт в действие генератор, вырабатывающий электричество. Использовать естественное тепло планеты для получения пара — это и есть геотермальная энергетика. А теперь перейдём к деталям.

Немного о тепле Земли

Температура поверхности твёрдого ядра Земли на глубине около 5100 км равна примерно 6000 °C. При приближении к земной коре температура постепенно снижается.

Понятный график изменений температуры породы по мере продвижения к центру Земли. Источник: Wikimedia / Bkilli1

Так называемый геотермический градиент — изменение температуры на определенном участке земной толщи, — в среднем составляет 3 °C на каждые 100 метров. То есть в шахте на глубине 1 км будет стоять тридцатиградусная жара -кто бывал в такой шахте, это подтвердит. Но в зависимости от региона температурный градиент меняется — например, в Кольской сверхглубокой скважине на горизонте 12 км была зафиксирована температура 220 °C, а в некоторых местах планеты, у тектонических разломов и зонах вулканической активности, для достижения аналогичных температур достаточно пробурить от нескольких сотен метров до нескольких километров, обычно от 0,5 до 3 км. В американском штате Орегон геотермический градиент 150 °C на 1 км, а в Южной Африке всего 6 °C на 1 км. Отсюда вывод: где угодно хорошую геотермальную станцию не построишь (перед началом работ убедитесь, что ваш дачный участок находится в подходящем месте). Как правило, подходящие места те, где сильная геологическая активность — часто происходят землетрясения и имеются действующие вулканы.

Виды геотермальных электростанций

В зависимости от того, какой источник геотермальной энергии имеется в наличии (скажем, в вашем ДСК), вы будете выбирать тип электростанции. Разберёмся, какие они бывают.

Гидротермальная станция

Упрощенная схема гидротермальной электростанции прямого цикла будет понятна даже ребенку: из земли по трубе поднимается горячий пар, который раскручивает турбину генератора, а после устремляется в атмосферу. Всё действительно так просто, если нам повезло найти подходящий источник пара.

ГеоТЭС прямого цикла. Источник: Save On Energy

Если из имеющейся у вас в наличии скважины бьёт не пар, а пароводяные смеси с температурой выше 150 °C, то потребуется станция комбинированного цикла. Перед турбиной сепаратор будет отделять пар от воды — пар отправится в турбину, а горячая вода либо будет сброшена в скважину, либо перейдет в расширитель, где в условиях низкого давления отдаст дополнительный пар для турбины.

Если вашему дачному посёлку не повезло с горячими источниками — например, если температура воды из-под земли составляет меньше 100 °C на экономически приемлемой глубине, — а ГеоТЭС иметь очень хочется, то потребуется строить сложную бинарную геотермальную станцию, цикл которой был изобретен в СССР. В ней жидкость из скважины вообще не подается на турбину ни в каком виде. Вместо этого в теплообменнике она разогревает другую рабочую жидкость с меньшей температурой кипения, которая, превращаясь в пар, раскручивает турбину, конденсируется и вновь возвращается в теплообменную камеру. В роли таких рабочих жидкостей может выступать, например, фреон, один из видов которого (фтордихлорбромметан) кипит уже при 51,9 °C. Бинарный цикл можно сочетать с комбинированным, когда на одну турбину будет подаваться пар, а отделенная вода направится в другой контур для разогрева теплоносителя с низкой температурой кипения.

ГеоТЭС бинарного цикла. Источник: Save On Energy

Петротермальная станция

Разогретые подземные источники — весьма редкое явление в масштабах планеты, как вы, наверное, могли заметить, что резко ограничивает потенциальную область внедрения геотермальной энергетики, поэтому был разработан альтернативный подход: если в горячей глубине земной коры нет воды, значит, ее нужно туда закачать. Петротермальный принцип подразумевает закачку воды в глубокую скважину с разогретой породой, где жидкость превращается в пар и возвращается обратно на турбину электростанции.

Упрощенная схема петротермальной электростанции

Необходимо пробурить как минимум две скважины: в одну с поверхности будет подаваться вода, чтобы от тепла пород превратиться в пар и выйти через другую скважину. А далее процесс получения электроэнергии будет полностью аналогичен гидротермальной станции.

Естественно, соединить под землей на глубине нескольких километров две скважины нереально — вода между ними сообщается за счет разломов, образующихся в результате закачивания жидкости под огромным давлением (гидроразрыв). Чтобы расщелины и пустоты не закрылись со временем, к воде добавляют гранулы, например, песок.

В среднем одна скважина для петротермального процесса дает поток пароводяной смеси, достаточный для генерации 3-5 МВт энергии. Пока такие системы на промышленном уровне нигде не реализованы, но работы ведутся, в частности, в Японии и Австралии.

Преимущества геотермальной энергетики

Из сказанного выше следует, что использование тепла Земли для получения электричества в промышленных масштабах, предприятие недешёвое. Но весьма выгодное по ряду причин.

Неисчерпаемость. Электростанции на ископаемом топливе — природном газе, угле, мазуте — сильно зависят от поставок этого самого топлива. Причем опасность заключается не только в прекращении поставок из-за бедствий или изменения политической ситуации, но и в незапланированном скачкообразном росте цен на сырье. В начале 1970-х годов из-за политической турбулентности на Ближнем Востоке разразился топливный кризис, который привел к росту цен на нефть в четыре раза. Кризис дал новый толчок развитию электротранспорта и альтернативных видов энергетики. Одним из плюсов использования земного тепла является его практическая неисчерпаемость (в результате действий человека, по крайней мере). Ежегодный тепловой поток Земли к поверхности составляет порядка 400 000 ТВт·ч в год, что в 17 раз больше, чем за тот же период вырабатывают все электростанции планеты. Температура ядра Земли составляет 6000 °C, а скорость остывания оценивается в 300-500 °C за 1 млрд лет. Не стоит беспокоиться о том, что человечество способно ускорить этот процесс бурением скважин и закачкой туда воды — падение температуры ядра на 1 градус высвобождает 2·1020 кВт·ч энергии, что в миллионы раз больше ежегодного потребления электроэнергии всем человечеством.

Стабильность. Ветряные и солнечные электростанции крайне чувствительны к погоде и времени дня. Нет солнечного света — нет выработки, станция отдает запас из аккумуляторов. Ослаб ветер — вновь нет выработки, опять в дело вступают батареи с отнюдь не бесконечной емкостью. При соблюдении техпроцессов по обратной отдаче воды в скважину гидротермальная электростанция будет беспрерывно функционировать в режиме 24/7.

Компактность и удобство для сложных районов. Электроснабжение отдаленных областей с изолированной инфраструктурой — задача непростая. Она осложняется еще больше, если район имеет плохую транспортную доступность, а рельеф не походит для строительства традиционных электростанций. Одним из важных плюсов геотермальных электростанций стала их компактность: так как теплоноситель берётся в буквальном смысле из земли, на поверхности строится машинный зал с турбиной и генератором и градирня, которые вместе занимают очень мало места.

Геотермальная станция с выработкой 1 ГВт·ч/год займет площадь 400 м2 — даже в гористой местности геотермальной электростанции потребуется очень небольшой участок и автомобильная дорога. Для солнечной станции с такой же выработкой потребуется 3240 м2, для ветряной — 1340 м2.

Экологичность. Само по себе функционирование геотермальной станции практически безвредно: её выброс углекислого газа в атмосферу оценивается в 45 кг CO2 на 1 кВт·ч выработанной энергии. Для сравнения: у угольных станций на тот же киловатт-час приходится 1000 кг CO2, у нефтяных — 840 кг, газовых — 469 кг. Впрочем, на атомные станции приходится всего 16 кг — уж чего-чего, а углекислого газа они производят минимум.

Возможность параллельной добычи полезных ископаемых. Удивительно, но факт: на некоторых энергоблоках ГеоТЭС, помимо электроэнергии, добывают газы и металлы, растворенные в поступающей из-под земли пароводяной смеси. Их можно было бы просто пустить вместе с отработанным конденсированным паром обратно в скважину, но, учитывая, какие объемы полезных элементов проходят через геотермальную электростанцию, разумнее наладить их добычу. В некоторых районах Италии пар из скважин содержит 150-700 мг борной кислоты на каждый килограмм пара. Одна из местных гидротермических электростанций на 4 МВт расходует 20 кг пара в секунду, поэтому добыча борной кислоты там поставлена на промышленную основу.

Недостатки геотермальной энергетики

Рабочая жидкость опасна. Как было отмечено выше, ГеоТЭС не вырабатывают дополнительных токсичных выбросов, лишь только небольшой объем углекислого газа, на порядок меньший, чем у газовых ТЭС. Что, впрочем, не значит, что подземные воды и пар — это всегда чистые субстанции, сродни минеральной питьевой воде. Пароводяная смесь из земных глубин насыщена газами и тяжелыми металлами, которые свойственны конкретному участку земной коры: свинец, кадмий, мышьяк, цинк, сера, бор, аммиак, фенол и так далее. В некоторых случаях по трубам к ГеоТЭС течёт такой впечатляющий коктейль, что его сброс в атмосферу или водоемы немедленно вызовет локальную экологическую катастрофу.

Результат воздействия геотермальной воды на металлы

При соблюдении всех требований безопасности пар, отправляемый в атмосферу, тщательно фильтруется от металлов и газов, а конденсат закачивается обратно в скважину. Но в случае нештатных ситуаций или намеренного нарушения технического регламента геотермальная станция может нанести окружающей среде некоторый урон.

Высокая стоимость за киловатт. Несмотря на относительную простоту конструкции ГеоТЭС, первичные вложения в их строительство немалые. Много средств уходит на геологоразведку и анализ, в результате чего себестоимость геотермальных станций колеблется на уровне $2800/кВт установленной мощности. Для сравнения: ТЭС — $1000/кВт, ветряки — $1600/кВт, солнечная электростанция — $1800-2000/кВт, АЭС — около $6000/кВт. Причём для ГеоТЭС приведена усреднённая стоимость, которая может сильно варьироваться в зависимости от страны, рельефа, химического состава пара и глубины бурения.

Относительно низкая мощность. ГеоТЭС в принципе пока не могут сравниться по выработке электроэнергии с ГЭС, АЭС и ТЭС. Даже при бурении большого количества скважин поток пара все равно будет невелик, а произведённого электричества хватит лишь для небольших населённых пунктов.

Самый мощный на 2019 год геотермальный энергокомплекс The Geysers раскинулся на площади 78 км2 в Калифорнии, США. Он состоит из 22 гидротермальных станций и 350 скважин с общей установленной мощность 1517 МВт (реальная выработка 955 МВт), которые покрывают до 60% энергопотребностей северного побережья штата. Мощность всего The Geysers сопоставима с советским реактором РБМК-1500, когда-то работавшем на Игналинской АЭС, где их было два, а сама АЭС располагалась на площади 0,75 км2. ГеоТЭС с выработкой 200-300 МВт считаются очень мощными, большинство же станций по миру оперируют двузначными числами.

Гидротермальная комбинированная станция комплекса The Geysers в Калифорнии. И таких там 22. Источник: Wikimedia / Stepheng3

Где всё это работает и насколько это перспективно

По состоянию на 2018 год во всем мире геотермальные электростанции вырабатывают более 14,3 ГВт энергии, тогда как в 2007 году производили всего 9,7 ГВт. Да, не геотермальная революция, но рост налицо.

Лидером по геотермальной выработке является США со своими 3591 МВт. Впечатляющее значение, которое, однако, составляет всего 0,3% от общей выработки страны. Далее идет Индонезия с 1948 МВт и 3,7%. А вот на третьем месте начинается интересное: на Филиппинах геотермальные электростанции имеют установленную мощность 1868 МВт, при этом на них приходится 27% электричества страны. А в Кении — и вовсе 51%! Япония также входит в десятку лидеров по количеству киловатт, выработанных ГеоТЭС.

Первая геотермальная электростанция, «Мацукава», открылась в Японии в 1966 году. Она вырабатывала 23,5 МВт, а турбину и генератор для неё произвела Toshiba. В 2010-х годах геотермальная энергия стала наиболее востребованной в странах Африки, где началось активное заключение контрактов и строительство ГеоТЭС. В 2015 году в Кении была открыта станция Olkaria IV, одна из четырёх, находящаяся в зоне Олкария в 120 км от Найроби, с мощностью 140 МВт. С ее помощью правительство снижает зависимость от гидроэлектростанций, сброс воды из которых часто приводит к разрушительным наводнениям.

ГеоТЭС Olkaria IV в Кении. Olkaria V и Olkaria VI планируют ввести в строй в 2021 году. Источник: Toshiba

ГеоТЭС активно строят также в Уганде, Танзании, Эфиопии и Джибути.

В России развитие геотермальной энергетики идет очень неторопливыми темпами, так как в строительстве дополнительных электростанций нет особой необходимости. В 2015 году на долю таких станций приходилось всего 82 МВт.

Паужетская геотермальная станция, построенная на Камчатке в 1966 году, была первой в СССР. Ее изначальная установленная мощность составляла всего 5 МВт, сейчас она доведена до 12 МВт. Вслед за ней появилась Паратунская станция с мощностью всего 600 кВт — первая бинарная ГеоТЭС в мире.

Сейчас в России действуют только четыре станции, три из них питают Камчатку, ещё одна, Менделеевская ГеоТЭС на 3,6 МВт, снабжает остров Кунашир Курильской гряды.

На нашей планете есть немало способов добычи электроэнергии без помощи ископаемого топлива. Какие-то из них, например, солнечная и ветряная энергия, успешно используются уже сейчас. Какие-то, вроде водородных топливных ячеек, пока пребывают на начальной стадии адаптации. Геотермальная энергетика — это наш задел на будущее, раскрыть потенциал которого в полной мере нам еще только предстоит.

ИСТОРИЯ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ Текст научной статьи по специальности «История и археология»

УДК 93/94: 620.92.

История и проблемы развития геотермальной энергетики в России

В.А. Бутузов[шш-0Ш3-2347-9715] Кубанский аграрный университета им. И.Т. Трубилина, г. Краснодар, 350044, Россия E-mail: [email protected]

Аннотация. Представлено сопоставление мощностей геотермальных электростанций (ГеоЭС) в мире и в России по данным 2018 г. Описана реализация советского масштабного геотермального проекта и исследования высокотемпературных паровых геотермальных месторождений с тридцатых годов прошлого века до наших дней. Анализируется опыт создания и 66 — летней эксплуатации первой в стране ПаужетскойГеоЭС мощностью 12 МВт, наоснове которой предлагаются мероприятия по ее совершенствованию. Представлены технические решения построенного в 2012 г. на ПаужетскойГеоЭС бинарного энергоблока мощностью 2,5 МВт с промежуточным рабочим телом для использования сепарата и конденсата паровых турбин. Анализируется опыт создания и эксплуатации Верхне-МутновскойГеоЭС мощностью 12 МВт и мероприятия по ее совершенствованию. На основе анализа существующего топливного режима и характеристик разведанных геотермальных месторождений сделан вывод о возможности полного обеспечения электро и теплогенерации Камчатского края за счет использования геотермальной энергии. Представлены данные о технических характеристиках реконструируемой Менделеевской ГеоЭС на острове Кунашир (Курильские острова) мощностью 7,4 МВт и законсервированной Океанской ГеоЭС на острове Итуруп (Курильские острова) мощностью 3,6 МВт.

Ключевые слова: Геотермальные месторождения, скважины, сепараторы, геотермальные электростанции (ГеоЭС), паровые турбины, конденсаторы, реинжекция, бинарные энергоблоки.

1 Введение

Развитие возобновляемой энергетики в современном мире является одним из ведущих мировых трендов. После ветровой и солнечной геотермальная энергетика занимает третье место. Суммарная установленная мощность геотермальных электростанций (ГеоЭС) в 2018 г достигла 13300 МВт. В России мощность

таких электростанций составляет 74 МВт, или менее 0,6% общей. При этом Россия имеет потенциальные запасы высокотемпературных месторождений Камчатки и Курильских островов, достаточные для их полного энергообеспечения, а российские научные и технологические школы входят в число пяти ведущих мировых лидеров геотермальной энергетики [1].

Геотермальная российская энергетика создана как советский проект, предусматривавший широкомасштабное комплексное использование этого возобновляемого источника энергии. С 1954 года соответствующими научными исследованиями занимались более 60 институтов. Министерством газовой промышленности СССР были пробурены более трех тысяч геотермальных скважин глубиной до 5,5 км, созданы пять региональных управлений по использованию глубинного тепла Земли, работало специализированное НПО «Союзбургеотермия».

2 Геотермальные исследования

Геотермальная электроэнергетика в отличие от других технологий использования энергии Земли требует высоких значений температур теплоносителя. В России регионами, где имеются пароводяные геотермальные месторождения, являются Камчатка и Курильские острова (рис. 2). Еще в 1737 г знаменитый русский путешественник С.П. Крашенников исследовал геотермы на Камчатке. Систематические исследования их было начаты в тридцатые годы прошлого века видным геологом Борисом Ивановичем Пийпом (1906-1966) (рис. 1), издавшим в 1937 г книгу [2], организовавшим геотермальные исследования и создавшим в 1962 г Институт вулканологии и сейсмологии АН СССР в Петропавловске — Камчатском. Таким образом, можно с 1937 г датировать начало создания Камчатской геотермальной научной школы, отличительной особенностью которой являются исследования высокотемпературных месторождений.

Борис Иванович Пиип [1906— 1966|

Рис. 1. Пийп Б.И. Источник: фото предоставлено автором

Рис. 2. Геотермальный потенциал Российской Федерации, [3].

После войны развитие экономики Камчатки потребовало строительства электростанций и в 1948 г. главный энергетик треста «Сахалинрыбпром» Александр Александрович Гавронский (1903-1971) (рис. 3) получил авторское свидетельство на производство электроэнергии из геотермальных источников, что позволило ему в 1949 г обратиться к И.В. Сталину с предложением о развитии геотермальной энергетики. После дискуссионного рассмотрения этого вопроса в Академии наук СССР при поддержке академика Михаила Викторовича Кирпи-чева (1878-1955), выдающегося теплоэнергетика и основателя советской научной школы котлостроения председатель правительства СССР В.М. Молотов поручил АН СССР приступить к геотермальным исследованиям. В 1954 г Президиум АН СССР направил из Москвы на Камчатку экспедицию Лаборатории вулканологии АН СССР под руководством Б.И. Пийпа для выбора места строительства геотермальной электростанции. Уже в следующем году эта экспедиция рекомендовала начать разведочное бурение на юге Камчатки в районе Паужет-ских геотермальных источников в 30 км от побережья Охотского моря у реки Паужетка.

В 1956 г. на Камчатку выезжала комиссия Президиума АН СССР во главе с академиком М.А. Лаврентьевым (рис. 4). В ее составе были академики И.Е. Тамм, А.Н. Тихонов, известные вулканологи, геотермики и гидрогеологи Б.И. Пийп, Ф.А. Макаренко, В.И. Влодавец, В.В. Иванов, Н.И. Нехорошев, Н.И. Хи-таров, инженер А.А. Гавронский [4]. Комиссия выбрала точку заложения бурения первой 500-метровой скважины на площадке Паужетских геотермальных

источников и утвердила программу работ, созданной в 1957 г там Контрольно-наблюдательной геотермальной станции Лаборатории вулканологии (Паужет-ская геотермальная экспедиция). Руководителем этой экспедиции был назначен Б.И. Пийп, гидрогеологическими исследованиями руководили В.В, Аверьев и В.М. Сугробов.

Рис. З.Гавронский А.А. Рис. 4. Лаврентьев М.А.

Источник: фото предоставлены автором

3 Создание ПаужетскойГеоЭС

1957 год считается фактическим началом всего комплекса работ по строительству ПаужетскойГеоЭС. В 1957-1958 гг. была пробурена и опробована первая в СССР пароводяная скважина. На глубине 120-300 м она вскрыла месторождение с пароводяной смесью с температурой 200°С. С 1959 г по 1963 г. на Паужетском месторождении были пробурены и опробованы 21 разведочная скважина, на десяти из которых были выполнены годовые опытно-эксплуатационные испытания. Выдающийся вклад в развитие геотермальной геологии Камчатки внес Валерий Викторович Аверьев (1929-1968) [5] (рис. 5). Он возглавлял новое научное направление исследований о вулканизме, как проявлении магматического вещества на поверхности Земли и о соответствующих геотермальных процессах [6]. В.В. Аверьев предложил произвести глубокое бурение в зону влияния магматических очагов под вулканами, которое только в XXI веке было реализовано в США и в Исландии. Под руководством В.В. Аверьева впервые в СССР на Паужетской станции была разработана, изготовлена и испытана аппаратура для испытания пароводяных скважин, разработаны

методики испытания (гидрогеологических, гидрохимических, гидротермических), определения запасов геотермальных пароводяных месторождений.

Рис. 5.Аверьев В.В. Источник: фото предоставлено автором

После оценки потенциальной мощности Паужетской геотермальной системы в 30 МВт правительство СССР в 1965 г. приняло решение о строительстве Паужетской ГеоЭС (рис.6) установленной мощностью 5 МВт. Результаты исследований Паужетского месторождения, а также других месторождений были обобщены Б.И. Пийпом в книге [7], актуальной до настоящего времени. Проект Паужетской ГеоЭС разработал инициатор проектирования отечественной геотермальной энергетики главный специалист Новосибирского филиала института «Теплоэлектропроект» Борис Михайлович Выморков (главный инженер проекта), и он же был первым директором этой станции. Технические решения Паужетской ГеоЭС были приняты с учетом мирового опыта того времени [8] и передовых технологий отечественного энергостроения. Сепараторы были установлены на каждой из 9 эксплуатируемых скважин (всего пробурено 79 скважин).

Рис. б.Скважины Паужетского месторождения. Источник: фото автора.

На станции были установлены две паровые турбины каждая мощностью 2,5 МВт, переделанные персоналом станции из серийных машин Калужского турбинного завода (КТЗ). Оригинальная конструкция смешивающего конденсатора с речной водой обеспечивала устойчивую работу станции. ПаужетскаяГеоЭС, первая в нашей стране была построена за два года и 19 августа 1966 г введена в эксплуатацию. Она работает и в наши дни. На рис. 7 — машзалПаужетскойГео-ЭС. Следует отметить, что с первых дней работ по разведке месторождения и до последних дней жизни инициатор строительства ПаужетскойГеоЭС А.А. Гав-ронский активно участвовал на всех этапах ее создания [5]. Со временем менялись турбины и другое оборудование станции. В настоящее время в работе паровая турбина мощностью 6 МВт КТЗ, изготовленная в 1940 г., а вторая той же мощности, переоборудованная изсудовой АО «Кировский завод в 2006 г — в резерве.

Рис. 7.Машинный зал ПаужетскойГеоЭС. Источник: фото автора.

Паужетское геотермальное месторождение в настоящее время эксплуатируется АО «Тепло Земли», которое является правопреемником — ГУП «Камчатск-бургеотермия». Запасы месторождения утверждены в 2008 г на 25 летний срок эксплуатации при удельном расходе пара ГеоЭС — 2,5 кг/спри фактическом расходе 4,03 кг/с, что соответствует среднегодовой мощности станции 6,7 МВт, а при пиковом потреблении до 11 МВт. Сейчас на месторождении 22 скважины глубиной от 405 до 1205 м, из которых 10 действующих добычных с общим расходом пара 27,1 кг/с, достаточными для обеспечения электрической мощно-

сти до 10,9 МВт , температуре пароводяной смеси на устье 179°С и давление до

3 бар. Каждая добычная скважина оборудована сепаратором, пар, из которых (около 10 %) по трубопроводам централизовано подается на ГеоЭС. Сепарат скважин в объеме 5 % используется для теплоснабжения объектов в пос. Пау-жетка, 8 % подается в реинжекционную скважину, остальной в объеме 87 % сбрасывается в ручей Быстрый и реку Паужетка. За 9 месяцев 2019 г добыто 558,8 тыс. тонн при средней мощности 4,5 МВт. Выработка электроэнергии составила 326285 тыс. кВтч.

4 БинарныеГеоЭС

Первая в мире бинарная ПаратунскаяГеоЭС мощностью 670 кВт по изобретению академика СССР С.С. Кутателадзе (1914-1986) (рис. 8) в соавторстве с д.т.н. Л.М. Розенфельдом и Б.М. Выморковым, по разработкам Института технической теплофизики (ИТТФ) СО АН СССР, ВНИИ холодильного оборудования и Ленинградского технологического института холодильной промышленности и по проекту Новосибирского института ГИПРОНИИ АН СССР в 1967г была построена в 70 км от Петропавловска-Камчатского у пос. Термального. Строительством и эксплуатацией станции занималась ученица С.С. Кутателадзе к.т.н. В.Н. Москвичева. Результаты работы ГеоЭС в течение 2000 часов подтвердили ее проектные характеристики. Через 2 года после ликвидации участка Новосибирского ИТТФ АН СССР данная ГеоЭС прекратила работу. [9].

С целью возрождения российских бинарных энерготехнологий и организации серийного производства бинарных электростанций (БЭС) в соответствии с приказом ОАО «РАО ЕЭС России» № 500 от 9 августа 2007 г была начата реализация проекта строительства бинарного энергоблока на ПаужетскойГеоЭС. В 2007 г. московским ЗАО «ГЕОИНКОМ» (генеральный директор Томаров Г.В.)

Рис. 8.Кутателадзе С.С.

Рис. 9.Г.В. Томаров.

Источник: фото автора.

(рис. 9) разработало технический проект типового бинарного энергоблока, а также технические проекты основного оборудования — испарителя — пароперегревателя, конденсатора, паровой турбины, выбрав в качестве рабочего цикла озонобезопасный хладон R-134а. Была также разработана технологическая схема и рассчитаны ее параметры, подобрано специальное вспомогательное оборудование и арматура, определены основные компоновочные и архитектурно-строительные решения. Генеральным проектировщиком — ОАО «НИИЭС» (Москва) на базе технического проекта была разработана рабочая проектная документация на строительство опытно — промышленного экспериментального энергоблока с бинарным циклом мощностью 2,5 МВт на площадке ПаужетскойГео-ЭС (рис.10).

В 2014 г. монтаж данной ГеоЭС мощностью 2,5 МВт для утилизации тепла сепарата и конденсата паровых турбин был завершен, однако по ряду причин бинарный энергоблок не введён в эксплуатацию до настоящего времени.

Дальнейшее развитие бинарных энергоциклов было выполнено к.т.н. Александром Исаевичем Калиной (1933-2018), который предложил использовать в качестве промежуточного рабочего тела взамен фреонов водоаммиачную смесь, что более чем вдвое повысила эффективность бинарных электростанций [10]. Первая такая станция была построена в 1942 г в США (Лос-Анджелес).

Рис. 10.Бинарная ПаужетскаяГеоЭС. Источник: kamchatkaland.ru.

5 Создание Верхне-Мутновской и МутновскойГеоЭС

В восьмидесятые годы камчатская геотермальная школа Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском приступила к широкомасштабным исследованиям геотермальных месторождений, в том числе крупнейшего Мутновского в 100 км от Петропавловска-Камчатского. В 1990 г. Госкомитет по запасам СССР утвердил запасы Мутновского месторождения с суммарным дебитом пара 156,2 кг/сек, при давлении 6-8 бар, что соответствовало мощности 78 МВт, а в 1987 г. не дожидаясь подсчета запасов Минэнерго СССР, утвердил ТЭО строительства МутновскойГеоЭС мощностью 50 МВт, и в 1988 г. организовал Дирекцию по ее строительству (рис.11). [11].

В течение последующих пяти лет Минэнерго СССР и Администрация Камчатской области пытались построить атомную электростанцию. Проблемы сейсмичности и отсутствие соответствующего оборудования заставили вернуться к строительству МутновскойГеоЭС. В 1993 г губернатор Камчатской области В.А. Бирюков в Лондоне инициировал выделение Европейским банком реконструкции и развития (ЕБРР) гранта исландской фирме Virkir-OrkinlLTD для разработки ТЭО «Система геотермального электротеплоснабжения городов Елизово и Петропавловска-Камчатского». [12].

Аналогичную работу в России выполнил также институт ВНИПИЭНЕРГОПРОМ (Москва) совместно с Калужским турбинным заводом (КТЗ). Банк отдал предпочтение исландскому ТЭО с комбинированной ГеоЭС мощностью 50 МВт с теплофикационными турбинами, тепловой станцией с использованием тепла 600 т/ч сепарата и конденсата со строительством теплопровода диаметром 500 мм протяженностью 83 км до г. Елизово и далее до Петропавловска-Камчатского стоимостью 158 млн. долл. США.

Российский вариант при сохранении тех же параметров (установленная электрическая мощность 50 МВт, такая же теплотрасса) предусматривал раздельное сооружение конденсационной ГеоЭС и такое же теплоснабжение указанных городов. Такой подход объяснялся особенностью российского финансирования строительства энергообъектов. РАО «ЕЭС России» утвердило ТЭО МутновскойГеоЭС, и готово было финансировать только электрогенерацию. Для строительства объектов геотермального теплоснабжения в 1993 г была организована «Камчатская теплоэнергетическая компания (КамТЭК), которая не смогла собрать средства потенциальных потребителей для реализации проекта.

В этой тупиковой ситуации проблемами геотермальной энергетики в девяностые годы начал заниматься ведущий российский специалист по паровым турбинам атомных электростанций д.т.н., профессор Олег Алексеевич Поваров (1938-2006). В 1994 г. он инициирует создание в Москве акционерного общества (АОЗТ «Геотерм») с участием руководителей РАО «ЕЭС России» и ОАО «Камчатскэнерго» и уже в 1995 г РАО «ЕЭС России» утверждает ТЭО на строительство Верхне-МутновскойГеоЭС мощностью 12 МВт, открывает финансирование проекта. Директором строительства станции назначается В.Е Лузин. В том же году начинает прибывать и монтироваться оборудование

станции. КТЗ изготовил 14 модулей вагонного типа, соединенных между собой закрытыми переходами. Были пробурены 3 продуктивные и 2 реинжекционные скважины 29.12.1999 г. Верхне-МутновскаяГеоЭС была принята в эксплуатацию, а все проблемы в ходе пуско-наладочных работ были устранены в декабре 2002 г.: (замена воздушной конденсаторной установки, защита электрооборудования станции от выделяющего из геотермальной воды сероводорода и т.п.). Впервые в мировой практике были применены горизонтальные гравитационные сепараторы, обеспечивающие максимальное удаление воды из геотермального пара. При проектировании и строительстве Верхне-МутновскойГеоЭС были апробированы новые технические решения, которые затем были успешно применены при строительстве МутновскойГеоЭС.

Рис. 11.Верхне-МутновскаяГеоЭС. Источник: фото автора.

В 1996 г О.А.Поваров (рис.12), имея большой авторитет в зарубежных научных кругах (стажировки в США, разработка ГеоЭС «Сан-Хасинто» в Никарагуа и др.) инициировал выделение средств ЕБРР на разработку окончательного варианта ТЭО МутновскойГеоЭС. японской компании «WestJEC», АО «Наука» (президент О.А. Поваров) и Новозеландской фирмеCENZi. В 1997 г ЕБРР утвердил ТЭО МутновскойГеоЭС мощностью 50 МВт сто стоимостью строительства 154 млн. долл. США. В 1998 г. было подписано соглашение между правительством РФ и ЕБРР о выделение АОЗТ «Геотерм» кредита на 99,9 млн. дол. США со сроком погашения 3 года. Остальные 55 млн. долл. США и обязались профинансировать РАО «ЕЭС России», ОАО «Камчатскэнерго», Администрация Камчатской области. Дополнительно за счет ОАО «Камчатскэнерго» была построена ЛЭП 220 кВт и автодорога до г. Елизово. Генпроектировщиком ГЕОЭС в 1999 г было назначено ОАО «Зарубежэнергомонтаж» (г. Иваново), а

генподрядчиком строительства — ФГУП «ВО Технопромэкспорт», имевшего многолетний опыт строительства зарубежных электростанций.

Рис. 12.Поваров О.А. Источник: фото автора.

В 2002 г. в установленный трёхлетний срок было завершено строительство и пуск в эксплуатацию, ставшая флагманом российской геотермальной энергетики МутновскойГеоЭС мощностью 50 (2х25) МВт (рис.13). При ее создании были реализованы современные технико-технологические решения: высокоэффективные оригинальные горизонтальные сепараторы первой и второй ступени, работающие на основе гравитационного принципа отделения влаги (производство ОАО «ЗиО», г. Подольск), высокоэкономичные и надежные двухпоточные паровые турбины, разработанные и изготовленные на ОАО «КТЗ», современная распределенная АСУ ТП на базе оборудования фирмы «Сименс» [12, 13].

Рис. 13.МутновскаяГеоЭС. Источник: фото автора.

6 Перспективы геотермальной энергетики Камчатки

В соответствии со схемой и программой развития электроэнергетики Камчатского края на 2019-2024 гг., суммарная мощность электрогенерирующих станций Камчатки в 2018 г составляла 630 МВт (100%), в том числе избыточная мощность около 50%. Установленная мощность ГеоЭС составляет 74 МВт (11,7 % от суммарной установленной мощности или 23,5 % от фактически используемой). При общей выработке электроэнергии в 2018 г на Камчатке 1816 млн. кВт (100%) основная доля приходится на ТЭЦ-1, установленной мощностью 204 МВт и ТЭЦ-2 соответственно — 160 МВт, которые обеспечивают 57% производства всей электроэнергии полуострова. На долю Мутновской и Верхне -МутновскойГеоЭС приходится 23,5% выработки электроэнергии (427 млн. кВтч).

В настоящее время основным источником газоснабжения Камчатки является магистральный газопровод от Кшукского месторождения диаметром 530 мм и протяженностью 392 км, построенный в 2012 г. В программе отмечено, что в 2019 г его производительность сократилась с 750 до 420 млн. м3 в год, а к 2030 г — до 120 млн. м3 в год. Соответственно существующие электрогенерирующие мощности в количестве 364 МВт потребуют дополнительных объемов топочного мазута или замещения геотермальными электростанциями. Ведущие специалисты России д.г.н. — м.н. Кирюхин А.В., к.г.-м.н. Сугробов В.М. из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в статье [14] дают прогнозную оценку геотермальных ресурсов для выработки электрической энергии от 680 до 1100 МВт (по объемному методу и по естественной тепловой нагрузке) и от 3000 до 3900 МВт (по интенсивности вулканической активности). Применение авторами численного термогидродинамического TOUGh3 — моделирование с прогнозом эксплуатации продуктивных геотермальных резервуаров с известными фильт-рационно-емкостными и энергетическими свойствами показывают возможность увеличения мощности эксплуатируемого Мутновского геотермального месторождения до 105 МВт, а Паужетского геотермального месторождения до 11 МВт, в том числе с использованием бинарных технологий.

Камчатское АО «Тепло Земли» помимо единственного в России пароводяного Паужетского месторождения эксплуатирует также 8 водяных геотермальных месторождений с 51 скважиной. Оно обеспечивает теплоснабжение около 500 объектов общей отапливаемой площадью 45 тыс. м2, в том числе в поселках Паратунка и Термальный, 400 объектов площадью 23 тыс. м2, десятки санаториев и лососевый рыборазводной завод. Из трех аналогичных российских организаций АО «Тепло Земли» добывает больше всех геотермальной воды — 9 млн. м3 в год и около 700 тыс. тонн геотермального пара. Исследователями гидротерм этой организации в шестидесятые годы являлись: З.Б. Декусар, Ю.Ф. Манухин, В.М. Зимин, В.И. Воробьев, В.Е. Диланян, Ю.Н. Звонцов, С.Е. Апрелков, С.И. Федоренко, Г.П. Декин, А.М. Осьмакова, И.М. Зайцев, В.Д. Бубнов, В.К. Со-

ловьев Ю.С. Князятов, Л.Е. Павлова, Л.А. Коваленко; поисково — разведочные работы проводили: Г.И. Гинсбург, В.Ф. Винокур, Ц.Э. Ахиезер, Л.Г. Пащенко, К.И. Мальцева, В.В. Овчеренко, Л.А. Ворожейкина, Н.Ф. Смирнова, Г.С. Захарова, Л.Т. Наумов, Л.И. Кафитин, В.М. Мальцев, В.А. Ямпольский; методическое руководство осуществляли: Ц.Э. Ахиезер, Ю.А. Краевой, Ю.Ф. Манухин, В.Г. Охапкин; совместно с сотрудниками АО «Тепло Земли» работали научные сотрудники Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН: В.В. Аверьев, В.И. Белоусов, Е.А. Вакин, И.Т. Кирсанов, В.М. Сугробов, В.Л. Леонов, И.В. Мелекесцев, С.И. Набоко, Б.И. Пийп, Б.Г. Поляк, Ю.А. Таран, Ю.П. Трухин.

7 Курильские ГеоЭС

Геотермальные пароводяные месторождения разведаны также на Курильских островах: Кунашир, Итуруп, Парамушир. Разведочные работы первого геотермального месторождения на участке Прибрежном были начаты на острове Кунашир в 1964 г, а в 1976 г. были утверждены его запасы. Инициатором развития курильской энергетики является Вилли Львович Микиртумов, 1943 г.р., который в 1977 г. работая в институте «Сахалингражданпроект» разработал проект ТЭО геотермального теплоснабжения острова Кунашир. При его участии фирма «Энергия» заказала Калужскому турбинному заводу (КТЗ) модульную геотермальную электростанцию «ОМЕГА-500», мощностью 500 кВт, которая была установлена у подножия вулкана Менделеевский в 1993 г. В составе энергоблока была противодавленческая турбина «Кубань-0,5», разработанная КТЗ совместно с АО «Южно-русская энергетическая компания» (Краснодар). В 1994 г. были завершены работы по строительству Менделеевской ГеоЭС, мощностью 3,6 МВт с двумя энергоблоками «ТУМАН-2Л» КТЗ с мощностью каждого по 1,8 МВт. В 1996 г. был построен геотермальный теплопровод от ГеЭС в пос. Горячий Ключ с закрытием 5 угольных котельных. В 1997 г. на Менделеевской ГеоЭС была смонтирована блочная станция «ТУМАН» (КТЗ) мощностью 17 Гкал/ч, а в 2008 г по проекту института «Сахалингражданпроект» был построен теплопровод в пос. Южно-Курильск протяженностью 9 км вдоль океанской бухты с пересечением двух рек и с перепадом отметок до 100 м. В пос. Южно-Курильск теплопровод подключили к тепловому пункту бывшей котельной и обеспечили геотермальное отопление здания поселка. С 2011по 2019 гг. выполнялась реконструкция ГеоЭС с установкой оборудования фирмы OrmatTechnologiesJnc (США, Израиль). Мощность Менделеевской ГеоЭС после реконструкции составит 7,4 МВт. В сентябре 2019 г начаты тестовые испытания.

На другом курильском острове Итуруп в 2007 г по проекту института «Ново-сибирсктеплоэлектропроект» была построена Океанская ГеоЭС, установленной мощностью 3,6 МВт с двумя энергоблоками «ТУМАН-2Л», мощностью по 1,8 МВт. В 2015 г после аварии станция была выведена из эксплуатации.

8 Выводы

При общей мощности ГеоЭС мира 13300 МВт установленная мощность российских геотермальных станций 74 МВт при потенциальной мощности ГеоЭС, составляющей только на Камчатке 1100 МВт. Россия одна из пяти стран мира, обладающая технологиями производства геотермальных турбин и оборудования, геологической и научной школой мирового уровня, инженерными школами по проектированию и эксплуатации.

Развитие российской геотермальной энергетики осуществлялась инициаторами высочайшей научной и инженерной квалификации. Исследования пароводяных геотермальных месторождений Камчатки были начаты в тридцатые годы прошлого века д.г.-м. Б.И. Пийпом. Его идеи развил в шестидесятые годы В.А. Аверин, обосновавший теорию образования месторождения. После организации Б.И. Пийпа в 1962 г. Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН лаборатория геотермии выполнила исследования геотермальных ресурсов Камчатки, которое оценивалось от 650 до 3900МВт в зависимости от метода использования.

На Камчатке строительство первой в СССР ПаужетскойГеоЭС в 1949 г инициировал А.И. Гавронский. Эта электростанция была построена в 1966 г по проекту Б.И. Выморкова, который и руководил ее эксплуатацией в первые годы. В 1967 г также на Камчатке была построена первая в мире бинарная Пара-тунскаяГеоЭС. В основе ее энергетического цикла было изобретение Б.И. Выморкова, академика С.С. Кутателадзе и д.т.н. Л.М. Розенфельда. В восьмидеся-тые-девяностые годы ученым мирового уровня О.А. Поваровым инициировано сооружение Верхне — Мутновской и МутновскойГеоЭС, являющимися самыми мощными геотермальными станциями в России. В 2003 г. по разработке д.т.н. Г.В. Томарова была построена Паужетская бинарная ГеоЭС, которая адаптировала в себе современные технологические решения мирового уровня.

Предварительный анализ энергобаланса и генерирующих мощностей Камчатского края, опыта эксплуатации ГеоЭС, геологических прогнозных оценок показал, возможность обеспечить существующую и перспективную электрогенерацию Камчатки за счет использования геотермальной энергии суммарной мощности от 116 до 3900 МВт.

Для определения перспектив развития геотермальной энергетики Курильских островов требуются дополнительные исследования.

Литература

1. Бутузов В.А. Геотермальное теплоснабжение: столетний опыт работы российских научных школ // Энергия: экономика, техника, экология. 2019. №5. С.16-32.

2. Пийп Б.И. Термальные ключи Камчатки // Труды СОПС АН СССР. 1937. Вып.2

3. Алхасов А.Б. Освоение низкопотенциального геотермального тепла. М.: Физматлит. 2017.

4. Рычагов С.Н. Начало освоения геотермальной энергии на Камчатке и перспективы ее использования // История естествознания и техники. 2017. № 7. С.45-50.

5. Белоусов В.И., Эрлих Э.Н. Становление геотермальной энергетики Камчатки: проблемы и решения. // Вопросы истории естествознания и техники. 2015. Т.36. №2. С.306-321.

6. Аверьев В.В. Гидротермальный процесс в вулканических областях и его связь с магматической деятельностью. // Современный вулканизм. М.: Наука. 1966. С. 118128

7. Паужетские горячие воды на Камчатке. / Ред. Б.И. Пийпа М.: Наука. 1965. 208с.

8. Выморков Б.М. Геотермальные электростанции М.-Л.: Энергия. 1966. 113с.

9. Геотермальная энергетика: Справочно-методическое издание / Г.В. Томаров, А.И. Никольский, В.Н. Семенов, А.А. Шипков. -М.: Интехэнерго — Издат. 2015.

10. Калина А.И. Новая бинарная геотермальная энергетическая система/ Аннотации докладов Международного геотермального семинара. Сочи. 6-10.10.2003. С. 51

11. Колосов В.М. Создание Камчатской энергосистемы (1964-1993) Петропавловск-Камчатский. Камчатский печатный двор. 1997. 40с.

12. Очерки истории Камчатской энергетики. К 45-летию «Камчатскэнерго». Петропавловск-Камчатский. 2009. Камчатскпресс. 135с.

13. Дарующая свет и тепло. Из истории Камчатской энергетики 1964-2009. К 55 -летию ПАО «Камчатскэнерго». Петропавловск-Камчатский. Камчатскпресс. 2019. 99с.

14. Кирюхин А.В., Сугробов В.М., Геотермальные ресурсы Камчатки и ближайшие перспективы их освоения // Вулканология и сейсмология. 2019 № 6. С. 50-65.

References

1. Butuzov V.A. Geothermal heat supply: a hundred-year work experience of Russian research schools // Energy: economy, engineering, ecology. 2019. No 5. P.16-32.

2. Pijp B.I. Thermal Thermal springs of Kamchatka // Works of SOPS AN SSSR. 1937. Vol.2

3. Alhasov A.B. Development of low-potential geothermal heat supply. M.: Fizmatlit. 2017.

4. Rychagov S.N. Beginning of development of geothermal energy in Kamchatka and prospects of its utilization // History of natural sciences and engineering. 2017. No 7. P.45-50.

5. Belousov V.I., Erlih E.N. Development of geothermal power industry in Kamchatka: problems and solutions // Issues on history of natural sciences and engineering 2015. Vol.36. No 2. P.306-321.

6. Aver’ev V.V. Hydrothermal process in volcanic areas and its connection with magmatism // Modern volcanism. M.: Nauka. 1966. P. 118-128

7. Pauzhet heat waters in Kamchatka. / Ed. B.I. Pijpa M.: Nauka. 1965. 208pp.

8. Vymorkov B.M. Geothermal power plants M.-L.: Energy. 1966. 113pp.

9. Geothermal power industry: Referential and methodic edition / G.V. Tomarov, A.I. Nikol’skij, V.N. Semenov, A.A. SHipkov. -M.: Intekhenergo — Izdat. 2015.

10. Kalina A.I. New binary geothermal power system / Abstracts of reports of the International geothermal workshop. Sochi. 6-10.10.2003. P. 51

11. Kolosov V.M. Building the Kamchatka power system (1964-1993) Petropavlovsk-Kamchatski). Kamchatskijpechatnyjdvor. 1997. 40pp.

12. Sketches of the history of Kamchatka power industry. To 45th anniversary of «Kamchatskenergo». Petropavlovsk-Kamchatski]. 2009. Kamchatskpress. 135pp.

13. Giving light and heat. Form the history of Kamchatka power industry 1964-2009. To 55th anniversary of PAO «Kamchatskenergo». Petropavlovsk-Kamchatski). Kamchatskpress. 2019. 99pp.

14. Kiryuhin A.V., Sugrobov V.M. Geothermal resources of Kamchatka and the nearest prospects of its utilization // Volcanology and seismology. 2019 No 6. P. 50-65

History and development problems of geothermal power

industry in Russia

V.A. Butuzov

Kuban’ State Agrarian University, Krasnodar, 350044, Russia E-mail: [email protected]

Abstract. A comparison of the capacities of geothermal power plants (GeoPP) in the world and in Russia according to 2018 data is presented. The implementation of the Soviet large-scale geothermal project and the study of high-temperature steam geothermal deposits from the thirties of the last century to the present day are described. The experience of creating and operating for 66 years the country’s first Pauzhetskaya GeoPP with a capacity of 12 MW is analyzed, on the basis of which measures for its improvement are proposed. Technical solutions for a 2.5 MW binary power unit built in 2012 at the Pauzhetskaya GeoPP with an intermediate working fluid for the use of separated liquid and steam condensate are presented. The experience of creating and operating the Verkhne-Mutnovskaya GeoPP with a capacity of 12 MW and measures to improve it are analyzed. Based on the analysis of the existing fuel regime and the characteristics of the explored geothermal deposits, it is concluded that it is possible to fully ensure the electric and heat generation of the Kamchatka Territory through the use of geothermal energy. The data on the technical characteristics of the reconstructed Mendeleev GeoPP on Kunashir Island (Kuril Islands) with a capacity of 7.4 MW and mothballed Ocean GeoPP on Iturup Island (Kuril Islands) with a capacity of 3.6 MW are presented.

Keywords: Geothermal deposits, wells, separators, geothermal power plants (GeoPP), steam turbines, condensers, reinjection, binary power units.

Геотермальная энергия в России

Для сравнения стран (в таблице) используются цвета:

Хорошие показатели;

Средние показатели;

Плохие показатели

По последним данным (2014) Геотермальная энергия в России: 455 миллионов КВт/час

Динамика изменения: Геотермальная энергия (миллионов КВт/час)

Геотермальная энергетика — Википедия

Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на использовании тепловой энергии недр Земли для производства электрической энергии на геотермальных электростанциях, или непосредственно, для отопления или горячего водоснабжения. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы.

Запасы тепла Земли практически неисчерпаемы — при остывании ядра на 1 °C выделится 2*10²⁰ кВт*ч энергии, что в 10000 раз больше, чем содержится во всем разведанном ископаемом топливе, и в миллионы раз больше годового энергопотребления человечества. При этом температура ядра превышает 6000 °C, а скорость остывания оценивается в 300-500 °C за миллиард лет.

Тепловой поток, текущий из недр Земли через ее поверхность, составляет 47±2 ТВт тепла (400 тыс. ТВт*ч в год, что в 17 раз больше всей мировой выработки, и эквивалентно сжиганию 46 млрд тонн угля), а тепловая мощность, вырабатываемая Землей за счет радиоактивного распада урана, тория и калия-40 оценивается в 33±₂₀²⁸ ТВт, т.е. до 70% теплопотерь Земли восполняется^[1]. Использование даже 1% этой мощности эквивалентно нескольким сотням мощных электростанций. Однако, плотность теплового потока при этом составляет менее 0,1 Вт/м² (в тысячи и десятки тысяч раз меньше плотности солнечного излучения), что затрудняет ее использование.

В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее +100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.

Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.

Геотермальная энергетика подразделяется на два направления: петротермальная энергетика и гидротермальная энергетика. Ниже описана гидротермальная энергетика^[2].

Ресурсы

Перспективными источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд.

Россия
На 2006 год в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тысяч м³/сутки. На двадцати месторождениях ведётся промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Черкесское и Казьминское (Карачаево-Черкесия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край).

Достоинства и недостатки

Достоинства

Главным достоинством геотермальной энергии является её практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.

Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для всех этих целей. Высокотемпературное тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.

Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, также в Казахстане.

Недостатки

Для того, что бы преобразовать тепловую энергию в электрическую с помощью какой-нибудь тепловой машины (например, паровой турбины), необходимо, что бы температура геотермальных вод была достаточно велика, иначе КПД тепловой машины будет слишком низким (например, при температуре воды 40°C и температуре окружающей среды 20°C КПД идеальной тепловой машины составит всего 6%, а КПД реальных машин еще ниже, кроме того, часть энергии будет потрачена на собственные нужды станции — например, на работу насосов, которые качают теплоноситель из скважины и закачивают остывший теплоноситель обратно). Для генерации электроэнергии целесообразно использовать геотермальную воду температурой от 150°C и выше. Даже для отопления и горячего водоснабжения требуется температура не ниже 50°C. Однако, температура Земли растет с глубиной довольно медленно, обычно геотермический градиент составляет всего 30°C на 1 км, т.е. даже для горячего водоснабжения потребуется скважина глубиной более километра, а для генерации электроэнергии — несколько километров. Бурение таких глубоких скважин обходится дорого, кроме того, на перекачку теплоносителя по ним тоже требуется затратить энергию, поэтому использование геотермальной энергии далеко не везде целесообразно. Практически все крупные ГеоЭС расположены в местах повышенного вулканизма — Камчатка, Исландия, Филиппины, Кения, поля гейзеров^[en] в Калифорнии (США) и т.д, где геотермический градиент гораздо выше, а геотермальные воды находятся близко к поверхности.

Одна из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается в необходимости возобновляемого цикла поступления (закачки) воды (обычно отработанной) в подземный водоносный горизонт, на что требуется расход энергии. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, свинца, цинка, кадмия), неметаллов (например, бора, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. Закачка отработанной воды необходима еще и для того, что бы давление в водоносном пласте не упало, что приведет к уменьшению выработки геотремальной станции, или ее полной неработоспособности.

Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения.

Геотермальная электроэнергетика в мире

Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных возобновляемых источниках энергии. Однако направление получило развитие в силу высокой энергетической плотности в отдельных заселённых географических районах, где отсутствуют или относительно дороги горючие полезные ископаемые, а также благодаря правительственным программам.

Установленная мощность геотермальных электростанций в мире на начало 1990-х годов составляла около 5 ГВт, на начало 2000-х годов — около 6 ГВт. В конце 2008 года суммарная мощность геотермальных электростанций планеты выросла до 10,5 ГВт^[3].

**Установленная мощность геотермальных электростанций по странам**
Страна	в 2007 г., МВт^[4]	Мощность в 2010 г., МВт^[5]	^{[источник не указан 2669 дней]}
США	2687	3086	0,3 %
Филиппины	1969,7	1904	27 %
Индонезия	992	1197	3,7 %
Мексика	953	958	3 %
Италия	810,5	843
Новая Зеландия	471,6	628	10 %
Исландия	421,2	575	30 %
Япония	535,2	536	0,1 %
Сальвадор	204,2	204	14 %
Кения	128,8	167	11,2 %
Коста-Рика	162,5	166	14 %
Никарагуа	87,4	88	10 %
Россия	79	82	0,05 %
Турция	38	82
Папуа-Новая Гвинея	56	56
Гватемала	53	52
Португалия	23	29
КНР	27,8	24
Франция	14,7	16
Эфиопия	7,3	7,3
Германия	8,4	6,6
Австрия	1,1	1,4
Австралия	0,2	1,1
Таиланд	0,3	0,3
Всего	9731,9	10709,7

США

Крупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, которые в 2005 году произвели около 16 млрд кВт·ч возобновляемой электроэнергии. В 2009 году суммарные мощности 77 геотермальных электростанций в США составляли 3086 МВт^[6]. До 2013 года планируется строительство более 4400 МВт.

Наиболее мощная и известная группа геотермальных электростанций находится на границе округов Сонома и Лейк в 116 км к северу от Сан-Франциско. Она носит название «Гейзерс»(«Geysers») и состоит из 22 геотермальных электростанций с общей установленной мощностью 1517 МВт^[7]. «На „Гейзерс“ сейчас приходится одна четвёртая часть всей произведенной в Калифорнии альтернативной [не-гидро] энергии»^[8]. К другим основным промышленным зонам относятся: северная часть Солёного моря в центральной Калифорнии (570 МВт установленной мощности) и геотермальные электростанции в Неваде, чья установленная мощность достигает 235 МВт.

Американские компании являются мировыми лидерами в этом секторе, несмотря на то, что геотермальная энергетика начала активно развиваться в стране сравнительно недавно. По данным Министерства Торговли, геотермальная энергия является одним из немногих возобновляемых источников энергии, чей экспорт из США больше, чем импорт. Кроме того, экспортируются также и технологии. 60 %^[9] компаний-членов Геотермал Энерджи Ассошиэйшн (Geothermal Energy Association) в настоящее время стремятся делать бизнес не только на территории США, но и за её пределами (в Турции, Кении, Никарагуа, Новой Зеландии, Индонезии, Японии и прочее).

Геотермальная электроэнергетика, как один из альтернативных источников энергии в стране, имеет особую правительственную поддержку.

Филиппины

На 2003 год 1930 МВт электрической мощности установлено на Филиппинских островах, в Филиппинах парогидротермы обеспечивают производство около 27 % всей электроэнергии в стране.

Мексика

Страна на 2003 год находилась на третьем месте по выработке геотермальной энергии в мире, с установленной мощностью электростанций в 953 МВт. На важнейшей геотермальной зоне Серро Прието расположились станции общей мощностью в 750 МВт.

Италия

В Италии на 2003 год действовали энергоустановки общей мощностью в 790 МВт.

Исландия

В Исландии действуют пять теплофикационных геотермальных электростанций общей электрической мощностью 570 МВт (2008), которые производят 25 % всей электроэнергии в стране.

Одна из таких станций снабжает столицу Рейкьявик. Станция использует подземную воду, а излишки воды сливают в гигантский бассейн.

Кения

В Кении на 2005 год действовали три геотермальные электростанции общей электрической мощностью в 160 МВт, существуют планы по росту мощностей до 576 МВт.
На сегодняшний день в Кении находится самая мощная ГеоЭС в мире, Олкария IV.

Россия

Впервые в мире неводяные пары как тепловой носитель применены на Паратунской ГеоТЭС в 1967 году.^[10]

Сегодня на Камчатке 40 % потребляемой энергии вырабатывается на геотермальных источниках^[11].
По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения РАН, геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт.^[12] Российский потенциал реализован только в размере немногим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки (2009):

Мутновское месторождение:
- Верхне-Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 12 МВт·э (2011) и выработкой 69,5 млн кВт·ч/год (2010) (81,4 в 2004),
- Мутновская ГеоЭС установленной мощностью 50 МВт·э (2011) и выработкой 360,5 млн кВт·ч/год (2010) (на 2006 год ведётся строительство, увеличивающее мощность до 80 МВт·э и выработку до 577 млн кВт·ч)
Паужетское месторождение возле вулканов Кошелева и Камбального — Паужетская ГеоТЭС мощностью 14,5 МВт·э (2011) и выработкой 43,1 млн кВт·ч (на 2010 год проводится реконструкция с увеличением мощности до 18 МВт·э).
Месторождение на острове Итуруп (Курилы): Океанская ГеоТЭС установленой мощностью 2,5 МВт·э (2009). Существует проект мощностью 34,5 МВт и годовой выработкой 107 млн кВт·ч.
Кунаширское месторождение (Курилы): Менделеевская ГеоТЭС мощностью 3,6 МВт·э (2009).

В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт.

В Краснодарском крае эксплуатируется 12 геотермальных месторождений.^[13]

Япония

В Японии насчитывается 20 геотермальных электростанций, однако геотермальная энергетика играет незначительную роль в энергетическом секторе страны: в 2013 году этим методом производилось 2596 ГВт/ч электроэнергии, что составляет около 0,25% от общего объёма электроснабжения страны

Классификация геотермальных вод^[14]

По температуре

Слаботермальные	до +40 °C
Термальные	от +40 до +60 °C
Высокотермальные	от +60 до +100 °C
Перегретые	более +100 °C

По минерализации (сухой остаток)

ультрапресные	до 0,1 г/л
пресные	0,1—1,0 г/л
слабосолоноватые	1,0—3,0 г/л
сильносолоноватые	3,0—10,0 г/л
солёные	10,0—35,0 г/л
рассольные	более 35,0 г/л

По общей жёсткости

очень мягкие	до 1,2 мг-экв/л
мягкие	1,2—2,8 мг-экв/л
средние	2,8—5,7 мг-экв/л
жёсткие	5,7—11,7 мг-экв/л
очень жёсткие	более 11,7 мг-экв/л

По кислотности, рН

сильнокислые	до 3,5
кислые	3,5—5,5
слабокислые	5,5—6,8
нейтральные	6,8—7,2
слабощелочные	7,2—8,5
щелочные	более 8,5

По газовому составу

сероводородные
сероводородно-углекислые
углекислые
азотно-углекислые
метановые
азотно-метановые
азотные

По газонасыщенности

слабая	до 100 мг/л
средняя	100—1000 мг/л
высокая	более 1000 мг/л

Петротермальная энергетика

Данный тип энергетики связан с глубинными температурами Земли, которые с определённого уровня начинают подниматься. Средняя скорость её повышения с глубиной — около 2,5 °С на каждые 100 м. На глубине 5 км температура составляет примерно 125 °С, а на 10 км около 250 °С. Добыча тепла производится посредством бурения двух скважин, в одну из которых закачивается вода, которая, нагреваясь, попадает в смежную скважину и выходит в виде пара. Проблема данной энергетики на сегодня — её рентабельность.^[2]

См. также

Примечания

↑ Капитонов И. М. Ядерное тепло Земли // Учебное пособие «Радиоактивность атомных ядер» под ред. Б.С. Ишханова. — КДУ, Университетская книга, Москва, 2017. — С. 48–56.
↑ ¹ ² Кирилл Дегтярёв. Петротермальная энергетика — старт в России (недоступная ссылка — история). Русское географическое общество (24 октября 2011). Проверено 1 ноября 2012. Архивировано 20 ноября 2012 года.
↑ Geothermal Development Expands Globally
↑ Bertani, Ruggero (September 2007), «World Geothermal Generation in 2007», Geo-Heat Centre Quarterly Bulletin (Klamath Falls, Oregon: Oregon Institute of Technology) . — Т. 28 (3): 8–19, ISSN 0276-1084, <http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull28-3/art3.pdf>. Проверено 12 апреля 2009.
↑ Holm, Alison (May 2010), Geothermal Energy:International Market Update, Geothermal Energy Association, сс. 7, <http://www.geo-energy.org/pdf/reports/GEA_International_Market_Report_Final_May_2010.pdf>. Проверено 24 мая 2010.
↑ Geothermal Projects Being Developed in 70 Countries 25 Май 2010 г.
↑ The Geysers Geothermal Field, California, United States of America//www.power-technology.com — http://www.power-technology.com/projects/the-geysers-geothermal-california
↑ Calpine and the Environment//www.geysers.com — http://www.geysers.com/environment.htm (недоступная ссылка)
↑ Charles W. Thurston. Accelerating Geothermal Growth Through DOE Initiatives//Renewable Energy World North America, May, 2010//www.renewableenergyworld.com — http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2012/01/accelerating-geothermal-growth-through-doe-initiatives
↑ Л. А. Огуречников. Геотермальные ресурсы в энергетике. №11 (31). Альтернативная энергетика и экология (2005). Проверено 1 ноября 2012. Архивировано 20 ноября 2012 года.
↑ Пока не закончится нефть // июнь 2016
↑ Геотермальная энергетика. журнал «Энергосвет». Проверено 1 ноября 2012. Архивировано 20 ноября 2012 года.
↑ В. А. Бутузов, Г. В. Томаров, В. Х. Шетов. Геотермальная система теплоснабжения с использованием солнечной энергии и тепловых насосов. журнал «Энергосбережение» (№3 2008). Проверено 1 ноября 2012. Архивировано 20 ноября 2012 года.
↑ ВСН 56-87 «Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений»

Литература

Дегтярев К. Тепло земли // Наука и жизнь. — 2013. — № 9-10.
Дворов И. М. Глубинное тепло Земли / Отв. ред. д.г.-м.н. А. В. Щербаков. — М.: Наука, 1972. — 208 с. — (Настоящее и будущее человечества). — 15 000 экз.
Берман Э., Маврицкий Б. Ф. Геотермальная энергия. М.: Мир, 1978. 416 с.
Севастопольский А. Е. Геотермальная энергия: Ресурсы, разработка, использование : Пер. с англ. М.: Мир, 1975.
Баева А. Г., Москвичёва В. Н. Геотермальная энергия: проблемы, ресурсы, использование. Библиографический указатель. Издательство СО АН СССР, Институт теплофизики, 1979

Ссылки

Отрасли промышленности

Россия, ее стремление к возобновляемым источникам энергии и геотермальные возможности | Think GeoEnergy

Мутновская геотермальная электростанция, Камчатка / Россия (источник: englishrussia.com)

Геотермальный потенциал около 2 000 МВт для производства электроэнергии и 3 000 МВт для систем централизованного теплоснабжения открывает большие возможности.Насколько реально они могли быть реализованы — другой рассказ.

В недавней статье, опубликованной в Huffington Post, Россия описывается как «продвигающаяся вперед в своей промышленной трансформации в экологически чистые возобновляемые источники энергии».

В статье описаны довольно интересные примеры небольших проектов в области возобновляемой энергетики в отдаленных регионах России, например, за Полярным кругом и на Дальнем Востоке на полуострове Камчатка.

Хотя здесь в основном упоминаются ветряные и солнечные установки, в статье также упоминается геотермальная энергия.Особый интерес должен представлять опыт Советского Союза в 1960-х годах по освоению геотермальной энергии на Камчатке.

Сегодня в России установленная мощность 5 геотермальных электростанций составляет 81,9 МВт. Фактически, Паужетская станция была введена в эксплуатацию в 1966 году и поэтому является одним из старейших действующих предприятий. Две другие станции были построены на полуострове Камчатка в 1999 и 2002 годах. Две дополнительные станции меньшего размера были установлены на островах Кунашир и Итуруп в 2007 году.

В своем обновлении по стране в рамках Всемирного геотермального конгресса 2015 г., В.Свалова и К. Поваров представили обзор текущей деятельности и потенциала.

«Сегодня практически вся территория страны хорошо изучена. Установлено, что во многих регионах имеются запасы горячего геотермального флюида с температурой от 50 до 200 0 С на глубине от 200 до 3000 м. Эти районы расположены в европейской части России: Центральный регион; Северный Кавказ; Дагестан; в Сибири: Байкальская рифтовая зона, Красноярский край, Чукотка, Сахалин. Полуостров Камчатка и Курильские острова обладают богатейшими ресурсами геотермальной энергии для производства до 2000 МВт электроэнергии и более 3000 МВт тепла для системы централизованного теплоснабжения.

Использование геотермальных ресурсов в России особенно важно для теплоснабжения северных территорий нашей страны. В России более 45% общих энергоресурсов используется для теплоснабжения городов, поселков и промышленных комплексов. До 30% этих энергоресурсов может быть обеспечено за счет геотермального тепла. Утилизация геотермального тепла планируется в следующих регионах России: Краснодарский край (теплоснабжение г. Лабинск, а также комплексное использование геотермальной энергии в г. Розовом), Калининградская область и Камчатка (теплоснабжение Елизово и строительство Паужетской бинарной ТЭЦ-2. , Мощность 5 МВт и расширение существующей Мутновской ГеоЭС (50 МВт) используют вторичный пар для производства до 12 МВт электроэнергии.”

Таким образом, потенциал геотермальной мощности в 400 МВт, описанный в статье Huffington Post, можно рассматривать как недооценку фактического потенциала.

Реальный потенциал, вероятно, находится где-то между 40o МВт и 2000 МВт, указанными выше. Но более интересным является то, какую роль геотермальные источники могут сыграть в отоплении.

Источник: Huffington Post, Свалова В. и Поваров К. «Использование геотермальной энергии в России, отчет по странам за 2010-2015 гг.» (WGC2015)

База данных геотермальной энергии — Международная геотермальная ассоциация

Elite

Elvador 9 Salvador для Америки к блоку 1

El Salvador America

El Salvador

000 Канада

000

000 Европа

000

Ethiopian Electric Power Corporation

Africa

Guatema

000 4 Америка

, Филиппины Азия

0004 США

производство электроэнергии в стране

здесь!

000 США

000 США Mitsubishi

24 Азия

El Salvador закреплен за блоком 1

Elvador 9 Salvador

энергия отнесена к единице 1

Эль-Салат

Эль-Салат энергия отнесена к единице 1

9000

USA 9_Nuovo USA

в Новой Зеландии здесь учитываются три двоичных единицы.

Азия

Азия, Филиппины

, Азия

Азия

США

0005

Аботуннель	1	2013	Gifu	в эксплуатации	Двоичный	0	0	0		0	0
AGIL	1	0	Longonot	запланировано	Н / Д	70	0	0			Кения	Африка
Ahuachapan	1	1975	Ahuachapan	в работе	Single Flash	30	74,1	618	LaGeo	000	LaGeo	закреплен за блоком 1
Ahuachapan	2	1976	Ahuachapan	в эксплуатации	Single Flash	30	0	0	LaGeo			к блоку 1
Ahuachapan	3	1981	Ahuachapan	в работе	Double Flash	35	0	0	LaGeo
Ahuachapan	1aux	1975	Ahuachapan	выведен из эксплуатации	Single Flash	1,4	0	0	LaGeo		Elite
Ahuachapan	2a	0	Ahuachapan	запланировано	Single Flash	5	0	0	LaGeo
Aidlin	1	1989	CA-Гейзеры	в эксплуатации	Сухой пар	10	17	133	Calpine	Fuji	900
Aidlin	2	1989	CA-Гейзеры	в эксплуатации	Сухой пар	10	0	0	Calpine	Fuji	900
Alasheir	1	2014	Manisa-Alasheir	в работе	Binary	24	0	250	Turkeler		9000 Европа
Alberta Swan Hills	1	0	Alberta	запланировано	Single Flash	2	0	0	Borealis Geopower		4
Altheim	1	2002	Altheim	в эксплуатации	Двоичный	1	0,5	1	Муниципалитет Австрия	UTC_
Квасцы	1	0	Квасцы NV	запланированные	Двоичные	40	0	0	Sierra Geothermal Power		США	США
Aluto-Langano	1	1999	Aluto-Langano	в эксплуатации	Binary	3,5	3	10	Ethiopian Electric Power Corporation	Энергетическая оценка
Aluto-Langano	2	1999	Aluto-Langano	в эксплуатации	Binary	3,8	0	0	Ethiopian Electric Power Corporation	Ethiopian Electric Power Corporation	в настоящее время, не работает
Aluto-Langano	3	0	Aluto-Langano	запланировано	Binary	20	0	0	Ethiopian Electric Power Corporation
Amatitlán	1	2007	Amatitlan	в рабочем состоянии	Binary	24	15,6	137,1	ORMAT		000 Guate
Amatitlán	2	0	Amatitlan	запланировано	Binary	24	0	0	ORMAT			Guatemala
Amatitlán	1BP	1998	Amatitlan	выведен из эксплуатации	Противодавление	5	0	0	ORMAT	a		a		Toshiba 2
Amedee	1	1988	CA-Honey Lake	в эксплуатации	Binary	0,8	1,6	12,6	Amedee Geothermal Ventureber		Америка
Amedee	2	1988	CA-Honey Lake	в работе	Binary	0,8	0	0	Amedee Geothermal Venture	000 USA Bar	Bar	Примерно из государственной суммы
Ancocollo	1	0	Ancocollo	запланировано	N / A	20	0	0			Перу	4 Америка
Apacheta	1	0	Apacheta	запланировано	Single Flash	40	0	0	Enel Green Power		Америка
Asal	1	0	Asal	планируется	Single Flash	50	0	0			Djibouti	Africa
Aurora	1	0	NV-Aurora	запланировано	Binary	40	0	0	Vulcan Power		USA	USA
Aurora	2	0	NV-Aurora	запланировано	Binary	40	0	0	Vulcan Power		USA	USA
Aurora	3	0	NV-Aurora	запланировано	двоичных	40	0	0	Vulcan Power		США
Bacman I	1	1993	Bacon-Manito / Sorsogon / Albay	в работе	Single Flash	55	0	238	Национальная энергетическая корпорация	Philippos Азия	ВСЕ ПОЛЯ
Bacman I	2	1993	Bacon-Manito / Sorsogon / Albay	в работе	Single Flash	55	0	0		Philippines Power Corporation 9000do5 Азия
Bacman I	3	0	Bacon-Manito / Sorsogon / Albay	запланировано	Single Flash	40	0	0				Национальная энергетическая корпорация, Филиппины, Азия
Bacman II	1	1994	Bacon-Manito / Sorsogon / Albay	в работе	Single Flash	20	0	85	National Power Corporation	шт. Cawayan
Bacman II	2	1998	Bacon-Manito / Sorsogon / Albay	выведен из эксплуатации	Single Flash	20	0	0		National Power Corporation	шт. Botong
Bacman LowLoad	2	1998	Bacon-Manito / Sorsogon / Albay	в эксплуатации	Single Flash	1,5	0	0		National Power Corporation		National Power Corporation Азия	ед. Manito
Bagnore 1	1	1959	Mt.Amiata-Bagnore	выведен из эксплуатации	Single Flash	3,5	0	0	Enel Green Power	Ansaldo_Tosi	Италия	Европа
Bagnore 2	1	1962	Mt. Amiata-Bagnore	выведен из эксплуатации	Single Flash	3,5	0	0	Enel Green Power	Ansaldo_Tosi	Италия	Европа
Bagnore 3	1	1998	Mt.Amiata-Bagnore	в работе	Single Flash	20	20	173	Enel Green Power	Ansaldo_Tosi	Италия	Европа
Bagnore 4	1	2014	Mt. Amiata-Bagnore	в работе	Single Flash	20	0	0	Enel Green Power	Ansaldo_Tosi	Италия	Европа
Bagnore 4	2	2014	Mt.Amiata-Bagnore	в работе	Single Flash	20	0	0	Enel Green Power	Ansaldo_Tosi	Италия	Европа
Bagnore Binary	1	2012	Mt. Amiata-Bagnore	в работе	Binary	1	1	1,4	Enel Green Power	Exergy	Италия	Европа
Barren Hills	1	0	NV-Barren Hills	планируется	Binary	25	0	0	Sierra Geothermal Power
Barren Hills	2	0	NV-Barren Hills	запланировано	Binary	25	0	0	Sierra Geothermal Power
Bear Canyon	1	1988	CA-The Geysers	в работе	Сухой пар	10	14	115,7	Calpine
Bear Canyon	2	1989	CA-Гейзеры	в эксплуатации	Сухой пар	10	0	0	Calpine	000 Mitsubishi USA
Bedugul	1	0	Bali — Bedugul	запланировано	Single Flash	10	0	0	Bali Energy Ltd		Азия
Bedugul	2	0	Bali — Bedugul	запланировано	Single Flash	55	0	0	Bali Energy Ltd		Азия
Bedugul	3	0	Bali — Bedugul	запланировано	Single Flash	55	0	0	Bali Energy Ltd		Азия
Bedugul	4	0	Bali — Bedugul	запланировано	Single Flash	55	0	0	Bali Energy Ltd		Азия
Bellavista	1	1987	Mt.Amiata-Piancastagnaio	выведен из эксплуатации	Single Flash	20	0	0	Enel Green Power	Ansaldo_Tosi	Италия	Европа
Beowave	1	1985	NV-Beowawe	в работе	Double Flash	17,7	15	129,2	Beowawe Power
Beowave	2	2011	NV-Beowawe	в работе	Binary	1,9	0	0	Beowawe Power	9000 9000 9000 USA 9000 Air System
Beppu	1	1950	Akita	выведен из эксплуатации	Single Flash	0	0	0		Mitsubishi	Япония	4 Азия
Beppu Spring	4	2014	Oita	в работе	Binary	0,5	0	0			Япония	Азия
Берлин	1	1999	Берлин	в работе	Single Flash	28	53,6	824	LaGeo	Fuji
Берлин	2	1999	Берлин	в эксплуатации	Single Flash	28	0	0	LaGeo	Fuji		9 Сальвадор к блоку 1
Берлин	3	2007	Берлин	в работе	Single Flash	44	42,6	0	LaGeo	General Electric_Nuovo America
Берлин	4	2009	Берлин	в эксплуатации	Двоичный	9,4	8,8	0	LaGeo	Rotoflow
Берлин	5	0	Берлин	запланировано	Single Flash	28	0	0	LaGeo		Сальвадор	4 Америка
Берлин	6	0	Берлин	запланировано	Двоичное	6	0	0	LaGeo		Сальвадор	4 Америка
Берлин	BP1	1992	Берлин	выведен из эксплуатации	Противодавление	5	0	0	LaGeo		Сальвадор Америка
Берлин	BP2	1992	Берлин	выведен из эксплуатации	Противодавление	5	0	0	LaGeo		Сальвадор Америка
Бернед	1	0	Бавария	запланировано	двоичное	3	0	0	муниципалитет Германия		Германия
Big Geyser	1	1980	CA-The Geysers	в работе	Dry Steam	97	48	435,6	Calpine		Установлена новая турбина
двоичный	15	2005	Wairakei	в работе	двоичный	8	0	120	Contact Energy	ORMAT
двоичный	16	2005	Wairakei	в работе	двоичный	8	0	0	Связаться с Energy	ORMAT	в Новой Зеландии энергия
Двоичный I	1	1994	Мак-Бан / Лагуна	в работе	Двоичный	3	0	0	Шеврон
Двоичный I	2	1994	Мак-Бан / Лагуна	в работе	Двоичный	3	0	0	Шеврон
Бинарный II	1	1994	Мак-Бан / Лагуна	в работе	Бинарный	3	0	0	Шеврон
Бинарный II	2	1994	Мак-Бан / Лагуна	в работе	Бинарный	3	0	0	Шеврон
двоичный III	1	1994	Мак-Бан / Лагуна	в работе	двоичный	3	0	0	Chevron
Binary III	2	1994	Mak-Ban / Laguna	в работе	Binary	0,8	0	0	Chevron
Бинарный SDG & E	1	1985	CA-Heber	выведен из эксплуатации	Двоичный	47	0	0	ORMAT
Birdsville	1	1992	Birdsville, QLD	в работе	Binary	0,1	0,1	0,5	Ergon Energy		9004 Australia 9ia0005
Birdsville	2	0	Birdsville, QLD	запланировано	Binary	0,3	0	0	Ergon Energy		Australia 9000ia
Bitra	1	0	Bitra	запланировано	Single Flash	90	0	0	Reykjiavik Energy		Исландия
Bjarnarflag	1	1969	Námafjall	в работе	Single Flash	3,2	3,2	18	Landsvirkjun
Bjarnarflag	2	0	Námafjall	запланировано	Single Flash	40	0	0	Landsvirkjun
Bjarnarflag	3	0	Námafjall	запланировано	Single Flash	45	0	0	Landsvirkjun
Black Rock	1	0	CA-Black Rock	запланировано	Single Flash	53	0	0	CalEnergy Generation		США	США
Black Rock	2	0	CA-Black Rock	запланировано	Single Flash	53	0	0	CalEnergy Generation		Америка	США
Black Rock	3	0	CA-Black Rock	запланировано	Single Flash	53	0	0	CalEnergy Generation		Америка	США
BLM	7	1988	CA-Coso	в работе	Двойная вспышка	30	100	788,4	Terra Gen	Fuji

04 США

24 США

900

США полезная мощность двух блоков

900

9000

24 Америка

000 запланировано

Америка

Италия

, Италия, Ansaldo_T, Европа

, Европа, Италия, Ansaldo_T

, Италия, Ansaldo_T, Европа

Мексика

Мексика к выводу из эксплуатации

Мексика

Мексика к выводу из эксплуатации

Мексика

Америка Toshiba

Мексика

Америка Toshiba

9000

000

000 Мексика

000

000 Мексика

000

000 Мексика

000

000 Мексика

000

000 Америка

000

000 Мексика

000

000 Мексика

000

000500050005

000

9000

000 запланировано

900
BLM	8	1988	CA-Coso	в эксплуатации	Double Flash	30	0	0	Terra Gen	Fuji	США
BLM	9	1989	CA-Coso	в эксплуатации	Double Flash	30	0	0	Terra Gen	Fuji	США
Blue Mountain	1	0	NV-Blue Mountain	запланировано	Binary	20	0	0	Nevada Geothermal Power		США	США
Blumau	1	2001	Blumau	в работе	Binary	0,2	0,2	1,2	Муниципалитет Австрия	ORMAT Европа
Blundell I	1	1984	UT-Roosvelt	в работе	Single Flash	26	26	99,5	Pacific Corporation	США General Electric	общая полезная мощность двух блоков
Blundell I	2	2007	UT-Roosvelt	в работе	двоичный	11	10	228,9	Pacific Corporation
Boccheggiano	1	0	Boccheggiano	запланировано	N / A	10	0	0			Италия	4 Европа
Borateras	1	0	Borateras	запланировано	N / A	20	0	0			Перу	Америка
Bottle Rock I	1	1985	CA-The Geysers	выведены из эксплуатации	Dry Steam	55	0	0	Calpine	Fuji
Bottle Rock II	1	2007	CA-The Geysers	в эксплуатации	Сухой пар	55	11	98,3	Возобновляемые источники энергии США		США
Brady Hot Spring	1	1992	NV-Brady Hot Spring	в работе	Double Flash	8,7	14	122,5	ORMAT	ORMAT	ORMAT USA	Америка
Brady Hot Spring	2	1992	NV-Brady Hot Spring	в эксплуатации	Double Flash	8,7	0	0	ORMAT			USA 9000
Brady Hot Spring	3	1992	NV-Brady Hot Spring	в эксплуатации	Double Flash	8,7	0	0	ORMAT		ORMAT USA 9000
Bruchsal	1	2009	Bruchsal	в работе	Binary	0,5	0,5	1,2	Муниципалитет Германия	Siemens
Brühl	1	0	Rheinland-Pfalz	запланировано	Binary	5	0	0	Муниципалитет Германия	24 Германия	24
Buckeye	1	0	CA-The Geysers	запланировано	Сухой пар	30	0	0	Calpine		Америка
CA	1	0	CA-OSKI	запланировано	Single Flash	20	0	0	Oski Energy		USA
Cachiyacu	1	0	Chacana	запланировано	N / A	20	0	0			Эквадор
Calabozo	1	0	Calabozo	запланировано	Single Flash	40	0	0	Enel Green Power		Chile
Calientes	1	0	Calientes	запланировано	N / A	20	0	0			Перу	Америка
Calistoga	1	1984	CA-The Geysers	в работе	Сухой пар	80	66	555,1	Calpine		США
Камбей	1	0	Гуджарат	запланировано	Н / Д	10	0	0			Индия	Азия
Canoe Reach	1	0	Canoe Reach	запланировано	Single Flash	150	0	0	Deep Rock Geothermal		Канада
Carboli 1	1	1998	Larderello	в эксплуатации	Сухой пар	20	15	84	Enel Green Power		Европа	Италия
Carboli 2	1	1997	Larderello	в работе	Сухой пар	20	15	114	Enel Green Power			Европа
Carson Lake	1	0	NV-Carson Lake	запланировано	Binary	20	0	0	ORMAT		USA
Кастельнуово	1	1946	Лардерелло	выведено из эксплуатации	Сухой пар	11	0	0	Enel Green Power
Кастельнуово	2	1946	Лардерелло	выведен из эксплуатации	Сухой пар	11	0	0	Enel Green Power
Кастельнуово	1a	1927	Лардерелло	выведен из эксплуатации	Сухой пар	0,8	0	0	Enel Green Power		Ansaldo	Ansaldo, Италия
Кастельнуово	1b	1927	Лардерелло	выведено из эксплуатации	Сухой пар	0,8	0	0	Enel Green Power	Ansaldo	Ansaldo
Кастельнуово	1c	1940	Лардерелло	выведен из эксплуатации	Сухой пар	10	0	0	Enel Green Power
Кастельнуово	1d	1940	Лардерелло	выведен из эксплуатации	Сухой пар	10	0	0	Enel Green Power
Кастельнуово	1e	1940	Лардерелло	выведен из эксплуатации	Сухой пар	10	0	0	Enel Green Power
Кастельнуово	1f	1940	Лардерелло	выведен из эксплуатации	Сухой пар	10	0	0	Enel Green Power
Кастельнуово / Серраццано	1	1926	Лардерелло	выведено из эксплуатации	Сухой пар	0,6	0	0	Enel Green Power	Enel Green Power	Европа
CCPA	1	1988	CA-The Geysers	выведено из эксплуатации	Dry Steam	65	0	0	Calpine	000 Mitsubishi USA
CCPA	2	1988	CA-The Geysers	выведено из эксплуатации	Dry Steam	65	0	0	Calpine	000 Mitsubishi USA
CE Turbo	2	2000	CA-Salton Sea	в работе	Single Flash	10	8,2	71,6	CalEnergy Generation		USA	Примерно из государственной суммы
Cerritos Colorados	1	0	Cerritos Colorados	запланировано	Single Flash	25	0	0	Comisión Federal de Electricidad	Мексика	0040005
Cerritos Colorados	2	2014	Cerritos Colorados	запланировано	Single Flash	25	0	0	Мексиканский федеральный департамент Америки	00	0005
Cerritos Colorados	3	2014	Cerritos Colorados	запланировано	Single Flash	25	0	0	Comisión Federal de Electricidad	Мексика	0040005
Cerro Prieto I	1	1973	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	38	0	0	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto I	2	1973	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	38	0	0	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto I	3	1979	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	38	0	0	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto I	4	1979	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	38	0	0	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto I	5	1982	Cerro Prieto	в работе	Double Flash	30,5	30	251	Comisión Federal de Electricidad	Comisión Federal de Electricidad America
Cerro Prieto II	1	1986	Cerro Prieto	в работе	Double Flash	111	110	875	Comisión Federal de Electricidad	Мексика
Cerro Prieto II	2	1987	Cerro Prieto	в эксплуатации	Double Flash	111	110	697	Comisión Federal de Electricidad		Мексика
Cerro Prieto III	1	1986	Cerro Prieto	в эксплуатации	Double Flash	111	110	836	Comisión Federal de Electricidad		Мексика
Cerro Prieto III	2	1986	Cerro Prieto	в работе	Double Flash	111	110	602	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto IV	1	2000	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	25	25	164	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto IV	2	2000	Cerro Prieto	в эксплуатации	Single Flash	25	25	225	Comisión Federal de Electricidad 4
Cerro Prieto IV	3	2000	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	25	25	237	Comisión Federal de Electricidad
Cerro Prieto IV	4	2000	Cerro Prieto	в работе	Single Flash	25	25	240	Comisión Federal de Electricidad 4
Cerro Prieto IV	1bp	1999	Cerro Prieto	выведен из эксплуатации	Single Flash	0,8	0	0	Мексика
Cerro Prieto V	1	0	Cerro Prieto	запланировано	Single Flash	50	0	0	Comisión Federal de Electricidad		блок 1 и 2 Cerro Prieto I
Cerro Prieto V	2	0	Cerro Prieto	запланировано	Single Flash	50	0	0	Comisión Federal de Electricidad Мексика		900
Чачимбиро	1	0	Чачимбиро	запланировано	Н / Д	20	0	0			Эквадор	4 Америка
Чалпатан	1	0	Чалпатан	запланировано	Н / Д	20	0	0			Эквадор	4 Америка
Chena	1	2006	AK-Chena Hot Springs	в работе	Binary	0,2	0,5	3,9	Chena Power_LLC	den4	Америка
Chena	2	2006	AK-Chena Hot Springs	в работе	Binary	0,2	0	0	Chena Power_LLC	den4 UTC	den4
Chena	3	2009	AK-Chena Hot Springs	в работе	Binary	0,3	0	0	Chena Power_LLC	den4 UTC	den4
Chena II	1	0	AK-Chena Hot Springs	запланировано	Binary	5	0	0	Chena Power_LLC	000 США
Chillan	1	0	Chillan	запланировано	Single Flash	40	0	0	Enel Green Power		Америка
China Cap	1	0	ID-China Cap	запланировано	Binary	50	0	0	Idatherm		USA	4

Топ-10 геотермальных стран 2018 — по установленной генерирующей мощности (МВт) | Think GeoEnergy

Топ-10 геотермальных стран — по установленной генерирующей мощности (МВт) — Источник: ThinkGeoEnergy

2018 год завершается общей установленной мощностью геотермальной энергии в 14 600 МВт и положительными перспективами в ключевых странах геотермального мира.

Как и каждое начало года, мы публикуем обновленный список 10 ведущих геотермальных стран на конец 2018 года.

США — 3639 МВт — с дополнительными 48 МВт, которые были добавлены до конца года
Индонезия — 1948 МВт — до конца года планируется добавить не более 95 МВт
Филиппины — 1868 МВт — обновлений по проектам, которые должны были быть введены в эксплуатацию в этом году, не будет
Турция — 1347 МВт — большая мощность была введена в эксплуатацию незадолго до конца года, чтобы воспользоваться благоприятными льготными тарифами
Новая Зеландия — 1005 МВт — с вводом 25 МВт незадолго до конца года стране только что удалось вернуться в геотермальный загородный клуб мощностью 1 ГВт
Мексика — 951 МВт — с новой захватывающей схемой стимулирования и поддержки, в ближайшие годы дела могут пойти дальше
Италия — 944 МВт — с учетом нынешнего политического климата это число может не сильно измениться в ближайшее время
Исландия — 755 МВт — добавление еще 45 МВт в начале прошлого года
Кения — 676 МВт — страна скоро вырастет в рейтинге с рядом проектов
Япония — 542 МВт — новости о маломасштабном развитии не скрывают, что дела не развиваются особо

В других странах установленная мощность выработки электроэнергии составляет 925 МВт, в результате чего общая установленная мощность геотермальной энергии на конец 2018 года составит 14 600 МВт.

Геотермальная энергия — Наша энергия

Слово геотермальная энергия происходит от двух греческих слов: geo (земля) и therme (тепло) и означает тепло Земли, и в соответствии с этим тепловая энергия Земли также называется геотермальной энергией. Тепло внутренней Земли является результатом образования планет из пыли и газов, которое произошло более 4 миллиардов лет назад, и поскольку радиоактивное разложение элементов в горных породах непрерывно восстанавливает это тепло, геотермальная энергия является возобновляемым энергетическим ресурсом. Основной средой, передающей тепло изнутри на поверхность, является вода или пар, и этот компонент обновляется таким образом, что вода от дождя прорывается глубоко в трещины, нагревая себя, и циркулирует обратно на поверхность, где она проявляется в форме гейзеров и горячих пружины.

Земля состоит из нескольких слоев. Основными слоями являются внешнее твердое ядро (кора), жидкая оболочка-мантия (мантия), внешнее жидкое ядро (внешнее ядро) и внутреннее твердое ядро (внутреннее ядро).

Земная кора имеет глубину от пяти до 50 километров и состоит из горных пород. Вещества из Внутреннего Ядра постоянно выходят на поверхность через вулканические жерла и утечки на дне океана. Под коркой находится мантия, достигающая глубины 2900 километров и сделанная из материала, богатого железом и магнием.Под всем этим находятся два слоя: жидкое ядро и твердый слой, расположенные точно в ядре планеты. Радиус Земли составляет около 6378 километров, и никто точно не знает, как выглядит внутренняя часть Земли. Все, что было сказано ранее, является не чем иным, как научными предположениями о том, как выглядит внутренняя часть планеты. Эти предположения основаны на экспериментах, проведенных в условиях высокого давления и огромных температур.

При погружении глубже через толщу коры температура поднимается примерно на 17–30 ° C на каждый километр глубже (на 50–87 ° F на каждую милю глубже).Под корой находится мантия, состоящая из частично расплавленных горных пород, и температура этого слоя составляет от 650 до 1250 ° C (1200 — 2280 ° F). По некоторым оценкам, температура ядра Земли может составлять от 4000 до 7000 ° C (7200–12600 ° F). Поскольку тепло всегда передается от более горячих частей к более холодным, тепло от внутренней части Земли передается на поверхность, и эта передача тепла является основным двигателем тектонических плит. В местах соединения тектонических плит возможна утечка магмы в верхние слои, и эта магма затем охлаждается, создавая в процессе новый слой земной коры.Когда магма выходит на поверхность, она может образовывать вулканы, но в большинстве случаев остается за пределами поверхности, образуя огромные резервуары, и здесь она охлаждается в процессе, который длится от 5000 до одного миллиона лет. Области, под которыми могут быть найдены эти магматические бассейны, имеют высокий температурный градиент, что означает, что температура повышается очень быстро с увеличением глубины, и поэтому эти области очень благоприятны для использования геотермальной энергии.

Геотермальная энергия обладает огромным потенциалом, поскольку ее количество в 50000 раз больше от всей энергии, которая может быть получена из нефти и угля по всему миру.Геотермальные ресурсы расположены от мелководья до резервуаров с горячей водой и паром глубиной несколько километров, которые могут быть выведены на поверхность и там использованы. В природе геотермальная энергия в основном имеет форму вулканов, горячих источников или колодцев и гейзеров. В некоторых странах геотермальная энергия используется на протяжении тысячелетий в виде ванн и оздоровительно-оздоровительных ванн. Однако прогресс в науке не остановился только на изучении лечебных эффектов геотермальной энергии и подтолкнул использование геотермальной энергии множеством различных способов, два из которых занимают особое место, а именно ее использование для производства электричества и ее использование для отопления домов и промышленная рассрочка.Использование геотермальной энергии для центрального отопления зданий и выработки электроэнергии — это основные, но не единственные способы ее освоения. Геотермальная энергия также может использоваться многими другими способами: пастеризация молока, производство бумаги, бассейны, сушка древесины и шерсти, животноводство и т. Д.

Главный недостаток при использовании геотермальной энергии заключается в том, что на Земле не так много мест, пригодных для использования. Лучшие районы находятся на краях тектонических плит, а именно в районах с высокой вулканической и тектонической активностью.На следующем рисунке представлена тектоническая карта мира и территорий, пригодных для использования геотермальной энергии.

Земля разделена на тектонические плиты, которые все время движутся и сталкиваются, создавая технологические места, подходящие для использования геотермальной энергии. Наиболее подходящие места для использования этой энергии находятся в так называемом огненном кольце.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Одной из самых интересных форм использования геотермальной энергии является производство электроэнергии.Горячая вода и пар с Земли используются для запуска генераторов, и в этом процессе не происходит сжигания ископаемого топлива и, как следствие, нет вредных выбросов газов в атмосферу, выделяется только водяной пар. Дополнительным преимуществом является то, что эти электростанции могут быть реализованы в самых разных условиях: от ферм, уязвимых пустынных территорий до зон отдыха и лесов.

На этом рисунке представлен упрощенный принцип производства электроэнергии из геотермальных ресурсов.Горячий пар и вода используются для перемещения генераторов турбины, а использованная вода и конденсированный пар возвращаются обратно в скважину.

Начало использования тепла Земли для производства электроэнергии связано с небольшим итальянским местечком Ландарелло и 1904 годом. В этом году отмечается начало экспериментов с этой формой производства электроэнергии после того, как пар был использован для приведения в движение небольшой турбины, которая заряжала пять лампочек. и этот эксперимент считается первым использованием геотермальной энергии для потребления электроэнергии.Здесь в 1911 году началось строительство первой геотермальной электростанции мощностью 250 кВт. Это была единственная геотермальная электростанция в мире почти полвека. Принцип работы прост: холодная вода закачивается на горячие гранитные камни у поверхности и выходит горячий пар с температурой 200+ ° C, и под высоким давлением этот пар запускает генераторы. Все объекты Landarello были разрушены во время Второй мировой войны, затем восстановлены, расширены и используются до сих пор. Эта установка даже сегодня вырабатывает электроэнергию примерно для миллиона домашних хозяйств, а именно, ежегодно вырабатывается почти 5000 ГВтч, что составляет около 10% мирового производства электроэнергии из геотермальных ресурсов.Хотя геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, давление пара в Ландарелло снизилось на 30% по сравнению с 1950 годом.

В настоящее время используются три основных типа геотермальных электростанций:

Сухой пар — здесь используется очень горячий пар, обычно выше 235 ° C (445 ° F). Этот пар используется для прямой работы генераторов. Это самый простой и самый старый принцип, который до сих пор используется, потому что это самый дешевый принцип производства электроэнергии из геотермальных ресурсов.На этом принципе работала упомянутая ранее первая геотермальная электростанция в Ландарелло. Самая крупная электростанция, использующая этот принцип, в настоящее время расположена в северной Калифорнии, она называется Гейзеры и производит электроэнергию с 1960 года. Количество произведенной электроэнергии на этой электростанции все еще достаточно для снабжения города размером с Сан. Франциско.
Flash steam — здесь используется горячая вода из геотермальных резервуаров, которая находится под большим давлением и при температуре выше 182 ° C (360 ° F).При перекачивании воды из этих резервуаров к электростанциям давление снижается, и горячая вода превращается в пар, который затем запускает турбины. Вода, которая не была преобразована в пар, возвращается обратно в резервуар для другого использования. Большинство современных геотермальных электростанций используют этот принцип.
Бинарный цикл — Вода, используемая в бинарном цикле, холоднее, чем вода, используемая при других принципах производства электроэнергии из геотермальных ресурсов.В бинарном цикле горячая вода используется для нагрева жидкости, которая имеет значительно более низкую температуру кипения, и затем эта жидкость откачивается при температуре горячей воды, после чего запускаются турбины генераторов. Преимущество этого принципа — более высокая эффективность процедуры, а также гораздо большая доступность необходимых геотермальных резервуаров, чем при использовании других процедур. Дополнительным преимуществом является полная герметичность системы, так как использованная вода возвращается обратно в резервуар, что снижает потери тепла, а также практически любые потери воды.Большинство новых геотермальных электростанций будут использовать этот принцип.

Принцип, который будет использоваться при строительстве новых электростанций, зависит от типа геотермального энергоресурса, а именно от температуры, глубины и качества воды и пара в выбранном регионе. Во всех случаях конденсированный пар и остатки геотермальной жидкости возвращаются в скважину, увеличивая срок службы геотермальных ресурсов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ДРУГИХ ЦЕЛЕЙ

Одна из колодцев с горячей водой в Исландии, пригодная для использования геотермальной энергии.Исландия — это государство, которое широко использует свое естественное местоположение для использования геотермальной энергии.

Еще одна интересная форма использования геотермальной энергии — это отопление. Самая большая геотермальная система, используемая для отопления, расположена в Исландии, в ее столице Рейкьявике, и 89% домашних хозяйств в Исландии отапливаются таким образом. Хотя Исландия на сегодняшний день является крупнейшим пользователем геотермальной энергии на душу населения, при этом, как уже упоминалось, 89% всех домашних хозяйств в Исландии отапливаются таким способом, Исландия не единственная в использовании геотермальной энергии.Геотермальная энергия также широко используется в некоторых районах Новой Зеландии, Японии, Италии, Филиппин и некоторых частях США, таких как Сан-Бернардино в Калифорнии и в столице Айдахо, Бойсе.
Геотермальная энергия также используется в сельском хозяйстве для увеличения урожая. Вода из геотермальных резервуаров используется для отопления теплиц при выращивании цветов и овощей. При обогреве теплиц нагревается не только воздух, но и почва, на которой растут растения. Он веками использовался в центральной Италии и Венгрии и на данный момент покрывает 80% энергетических потребностей теплиц за счет использования геотермальной энергии.

Тепловые насосы — еще одна форма использования геотермальной энергии. Тепловые насосы расходуют геотермальную энергию для циркуляции геотермальной жидкости, которая позже используется для отопления, охлаждения, приготовления пищи и приготовления горячей воды, и, таким образом, потребность в электроэнергии значительно снижается.

Существует еще один широкий спектр использования геотермальной энергии, но нет необходимости подробно объяснять все это. К другим видам деятельности относятся, например, рыбоводство, различные виды промышленного использования, бальнеология — использование для отдыха и оздоровления (купание в горячих источниках) и т. Д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поскольку предполагаемый общий объем геотермальной энергии, который может быть использован, значительно больше, чем общее количество энергетических ресурсов, основанных на нефти, угле и природном газе вместе взятых, геотермальная энергия должна иметь более значительное влияние. Тем более, что это дешевый возобновляемый источник энергии, который к тому же экологически приемлем. Но поскольку геотермальная энергия доступна не во всех областях, по крайней мере области, где эта энергия легко доступна (края тектонических плит), должны использоваться (края тектонических плит), потому что это может смягчить давление на ископаемое топливо, помогая Земле восстанавливаться от опасных парниковых газов.

Подробнее: Геотермальное отопление — преимущества и недостатки

Степень развития геотермальной энергетики крайне недостаточна

Энергия горячих источников: факторы распространения

Ситуация на родине геотермальной энергетики

Популярность в Азии

Перспективы в России

Экологические и технические проблемы отрасли

Международное признание и прогнозы на будущее

Геотермальные электростанции: принцип работы ГеоТЭС, плюсы

Геотермальные электростанции или что такое геотермальная энергия?

Принцип работы геотермальных электростанций

Прямой метод

Непрямой метод

Смешанный бинарный метод

Преимущества и недостатки ГТЭС

Геотермальные электростанции в России

Паужетская ГеоЭС

Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС

Мутновская ГеоЭС

Океанская ГеоЭС

Менделеевская ГеоТЭС

Геотермальные станции в мире

Будущее геотермального электричества

Геотермальная энергетика: преимущества и перспективы

Геотермальные электростанции

Как это работает?

А в чём преимущества?

Геотермальная энергетика в России

Каковы перспективы?

Геотермальная электростанция

Немного о тепле Земли

Виды геотермальных электростанций

Преимущества геотермальной энергетики

Недостатки геотермальной энергетики

Где всё это работает и насколько это перспективно

ИСТОРИЯ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ Текст научной статьи по специальности «История и археология»

Геотермальная энергия в России

Динамика изменения: Геотермальная энергия (миллионов КВт/час)

Геотермальная энергетика — Википедия

Ресурсы

Достоинства и недостатки

Достоинства

Недостатки

Геотермальная электроэнергетика в мире

США

Филиппины

Мексика

Италия

Исландия

Кения

Россия

Япония

Классификация геотермальных вод[14]

По температуре

По минерализации (сухой остаток)

По общей жёсткости

По кислотности, рН

По газовому составу

По газонасыщенности

Петротермальная энергетика

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Россия, ее стремление к возобновляемым источникам энергии и геотермальные возможности | Think GeoEnergy

База данных геотермальной энергии — Международная геотермальная ассоциация

Топ-10 геотермальных стран 2018 — по установленной генерирующей мощности (МВт) | Think GeoEnergy

Геотермальная энергия — Наша энергия

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ДРУГИХ ЦЕЛЕЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

alexxlab

Вам также может понравиться

Если старый счетчик не заменен как начисляется электроэнергия: Изменение порядка установки, поверки и замены электросчетчиков

Энергия работа мощность физика: Урок 13. работа. мощность. энергия. закон сохранения механической энергии — Физика — 10 класс

Что такое в квитанции гвс тепловая энергия: как выглядит в квитанции, что это такое, правомерно или нет, как рассчитывается плата и примеры расчета

Добавить комментарий Отменить ответ

Классификация геотермальных вод^[14]