Потенциал геотермальной энергетики в России. Геотермальные источники энергии в россииГеотермальные электростанции - 1.docДоступные файлы (1):содержание1.docРеклама MarketGid: Уфимский государственный авиационный технический университетРеферат на тему “Геотермальные электростанции”Подготовил: Сагадеев И.С. Группа ЭСиС-120 Проверил: Федосов Е.М. г.Уфа Содержание
ВведениеГеотерма́льная электроста́нция (ГеоТЭС) — вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников (например, гейзеров). Первая в СССР геотермальная электростанция была построена в 1966 году на Камчатке, в долине реки Паужетка. Её мощность — 11 МВт. Геотермальная энергия – это энергия, получаемая из природного тепла Земли. Достичь этого тепла можно с помощью скважин. Геотермический градиент в скважине возрастает на 1°C каждые 36 метров. Это тепло доставляется на поверхность в виде пара или горячей воды. Такое тепло может использоваться как непосредственно как для обогрева домов и зданий, так и для производства электроэнергии. Термальные регионы имеются во многих частях мира. По различным подсчетам, температура в центре Земли составляет, минимум, 6 650°C. Скорость остывания Земля примерно равна 300-350 °C в миллиард лет. Земля содержит 42 х 10^12 Вт тепла, из которых 2% содержится в коре и 98% - в мантии и ядре. Современные технологии не позволяют достичь тепла, которое находится слишком глубоко, но и 840 000 000 000 Вт (2%) доступной геотермальной энергии могут обеспечить нужды человечества на долгое время. Области вокруг краев континентальных плит являются наилучшим местом для строительства геотермальных станций, потому что кора в таких зонах намного тоньше.^ Наряду с огромными ресурсами органического топлива Россия располагает значительными запасами тепла земли, которые могут быть преумножены за счет геотермальных источников, находящихся на глубине от 300 до 2500м в основном в зонах разломов земной коры. Территория России хорошо исследована, и сегодня известны основные ресурсы тепла земли, которые имеют значительный промышленный потенциал, в том числе и энергетический. Более того, практически везде имеются запасы тепла с температурой от 30 до 200°С. Ещё в 1983г. Во ВСЕГИНГЕО был составлен атлас ресурсов термальных вод СССР. В нашей стране разведано 47 геотермальных месторождений с запасами термальных вод, которые позволяют получить более 240·10³м³/сут. Сегодня в России проблемами использования тепла земли занимаются специалисты почти 50 научных организаций.Для использования геотермальных ресурсов пробурено более 3000 скважин. Стоимость исследований геотермии и буровых работ, уже выполненных в этой области, в современных ценах составляет более 4млрд. долларов. Так на Камчатке на геотермальных полях уже пробурено 365 скважин глубиной от225до2266м и израсходовано (ещё в советское время) около 300млн. долларов (в современных ценах). Эксплуатация первой геотермальной электростанции была начата в Италии в 1904г. Первая геотермальная электростанция на Камчатке, да и первая в СССР Паужетская ГеоТЭС была введена в работу в 1967г. И имела мощность 5мВт, увеличенную впоследствии до 11 мВт. Новый импульс развитию геотермальной энергетике на Камчатке был придан в 90-е годы с появлением организаций и фирм (АО «Геотерм», АО «Интергеотерм», АО «Наука»), которые в кооперации с промышлен- ностью (прежде всего с Калужским турбинным заводом) разработали новые прогрессивные схемы, технологии и виды оборудования по преобразованию геотермальной энергии в электрическую и добились кредитования от Европейского банка реконструкции и развития. В результате в 1999г. На Камчатке была введена аспоря-Мутновская ГеоТЭС (три модуля по 4мВт.). Вводится первый блок 25мВт. Первой очереди Мутновской ГеоТЭС суммарной мощностью 50мВт.^ Геотермальная энергия—это энергия внутренних областей Земли. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри планеты Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра где как полагают металлы и породы могут существовать только в расплавленном состоянии до поверхности Земли Геотермальные ресурсы огромны. Истоки их освоения уходят еще в глубокую древность. Тепло Земли уже сейчас вносит вклад в современ- ную энергетику, но он не соответствует ни экономической и экологи- ческой эффективности, ни ресурсам, пригодным для освоения имеющимися техническими средствами. Остается надеяться, что повсеместное введение новой интенсивной циркуляционной технологии для производства геотермальной энергии приведет к более широкому ее использованию. Геотермальная энергия может быть использована двумя основными способами —для выработки электроэнергии и для обогрева домов, учреждений и промышленных предприятии Для какой из этих целей она будет использоваться зависит от формы в которой она поступает в наше аспоряжение Иногда вода вырывается из-под земли в виде чистого «сухого пара» т е пара без примеси водяных капелек Этот сухой пар может быть непосредственно использован для вращения турбины и выработки электроэнергии Конденсационную воду можно возвращать в землю и при ее достаточно хорошем качестве—сбрасывать в ближний водоем. В других местах, где имеется смесь воды с паром (влажный пар), этот пар отделяют и затем используют для вращения турбин; капли воды повредили бы турбину. Наконец, в большинстве месторождений есть только горячая вода, и энергию здесь можно вырабатывать, пользуясь этой водой для перевода изобутана в парообразное состояние, с тем чтобы этот изобутановый «пар» вращал турбины. Такой процесс называют системой с бинарным циклом. Горячей водой можно непосредственно обогревать жилища, общественные здания и предприятия (централизованное теплоснабжение). В районах, отличающихся газотермальной активностью для отопления используются парогеотермальные источники. Применение этого способа отопления лимитируется наличием в мире соответствующих районов. Тем не менее имеется потенциальная возможность его расширения путем прокачивания геотермальных вод через горячие подземные породы, где они находятся на умеренной глубине. Применение геотермальных вод не может рассматриваться как экологически чистое потому, что пар часто сопровождается газообразными выбросами, включая сероводород и радон-оба считаются опасными. На геотермальных станциях пар, вщающий турбину, должен быть конденсирован, что требует источника охлаждающей воды, точно так же как этого требуют электростанции на угле или ядерном топливе. В результате сброса как охлаждающей, так и конденсационной горячей воды возможно тепловое загрязнение среды. Кроме того, там, где смесь воды и пара извлекается из земли для электростанций, работающих на влажном паре, и там, где горячая вода извлекается для станций с бинарным циклом, воду необходимо удалять. Эта вода может быть необычно соленой (до 20% соли), и тогда потребуется перекачка ее в океан или нагнетание в землю. Сброс такой воды в реки или озера мог бы уничтожить в них пресноводные формы жизни. В геотермальных водах нередко содержатся также значительные количества сероводорода—дурно пахнущего газа, опасного в больших концентрациях. Обоснование и строительство первых в нашей стране опытных ГЦС с гидроразрывом горячих пород также базируется на результатах зарубежных исследований. Вместе с тем у нас разрабатываются оригинальные технологические схемы. Ископаемое топливо исчерпаемо, и поэтому уже сейчас нужно не только задумываться о поиске альтернативных источников энергии, но и смело проводить технологические эксперименты по внедрению в нашу жизнь новых нетрадиционных источников, которые, вполне возможно, откроют серьезные перспективы для электроэнергетики будущего. И наряду со многими идеями нельзя отрицать важности использования геотермальной энергии – энергии нашей родной Земли. Геотермальные тепловые электростанции (ГеоТЭС) используют в качестве источника энергии естественные парогидротермы, залегающие на глубине до 5 км. Геотермальная энергетика развивается достаточно интенсивно в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, России. Самая мощная ГеоТЭС (50 МВт) построена в США — ГеоТЭС Хебер. Запасы геотермальной энергии составляют 200 ГВт. Геотермальные ресурсы распределены неравномерно, и основная их часть сосредоточена в районе Тихого океана. В России геотермальные источники экономически расположены невыгодно. Камчатка, Сахалин и Курильские острова отличаются слабой инфраструктурой, высокой сейсмичностью, малонаселенностью, сложным рельефом местности. Общие запасы этого вида энергии в России оцениваются в 2000 МВт. В настоящее время в России действует Паужетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 11 МВт. Вода и пар разделяются в циклонах. Вода, находящаяся под высоким давлением, преобразуется в пар и также используется для генерации электричества. Давление пара значительно меньше по сравнению с современными тепловыми электростанциями, и это вынуждает применять крупные турбины с ограниченной генерирующей способностью. Впрочем, следует иметь в виду, что топливо в данном случае бесплатное и результирующая стоимость энергии поэтому низка. Сведений о продолжительности жизни геотермальных источников мало, и поэтому, хотя геотермальная энергия производится при малых затратах, проекты, рассчитанные на долгую перспективу, неизвестны. Этот способ может снабжать только небольшой долей требуемой энергии даже те страны, в которых доступны геотермальные воды, и тоже не свободен от проблемы загрязнения атмосферы. Основное направление развития геотермальной энергетики — отбор теплоты не только термальных вод, но и водовмещающих горных пород путем закачки отработанной воды в пласты, преобразование глубинной теплоты в электрическую энергию. Такое использование глубинной теплоты обеспечит экологическую безопасность технологии ее использования.^ Сухая нагретая порода – Для того, чтобы использовать энергию в геотермальных электростанциях, содержащуюся в сухой скальной породе, воду при высоком давлении закачивают в породу. Таким образом, расширяются существующие в породе изломы, и создается подземный резервуар пара или горячей воды. Магма – расплавленная масса, образующаяся под корой Земли. Температура магмы достигает 1 200 0С. Несмотря на то, что небольшие объемы магмы находятся на доступных глубинах, практические методы получения энергии из магмы находятся на стадии разработки. Горячие, находящиеся под давлением, подземные воды, содержащие растворенный метан. В производстве электроэнергии используются и тепло, и газ.^ Существует два основных способа использования геотермальной энергии: прямое использование тепла и производство электроэнергии. Прямое использование тепла является наиболее простым и поэтому наиболее распространенным способом. Практика прямого использования тепла широко распространенна в высоких широтах на границах тектонических плит, например в Исландии и Японии. Водопровод в таких случаях монтируется непосредственно в глубинные скважины. Получаемая горячая вода применяется для подогрева дорог, сушки одежды и обогрева теплиц и жилых строений. Способ производства электричества из геотермальной энергии очень похож на способ прямого использования. Единственным отличием является необходимость в более высокой температуре (более 150 0С). В Калифорнии, Неваде и некоторых других местах геотермальная энергия используется на больших электростанциях, Так, в Калифорнии около 5% электричества вырабатывается за счет геотермальной энергии, в Сальвадоре геотермальная энергия производит около 1/3 электроэнергии. В Айдахо и Исландии геотермальное тепло используется в различных сферах, в том числе и для обогрева жилья. В тысячах домах геотермальные тепловые насосы используются для получения экологически чистого и недорогого тепла. ^ Одно из перспективных направлений использования тепла высокоминерализованных подземных термальных вод преобразование его в электрическую энергию. С этой целью была разработана технологическая схема для строительства ГеоТЭС, состоящая из геотермальной циркуляционной системы (ГЦС) и паротурбинной установки (ПТУ), схема которой приведена на рис.1. Отличительной особенностью такой технологической схемы от известных является то, что в ней роль испарителя и перегревателя выполняет внутри- скважинный вертикальный противоточный теплообменник, расположенный в верхней части нагнетательной скважины, куда по наземному трубопроводу подводится добываемая высокотемпературная термальная вода, которая после передачи тепла вторичному тепло- носителю закачивается обратно в пласт. Вторичный теплоноситель из конденсатора паротурбинной установки самотёком поступает в зону нагрева по трубе, спущенной внутри теплообменника до днища. В основе работы ПТУ лежит цикл Ренкина; t,s диаграмма этого цикла и характер изменения температур теплоносителей в теплообменнике испарителе. Наиболее важным моментом при строительстве ГеоТЭС является выбор рабочего тела во вторичном контуре. Рабочее тело, выбираемое для геотермальной установки, должно обладать благоприятными химическими, физическими и эксплуатационными свойствами при заданных условиях работы, т.е. быть стабильным, негорючим, взрывобезопасным, нетоксичным, инертным по отношению к конструкционным материалам и дешёвым. Желательно выбирать рабочее тело с более низким коэффициентом динамической вязкости (меньше гидравлические потери) и с более высоким коэффициентом теплопроводности (улучшается теплообмен). Все эти требования одновременно выполнить практически невозможно, поэтому всегда приходится оптимизировать выбор того или иного рабочего тела. Невысокие начальные параметры рабочих тел геотермальных энергетических установок приводят к поиску низкокипящих рабочих тел с отрицательной кривизной правой пограничной кривой в t, s диаграмме, поскольку использование воды и водяного пара приводит в этом случае к ухудшению термодинамических показателей и к резкому увеличению габаритов паротурбинных установок, что существенно повышает их стоимость.^ В настоящее время существует три схемы производства электроэнергии с использованием гидротермальных ресурсов: прямая с использованием сухого пара, непрямая с использованием водяного пара и смешанная схема производства (бинарный цикл). Тип преобразования зависит от состояния среды (пар или вода) и ее температуры. Первыми были освоены электростанции на сухом пару. Для производства электроэнергии на них пар, поступающий из скважины, пропускается непосредственно через турбину/генератор. Электростанции с непрямым типом производства электроэнергии на сегодняшний день являются самыми распространенными. Они используют горячие подземные воды (температурой до 182 0С) которая закачивается при высоком давлении в генераторные установки на поверхности. Геотермальные электростанции со смешанной схемой производства отличаются от двух предыдущих типов геотермальных электростанций тем, что пар и вода никогда не вступают в непосредственный контакт с турбиной/генератором.^ Паровые электростанции работают преимущественно на гидротермальном пару. Пар поступает непосредственно в турбину, которая питает генератор, производящий электроэнергию. Использование пара позволяет отказаться от сжигания ископаемого топлива (также отпадает необходимость в транспортировке и хранении топлива). Это старейшие геотермальные электростанции. Первая такая электростанция была построена в Лардерелло (Италия) в 1904 году, она действует и в настоящее время. Паровая технология используется на электростанции «Гейзерс» в Северной Калифорнии – это самая крупная геотермальная электростанция в мире. ^ Для производства электричества на таких заводах используются перегретые гидротермы (температура выше 182 °С). Гидротермальный раствор нагнетается в испаритель для снижения давления, из-за этого часть раствора очень быстро выпаривается. Полученный пар приводит в действие турбину. Если в резервуаре остается жидкость, то ее можно выпарить в следующем испарителе для получения еще большей мощности.
^ В 1982 году на Филиппинских островах была открыта еще одна крупная геотермальная электростанция, получившая название «Тиви». Ее мощность составила превышает 280 МВт и, по некоторым данным, достигает 330 МВт.^ В штате Калифорния находится долина Империал (Imperial Valley). Здесь расположен комплекс, состоящий из 10 геотермальных электростанций. Его совокупная мощность равна приблизительно 327 МВт.^ Эта еще одна калифорнийская геотермальная электростанция. Она расположена на озере Чайна Лэйк, рядом с военной базой. Ее мощность превышает 270 МВт.^ Геотермальные энергетика, и геотермальные электростанции в том числе, является одним из самых перспективных видов получения альтернативных источников энергии. К остальным положительным качествам геотермальной энергии можно отнести «круглосуточный» режим работы, который не зависит от климатических условий, времени года и прочих подобных факторов. Это полностью экологически чистый источник энергии, а его экономическая эффективность во много раз превосходит более традиционные виды получения электроэнергии. К недостаткам геотермальных электроустановок относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения сейсмической активности. А выходящие из-под земли газы создают в окрестностях немалый шум и могут, к тому же, содержать отравляющие вещества. Кроме того, геотермальную электростанцию построить можно не везде, потому что для ее постройки необходимы определенные геологические условия. ^ В последние годы в России отмечается значительный прогресс в развитии геотермальной энергетики,обусловленный необходимостью решения острых проблем энергоснабжения отдаленных районов, располагающих большими разведанными запасами высокотемпе-ратурных геотермальных ресурсов, и достижениями отечественной промышленности в создании новых образцов геотермального оборудования .На территории России разведаны большие запасы геотермальной энергии, которые по оценкам экспертов в несколько раз превышают запасы энергии органического топлива. Для использования геотермальных ресурсов в России имеется более 3000 пробуренных в предшествующие годы скважин, что существенно об- легчает возможности эффективного освоения геотермальных ресурсов. В последние годы достигнуты значительные успехи в практическом освоении геотермальных ресурсов на Камчатке. Ввод в эксплуатацию в 1999 г. Пилотной Верхне-Мутновской ГеоЭС мощностью 12 (3х4) МВт ив 2002 г. первой очереди Мутновской ГеоЭС мощностью 50 (2х25) МВт открывает новые перспективы, технические и финансовые возможности для разработки эффективных технологий использования геотермальныхресурсов и в других регионах России. В настоящее время российскими организациями разработано более 5 крупных проектных предложений использования геотермальных ресурсов на Северном Кавказе, в Западной Сибири, в Калининградской области, на Камчатке и в других районах. К сожалению, распределение геотермальных ресурсов по территории России весьма неравномерно, извлечение геотермального тепла требует значительных затрат на бурение скважин (там, где они отсутствуют) и на решение проблем предотвращения солеотложений и коррозии инженерного оборудования. Каждый из рассматриваемых проектов имеет существенные индивиду- альные особенности, накладывающие дополнительные требования к разработке оптимальных технических решений и удорожающих проект. Тем не менее, как показывают оценки, для ряда регионов страны использование геотермальной энергии оказывается экономи- чески эффективным и конкурентоспособным, особенно по отношению к вариантам энергоснабжения, базирующимся на использовании дорогого привозного топлива. Приоритетными направлениями дальнейших исследований и разработок являются разработки бинарных геотермальных энергоустановок на низкокипящих рабочих телах, решение проблем, связанных с солеотложениями и коррозией геотермального оборудования, разработкой технологий извлечения ценных химических компонентов из геотермальных флюидов.^ 1."Возобновляемые источники энергии: роль и место в современной и перспективной энергетике"О. С. Попель 2.Доброхотов В.И. «Использование геотермальных ресурсов в энергетике России» Теплоэнергетика-2003-№1 3.Тарнижевский Б.В. «Состояние и перспективы использования НВИЭ в России» Промышленная энергетика-2002-№1 4.Кузнецов В.А. «Мутновская геотермальная электростанция» Электрические станции-2002-№1 5.Саламов А.А. « Геотермические электростанции в энергетике мира» Теплоэнергетика2000№1 6.http://www.manbw.ru/analitycs/geothermal_power_stations_plant.html 7.http://ust-razvitie.narod.ru/Energy_5.htm Скачать файл (559.5 kb.)gendocs.ru Потенциал геотермальной энергетики в России. CleandexПоскольку в последнее десятилетие в мире значительно возрос интерес к возобновляемым источникам энергии, в том числе и к геотермальным электростанциям, в России также активизировались работы в этой области. Необходимость развития геотермальной энергетики в России обусловлена как преимуществами, характерными для любых возобновляемых источников энергии (их неистощимость и экологическая чистота) так и рядом присущим только им:
Выявленные запасы геотермальных вод с температурой 40–200°С и глубиной залегания до 3500 м на территории России могут обеспечить получение примерно 14 млн. м3 горячей воды в сутки, что по количеству энергии эквивалентно 30 млн. т. у. т. Запасы геотермальной энергии в России по оценкам в 10–15 раз превышают запасы органического топлива в стране. Свыше половины территории России имеет приемлемый технический потенциал по геотермальной энергии, а если присоединить районы с потенциалом 1–20 млн тут/год, то речь может идти практически о всей России, исключая Москву и области, граничащие с Белоруссией и Украиной. Это позволяет 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. В настоящее время в стране эксплуатируются месторождения геотермальных вод на Сахалине, Камчатке и Курильских островах, в Краснодарском и Ставропольском краях, Дагестане, Ингушетии. Практика показывает экономическую эффективность использования геотермальной энергии. Так, за годы своего существования Паужетская геотермальная станция была прибыльной всегда, независимо от величины тарифов. Сегодня этот энергетический узел отпускает энергию по самым низким в области тарифам. И при этом станция остаётся самоокупаемой и самодостаточной. Средний тариф на электроэнергию составляет 1 рубль 40 копеек. Электроотопление для населения стоит 75 копеек за 1 кВт/час. По оценкам специалистов, запасы парогидротерм Камчатки (зона молодого вулканизма отличается максимальной близостью геотермальных вод к поверхности земли) могут обеспечить мощность геотермальных электростанций не менее 1000 МВт. Именно поэтому особое внимание уделяется развитию геотермальной энергетики на Камчатке. Уже разработана и начала реализовываться программа создания геотермального энергоснабжения этого региона, в результате которой ежегодно будет сэкономлено около 900 тыс. тонн условного топлива. В целом в последние годы в России наблюдается поворот к использованию геотермальных источников в энергетической отрасли. Вместе с тем, рассматривая текущее и перспективное производство электроэнергии на основе возобновляемых источников, следует отметить, что геотермальная энергия к началу века от общего количества вырабатываемой электроэнергии не превосходила 0,15 % и лишь к 2010 г. хотя и увеличится на треть, но не превысит 0,2 % с общей выработкой на уровне 7 ТВтч. Причём, прогнозы строительства геотермальных электростанций по всему миру – самые благоприятные. 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. Начато строительство ГеоЭс на Итурупе мощность 6 МВт (с удвоением мощности в ближайшие годы). На противоположном конце России в Калининградской области планируется осуществить пилотный проект геотермального тепло- и электроснабжения города Светлый на базе бинарной ГеоЭс мощностью 4 МВт. Налицо ориентирование геоэнергетики на строительство гигантов. Представляет также интерес использование геотермальной энергии для отдельных домов, для сельских школ, больниц, частных магазинов и других объектов мощностью 0,1–0,4 МВт с использованием геотермальных циркуляционных систем. Нельзя не обратить внимание на необходимость использования родниковых вод на месте затопленных после вывода из эксплуатации угольных шахт. Это наблюдается, например, в Кузбассе, где выведено из эксплуатации около 20 шахт и где затопление близлежащих посёлков и невозможность обуздать выход вод на поверхность засыпкой грунта порождает социальные и экологические проблемы. К этому же классу геотермальных вод относят воды глубинного водопонижения на площадках крупных металлургических, химических и других заводов; вод при открытой разработке рудных и нерудных ископаемых. Глубинное водопонижение приобретает всё большее значение из-за подъёма уровня грунтовых вод и объёмов откачиваемой воды с глубины до 20 м, а в отдельных случаях – ближайшего водного горизонта. При нормальной эксплуатации угольных шахт и подземных рудников работают системы водоотлива такие, что в ряде случаев приходится устанавливать три группы высоковольтных насосов, а вода сбрасывается в естественные водоёмы. Теплота особенно заметна зимой, проявляясь в виде тумана. Имеющиеся разработки утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод показывают, что можно покрыть потребности горячего водоснабжения, полностью отключая в летнее время котельные. Оказалось, что себестоимость 1 Гкал тепловой энергии в 2.5 раза ниже по сравнению с котельной шахты. Существовал проект утилизации низкопотенциального тепла воды шахты «Зенковская» Прокопьевскуголь мощностью 2,4 МВт, покрывающей круглогодичную нагрузку системы горячего водоснабжения и базовую нагрузку отопления. Что касается экономической стороны использования геотермальной энергии, то можно говорить о стоимости электроэнергии для геотермальных электростанций на 2005 г. на уровне 4–8 цент/кВтч при удельных капитальных вложениях не свыше 2000 долл./кВт. Если соотнести эти величины с дизельэлектростанциями на жидком топливе, малыми и микроГЭС, ветроэлектростанциями, ветродизельэлектростанциями, то можно вполне говорить о конкурентоспособности геотермальной энергетики. Таким образом, теоретические разработки и практическая база выпуска оборудования, строительства и эксплуатации геотермальных установок дают возможности ввести этот вид получения тепла и электричества в общий энергетический баланс в стране. www.cleandex.ru Нетрадиционная энергетика в России. Геотермальная энергия. Ветроэнергетика. Микро-ГЭСНетрадиционная энергетика в РФ. Возобновляемые источники энергии. Геотермальная энергия. Ветроэнергетика. Солнечная энергетика. Микро-ГЭС.Дефицит природных источников энергии побуждает ученых всех стран задуматься о поисках альтернативных видов энергии. К таким относятся нетрадиционные возобновляемые источники энергии – установки и устройства, использующие энергию ветра, солнца, биомасс, геотермальную энергию, а также тепловые насосы, использующие низкопотенциальное тепло, содержащееся в приземных слоях воздуха, воды, верхних слоях Земли и промышленных выбросах. Различают три понятия потенциала нетрадиционных возобновляемых источников энергии: валовый, технический и экономический.
В настоящее время в России уже функционирует ряд электроустановок нетрадиционной энергетики: Паужетская Гео ТЭС (мощностью 11 МВт), Кислогубская приливная станция (400 кВт), до 1500 ветроустановок (мощностью от 0,1 до 16 кВт), фотоэлектрические установки (общей мощностью до 100 кВт). Ресурсы нетрадиционных возобновляемых источников энергии Россия, млн. т.у.т. в год. На сегодняшний день в нетрадиционной электроэнергетике действует:
Нетрадиционная энергетика в России может эффективно использоваться для энергоснабжения потребителей, прежде всего в районах, не охваченных централизованным энергоснабжением. К этим зонам относятся обширные территории России, в которых проживает около 20 млн. чел., а также отдаленные районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока и сельские районы в центральной части страны (Архангельская, Вологодская, Кировская, Ярославская и некоторые другие области). Кроме того, важное значение нетрадиционная энергетика может иметь как фактор, снижающий негативное воздействие объектов большой энергетики на окружающую среду. Значительно уменьшить загрязнение атмосферы, почв и водной среды можно в результате перехода от сжигания низкосортного угольного топлива в мелких котельных к использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии. По предварительным оценкам объем замещения органического топлива может составить 9 и 25 млн. тонн условного топлива в год соответственно в 2000 и 2010 гг. Такие показатели можно считать положительными, однако потенциал нашей индустрии позволяет более эффективно развивать эту отрасль. Несмотря на то, что производство электрической и тепловой энергии на основе нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) в российской электроэнергетике невелико, заинтересованность, однако, в создании новых энергоустановок нетрадиционной энергетики, как и во всем мире, непрерывно растет. В настоящее время эксплуатируются и строятся электрогенерирующие установки на возобновляемых источниках энергии региональными энергокомпаниями Камчатскэнерго, Ставропольэнерго, Комиэнерго, Дагэнерго, Калмэнерго, Каббалкэнерго, Кубаньэнерго, Колэнерго, Янтарьэнерго. Проектируются нетрадиционные электростанции в АО «Магаданэнерго», «Дальэнерго», «Ленэнерго», «Карелэнерго», «Сахалинэнерго». Геотермальная энергияГеотермальная энергия — один из важнейших нетрадиционных возобновляемых источников энергии, который уже сегодня становится конкурентоспособным на мировом рынке энергии. Мощность действующих ГеоТЭС в мире насчитывает около 6 тыс. МВт, более 2 тыс. строится и более 11 тыс. — намечается построить. К настоящему времени в России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. куб. м/сутки. По 20 месторождениям ведется промышленная эксплуатация. Среди них можно отметить: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкессия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). В России с 1967 г. работает Паужетская ГеоТЭС мощностью 11 МВт. Запасы парогидротерм в России, пригодные для использования в электроэнергетике, в основном сосредоточены на Камчатке и Курильских островах. Потенциальная их мощность оценивается в 1000 МВт, ее достаточно для удовлетворения полной потребности этих регионов в электроэнергии. Кроме того, отсепарированная на скважинах вода (конденсат) может направляться для нужд теплоснабжения. В настоящее время на Камчатке ведется строительство Верхне-Мутновской геотермальной электростанции мощностью 12 МВт. Полную мощность электростанции предусматривается в дальнейшем довести до 200 МВт. В 1998 году Европейский банк реконструкции и развития выделил кредит на строительство 1-й очереди станции в размере 100 млн долларов США. Утверждено ТЭО Океанской ГеоТЭС на о. Итуруп мощностью 30 МВт, но, несмотря на сложность энергоснабжения острова, строительство ее не ведется из-за отсутствия финансовых средств. По этой же причине прекращено в 1997 г. строительство ГеоТЭС мощностью 3 МВт на Каясулинском месторождении (Ставропольский край). В 1998 г. АО НПО «Нетрадиционная электроэнергетика» совместно АО «Калужский турбинный завод» и АО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского» закончено изготовление опытно-промышленного образца турбины полного потока и начаты его испытания. Важным вопросом, связанным с освоением геотермальных ресурсов, является освоение ресурсов низкопотенциальных вод, особенно в Центральных районах России, лишенных собственных топливно-энергетических ресурсов, а также использование водоносных горизонтов в качестве подземных теплоаккумуляторов. ВетроэнергетикаЗа последние несколько лет ветроэнергетика стала одним из важных направлений в освоении возобновляемых источников энергии. В настоящее время в мире установлено ветроагрегатов общей мощностью около 6000 МВт, в США — 2500 МВт. Осуществляются широкие программы строительства ВЭС в Дании, Германии, Голландии и Японии. Главнейшей задачей в ветроэнергетике является создание надежного и эффективного энергооборудования для ВЭС. В России ведется освоение головных ветроустановок (ВЭУ) единичной мощностью 250 и 1000 кВт. Первая из 22 ВЭУ Калмыцкой ВЭС мощностью по 1000 кВт — Радуга-1 — введена в работу в октябре 1995 г. Закончено изготовление и начат монтаж второй ВЭУ. В ноябре 1998 года итоги освоения установок «Радуга-1» рассмотрены на НТС РАО «ЕЭС России». Предприятия-изготовители ВЭУ (АО «Тушенский машиностроительный завод» АО «Электросила», и АО «Атоммаш») в случае решения финансовых вопросов могут в 1999 году поставить на площадку оборудование еще для 1-2 установок 1-й очереди Калмыцкой ВЭС в составе 9 установок общей мощностью 9000 кВт. На Воркутинской ВЭС с 1996 г. находятся в эксплуатации 6 ветроагрегатов мощностью по 200 и 250 кВт, однако монтаж остальных 4 установок, предусмотренных проектом ВЭС не ведется по тем же причинам. Из-за отсутствия инвестиционных средств не осуществляется строительство еще ряда ветроэлектростанций, по которым уже утверждено ТЭО. Это — Приморская ВЭС мощностью 30 МВт (Дальэнерго), Магаданская ВЭС мощностью 50 МВт и Морская ВЭС мощностью 30 МВт (Карелэнерго). В 1998 году в России введен в эксплуатацию ветряк (ветрогенератор) мощностью 600 кВт фирмы Wind World и АО «Янтарьэнерго» (совместный российско-датский проект), решается вопрос о строительстве ВЭС мощностью 5 МВт. Солнечная энергетикаВ области солнечной энергетики все работы, проводившиеся в прежние годы в электроэнергетике, практически прекращены. Строительство Кисловодской СЭС мощностью 1,5 МВт, цель которой — отработать технологии и заменить 3 городские котельные, не соответствующие экологическим требованиям города-курорта, прекращено в 1994 году из-за отсутствия средств. Микро-ГЭСВажнейшим направлением нетрадиционной энергетики является использование энергии малых водных потоков для сооружения малых и микро-ГЭС. В настоящее время в России работает около 300 малых ГЭС суммарной мощностью около 1000 МВт, однако гидропотенциал малых водных потоков России практически не используется (используется лишь 1% потенциальной мощности). В отрасли имеется программа развития малой гидроэнергетики до 2010 года, согласно которой намечалось ввести 800 МВт мощности. Сложившаяся 60-80-х годах тенденция в строительстве ГЭС ориентировалась на сооружение станций большой мощности. За этот период в стране количество малых ГЭС сократилось в десятки раз. Утраченное было производство гидроагрегатов малой мощности снова начинает возрождаться. К настоящему времени освоен выпуск большого числа гидроагрегатов на малые и средние напоры мощностью в десятки и сотни кВт. Однако на сегодня не освоено производство малых гидроагрегатов, рассчитанных на работу с малым (2-5 м) напором и большим потоком воды, что как нельзя лучше соответствовало бы условиям большинства рек Центральной России и других регионов. В настоящее время проектирование и строительство малых ГЭС ведется на Северном Кавказе (ГЭС «Голубые озера», ГЭС-3 на канале Баксан-Малка, Усть-Джегутинская МГЭС, Гергебельская МГЭС), Урале (МГЭС в совхозе «Татауровский»), Сибири (МГЭС на реке Тоора-Хем), Дальнем Востоке (МГЭС на р. Быстрой, каскад Толмачевских МГЭС), Калининградской (Правдинская ГЭС) и Кировской областях. www.gigavat.com Геотермальные источники: доля России - менее 1% от мировой выработки - Портал-Энерго.ruМинистерство Энергетики США регулярно выделяет гранты на проведение исследований в области альтернативной энергетики. Гранты выделяются на проекты, которые в ближайшее время не могут быть объектом инвестиций со стороны бизнеса. Одно из таких направлений - исследования в области использования тепла Земли для экологически чистого получения энергии. Довольно интересный доклад был представлен Массачусетским технологическим институтом. В результате проведенных исследований и оценок было установлено, что потенциал геотермальной энергии США в 2000 раз превышает всю потребность страны в энергии. Глубина залегания перспективных для использования горячих пластов всего несколько километров, что вполне достижимо для современных технологий. При этом не полностью использованы возможности получения энергии из источников на поверхности и горячих источиков малой глубины залегания. Варианты построения геотермальных станцийПервый и самый простой: получение горячей воды из геотермальных источников. Некоторые горячие источники имеют выход непосредственно на поверхность Земли. Так называемая долина гейзеров на Камчатке - яркий тому пример. Вода из под земли вырывается под давлением с температурой близкой к точке кипения. Построение тепловой станции на таких источниках не представляет технической проблемы и в ряде стран уже давно реализовано. Второй способ связан с поиском залегания глубоких водных пластов. На значительной глубине вода имеет высокую температуру и находится под огромным давлением. Получаемая перегретая вода наиболее интересна с точки зрения получения не только тепловой, но и электрической энергии. Основная сложность при получении энергии из таких источников заключается в том, что добываемую воду необходимо закачивать обратно. Вода сильно минерализована, содержит значительное количество вредных примесей и не может сбрасываться на поверхность. Третий способ - нагрев воды в раскаленных каменных породах. В этом варианте вода закачивается в разлом, пропускается внутри горячего слоя и подается на поверхность через вторую скважину. Этот искусственный "гейзер" весьма продуктивен и может быть реализован практически на любой территории. Сложности с точным геологическим прогнозом для размещения электростанций в настоящее время вполне разрешимы. Ученые для прогнозов используют данные, получаемые при анализе распространения сейсмических колебаний при многочисленных землетрясениях. Получение энергии из геотермальных источников очень перспективно. Энергетические установки имеют постоянную нагрузку, не зависящую от силы ветра или погодных условий. Это экологически чистое производство энергии. Мировой опыт геотермальной выработкиВ настоящее время геотермальная энергетика в мире весьма распространена. Общая мощность геотермальных электростанций по всему миру - 10500 МВт. Это почти в 2 раза больше, чем мощность Саяно-Шушинской ГЭС до аварии. Крупнейший производитель геотермальной энергии - США. Общая мощность геотермальных источников 3000 МВт, к 2015 году планируется ввод в эксплуатацию еще 4400 МВт мощностей на геотермальных станциях. Основные регионы размещения станций - районы Сан-Франциско, Калифорнии, Невада. В Исландии ( 570 МВт) и на Филиппинах (1930 МВт) более 25% энергии производится из геотермальных источников. В Мексике, Кении, Италии, Израиле действуют геотермальные электростанции с установленной мощностью от 600 до 800 МВТ в каждой из стран. Соимость капиталовложений в 1 кВт генерирующей мощности составляет от 1150 до 3000 долларов, что вполне приемлемо, поскольку стоимость вложений в гидроэнергетике до 5000 долларов на 1 кВт, в атомной около 4000 долларов. Стоимость прибыльной генерации от 3 до 5 центов за 1 киловатт час. Геотермальная энергетика в РоссииРоссия весьма богата геотермальными источниками и запасами геотермальной энергии. По оценкам специалистов, запасы энергии доступных для освоения геотермалльных источников в 10-15 раз превышают запасы органического топлива. Огромные запасы горячих вод сосредоточены в Западной Сибири. В этом районе находится подземное море горячей воды площадью 3 млн кв. м. с температурой воды 70-90 градусов. 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. Оцененный потенциал геотермальных ТЭЦ на Камчатке составляет 1000 МВт. Практически все российские геотермальные электростанции сосредоточены на Камчатке и на Курилах. Общая мощность четырех электростанций 80МВт. Имеются данные о реализации геотермальных установок для получения тепловой энергии для отопления зданий в ряде регионов России. Геотермальные источники на Северном Кавказе имеют глубину залегания от 300 до 5000 м. Температура воды из этих источников от 70 до 120 градусов. Тепло от источников используется для теплоснабжения и горячего водоснабжения в быту, сельском хозяйстве, промышленности. Как видно из приведенных данных, потенциал использования геотермальных источников малой глубины залегания в России явно не использован. Автор: Коваль Сергей Петрович portal-energo.ru источников является достаточно перспективным направлением.Россия Геотермальная энергия,альтернативная энергия Последние рогнозы 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. Геотермальная энергия,альтернативная энергия
xn--80adxqwa5e.xn--p1ai Состояние и перспективы развития геотермальной энергетики в РоссииСостояние и перспективы развития геотермальной энергетики в России. Модульные геотермальные станции теплоснабжения (ГТС) и электростанции (ГеоТЭС).Геотермальная энергетикаГеотермальная энергия уже на период 2000 г. конкурентоспособна с традиционными источниками энергии. Геотермальная установка мощностью 1 МВт позволяет сэкономить 3000 т у.т. в год. В России значительные запасы парогидротерм, которые при современном уровне технологии могут быть рентабельно использованы для выработки электроэнергии, расположены на Курильских островах и Камчатке. Общая мощность ГеоТЭС в этом районе может составить 1000 МВт. Отсепарированные из скважины вода и конденсат могут быть использованы для теплоснабжения. В 2000г. на Камчатке завершено строительство Верхне-Мутновской ГеоТЭС из трех модулей по 4 МВт каждый. Принципиальная схема одноконтурной ГеоТЭС показана на рис.1. Ведется строительство первой очереди Мутновской ГеоТЭС (четыре унифицированных блока по 25 МВт). Все оборудование изготавливается в модульном исполнении полной заводской готовности (разработка и поставка оборудования - ОАО «Калужский турбинный завод»). В 2001г. на этой электростанции введен первый энергоблок.  Рис.1. Схема ГеоТЭС Намечена реконструкция Паужетской ГеоТЭС с полной заменой существующего оборудования путем установки 3 модулей по 6 МВт ОАО «Калужский турбинный завод». На о. Итуруп (Курильские острова) предполагается строительство Океанской ГеоТЭС мощностью 30 МВт. На Менделеевском участке о. Кунашир в 1993 г. испытана комплектная геотермальная установка мощностью 500 кВт ОАО «Калужский турбинный завод». В табл.1 и 2 приведены основные технические характеристики геотермальных станций теплоснабжения и ГеоТЭС. В РАО «ЕЭС России» проводились работы по созданию ГеоТЭС на гидротермальных месторождениях по 2-контурной схеме с низкокипящим теплоносителем на Каясулинском месторождении в Ставропольском крае. Геотермальное теплоснабжение, применяемое в Дагестане, Краснодарском крае и на Камчатке, дает экономию более 400 тыс. т у.т. в год. Перспективными месторождениями являются Паратунское на Камчатке, Казьминское в Ставропольском крае, Кизлярское и Махачкалинское в Дагестане, Мостовское и Вознесенское в Краснодарском крае, в Чеченской Республике. В России разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом скважин свыше 300 тыс. м3 в сутки. Это видно из табл.3. Здесь же приводится и возможная экономия топлива за счет использования энергетического потенциала термальных вод. Таблица 1 Модульные геотермальные станции теплоснабжения (ГТС)(основные технические характеристики)
Таблица 2 Модульные геотермальные электростанции (ГеоТЭС)(основные технические характеристики)
Таблица 3 Запасы геотермального тепла и возможнаяэкономия топлива за счет его использования
На 2000г. экономический потенциал геотермальных источников России оценивается в 3450 ПДж/год. Использование хотя бы 5% этого потенциала позволяет ежегодно вводить 500 МВт электрической мощности. Это в особенности актуально для регионов страны, производственно-хозяйственная деятельность которых основана на привозном органическом топливе и эффективность которой может быть значительно повышена за счет вовлечения в хозяйственную деятельность собственных энергоресурсов геотермальных источников теплоты. При этом целесообразно также использование технологий с вовлечением низкокипящих рабочих тел при выработке энергии на низкопотенциальных энергоносителях по хладоновому циклу Института теплофизики СО РАН. Используемые для этого фрионы (хладоны - R11, R12, R21, а также R123) имеют потенциал истощения озонового слоя ODP=0,02...0,04, разрешены Монреальской конференцией и Киотским протоколом, а экономичность водофрионовых агрегатов на 2...3% выше пароводяных. При сроках строительства ГеоТЭС по указанной технологии 2 года, норме дисконта 8% в год и 7% банковской ставке на капитал расчетный срок окупаемости составляет 4...5 лет. При отпускной цене на электроэнергию 15 центов/кВтч и сроке службы 30 лет чистый дисконтированный доход для ГеоТЭС мощностью 1,5 МВт составит 4045 тыс. долл. Удельные капиталовложения (район Северо-Востока России) при этом составит 1916 долл./кВт. С помощью хладоновых энергетических установок могут быть также реализованы низкопотенциальные вторичные энергоресурсы (ВЭР) промышленных предприятий для выработки электроэнергии. Такие отрасли, как нефтепереработка, химия, черная металлургия, будучи наиболее энергоемкими отраслями промышленности, являются в то же время и крупными источниками сбросного тепла, эквивалентного примерно 100...150 млн т у.т. в год. Энергосбережение за счет указанной технологии позволяет сэкономить около 30% потребляемой этими производствами энергии, а каждый процент экономии энергоресурсов дает прирост национального дохода 0,35...0,4%. Другие статьи по данной теме: www.gigavat.com 3.5 Геотермальная энергия. Альтернативные источники энергии и возможность их использования в РоссииПохожие главы из других работ:Альтернативная энергетика 4. геотермальная энергетикаТепловые и электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле) Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта по средством... Альтернативные источники энергии 3.3 Геотермальная энергияЭнергетика земли (геотермальная энергетика) базируется на использовании природной теплоты Земли. Недра Земли таят в себе колоссальный, практически неисчерпаемый источник энергии. Так, например... Альтернативные источники энергии и возможности их применения в России 1.1 Геотермальная энергия (тепло земли)Геотермальная энергия - в дословном переводе значит: земли тепловая энергия. Объём Земли составляет примерно 1085 млрд.куб.км и весь он, за исключением тонкого слоя земной коры , имеет очень высокую температуру... Альтернативные источники энергии и возможность их использования в России 3.5 Геотермальная энергияЭнергетика земли (геотермальная энергетика) базируется на использовании природной теплоты Земли. Недра Земли таят в себе колоссальный, практически неисчерпаемый источник энергии. Так, например... Альтернативные источники энергии и возможность их использования в России 3.4 Геотермальная энергияЭнергетика земли (геотермальная энергетика) базируется на использовании природной теплоты Земли. Недра Земли таят в себе колоссальный, практически неисчерпаемый источник энергии. Так, например... Виды альтернативных источников энергии 1.2 Геотермальная энергияГеотермальная энергия - это энергия тепла, которое выделяется из внутренних зон Земли на протяжении сотен миллионов лет. По данным геолого-геофизических исследований, температура в ядре Земли достигает 3 000-6 000 °С... Возобновляемые источники энергии 1. Геотермальная энергияГоворя просто геотермальная энергия -- это энергия внутренних областей Земли. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри планеты. Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия... Возобновляемые источники энергии. Расчет, виды и задачи геотермальной электростанции 3.1 ЧТО ТАКОЕ ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯК настоящему времени уже не новость, что наша планета содержит в себе запасы тепла во внутренних толщах коры. Как и многие другие источники энергии геотермальная энергия является “чистой” энергией... Геотермальная энергия и ее применение Геотермальная энергия и ее применениеЯвные проявления колоссальной энергии тепла Земли наблюдаются в виде землетрясений и извержений вулканов, вызывающих огромные разрушения, в сотни и даже тысячи раз превосходящие разрушения от взрыва атомной бомбы... Геотермальные электростанции 1. Геотермальная энергия... Источники энергии - история и современность 1.5 Энергия химических соединений (энергия пороха)"Одну часть угля, одну часть серы и шесть частей селитры мелко растолочь и развести льняным или лавровым маслом, затем положить в трубу и зажечь... Нетрадиционные источники энергии Геотермальная энергияГеотермальная энергетика - направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии... Обзор современного состояния энергоресурсов человечества 2. Геотермальная энергияЭнергетика земли - геотермальная энергетика базируется на использовании природной теплоты Земли. Верхняя часть земной коры имеет термический градиент, равный 20-30 °С в расчете на 1 км глубины, и, количество теплоты... Солнечная и геотермальная энергетика Геотермальная энергетикаПод геотермальной энергией понимают физическое тепло глубинных слоев земли, имеющих температуру, превышающую температуру воздуха на поверхности... Энергия Геотермальная энергияЗемля, эта маленькая зеленая планета,-наш общий дом, из которого мы пока не можем, да и не хотим, ухо-дить. По сравнению с мириадами других планет Земля действительно невелика: большая ее часть покрыта уют-ной и живительной зеленью... fis.bobrodobro.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
^ Большинство геотермальных районов содержат воду умеренных температур (ниже 200 0С). На электростанциях с бинарным циклом производства эта вода используется для получения энергии. Горячая геотермальные вода и вторая, дополнительная жидкость с более низкой точкой кипения, чем у воды, пропускаются через теплообменник. Тепло геотермальной воды выпаривает вторую жидкость, пары которой приводят в действие турбины. Так как это замкнутая система, выбросы в атмосферу практически отсутствуют. Воды умеренной температуры являются наиболее распространенным геотермальным ресурсом, поэтому большинство геотермальных электростанций будущего будут работать на этом принципе.
