Геотермалне електране: предности и недостаци. Геотермалне електране у Русији

Ресурси наше планете нису бескрајни. Користећи природне угљоводонике као главни извор енергије, човечанство у једном тренутку ризикује да открије да су исцрпљени и да дођу до глобалне кризе у потрошњи уобичајених добара. 20. век је било време великих промена у области енергетике. Научници и економисти у различитим земљама озбиљно размишљају о новим начинима добијања и обновљивих извора електричне енергије и топлоте. Највећи напредак постигнут је у области нуклеарних истраживања, али су се појавиле занимљиве идеје о корисној употреби других природних феномена. Научници већ дуго знају да је наша планета врућа. Геотермалне електране су створене да имају користи од дубоке топлине. Још их нема на свету, али ће можда временом постати још више. Какве су њихове перспективе, да ли су опасне и можемо ли рачунати на висок удио електрана на гасну турбину у укупној количини произведене енергије?

Први кораци

У смионој потрази за новим изворима енергије, научници су разматрали многе опције. Проучавала је могућност савладавања енергије плиме и осеке океана, трансформације сунчеве светлости. Запамћен и берба ветрењаче, обезбеђујући их уместо камених млинских генератора. Од великог интереса су геотермалне електране које могу генерисати енергију из топлоте доњих врелих слојева земљине коре.

Средином шездесетих година прошлог века СССР није искусио недостатак ресурса, али је снабдевање националном економијом остало далеко од жељеног. Разлог за заостатак индустријске производње развијеним земљама у овој области није било недостатка угља, нафте или мазута. Огромне удаљености од Бреста до Сахалина отежавале су испоруку енергије, постале су веома скупе. Совјетски научници и инжењери понудили су најодважнија рјешења за овај проблем, а неки од њих су оживели.

Први Совјетски

Године 1966. почела је са радом геотермална електрана Паузхетскаиа на Камчатки. Њен капацитет је био прилично скроман број од 5 мегавата, али то је било сасвим довољно за снабдевање оближњих насеља (насеља Озерновски, Шумни, Паузхетки, села у Уст-Болсхеретском округу) и индустријских предузећа, углавном постројења за конзервирање рибе. Станица је била експериментална и данас можемо са сигурношћу рећи да је искуство било успјешно. Вулкани Камбални и Косхелев се користе као извори топлоте. Конверзију су извршиле двије турбогенераторске инсталације, свака са по 2,5 МВ. Након четврт века, инсталирани капацитет је повећан на 11 МВ. Стара опрема је у потпуности исцрпила свој ресурс тек 2009. године, након чега је извршена потпуна реконструкција, укључујући и постављање додатних цјевовода расхладне текућине. Искуство успешног рада навело је енергетске инжењере да граде друге геотермалне електране. Данас их има пет у Русији.

Како функционише

Полазна основа: постоји топлота у дубинама земљине коре. Треба да се претвори у енергију, на пример, електрична. Како то урадити? Принцип рада геотермалне електране је прилично једноставан. Под земљом се вода пумпа кроз посебну бушотину, названу улаз или убризгавање (ињекција на енглеском, то јест, "ињекција"). Да би се одредила одговарајућа дубина, потребна је геолошка измјера. У близини слојева који се загревају магмом, у коначници, треба формирати подземни базен, који игра улогу измјењивача топлине. Вода се снажно загрева и претвара у пару, која се доводи у другу турбинску лопатицу која је повезана са осовином генератора кроз други бунар (радни или производни). На први поглед, све изгледа врло једноставно, али у пракси геотермалне електране су много сложеније и имају различите карактеристике дизајна због оперативних проблема.

Предности геотермалне енергије

Овај метод добијања енергије има неоспорне предности. Прво, геотермалне електране не захтевају гориво, чије су резерве ограничене. Друго, оперативни трошкови се снижавају на трошкове технички регулисаних радова на планираној замјени компоненти и одржавању процеса. Период поврата инвестиција је неколико година. Треће, такве станице се могу сматрати еколошки прихватљивим. Постоје, међутим, оштре тачке у овом тренутку, али о њима касније. Четврто, додатна енергија за технолошке потребе није потребна, пумпе и други пријемници енергије се напајају из екстрахованих ресурса. Пето, инсталација, поред рада по намени, може произвести десалинизацију воде Светског океана, на чијој обали се обично граде геотермалне електране. За и против су присутни, међутим, у овом случају.

Недостаци

Фотографије изгледају дивно. Кућишта и инсталације су естетски, изнад њих се не дижу облаци црног дима, само бијела пара. Међутим, није све тако лијепо као што се чини. Ако се геотермалне електране налазе у близини насеља, становници суседства су узнемирени буком коју производе предузећа. Али ово је само видљиви (или боље речено, звучни) део проблема. Када бушите дубоке бунаре, никада не можете предвидети шта ће тачно доћи од њих. То може бити отровни плин, минерална вода (не увијек љековита) или чак и уље. Наравно, ако геолози наиђу на слој минерала, онда је то чак и добро, али такво откриће може у потпуности променити уобичајени начин живота локалних становника, па регионалне власти дају дозволу да се чак и истраживачки радови веома невољко воде. Уопштено говорећи, прилично је тешко изабрати место за електрану на гасну турбину, као резултат њеног рада може доћи до квара на тлу. Услови унутар земљине коре се мењају, а ако извор топлоте изгуби свој топлотни потенцијал током времена, трошкови изградње ће бити узалудни.

Како изабрати место

Упркос бројним ризицима, геотермалне електране се граде у различитим земљама. Предности и недостаци било којег начина добијања енергије. Питање је колико су други ресурси доступни. На крају крајева, енергетска независност је један од темеља државног суверенитета. Земља можда нема резервате минерала, али има много вулкана, као што је Исланд, на пример.

Треба имати на уму да је присуство геолошки активних зона незаобилазан услов за развој геотермалне индустрије. Међутим, када се одлучује о изградњи таквог објекта, потребно је узети у обзир питања сигурности, стога се, по правилу, геотермалне електране не граде у густо насељеним подручјима.

Следећа важна ствар је доступност услова за хлађење радног флуида (воде). Океан или морска обала је погодно место за ГТЕС.

Камцхатка

Русија је богата свим врстама природних ресурса, али то не значи да нема потребе за бригом о њима. Геотермалне електране се граде у Русији, и све активније у последњим деценијама. Оне делимично обезбеђују потребу за снабдевањем енергијом у удаљеним подручјима Камчатке и Курилима. Поред већ споменуте Паузхетске ГТПП, на Камчатки је пуштена у рад 12-мегаватска Веркхне-Мутновскаиа ГТПП (1999). Много снажнија је геотермална електрана Мутновскаиа (80 МВ), која се налази у близини истог вулкана. Заједно они дају више од трећине количине енергије коју потроши регион.

Курилес

Сахалинска регија је такође погодна за изградњу предузећа за производњу геотермалне енергије. Постоје два типа: Менделеевскаиа и Океанскаиа ГТПП.

Менделејев ГТЕС је дизајниран да реши проблем снабдевања острва Кунасхир, где урбан виллаге Иузхно-Курилск. Назив станице није добио име у част великог руског хемичара: то је име оточног вулкана. Изградња је почела 1993. године, девет година касније компанија је пуштена у рад. У почетку, капацитет је био 1,8 МВ, али након надоградње и покретања наредне двије линије, достигао је пет.

На Курилским острвима, на острву Итуруп, исте године 1993. инсталиран је још један генсет, назван “Оцеаниц”. Зарадила је 2006. године, а годину дана касније достигла је пројектни капацитет од 2,5 МВ.

Ворлд екпериенце

Руски научници и инжењери постали су пионири у многим индустријама примењена наука али геотермалне електране још увијек су изумљене у иноземству. Први светски ГТЕС (250 кВ) био је италијански, почео је са радом 1904. године, а његова турбина је ротирала са паром из природног извора. Прије тога, сличне појаве су се користиле само у терапеутске и ресортске сврхе.

Тренутно се позиција Русије у коришћењу геотермалне топлине такође не може назвати напредном: незнатан проценат електричне енергије произведене у земљи износи пет станица. Ови алтернативни извори су од највеће важности за филипинску економију: они чине један киловат од сваких пет произведених у земљи. Друге земље, укључујући Мексико, Индонезију и Сједињене Државе, кренуле су напријед.

У ЦИС-у

На ниво развоја геотермалне енергије у великој мери не утиче технолошки „напредак“ земље, већ свијест водства о хитној потреби за алтернативним изворима. Наравно, постоји “кнов-хов” о методама бављења размјеном у измјењивачима топлине, методама за контролу генератора и других електричних дијелова система, али цијела методологија је одавно позната стручњацима. Многе пост-совјетске републике показале су велики интерес за изградњу геотермалне електране посљедњих година. Таџикистан истражује подручја која су геотермално богатство земље, у току је изградња 25-мегаватске станице "Јермампиур" у Јерменији (регија Сјуник), а релевантна истраживања се проводе у Казахстану. Топла врела Брест регије постала су предмет интересовања белоруских геолога: почели су пробно бушење бушотине Вичулковскаја дужине два километра. Генерално, постоји вероватноћа за геоенергију.

Међутим, топлину Земље треба руковати пажљиво. Овај природни ресурс је такође ограничен.