Geotermalne elektrane: prednosti i nedostaci. Geotermalne elektrane u Rusiji

Resursi našeg planeta nisu beskrajni. Koristeći prirodne ugljikovodike kao glavni izvor energije, čovječanstvo u jednom trenutku riskira otkriti da su iscrpljeni i dolaze do globalne krize u potrošnji uobičajenih dobara. 20. stoljeće bilo je vrijeme velikih pomaka u području energije. Znanstvenici i ekonomisti u različitim zemljama ozbiljno razmišljaju o novim načinima dobivanja i obnovljivih izvora električne energije i topline. Najveći napredak postignut je u području nuklearnih istraživanja, ali su se pojavile zanimljive ideje o korisnoj uporabi drugih prirodnih fenomena. Znanstvenici već dugo znaju da je naš planet vruć. Geotermalne elektrane su stvorene kako bi imale koristi od duboke topline. Još ih nema na svijetu, ali s vremenom će možda postati više. Kakve su njihove perspektive, jesu li opasne i možemo li računati na visok udio elektrana na plinske turbine u ukupnoj količini proizvedene energije?

Prvi koraci

U smionoj potrazi za novim izvorima energije, znanstvenici su razmotrili mnoge mogućnosti. Proučavala je mogućnost savladavanja energije plime i oseke oceana, transformacije sunčeve svjetlosti. Sjećam se i berbe vjetrenjače, dajući im umjesto kamenih mlinskih generatora. Od velikog interesa su geotermalne elektrane koje mogu generirati energiju iz topline donjih vrućih slojeva Zemljine kore.

Sredinom šezdesetih godina, SSSR nije iskusio nedostatak resursa, ali napajanje nacionalne ekonomije, međutim, ostavilo je još mnogo želje da se postigne. Razlog zaostalih industrijskih problema razvijenim zemljama na tom području nije nedostajalo ugljena, nafte ili loživog ulja. Ogromne udaljenosti od Bresta do Sakhalina otežavale su isporuku energije, postale su vrlo skupe. Sovjetski znanstvenici i inženjeri ponudili su najodvažnija rješenja za taj problem, a neki od njih oživjeli su.

Prvi sovjetski

Godine 1966. počela je s radom geotermalna elektrana Pauzhetskaya na Kamčatki. Njegov kapacitet bio je prilično skroman broj od 5 megavata, ali to je bilo sasvim dovoljno za opskrbu obližnjih naselja (naselja Ozernovsky, Shumny, Pauzhetki, sela u Ust-Bolsheretsky okrugu) i industrijskih poduzeća, uglavnom postrojenja za konzerviranje ribe. Stanica je bila eksperimentalna i danas možemo sa sigurnošću reći da je iskustvo uspjelo. Vulkani Kambalny i Koshelev služe kao izvori topline. Pretvorbu su izvršile dvije turbogeneratorske instalacije, svaka s po 2,5 MW. Nakon četvrt stoljeća, instalirani kapacitet povećan je na 11 MW. Stara oprema je u potpunosti iscrpila svoj resurs tek 2009. godine, nakon čega je izvršena potpuna rekonstrukcija, uključujući polaganje dodatnih cjevovoda za hlađenje. Iskustvo uspješnog djelovanja potaknulo je energetske inženjere na izgradnju drugih geotermalnih elektrana. Danas ih je pet u Rusiji.

Kako djeluje

Polazište: u dubinama Zemljine kore postoji toplina. Ona se mora pretvoriti u energiju, na primjer, električna. Kako to učiniti? Princip rada geotermalne elektrane je vrlo jednostavan. Pod zemljom se voda pumpa kroz posebnu bušotinu, nazvanu ulaz ili ubrizgavanje (injekcija na engleskom, to jest, "injekcija"). Kako bi se odredila odgovarajuća dubina, potrebna je geološka izmjera. U blizini slojeva grijanih magmom, u konačnici, treba formirati podzemni bazen, koji igra ulogu izmjenjivača topline. Voda se jako zagrijava i pretvara u paru, koja se dovodi u drugu turbinsku lopaticu povezanu s osi generatora kroz drugi izvor (radni ili proizvodni). Na prvi pogled sve izgleda vrlo jednostavno, ali u praksi su geotermalne elektrane mnogo složenije i imaju različite značajke dizajna zbog operativnih problema.

Prednosti geotermalne energije

Ova metoda dobivanja energije ima neporecive prednosti. Prvo, geotermalne elektrane ne zahtijevaju gorivo, čije su rezerve ograničene. Drugo, operativni troškovi sniženi su na troškove tehnički reguliranog rada na planiranoj zamjeni komponenti i održavanju procesa. Razdoblje povrata investicija je nekoliko godina. Treće, takve se stanice mogu smatrati ekološki prihvatljivima. Postoje, međutim, oštre točke u ovom trenutku, ali o njima kasnije. Četvrto, dodatna energija za tehnološke potrebe nije potrebna, crpke i drugi prijemnici energije se napajaju iz ekstrahiranih resursa. Peto, postrojenje, osim što radi po svojoj namjeni, može proizvesti desalinizaciju vode Svjetskog oceana, na čijoj obali se obično grade geotermalne elektrane. Za i protiv prisutni su, međutim, u ovom slučaju.

mane

Fotografije izgledaju divno. Kućišta i instalacije su estetski, iznad njih se ne dižu oblaci crnog dima, samo bijela para. Međutim, nije sve lijepo kao što se čini. Ako se geotermalne elektrane nalaze u blizini naselja, stanovnici susjedstva su ljuti zbog buke koju proizvode poduzeća. Ali to je samo vidljivi (ili bolje rečeno, zvučni) dio problema. Kada bušite duboke bušotine, nikada ne možete predvidjeti što će točno doći od njih. To može biti otrovni plin, mineralna voda (ne uvijek lijek) ili čak i ulje. Naravno, ako geolozi naiđu na sloj minerala, onda je to čak i dobro, ali takvo otkriće može u potpunosti promijeniti uobičajeni način života lokalnih stanovnika, pa regionalne vlasti daju dopuštenje da se čak i istraživački radovi nevoljko provode. Općenito, vrlo je teško odabrati mjesto za elektranu na plinsku turbinu, što može rezultirati neuspjehom rada tla. Uvjeti unutar zemljine kore mijenjaju se, a ako izvor topline tijekom vremena izgubi svoj toplinski potencijal, troškovi izgradnje će biti uzaludni.

Kako odabrati mjesto

Unatoč brojnim rizicima, geotermalne elektrane grade se u različitim zemljama. Prednosti i nedostaci bilo koje metode dobivanja energije. Pitanje je koliko su drugi resursi dostupni. Uostalom, energetska neovisnost je jedan od temelja državnog suvereniteta. Zemlja možda nema zalihe minerala, ali ima mnogo vulkana, poput Islanda, na primjer.

Treba imati na umu da je prisutnost geološki aktivnih zona nužan uvjet razvoja geotermalne industrije. No, pri odlučivanju o izgradnji takvog objekta potrebno je uzeti u obzir sigurnosna pitanja, stoga se geotermalne elektrane u pravilu ne grade u gusto naseljenim područjima.

Sljedeća važna točka je dostupnost uvjeta za hlađenje radnog medija (vode). Oceana ili morska obala pogodna su kao mjesto za GTES.

Kamčatka

Rusija je bogata svim vrstama prirodnih resursa, ali to ne znači da nema potrebe za brigom o njima. Geotermalne elektrane grade se u Rusiji, a posljednjih desetljeća sve aktivnije. One djelomično osiguravaju potrebu za opskrbom energijom u udaljenim područjima Kamčatke i Kurilima. Uz već spomenutu Pauzhetsku GTPP, 12-megavatni Verkhne-Mutnovskaya GTPP (1999) je pušten u rad na Kamčatki. Mnogo snažnije je geotermalna elektrana Mutnovskaya (80 MW), koja se nalazi u blizini istog vulkana. Zajedno osiguravaju više od trećine količine energije koju potroši regija.

Kuriles

Sahalinska regija je također pogodna za izgradnju poduzeća za proizvodnju geotermalne energije. Postoje dvije od njih: Mendeleevskaya i Okeanskaya GTPPs.

Mendelejev GTES osmišljen je kako bi riješio problem napajanja otoka Kunashir, gdje urbano selo Južno-Kurilsk. Naziv postaje nije dobio ime u čast velikog ruskog kemičara: to je ime otočnog vulkana. Izgradnja je započela 1993. godine, devet godina kasnije tvrtka je puštena u rad. U početku, kapacitet je bio 1,8 MW, ali nakon nadogradnje i puštanja u rad slijedeće dvije linije dosegnuo je pet.

Na Kurilskim otocima, na otoku Iturupu, iste godine 1993. instaliran je još jedan genset, nazvan “Oceanic”. Ona je zaradila u 2006, godinu dana kasnije dosegla projektni kapacitet od 2,5 MW.

Svjetsko iskustvo

Ruski znanstvenici i inženjeri postali su pioniri u mnogim industrijama primijenjena znanost ali geotermalne elektrane još uvijek su izumljene u inozemstvu. Prvi svjetski GTES (250 kW) bio je talijanski, počeo je s radom 1904. godine, a njegova turbina je rotirala parom iz prirodnog izvora. Prije toga su se slične pojave koristile samo u terapeutske i resortske svrhe.

Trenutačno se pozicija Rusije u korištenju geotermalne topline također ne može nazvati naprednom: zanemariv postotak električne energije proizvedene u zemlji iznosi pet postaja. Ovi alternativni izvori su od najveće važnosti za filipinsku ekonomiju: oni čine jedan kilovat od svakih pet proizvedenih u zemlji. Druge zemlje, uključujući Meksiko, Indoneziju i Sjedinjene Države, krenule su naprijed.

U CIS-u

Na razinu razvoja geotermalne energije u velikoj mjeri ne utječe tehnološki „napredak“ zemlje, već svijest vodstva o hitnoj potrebi za alternativnim izvorima. Naravno, postoji i “know-how” o metodama rješavanja razmjera u izmjenjivačima topline, metodama za upravljanje generatorima i drugim električnim dijelovima sustava, ali je cijela metodologija odavno poznata stručnjacima. Mnoge post-sovjetske republike pokazale su veliki interes za izgradnju geotermalne elektrane posljednjih godina. Tadžikistan istražuje područja koja su geotermalno bogatstvo zemlje, u tijeku je izgradnja 25-megavatne stanice "Jermampyur" u Armeniji (regija Syunik), au Kazahstanu se provode relevantna istraživanja. Topla vrela regije Brest postala su predmetom interesa bjeloruskih geologa: počeli su probno bušenje bušotine Vichulkovskaya dvo kilometra. Općenito, postoji vjerojatna budućnost geoenergije.

Međutim, toplinu Zemlje treba rukovati oprezno. Ovaj prirodni resurs je također ograničen.