Геотермальная энергетика России может обеспечивать население определенными ресурсами для коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных нужд.
В России и бывшем Советском Союзе на протяжении более 60 лет проводились буровые работы для получения горячей воды и пара из недр Земли. Сегодня практически вся территория страны хорошо изучена. Выяснилось, что многие регионы имеют запасы горячей воды и пара с температурой от 50 до 200 0 С на глубине от 200 до 3000 м.
Геотермальные источники в России
Центральный регион, Северный Кавказ, Дагестан, Сибирь, зона Байкальского рифта, Красноярский край, Чукотка, Сахалин, полуостров Камчатка и Курильские острова имеют богатейшие ресурсы 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 снабжения северных территорий страны.
В России в связи с холодным климатом более 45% от общего объема энергетических ресурсов используются для теплоснабжения городов, населенных пунктов и производственных комплексов. До 30% этих энергетических ресурсов в отдельных районах может быть обеспечено при использовании тепла из недр Земли.
Чистый источник энергии который может превзойти солнце и ветер
Использование геотермальной энергетики планируется провести в следующих регионах России: в Краснодарском крае (теплоснабжение города Лабинск, а также комплекс в поселке Розовый), Калининградской области и на Камчатке (теплоснабжение Елизовской и Паужетской электростанции мощностью 12 мВт и расширение существующей Мутновской Геоэс до 50 МВт, где используется вторичный пар для производства электроэнергии.
Экономические и политические изменения, которые произошли в России в значительной степени влияют на то, как электроэнергетика развивается.
Электроэнергия в России, в основном, базируется на использовании ископаемого топлива и эксплуатации атомных и гидроэлектростанций. В настоящее время геотермальная энергетика является сравнительно скромной, хотя страна обладает значительными ресурсами.
Современная экономическая ситуация в России зависит от развития своего энергетического потенциала. Трудности экономики делают проблему энергоснабжения существенной, особенно в северных и восточных регионах страны. Под эти обстоятельства, вполне естественно, что регионы должны стремиться к использованию собственных энергетических ресурсов и развития возобновляемых источников энергии. В регионах Дальнего Востока, Сахалина, Курил, на Камчатке, использование геотермальных электростанций в России становится экономически целесообразным.
Есть несколько основных регионов, перспективных для “прямого” использования (теплоснабжения жилых домов и промышленных зданий, подогрева теплиц и почвы, в животноводстве, рыболовстве, в промышленном производстве, для добычи химических элементов, увеличения нефтеотдачи пластов, для плавления мерзлых пород, в бальнеологии и т. д.), а также для тепла с применением тепловых насосов и получения электроэнергии на Геоэс бинарного цикла (геотермальная электростанция).
КАК РАБОТАЮТ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ #ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ? #энерголикбез
Один из них регион (Камчатка и Курильские острова) находится в районе активных вулканов, наиболее перспективный район для “прямого” использования геотермальной энергетики и строительства Геоэс. До сих пор 66 скважин термальной воды и пара были изучены в России. Половина из них находится в эксплуатации, обеспечивая около 1,5 млн Гкал тепла в год, что равно почти 300 тысяч тонн условного топлива.
Южная часть России
Дагестан на Северном Кавказе является одним из крупнейших в области развития геотермальной энергетики. Общая сумма ресурсов на глубине 0,5-5,5 км позволяет получить примерно 4 млн. м 3 /сутки горячей воды. В настоящее время более 7,5 млн. м 3 /год воды температурой 50-110 0 C используется в Дагестане.
Среди них 17% в качестве горячей; 43% для централизованного теплоснабжения; 20% для теплиц и 3% для бальнеологии и производства минеральной воды. В Дагестане около 180 скважин пробурено на глубине от 200 до 5500 м. Такие города, как Кизляр, Тарумовка и Южно-Сухокумск, обладают уникальными запасами горячей воды. Например, Таруморское месторождение имеет запасы горячих вод высокой минерализации (200 г/л) с температурой до 95 0 С шесть скважин были пробурены на глубину около 5500 м, самых глубоких скважин в России. Тесты указывают на высокую проницаемость пласта скважин между 7500 и 11000 м 3 /сутки и устьевое давление 140-150 бар.
На Кавказе и в Предкавказье термальные воды образовались за счет многослойных артезианских бассейнов в отложениях геологической эры Мезозоя и Кайнозоя.
Минерализация и температура этих вод существенно различается: на глубинах 1-2 км — от 0,5 до 65 г/кг и от 70 до 100 0 С соответственно, в то время как на Скифской платформе на глубинах 4-5 км – от 1 до 200 г/кг и от 50°С до 170°С.
В Дагестане общая сумма разведанных термальных запасов воды составляет 278 тыс. м3/сутки, а с использованием пласта воды – 400 тыс. м 3 /сутки. Тепловой потенциал здесь эквивалентен ежегодной замене 600 тыс. тонн условного топлива.
Геотермальная энергетика использует ресурсы при температуре от 40-107 0 С и минерализацию от 1,5-27 г/л находящиеся в Северном Дагестане. За последние 40 лет 12 крупных термальных вод были обнаружены и 130 скважин было пробурено и подготовлено к эксплуатации в данном регионе.
Краснодарский край также обладает значительными запасами геотермальной энергетики. Район имеет широкий опыт использования геотермальных источников энергии. Порядка 50 скважин находятся в эксплуатации, которые принимают воду в объеме до 10 млн. м 3 с температурой от 75 до 110 °C. Широкие области использования энергии в Краснодарском крае позволят обеспечить к 2020 году до 10% спроса всего тепла и до 3% всех энергетических потребностей региона. В совокупности тепловая мощность месторождений, находящихся в эксплуатации составляет 238 МВт.
Центральная часть России и Сибирь
Экономическая целесообразность использования геотермальных ресурсов для выработки тепла и производства электроэнергии становится более очевидной если ресурсы в основном доступны с температурой от 30 до 80 0 С (иногда даже до 100 0 С) на глубинах 1-2 км. Такие ресурсы находятся в центральной части средне-русского бассейна (Московская синеклиза (разрез)), которые включает в себя 8 районов: Вологодский, Ивановский, Костромской, Московский, Нижегородский,
Новгородский, Тверской и Ярославский. Есть также перспективные возможности для эффективного использования термальных вод в Ленинградской области и особенно в Калининградской области. Эффективность их использования может быть обеспечена за счет применения тепловых насосов и бинарных циркуляционных систем. Широкое использование геотермальной энергетики возможно в центре Европейской части России.
Сибирь также обладает запасами тепла из недр, которые могут использоваться для теплоснабжения и сельского хозяйства. Термальные воды платформы Западной Сибири имеют большой артезианский бассейн на площади почти 3 млн. км 2 . На глубинах до 3 км имеются тепловые ресурсы воды с температурой от 35 до 75 0 С и минерализацией от 1 до 25 г/кг и оцениваются в 180 м 3 /сек.
Высокая минерализация этих термальных вод требует их обратной закачки после использования теплового потенциала для предотвращения загрязнения среды.
Использование даже 5% своих резервов позволит производить 834 млн Гкал/год, что позволит сэкономить 119 млн. т условного топлива.
На Байкале и прилегающей территории есть множество термальных источников, энергия которых может достигать многих тысяч кубических метров в сутки с температурой от 30 до 80 0 С и выше. Обычно минерализация таких вод не превышает 0,6 г/л.
Если рассмотреть химический состав термальных вод, в основном, они имеют щелочную реакцию, сульфат или гидрокарбонат натрия. Большая часть этих ресурсов находится в Тункинской и Баргузинской полости и вдоль побережья озера Байкал.
Камчатка и Курильские острова
Самые богатые запасы геотермальной энергии на Дальнем Востоке России. В частности, на Камчатке и Курильских островах имеются богатейшие ресурсы, с генерирующей мощностью до 2000 МВт и тепловой мощностью не менее 3000 МВт использующих пароводяную смесь и горячую воду. С середины 50-х проводились систематические геофизические исследования и бурение для поиска горячей воды. На сегодняшний день пробурены порядка 400 скважин на глубину от 170 до 1800 м. С 1966 года Паужетская геотермальная электростанция находится в стадии успешного функционирования, генерирующая дешевую электроэнергию в этом регионе. По оценкам потенциал этого месторождения составляет около 50 МВт (до 30 лет).
Практически на всей территории Камчатки имеется геотермальная энергетика в виде горячей воды и пара. К югу от Камчатки в районе Паужетской Геоэс при освоении был обнаружен ресурс достаточный для Геоэс, мощностью около 350 МВт. К северу от Мутновская Геоэс существуют ресурсы величиной порядка 180-200 МВт.
Восточная часть Камчатки оценивается как богатый высокотемпературный водный ресурс мощностью около 250 МВт. В центре и северной части Камчатки расчетная мощность геотермальных ресурсов с температурами выше 150 0 C составляет 550 МВт. Расчетная тепловая мощность геотермальных ресурсов с температурами ниже 150 0 С до 600 МВт.
Курильские острова, в основном, питаются дизель-генераторами электроэнергии и отапливаются котельными работающими на привозном угле. В то же время Курильские острова богаты геотермальной энергетикой. Ожидается, что их мощность будет достигать 300 МВт. Геотермальная энергетика необходимой мощности может быть реализована в непосредственной близости от каждого крупного населенного пункта, действующих или планируемых объектов Курильских островов — на Кунашире, Итурупе, островах Парамушир и др.
Были изучены несколько источников геотермальной энергетики на упомянутых островах. Например, на острове Кунашир по данным геологоразведочных работ ожидается, что запасы геотермальных резервуаров оцениваются в 52 МВт. Ожидаемые запасы самого Северного острова Курильской гряды — Парамушир, рассчитанные с помощью различных методов, могут поддерживать работу геотермальных электростанций мощностью 15 — 100 мВт.
Прямое использование геотермальных ресурсов в основном развито в Курило-Камчатской области, Дагестане и Краснодарском крае, и в первую очередь для теплоснабжения и отопления теплиц. Развитие геотермальных ресурсов является достаточно перспективным в таких регионах, как Западная Сибирь, Байкал, Чукотка, Приморье, Сахалин.
Экономическая целесообразность использования геотермальных ресурсов при воде с температурой между 30 и 80/даже 100ºС на глубинах 1-2 км.
Природные ресурсы России
Россия, в отличие от многих других стран, обладает уникальными природными ресурсами.
Запасы ископаемого топлива огромны в России, и по сравнению с мировыми составляют: 35% газа, 33% для древесины, 12% на нефть, но в то же время обладают огромным количеством горячей воды из земли — тепла из недр.
Потенциальная энергия в 8-12 раз превышает энергетический потенциал углеводородного топлива, который может кардинально изменить энергетический баланс.
Резюмируя ситуацию геотермальная энергетика России в первую очередь отмечается, что на Камчатке три геотермальные электростанции успешно работают: 12 МВт и 50 МВт (Верхне-Мутновская и Мутновская) и 11 МВт на Паужетской области. На Курильских островах (Кунашир и Итуруп) есть две небольшие Геотэс мощностью 3,6 МВт, которые также успешно работают.
Источник: beelead.com
В каком из перечисленных регионов России целесообразно строительство геотермальных электростанций?
В каком из перечисленных регионов России целесообразно строительство геотермальных электростанций?
1) острова Новая Земля ; 2) Курильские острова ; 3) Кольский полуостров ; 4)полуостров Ямал.
Это Курильские острова, так, как там находятся вулканы.
А у них есть полезное св — во это их большое давление.
Это как ветер, ветродуи.
В каком из перечисленных районов зафиксирована наибольшая высота снежного покрова?
В каком из перечисленных районов зафиксирована наибольшая высота снежного покрова?
В каком из перечисленных регионов России наиболее вероятны сильные землетрясения?
В каком из перечисленных регионов России наиболее вероятны сильные землетрясения?
1) остров Сахалин
2) Гыданский полуостров
3) Кольский полуостров
4) остров Северная Земля.
Для каких трех из перечисленных архипелагов характерно покровное оледенение?
Для каких трех из перечисленных архипелагов характерно покровное оледенение?
А) Командорские острова б) Курильские острова в) Новая Земле г) Северная Земля д) Земля Франца — Иосифа е) Шантарские острова.
Для каких трех из перечисленных архипелагов характерно покровное оледенение?
Для каких трех из перечисленных архипелагов характерно покровное оледенение?
А) Командорские острова б) Курильские острова в) Новая Земле г) Северная Земля д) Земля Франца — Иосифа е) Шантарские острова.
№ 2. Какая из перечисленных территорий России находится в умеренном климатическом поясе?
№ 2. Какая из перечисленных территорий России находится в умеренном климатическом поясе?
1) острова Новая Земля 2) полуостров Таймыр 3) Чукотский полуостров 4) остров Сахалин.
За северным полярным кругом расположены : а) Кольский полуостров б) полуостров Камчатка в) остров Сахалин г)Курильские острова?
За северным полярным кругом расположены : а) Кольский полуостров б) полуостров Камчатка в) остров Сахалин г)Курильские острова.
1)Какие три из перечисленных районов России распологаются в условиях арктического климата?
1)Какие три из перечисленных районов России распологаются в условиях арктического климата?
Ответ запишите в виде последовательности букв в алфавитном порядке.
А) Валдайская возвышенность, б) Остров Врангеля, в) полуостров Камчатка, г) Кольский полуостров, д) Новосибирские острова е) полуостров Таймыр.
2)Расположите перечисленные районы России по мере увелечения получаемой ими суммарной солнечной радиации.
А) Валдайская возвышенность б) Гыданский полуостров в) Прикаспийская низменность г) Северная земля 3)Расположите перечисленные районы России по мере увеличения среднегодового количества выпадающих осадков.
А) Новосибирские острова б) Полуостров Камчатка в) Северо — Сибирская Нименность г) Среднерусская возвышенность.
В каком регионе России построены три геотермальные электростанции?
В каком регионе России построены три геотермальные электростанции?
1) Кольский полуостров 2) Дальний восток 3) Камчатка 4) Чукотка.
Какое из перечисленных территорий расположена в пределах сейсмического пояса?
Какое из перечисленных территорий расположена в пределах сейсмического пояса?
1) Остров Сахалин 2) Острова Новая Земля 3)Полуостров Таймыр 4) Полуостров Ямал.
7. Укажите названия географических х объектов, обозначенных цифрами : 1?
7. Укажите названия географических х объектов, обозначенных цифрами : 1.
На странице вопроса В каком из перечисленных регионов России целесообразно строительство геотермальных электростанций? из категории География вы найдете ответ для уровня учащихся 5 — 9 классов. Если полученный ответ не устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно, вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где можно обсудить тему с помощью обратной связи.
В данном регионе выделяются четыре климатических пояса, вытянутые вдоль параллелей. Под влиянием Азиатского континента в северной части Индийского океана устанавливаетсямуссонный климатс частымициклонами, перемещающимися в направлении побережий. Вы..
Львів – 24°03′ сх. Д.
В Африке живут все три расы, но наиболее распространенная все же негроидная, я думаю, что в бывших европейский колониях, например, в юар.
Это довольно легко, вот держи.
Нельсон (Nelson), река в Канаде. Длина 640 км. Вытекает из озера Виннипег, впадает в Гудзонов залив. Осуществляет сток озёрно — речной системы Боу — Саскачеван — Нельсон. Площадь бассейна 1072 тыс. Км2. Порожиста.
Средний расход воды в устье 23..
Вот P. S Его можно было найти в интернете)).
Приметы устойчивой, ясной, без осадков, погоды : — при ясной погоде морозы с каждым днем усиливаются, медленно повышается атмосферное давление, появляются небольшие кучевые облака рваной формы, дует северо — восточный или восточный ветер ; — температ..
Ответ — озеро. Или море.
14 А 15 Б 16 А 17 В 18 Б 19 Д 20 Б 21 Алиса 22 Брумми 23 Гавайи 24 собака 25 COP.
Источник: geografia.my-dict.ru
Геотермальная энергетика в России
Значительная часть поверхности Земли обладает большими запасами геотермальной энергии вследствие вулканической деятельности, радиоактивного распада, тектонических сдвигов и наличия участков магмы в земной коре. Камчатку и Курильские острова по своим климатическим условиям и по потенциалам в геотермальной энергетике можно сравнить лишь с Исландией. Здесь, согласно исследованиям, геотермальная энергия способна полностью покрыть все энергозатраты.
Прогнозы строительства геотермальных электростанций (ГеоЭС) по всему миру выглядят весьма оптимистично. В ближайшие годы их мощности возрастут более чем на 40% и достигнут 11 400 МВт. Здесь лидируют страны Юго-Восточной Азии. На Филиппинах за последние пять лет введены мощности на ГеоЭС в 682 МВт. В Индонезии – на 280 МВт.
В Европе же только Исландия и Италия продолжают наращивать мощности на таких электростанциях. В Турции пока имеется только одна ГеоЭС в Кызылтере мощностью 20,4 МВт и существует проект строительства новой в Герменжике на 25 МВт.
В России использование геотермальных источников также является достаточно перспективным направлением. Это связано с тем, что геотермальные электростанции являются одним из наиболее дешевых источников энергии. Только в верхнем трехкилометровом слое Земли содержится свыше 1020 Дж теплоты, пригодной для выработки электроэнергии. Такое количество энергии позволяет рассматривать теплоту Земли как альтернативу органическому топливу.
Запасы геотермальной энергии в России чрезвычайно велики, по оценкам они в 10-15 раз превышают запасы органического топлива в стране. Практически на всей территории страны есть запасы геотермального тепла с температурами в диапазоне от 30 до 200оС. Сегодня на территории России пробурено около 4000 скважин на глубину до 5000 м, которые позволяют перейти к широкомасштабному внедрению самых современных технологий для локального теплоснабжения на всей территории нашей страны. С учетом того, что скважины уже существуют, энергия, получаемая из них, в большинстве случаев окажется экономически выгодной.
Однако, до недавнего времени масштаб использования геотермальной энергии в стране был весьма скромным.
Особенно актуальным представляется использование геотермальной энергии в отдаленных регионах России, в частности, на Камчатке.
История развития геотермальной энергетики в России
На Камчатке, на Паратунском месторождении в 1967 году была создана опытно-промышленная геотермальная электростанция мощностью около 500 кВт — это был первый опыт получения электроэнергии с помощью геотермального тепла в России. Тогда же началась первая в России промышленная выработка электроэнергии на Паужетской геотермальной электростанции. Последняя до сих пор работает, дает самую дешевую на Камчатке электроэнергию.
Когда в условиях рыночной экономики резко начала расти цена на мазут, выяснилось, что самой дорогой электроэнергией в России стала камчатская, целиком и полностью зависящая от так называемого северного завоза. Были времена, когда 1 кВт.ч стоил почти 30 центов. Для сравнения: мировая цена – 6 центов, в России – 1,5–3. В 1994 г. организовался ОАО «Геотерм» и АО «Геотерм-М», и с этого момента началась реализация проекта.
Развитие геотермальной энергетики на Камчатке в настоящее время идет не столь активно, как этого требует экономика и экологическая обстановка в регионе. Причин несколько: отсутствие в стратегии развития энергетики региона акцента на геотермию, значительные долги АО «Камчатскэнерго» за многолетние поставки мазута.
Современное состояние геотермальной энергетики
По данным АО «Геотерм — М», геотермальные ресурсы России распределены следующим образом:
Все три российские геотермальные электростанции расположены на территории Камчатки, суммарный электропотенциал пароводных терм которой оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности, однако реализован только в размере 76,5 МВт установленной мощности (2004) и около 420 млн кВт/час годовой выработки (2004).
Электростанция Мутновская, самая большая в регионе, находится в 120 километрах от города Петропавловск-Камчатский на высоте 1 км над уровнем моря, у подножья одноименного вулкана.
Мутновское месторождение состоит из Верхне-Мутоновской ГеоЭС, установленной мощностью 12 МВт·э (2007) и выработкой 52,9 млн кВт·ч/год (2007) (81,4 в 2004) и Мутоновской ГеоЭС мощностью 50 МВт·э (2007) и выработкой 360,7 млн кВт·ч/год (2007) (276,8 в 2004 г.)
Турбины ГеоЭС приводятся в движение при помощи пара, температура которого составляет примерно 250°C, поступающего с глубины 300 метров. Кроме того, сконденсированная вода из недр земли используется так же и для отопления соседнего населенного пункта.
По данным международного энергетического агентства (IEA) цена строительства этих установок составила 150 миллионов долларов. Для финансирования проекта РАО ЕЭС было получено от Европейского Банка реконструкции и развития кредит в 99,9 миллионов долларов.
По данным РАО ЕЭС эта электростанция позволит сократить объем выбросов вредных веществ, выделяемых при выработке того же количества тепло- и электроэнергии на жидком топливе, на 2 миллиона тонн.
Мутновская ГеоЭС эксплуатируется АО Геотерм. Геотерм – совместное предприятие РАО ЕЭС (45 % акций), Камчатскэнерго (28), комитета по госсобственности при администрации Камчатской области (15) и АО Наука.
По прогнозам специалистов, производственные мощности Мутновской ГеоЭС в ближайшие годы вырастут до 250 MW.
Паужетское месторождение находится возле вулканов Кошелева и Камбального — Паужетская ГеоЭС мощностью 14,5 МВт·э (2004) и выработкой 59,5 млн кВт·ч.
На Паужетской ГеоТЭС мощностью 11 МВт используется на паровых турбинах только отсепарированный геотермальный пар из пароводяной смеси, получаемой из геотермальных скважин. Большое количество геотермальной воды (около 80% общего расхода ПВС) с температурой 120°C сбрасывается в нерестовую реку Озерная, что приводит не только к потерям теплового потенциала геотермального теплоносителя, но и существенно ухудшает экологическое состояние реки.
Предлагается использовать тепло сбросной геотермальной воды для вы-работки электроэнергии путем создания двухконтурной энергоустановки на низкокипящем рабочем теле. Расход сбросной воды на действующей Паужетской ГеоТЭС достаточен для энергоустановки мощностью 2 МВт, стоимость оборудования 1000$/кВт. Температура сбросной воды снижается до 55°C, тем самым значительно уменьшается тепловое загрязнение реки.
В Ставропольском крае на Каясулинском месторождении начато и приостановлено строительство дорогостоящей опытной Ставропольской ГеоТЭС мощностью 3 МВт.
Существует проект Океанской ГеоТЭС мощностью 34,5 МВт годовой выработкой 107 млн кВт·ч. В настоящее время электроснабжение г.Курильска и поселков Рейдово и Горячие Ключи осуществляется с помощью ДЭС, а теплоснабжение — с помощью угольных котельных. Дизтопливо ввозится в короткий период навигации — на о.Итуруп нет своего топлива.
В последние годы из-за финансовых трудностей завоз топлива на остров резко сократился; электроэнергия подается населению по 2-3 часа в сутки.
Вместе с тем на острове имеются богатейшие по масштабам острова запасы высокопотенциальных геотермальных источников энергии, которые к тому же в основном уже разведаны. На гидрогеологическую разведку и НИОКР по созданию ГеоТЭС израсходовано около 75-80 млрд. руб. в текущих ценах.
Стоимость электроэнергии на ГеоТЭС в два с лишним раза ниже чем на ДЭС. Привозное топливо будет вытеснено из расчета 2,5-3 тыс. т.у.т./год/МВт. Улучшится экологическая обстановка на острове.
На Кунашире действует ГеоЭс 2,6 МВт, а планируют несколько ГеоЭс суммарной мощностью 12-17 МВт. В Калининградской области планируется осуществить пилотный проект геотермального тепло- и электроснабжения города Светлый на базе бинарной ГеоЭс мощностью 4 МВт.
В настоящее время геотермальные источники энергии обеспечивают на Камчатке до 25 процентов от общего энергопотребления, что значительно помогает ослабить зависимость полуострова от дорогостоящего привозного мазута.
Комбинированные ГеоТЭС
Крупнейшие месторождения парогидротерм Камчатки расположены в горных местностях с неблагоприятным климатом. Среднегодовая температура отрицательная, глубина снега до 10 м. Это существенно затрудняет и удорожает строительство и эксплуатацию геотермальных электростанций.
Сотрудниками ЭНИН, АО «Наука» и НУЦ МЭИ предложен проект ГеоТЭС позволяющий как минимум в полтора раза увеличить их полезную мощность и повысить надежность.
Как известно, поступающая из геотермальных скважин пароводяная смесь имеет сложный химсостав. Содержание солей в водяной фазе до 2 г/л, в том числе много кремнекислоты, в паре значительное количество неконденсирующихся газов, включая сероводород. Это ограничивает возможность глубокого использования теплового потенциала геотермального теплоносителя в традиционном цикле ГеоТЭС с конденсационными паровыми турбинами, не позволяя получать дополнительный пар расширением воды и глубокий вакуум в конденсаторе. Сильный ветер, мороз, обильные снегопады в сочетании с высокой влажностью созда-ют угрозу образования льда в обычно применяемых на ГеоТЭС влажных градирнях, что может привести к останову энергоблоков и даже к разрушению градирен.
На предлагаемых ГеоТЭС комбинированного цикла эти проблемы в значительной степени решаются. Если применить паровые турбины с близким к атмосферному противодавлением и направить отработанный пар в конденсатор, являющийся одновременно парогенератором нижнего контура станции с турбинами на низкокипящем незамерзающем рабочем теле, то суммарную выработку электроэнергии можно значительно повысить за счет снижения температуры отвода тепла из цикла. Конденсация пара низкокипящего рабочего тела осуществляется в воздушном конденсаторе, поэтому полезная мощность станции зимой значительно возрастает вместе с ростом потребности в электроэнергии. Кроме того, нет затрат пара на эжекторы для удаления неконденсирующихся газов, можно также частично использовать тепло геотермальной воды для перегрева пара низкокипящего рабочего тела. Облегчается зимняя эксплуатация станции, так как нет открытого контакта воды с воздухом, а температура воды в теплообменных аппаратах и трубопроводах не опускается ниже 60 °С.
Комбинированные ГеоТЭС уже работают за рубежом, но в районах с тропическим климатом, где их эффективность не может проявиться в полную силу из-за высоких температур воздуха. Для северных районов вышеуказанные преимущества таких станций обеспечивают большие перспективы их применения. В проходящем сейчас международном тендере на строительство первой очереди Мутновской ГеоТЭС станция комбинированного цикла рассматривается в качестве одного из возможных вариантов.
К сожалению, в России отсутствует отечественное серийное оборудование энергоустановок на низкокипящем рабочем теле, поэтому реальными поставщиками могут быть лишь иностранные фирмы. Это приводит к росту необходимых капвложений в строительство и эксплуатационных затрат. Чтобы ускорить создание комбинированных ГеоТЭС на Камчатке и стимулировать работу отечественных производителей оборудования, АО «Геотерм» предполагает в ближайшее время построить четвертый блок Верхне-Мутновской ГеоТЭС по комбинированной тепловой схеме.
Основные отечественные производители геотермального оборудования это ОАО «Геотерм», ориентированные на ГеоТЭС мощностью от 4 до 25 МВт; Калужский турбинный завод, поставляющий ГеоТЭС средней мощностью 6, 12, 20 и 23 МВт; АО «Наука», предлагающее модульные ГеоТЭС малой и средней мощности от 0,5 до 20 МВт. В Ставропольском крае «Нефтегазгеотерм» на базе Казьминского месторождения геотермальных вод предполагает строительство энергетической установки на 500 кВт. Итак, речь не идёт об установках, обеспечивающих электрическую мощность на уровне 5-10 кВт. Но для средних и крупных источников можно говорить о готовности российской промышленности к производству оборудования и установок на уровне мировых стандартов.
Развитие геотермальной энергетики в России поможет во многом разрешить проблему электрификации малообжитых территорий и повышения надёжности электроснабжения той части потребителей, для которых централизованное энергообеспечение экономически неприемлемо.
Без использования возобновляемых источников нельзя удовлетворительно решить энергоснабжение районов Крайнего Севера; районов, не связанных сетями общего пользования; повысить до цивилизованного уровня надёжность и качество электроснабжения регионов, дефицитных по электрической энергии и органическим ресурсам; улучшить экологическую обстановку по стране, обеспечения аварийного энергоснабжения, специальных объектов, а также объектов сферы образования, культуры, услуг.
Источник: www.cleandex.ru
Геотермальная энергетика в России
В настоящее время мировыми лидерами в получении энергии из земных недр являются Соединенные Штаты Америки, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия. Но и Россия не стоит в стороне. Мутновская геотермальная электростанция на Камчатке – один из ярких примеров преобразования глубинного тепла Земли в электрическую энергию в России.
Геотермальная энергетика – самая перспективная отрасль энергетики, особенно это касается России. Согласно прогнозам специалистов объемы энергии тепла Земли, сконцентрированная под толщей земной коры в 10 км, в 50 тысяч раз превышают объемы энергии всех мировых запасов углеводородов – нефти и природного газа.
Геотермальные источники
Электростанции такого плана, как правило, возводятся в вулканических районах той или иной страны. При соприкосновении лавы вулканов с водными ресурсами происходит интенсивный нагрев воды, в результате чего в местах разлома тектонических плит, где земная кора наиболее тонка, горячая вода вырывается на поверхность земли в виде гейзеров, образуя горячие геотермальные озера или подводные течения.
Благодаря таким природным явлениям появилась возможность использования их свойств в качестве альтернативного, можно даже сказать, неисчерпаемого источника энергии. К сожалению, такие геотермальные источники распределены по поверхности земного шара неравномерно. Так на сегодняшний день они обнаружены и используются почти в 60-и странах, в основном, в районе Тихоокеанского вулканического кольца, а также в районе Дальнего Востока России.
Кроме открытых источников, добраться до подземной энергии возможно с помощью бурения скважин, причем через каждые 36 метров температура повышается на один градус. Получаемое таким способом тепло в виде горячей воды или пара можно использовать как для производства электрической энергии, для обогрева помещений, а также для производственных нужд, что актуально для России с холодными зимами.
Геотермальные электростанции
Электростанции, в работе которых используется пар, поступающий непосредственно из скважин в турбину генератора, называют станциями прямого типа. Самая первая и простейшая электростанция в мире была создана именно по такому принципу и заработала в 1911 году в итальянском населенном пункте Лардерелло. Жаль, конечно, что не в России. Что интересно, она вырабатывает электроэнергию до сих пор.
Одной из крупнейших электростанций, работающей на основе сухого пара из геотермального источника и в настоящее время, является станция, расположенная в местечке Гейзерс, в штате Северная Калифорния, США.
Наибольшее распространение получили геотермальные электростанции непрямого типа. Принцип работы заключается в подаче подземной горячей воды под высоким давлением в генераторные установки, расположенные на поверхности.
Наиболее экологически чистыми являются геотермальные электростанции смешанного типа. Удачным решением стало то, что кроме подземной воды используют дополнительную жидкость или газ с более низкой точкой кипения. При пропускании через теплообменник, горячая вода преобразует дополнительную жидкость до состояния пара, который приводит в действие турбины.
Кроме того, такие электростанции способны функционировать при довольно низких температурах подземной воды, от 100 до 190 °С. В ближайшем будущем геотермальные станции такого типа могут стать наиболее востребованными, поскольку большинство геотермальных источников в России имеют температуру воды намного ниже 190 °С.
Паужетская ГеоЭC
Целью строительства в 1966 году Паужетской геотермальной электростанции, первой в России, стала необходимость обеспечения электроэнергией ряда жилых поселков и предприятий по переработке рыбы. Расположена станция на западном побережье Камчатки, вблизи села Паужетка, рядом с вулканом Камбальный.
Установленная мощность на момент пуска электростанции в 1966 году составляла 5 МВт, в 2011 году – 12 МВт. В настоящее время реализуется введение бинарного энергоблока, созданного по отечественной технологии. Реализация данного проекта не только выведет электростанцию на новые мощности – до 17 МВт, но и решит экологические проблемы, связанные со сбросом отработанного сепарата на грунт.
Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС
Электростанция расположена на юго-востоке Камчатского полуострова на отметке 780 метров над уровнем моря на склонах вулкана Мутновский. Станция была введена в эксплуатацию в 1999-м году. Она имеет три энергоблока по 4 МВт, то есть ее проектная мощность составляет 12 МВт.
Мутновская ГеоЭС
Электростанция, использующая геотермальные источники, расположена близ вулкана Мутновский, на юго-востоке Камчатки. Дата введения в эксплуатацию – апрель 2003 года.
Установленная мощность – 50 МВт, планируемая 80 МВт. Обслуживание данной станции полностью автоматизировано.
Благодаря использованию геотермальных электростанций на Камчатке значительно ослаблена зависимость этого региона от привозного дорогостоящего топлива. На данный момент примерно 30% энергозатрат покрываются именно этими источниками электрической энергии.
Океанская ГеоЭС
На острове Итуруп Курильской гряды построена и введена в действие геотермальная электростанция «Океанская».
Начало строительства — 1993 год, ввод — 2006 год, мощность 2,5 МВт.
Менделеевская ГеоТЭС
Геотермальная электростанция на острове Кунашир близ вулкана Менделеева. Мощность станции — 3,6 МВт. В 2011 году начались работы по модернизации, результатом которой станет достижение мощности в 7,4 МВт. Данная станция предназначена для теплоснабжения и электроснабжения города Южно-Курильска.
Имеющиеся ресурсы Курильских островов могут позволить выработать 230 МВт электроэнергии, что достаточно для удовлетворения всех потребностей региона в тепле, горячем водоснабжении, а самое главное – в энергетике.
Источник: altenergiya.ru
Геотермальные электростанции России
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 (ГеоТЭС) в 2018 году превысила 13,3 ГВт. В России мощность таких электростанций составляет 74 МВт или менее 1%. 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 пятёрку мировых лидеров геотермальной энергетики [1].
Российская геотермальная энергетика основана 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 3000 геотермальных скважин глубиной до 5,5 км, созданы пять региональных управлений по использованию глубинного тепла Земли, работало специализированное НПО «Союзбургеотермия».
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. 1). Ещё в 1737 году знаменитый русский путешественник С. П. Крашенников разведывал геотермальные источники Камчатки.
Систематическое изучение их было начато в 1930-е годы видным геологом Б. И. Пийпом (1906–1966), издавшим в 1937 году книгу [2] и организовавшим геотермальные исследования. В 1962-м Б. И. Пийп создал Институт вулканологии и сейсмологии АН СССР в городе Петропавловске-Камчатском. Таким образом, создание Камчатской геотермальной научной школы можно датировать 1937 годом, а отличительной особенностью данной школы являются исследования высокотемпературных месторождений.
После военных лет развитие экономики Камчатки потребовало строительства электростанций, и в 1948 году главный энергетик треста «Сахалинрыбпром» А. А. Гавронский (1903–1971) получил авторское свидетельство на производство электроэнергии из геотермальных источников, что позволило ему в 1949 году обратиться к И. В. Сталину (как к Председателю Совета Министров) с предложением о развитии геотермальной энергетики.
После всестороннего и дискуссионного рассмотрения данного вопроса в Академии наук СССР, при поддержке академика М. В. Кирпичёва (1878–1955), выдающегося теплоэнергетика и основателя советской научной школы котлостроения, первый заместитель Председателя Совмина В. М. Молотов поручил АН СССР приступить к геотермальным исследованиям.
В 1954 году президиум АН СССР направил из Москвы на Камчатку экспедицию Лаборатории вулканологии Академии наук 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 Паужетских геотермальных источников — в 30 км от побережья Охотского моря у реки Паужетка.
В 1956 году на Камчатку выезжала комиссия президиума Академии наук СССР во главе с академиком М. А. Лаврентьевым. В её 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. Хитаров, инженер А. А. Гавронский [3]. Комиссия выбрала точку заложения бурения первой 500-метровой скважины на площадке Паужетских геотермальных источников и утвердила программу работ созданной там же в 1957 году Контрольно-наблюдательной геотермальной станции Лаборатории вулканологии (Паужетская геотермальная экспедиция). Руководителем этой экспедиции был назначен Б. И. Пийп, гидрогеологическими исследованиями руководили В. В. Аверьев и В. М. Сугробов.
1957 год считается фактическим началом комплекса работ по строительству Паужетской ГеоТЭС. В 1957–1958 годах была пробурена первая в СССР пароводяная скважина. На глубине 120–300 м она вскрыла месторождение с пароводяной смесью температурой +20 0 °C. С 1959 по 1963 годы 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 полуострова Камчатка внёс советский вулканолог В. В. Аверьев (1929–1968) [4]. Он возглавлял новое научное направление исследований о вулканизме как проявлении магматического вещества на поверхности Земли и о соответствующих геотермальных процессах [5]. В. В. Аверьев предложил произвести глубокое бурение в зону влияния магматических очагов под вулканами, которое только было реализовано в XXI веке 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 испытаний (гидрогеологических, гидрохимических, гидротермических) и определения запасов геотермальных пароводяных месторождений.
После оценки потенциальной мощности Паужетской геотермальной системы в 30 МВт советское правительство в 1965 году приняло решение о строительстве Паужетской ГеоТЭС установленной мощностью 5 МВт. Результаты исследований Паужетского месторождения, а также других месторождений, были обобщены Б. И. Пийпом в книге [6], актуальной до настоящего времени. Проект Паужетской ГеоТЭС разработал инициатор проектирования отечественной геотермальной энергетики, главный специалист Новосибирского филиала института «Теплоэлектропроект» Б. М. Выморков (главный инженер проекта), и он же был первым директором этой станции. Технические решения Паужетской ГеоТЭС были приняты с учётом мирового опыта того времени [7] и передовых технологий отечественного энергостроения. Сепараторы были установлены на каждой из девяти эксплуатируемых скважинах (всего пробурено 79 скважин, фото 1).
На станции были установлены две паровые турбины мощностью 2,5 МВт каждая, переделанные персоналом станции из серийных машин Калужского турбинного завода (КТЗ). Оригинальная конструкция смешивающего конденсатора с речной водой обеспечивала устойчивую работу станции. Паужетская ГеоТЭС, первая в нашей стране, строилась два года и 19 августа 1966 года была введена в эксплуатацию.
Она работает и в наши дни. На фото 2 представлен машинный зал Паужетской ГеоТЭС. Следует отметить, что с первых дней работ по разведке месторождения и до последних дней жизни инициатор строительства Паужетской ГеоТЭС А. А. Гавронский активно участвовал во всех этапах её создания [4]. Со временем менялись турбины и другое оборудование станции. В настоящее время в работе паровая турбина мощностью 6 МВт, также производства КТЗ, изготовленная в 1940 году, а вторая (той же мощности), переоборудованная из судовой турбины производства АО «Кировский завод» в 2006-м, находится в резерве.
Паужетское геотермальное месторождение в настоящее время эксплуатируется АО «Тепло Земли», которое является правопреемником ГУП «Камчатскбургеотермия». Запасы месторождения утверждены в 2008 году на 25-летний срок эксплуатации с удельным расходом пара ГеоТЭС 2,5 кг/с при фактическом расходе 4,03 кг/с, что соответствует среднегодовой мощности станции 6,7 МВт, а при пиковом потреблении — до 11 МВт.
Сейчас на месторождении имеется 22 скважины глубиной от 405 до 1205 м, из которых десять действующих (добычных) с общим расходом пара 27,1 кг/с, достаточным для обеспечения электрической мощности до 10,9 МВт, с температурой пароводяной смеси на устье 17 9 °C и давлении до 3 бар. Каждая добычная скважина оборудована сепаратором, пар из которого (около 1 0 %) по трубопроводам централизовано подаётся на ГеоТЭС. Сепарат скважин в объёме 5 % используется для теплоснабжения объектов в посёлке Паужетка, 8 % подаётся в реинжекционную скважину, остальное в объёме 8 7 % сбрасывается в ручей Быстрый и реку Паужетка. За девять месяцев 2019 года добыто 558,8 тыс. тонн при средней мощности 4,5 МВт. Выработка электроэнергии составила 326285 тыс. кВт·ч.
Первая в мире бинарная Паратунская ГеоТЭС мощностью 670 кВт была выполнена по изобретению академика С. С. Кутателадзе (1914–1986) в соавторстве с д.т.н. Л. М. Розенфельдом и Б. М. Выморковым, разработкам Института технической теплофизики (ИТТФ) СО АН СССР, ВНИИ холодильного оборудования и Ленинградского технологического института холодильной промышленности и проекту Новосибирского института ГипроНИИ АН СССР. Паратунская ГеоТЭС была построена в 1967 году в 70 км от ПетропавловскаКамчатского у посёлка Термальный.
Строительством и эксплуатацией данной станции занималась ученица С. С. Кутателадзе к.т.н. В. Н. Москвичева. Результаты работы ГеоТЭС в течение 2000 ч подтвердили её проектные характеристики. Через два года после ликвидации участка Новосибирского ИТТФ АН СССР данная ГеоТЭС прекратила работу [8].
С целью возрождения российских бинарных энерготехнологий и организации серийного производства бинарных электростанций (БЭС), в соответствии с приказом РАО «ЕЭС России» №500, была начата реализация проекта строительства бинарного энергоблока на Паужетской ГеоТЭС. В 2007 году московское ЗАО «Геоинком» (генеральный директор Г. В. Томаров) разработало технический проект типового бинарного энергоблока, а также технические проекты основного оборудования — испарителя-пароперегревателя, конденсатора и паровой турбины, выбрав в качестве рабочего цикла озонобезопасный хладон R134а. Была также разработана технологическая схема и рассчитаны её параметры, подобрано специальное вспомогательное оборудование и арматура, определены основные компоновочные и архитектурно-строительные решения.
Генеральным проектировщиком (московской компанией ОАО «НИИЭС») на базе технического проекта была разработана рабочая проектная документация на строительство опытно-промышленного экспериментального энергоблока (фото 3) с бинарным циклом мощностью 2,5 МВт на площадке Паужетской ГеоТЭС.
В 2014 году монтаж данной ГеоТЭС мощностью 2,5 МВт для утилизации тепла сепарата и конденсата паровых турбин был завершён, однако по ряду причин бинарный энергоблок не введён в эксплуатацию до настоящего времени.
Дальнейшее развитие бинарных энергоциклов было выполнено к.т.н. А. И. Калиной (1933–2018), который предложил использовать в качестве промежуточного рабочего тела водоаммиачную смесь (взамен фреонов), что более чем вдвое повысило эффективность бинарных электростанций [9]. Первая такая станция была построена в 1992 году за рубежом — в городе Лос-Анджелесе (США). В 1980-е годы Камчатская геотермальная школа Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском приступила к широкомасштабным исследованиям геотермальных месторождений, в том числе крупнейшего Мутновского, находящегося в 100 км от Петропавловска-Камчатского. В 1990 году Госкомитет по запасам СССР утвердил запасы Мутновского месторождения с суммарным дебитом пара 156,2 кг/с при давлении 6–8 бар (соответствует мощности 78 МВт), а ранее, в 1987-м, не дожидаясь подсчёта запасов, советское Минэнерго утвердило технико-экономическое обоснование (ТЭО) проекта строительства Мутновской ГеоТЭС мощностью 50 МВт, и в 1988-м была организована дирекция по её строительству [10].
На протяжении последующих пяти лет Минэнерго СССР и администрация Камчатской области пытались построить на Камчатке атомную электростанцию. Проблемы сейсмичности и отсутствие соответствующего оборудования заставили вернуться к строительству Мутновской ГеоТЭС. В 1993 году губернатор Камчатской области В. А. Бирюков в Лондоне инициировал выделение Европейским банком реконструкции и развития (ЕБРР) гранта исландской фирме Virkir-Orkinl для разработки ТЭО «Система геотермального электротеплоснабжения городов Елизово и Петропавловска-Камчатского» [11].
Аналогичную работу в России выполнил также московский институт «ВНИПИэнергопром» совместно с Калужским турбинным заводом. Банк отдал предпочтение исландскому ТЭО с комбинированной ГеоТЭС мощностью 50 МВт с теплофикационными турбинами, тепловой станцией с использованием тепла 600 т/ч сепарата и конденсата и со строительством теплопровода диаметром 500 мм, протяжённостью 83 км до города Елизово и далее до Петропавловска-Камчатского, и стоимостью $ 158 млн.
Российский вариант, при сохранении тех же параметров (установленная электрическая мощность 50 МВт, такая же теплотрасса), предусматривал раздельное сооружение конденсационной ГеоТЭС и такое же теплоснабжение указанных городов. Такой подход объяснялся особенностями российского финансирования строительства энергообъектов. РАО «ЕЭС России» утвердило ТЭО Мутновской ГеоТЭС и готово было финансировать лишь электрогенерацию. Для строительства объектов геотермального теплоснабжения в 1993 году была организована компания «КамТЭК», которая не смогла собрать средства потенциальных потребителей для реализации проекта.
В этой тупиковой ситуации проблемами геотермальной энергетики в 1990-е годы начал заниматься ведущий российский специалист по паровым турбинам АЭС д.т.н., профессор О. А. Поваров (1938–2006). В 1994 году он инициирует создание акционерного общества (АОЗТ «Геотерм») с участием руководителей РАО «ЕЭС России» и ОАО «Камчатскэнерго», и уже в 1995-м РАО «ЕЭС России» утверждает ТЭО на строительство ВерхнеМутновской ГеоТЭС мощностью 12 МВт и открывает финансирование проекта.
Директором строительства станции назначается В. Е. Лузин. В том же году начинает прибывать и монтироваться оборудование станции. Калужский турбинный завод изготовил 14 модулей вагонного типа, соединённых между собой закрытыми переходами. Были пробурены три продуктивные и две реинжекционные скважины. 29 декабря 1999 года Верхне-Мутновская ГеоТЭС (фото 4) была принята в эксплуатацию, а все проблемы в ходе пусконаладочных работ устранялись до декабря 2002-го (замена воздушной конденсаторной установки, а также 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-Мутновской ГеоТЭС были апробированы новые технические решения, которые затем применили при возведении Мутновской ГеоТЭС.
В 1996 году О. А. Поваров, имея большой авторитет в зарубежных научных кругах (стажировки в США, разработка ГеоТЭС «Сан-Хасинто» в Никарагуа и др.), инициировал выделение средств ЕБРР на разработку окончательного варианта ТЭО Мутновской ГеоТЭС японской компании West Japan Engineering Consultants, Inc. (West JEC), российскому АО «Наука» (президент О. А. Поваров) и новозеландской фирме CENZi. В 1997 году ЕБРР утвердил ТЭО Мутновской ГеоТЭС мощностью 50 МВт со стоимостью строительства $154 млн.
В 1998 году было подписано соглашение между Правительством РФ и ЕБРР о выделение АОЗТ «Геотерм» кредита на $ 99,9 млн со сроком погашения три года. Остальные $ 55 млн обязались профинансировать РАО «ЕЭС России», ОАО «Камчатскэнерго» и администрация Камчатской области. Дополнительно за счёт ОАО «Камчатскэнерго» была построена ЛЭП 220 кВ и автодорога до города Елизово. Генеральным проектировщиком ГеоТЭС в 1999 году было назначено ОАО «Зарубежэнергомонтаж» (город Иваново), а генподрядчиком строительства — ФГУП «ВО Технопромэкспорт», имевшее многолетний опыт строительства электростанций за рубежом.
В 2002 году в установленный трёхлетний срок было завершено строительство и осуществлён пуск в эксплуатацию Мутновской ГеоТЭС мощностью 50 МВт (2×25 МВт), ставшей флагманом российской геотермальной энергетики (фото 5). При её создании были реализованы современные технико-технологические решения: высокоэффективные оригинальные горизонтальные сепараторы первой и второй ступеней, работающие на основе гравитационного принципа отделения влаги (производство ОАО «ЗиО», город Подольск), высокоэкономичные и надёжные двухпоточные паровые турбины, разработанные и изготовленные на Калужском турбинном заводе, современная распределённая АСУ ТП на базе оборудования фирмы Siemens [11, 12].
В соответствии со схемой и программой развития электроэнергетики Камчатского края на 2019–2023 годы (kamgov.ru), суммарная мощность электрогенерирующих станций Камчатки в 2018 году составляла 630 МВт (10 0 %), в том числе избыточная мощность около 5 0 %. Установленная мощность ГеоТЭС составляет 74 МВт (11, 7 % от суммарной установленной мощности или 23, 5 % от фактически используемой). При общей выработке электроэнергии в 2018 году на Камчатке 1816 млн кВт·ч (10 0 %) основная доля приходится на ТЭЦ-1 (установленная мощность 204 МВт) и ТЭЦ-2 (160 МВт), которые обеспечивают 5 7 % производства всей электроэнергии полуострова. На долю Мутновской и Верхне-Мутновской ГеоТЭС приходится 23, 5 % выработки электроэнергии (427 млн кВт·ч).
В настоящее время основным источником газоснабжения Камчатки является магистральный газопровод от Кшукского месторождения диаметром 530 мм и протяжённостью 392 км, построенный в 2012 году. В программе отмечено, что в 2019-м его производительность упала с 750 до 420 млн м³ в год, а к 2030 году она сократится до 120 млн м³ в год.
Соответственно, существующие электрогенерирующие мощности в количестве 364 МВт потребуют дополнительных объёмов топочного мазута или замещения геотермальными электростанциями. Ведущие специалисты России д.г.-м.н. А. В. Кирюхин и к.г.-м.н. В. М. Сугробов из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в работе [13] дают прогнозную оценку геотермальных ресурсов для выработки электрической энергии от 680 до 1100 МВт (по объёмному методу и по естественной тепловой нагрузке) и от 3000 до 3900 МВт (по интенсивности вулканической активности).
Применение авторами матмоделирования посредством программного обеспечения TOUGH2 (Transport of Unsaturated Groundwater and Heat, то есть «термогидродинамическое численное моделирование с прогнозом эксплуатации продуктивных геотермальных резервуаров с известными фильтрационно-ёмкостными и энергетическими свойствами») показывает возможность увеличения мощности эксплуатируемого Мутновского геотермального месторождения до 105 МВт, а Паужетского геотермального месторождения — до 11 МВт, в том числе с использованием бинарных технологий.
Геотермальные пароводяные месторождения разведаны также на курильских островах Кунашир, Итуруп и Парамушир. Разведочные работы первого геотермального месторождения на участке «Прибрежный» были начаты на Кунашире в 1964 году, а в 1976-м были утверждены его запасы. В. Л. Микиртумов (1943 г.р.) в 1977 году, работая в институте «Сахалингражданпроект», разработал ТЭО проекта геотермального теплоснабжения острова Кунашир. Предприятие АО «Энергия» заказало Калужскому турбинному заводу модульную геотермальную электростанцию «Омега-500» мощностью 500 кВт, которая была установлена у подножия вулкана Менделеевский в 1993 году. В составе энергоблока была противодавленческая турбина «Кубань-0,5», разработанная КТЗ совместно с АО «Южно-Русская энергетическая компания» (Краснодар).
В 1994 году были завершены работы по строительству Менделеевской ГеоТЭС мощностью 3,6 МВт с двумя энергоблоками «Туман-2Л» (производство КТЗ) мощностью 1,8 МВт каждый. В 1996-м был построен геотермальный теплопровод от ГеоТЭС в посёлок Горячий Ключ с закрытием пяти угольных котельных. В 1997 году на Менделеевской ГеоТЭС была смонтирована блочная станция «Туман» (КТЗ) мощностью 17 Гкал/ч, а в 2008-м по проекту института «Сахалингражданпроект» был построен теплопровод в посёлок Южно-Курильск протяжённостью 9 км вдоль океанской бухты с пересечением двух рек и с перепадом отметок до 100 м. В ЮжноКурильске теплопровод подключили к тепловому пункту бывшей котельной и обеспечили геотермальное отопление зданий посёлка. С 2011 по 2019 годы выполнялась реконструкция ГеоТЭС с установкой оборудования фирмы Ormat Technologies (США, Израиль). Мощность Менделеевской ГеоТЭС после реконструкции составит 7,4 МВт.
На другом курильском острове Итуруп в 2007 году по проекту института «Новосибирсктеплоэлектропроект» была построена Океанская ГеоТЭС установленной мощностью 3,6 МВт, с двумя энергоблоками «Туман-2Л» мощностью по 1,8 МВт каждый. В 2015-м после аварии станция была выведена из эксплуатации.
Выводы
1. Геотермальная энергетика из всех ВИЭ находится на третьем месте в мире по объёмам электрогенерации после ветровой и фотоэлектрической. При общей мощности мировых ГеоТЭС 13,3 ГВт установленная мощность ГеоТЭС РФ составляет 74 МВт при потенциальной мощности ГеоТЭС только Камчатки 1,1 ГВт. Кроме того, 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.
2. Развитие российской геотермальной энергетики осуществлялось учёными высочайшей научной и инженерной квалификации, инициировавшими важнейшие разработки на государственном уровне. Исследования пароводяных геотермальных месторождений Камчатки были начаты в 1930-е годы д.г.-м.н. Б. И. Пийпом. Его идеи развил в 1960-е годы В. А. Аверин, обосновавший теорию образования месторождения. После организации Б. И. Пийпом в 1962 году Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН Лаборатория геотермии выполнила исследования геотермальных ресурсов Камчатки, которые оценивались от 650 до 3900 МВт в зависимости от метода использования.
3. Строительство первой в СССР Паужетской ГеоТЭС на Камчатском полуострове в 1949 году предложил А. А. Гавронский; Б. М. Выморков руководил её эксплуатацией в первые годы. В 1967 году на Камчатке была построена первая в мире бинарная Паратунская ГеоТЭС. В основе её энергетического цикла лежало изобретение Б. М. Выморкова, академика С. С. Кутателадзе и д.т.н. Л. М. Розенфельда.
В 1980-е и 1990-е годы учёным мирового уровня О. А. Поваровым было инициировано сооружение Верхне-Мутновской и Мутновской ГеоТЭС — самых мощных геотермальных станций в Российской Федерации. В 2003 году по разработке д.т.н. Г. В. Томарова была построена бинарная Паужетская ГеоТЭС, которая адаптировала в себе современные технологические решения мирового уровня.
4. Предварительный анализ энергобаланса и генерирующих мощностей Камчатского края, опыта эксплуатации ГеоТЭС и геологических прогнозных оценок показал возможность обеспечения электрогенерации Камчатки за счёт использования геотермальной энергии суммарной мощностью от 116 до 3900 МВт.
5. Для определения перспектив развития геотермальной энергетики Курильских островов требуются дополнительные исследования.
Источник: www.c-o-k.ru