Geotermální elektrárny: výhody a nevýhody. Geotermální elektrárny v Rusku

28. 4. 2019

Zdroje naší planety nejsou nekonečné. Používání přírodních uhlovodíků jako hlavního zdroje energie, lidstvo riskuje v jednom okamžiku, aby zjistilo, že jsou vyčerpány a přišli do globální krize spotřeby obvyklého zboží. 20. století bylo období velkých směn v oblasti energetiky. Vědci a ekonomové v různých zemích vážně uvažují o nových způsobech získávání a obnovitelných zdrojů elektrické energie a tepla. Největší pokrok se dosáhl v oblasti jaderného výzkumu, objevily se však zajímavé myšlenky týkající se přínosného využití dalších přírodních jevů. Vědci již dlouho věděli, že naše planeta je uvnitř horká. Geotermální elektrárny byly vytvořeny, aby těžit z hlubokého tepla. Na světě ještě není mnoho, ale možná to bude časem. Jaké jsou jejich vyhlídky, jsou nebezpečné a můžeme počítat s vysokým podílem elektráren s plynovou turbínou na celkovém množství vyrobené energie?

geotermální elektrárny

První kroky

V odvážném hledání nových zdrojů energie vědci zvažovali mnoho možností. Studoval možnost zvládnutí energie přílivu a odlivu oceánů, transformace slunečního světla. Vzpomínka a ročník větrné mlýny, poskytovat je namísto kamenných mlýnských generátorů. Velmi zajímavé jsou geotermální elektrárny, které mohou generovat energii z tepla spodní horké vrstvy zemské kůry.

V polovině šedesátých let se SSSR neuskutečnil nedostatek zdrojů, avšak napájení národního hospodářství zbylo hodně žádoucí. Důvod pro nevyřízené průmyslové rozvinutých zemích v této oblasti nebyl nedostatek uhlí, ropy nebo topného oleje. Obrovské vzdálenosti od Brestu až po Sakhalin způsobily, že bylo obtížné přinést energii, bylo to velmi drahé. Sovětští vědci a inženýři nabídli nejdůležitější řešení tohoto problému a některé z nich se zrodily.

geotermální elektrárny v Rusku

První sovětský

V roce 1966 zahájila v Kamchatce geotermální elektrárna Pauzhetskaya. Jeho kapacita byla poměrně skromná, 5 megawattů, ale to bylo dost dostatečné k zásobování blízkých osad (osady Ozernovsky, Shumny, Pauzhetki, vesnice okresu Ust-Bolsheretsky) a průmyslových podniků, především rybářských závodů. Stanice byla experimentální a dnes můžeme bezpečně říci, že zkušenost byla úspěšná. Sopky Kambalny a Koshelev se používají jako zdroje tepla. Převedení bylo provedeno dvěma turbogeneračními instalacemi, zpočátku 2,5 MW. Po čtvrtstoletí byla instalovaná kapacita zvýšena na 11 MW. Staré zařízení zcela vyčerpalo svůj zdroj teprve v roce 2009, po němž byla provedena kompletní rekonstrukce včetně pokládání dodatečných potrubí chladiva. Zkušenosti s úspěšnou obsluhou vedly energetické inženýry k vybudování dalších geotermálních elektráren. Dnes je v Rusku pět.

principu fungování geotermální elektrárny

Jak to funguje

Výchozí: v hlubinách zemské kůry je teplo. Musí být přeměněn na energii, například na elektrickou energii. Jak to udělat? Princip fungování geotermální elektrárny je velmi jednoduchý. Podzemní voda je čerpána přes speciální studna nazývanou vstup nebo injekce (v angličtině injekce, tj. "Injekce"). K určení vhodné hloubky je nutný geologický průzkum. V blízkosti vrstev vyhřívaných magmatou by nakonec měl vzniknout podzemní bazén, který hraje roli výměníku tepla. Voda je silně zahřátá a přeměněna na páru, která je přiváděna do další lopatky turbíny spojené s osou generátoru přes jinou jímku (pracovní nebo výrobní). Na první pohled všechno vypadá velmi jednoduše, ale v praxi jsou geotermální elektrárny mnohem složitější a mají různé konstrukční prvky kvůli provozním problémům.

geotermální elektrárny klady a zápory

Výhody geotermální energie

Tato metoda získávání energie má nepopiratelné výhody. Za prvé, geotermální elektrárny nevyžadují pohonné hmoty, jejichž zásoby jsou omezené. Za druhé, provozní náklady se snižují na náklady technicky regulované práce na plánované výměně součástí a údržbě procesu. Doba návratnosti investice je několik let. Za třetí, takové stanice mohou být považovány za šetrné k životnímu prostředí. V tomto bodě existují ostré body, ale o nich později. Za čtvrté, dodatečná energie pro technologické potřeby není zapotřebí, čerpadla a další energetické přijímače jsou napájeny z vytěžených zdrojů. Za páté, instalace kromě práce na zamýšlený účel může způsobit odsolení vody Světového oceánu, na jehož břehu jsou obvykle stavěny geotermální elektrárny. Kladné a nevýhody jsou však v tomto případě přítomny.

výhody a nevýhody geotermálních elektráren

Nevýhody

Fotografie vypadají nádherně. Kryty a instalace jsou estetické, nad nimi nevyšrává žádná černá kouř, jen bílá pára. Nicméně, ne všechno je tak krásné, jak se zdá. Pokud se geotermální elektrárny nacházejí v blízkosti osad, obyvatelé čtvrti jsou zneklidněni hlukem, který produkují podniky. Ale toto je jen viditelná (nebo spíše slyšitelná) část problému. Při vrtání hlubokých vrtů nelze nikdy předvídat, co přesně z nich přijde. Může to být toxický plyn, minerální voda (ne vždy léčivá) nebo dokonce olej. Samozřejmě, pokud geologové narazí na vrstvu minerálů, pak je to dokonce dobré, ale takový objev může zcela změnit obvyklý způsob života místních obyvatel, a proto regionální autority udělují povolení provádět i výzkumné práce extrémně neochotně. Obecně je poměrně obtížné zvolit místo pro elektrárnu s plynovou turbínou, protože v důsledku její činnosti může dojít k selhání země. Podmínky uvnitř zemské kůry se mění a pokud zdroj tepla ztratí svůj tepelný potenciál v průběhu času, náklady na výstavbu budou marné.

Mutnovská geotermální elektrárna

Jak si vybrat místo

Navzdory četným rizikům se v různých zemích staví geotermální elektrárny. Výhody a nevýhody jakékoli metody získávání energie. Otázkou je, kolik dalších zdrojů jsou k dispozici. Koneckonců, energetická nezávislost je jedním ze základů státní suverenity. Země nemusí mít minerální zásoby, ale má mnoho sopky, například Island.

Je třeba mít na paměti, že přítomnost geologicky aktivních zón je nepostradatelným předpokladem pro rozvoj geotermálního průmyslu. Při rozhodování o výstavbě takového zařízení je však třeba vzít v úvahu bezpečnostní otázky, a proto se geotermální elektrárny zpravidla nestávají v hustě osídlených oblastech.

Dalším důležitým bodem je dostupnost podmínek pro chlazení pracovní tekutiny (voda). Oceán nebo mořské pobřeží je docela vhodné jako místo pro GTES.

Geotermální elektrárna Pauzhetskaya

Kamčatka

Rusko je bohaté na všechny druhy přírodních zdrojů, ale to neznamená, že není potřeba péče o ně. Geotermální elektrárny se v Rusku budují a stále více a více aktivně v posledních desetiletích. Částečně zajišťují potřebu dodávek energie ve vzdálených oblastech Kamčatky a Kuriles. Kromě již zmíněného Pauzhetskaya GTPP byl v Kamčatce uveden do provozu 12-megawattový Verkhne-Mutnovskaya GTPP (1999). Mnohem silnější je jeho geotermální elektrárna Mutnovskaya (80 MW), která se nachází v blízkosti stejné sopky. Společně poskytují více než třetinu množství energie spotřebované v regionu.

Kuriles

Sachalinský region je také vhodný pro výstavbu podniků produkujících geotermální energii. Jsou to dva z nich: GTPP Mendeleevskaya a Okeanskaya.

Mendeleev GTES je navržen tak, aby řešil problém napájení Kunashir Island, kde městská vesnice Yuzhno-Kurilsk. Stanice dostala své jméno na počest velkého ruského chemikáka: toto je název ostrovní sopky. Stavba byla zahájena v roce 1993, po devíti letech byla společnost zadána do provozu. Původně kapacita činila 1,8 MW, ale po aktualizaci a spuštění dalších dvou řádků dosáhla pět.

Na Kurilských ostrovech, na ostrově Iturup, ve stejném roce 1993, byl instalován další generátor, nazvaný "Oceanic". Získala v roce 2006, o rok později dosáhla projektové kapacity 2,5 MW.

geotermální elektrárny ve světě

Světové zkušenosti

Rusové vědci a inženýři se stali průkopníky v mnoha průmyslových odvětvích aplikovaná věda ale geotermální elektrárny jsou stále vynalezeny v zahraničí. První GTES na světě (250 kW) byl italský, zahájil svou práci v roce 1904, turbína byla otočena parou pocházející z přírodního zdroje. Před tímto obdobím se podobné jevy používaly pouze pro terapeutické a léčebné účely.

V současné době se pozice Ruska ve využívání geotermálního tepla také nedá nazvat pokročilejší: zanedbatelné procento vyrobené elektřiny v zemi představuje pět stanic. Tyto alternativní zdroje mají pro filipínskou ekonomiku největší význam: představují jeden kilowatt z každých pět vyrobených v zemi. Jiné země, včetně Mexika, Indonésie a Spojených států, pokročily.

geotermální elektrárny ve světě

V CIS

Úroveň vývoje geotermální energie je do značné míry ovlivněna technologickým "pokrokem" země, ale vědomím jejího vedení o naléhavé potřebě alternativních zdrojů. Existuje samozřejmě "know-how" týkající se způsobů nakládání s měřítkem tepelných výměníků, metod pro řízení generátorů a dalších elektrických částí systému, ale celá metodika je již dlouho známa odborníkům. Mnoho post-sovětských republik se v posledních letech projevilo velkým zájmem o výstavbu geotermální elektrárny. Tádžikistán zkoumá oblasti, které jsou geotermálním bohatstvím země, výstavba 25 megawattové stanice "Jermampyur" v Arménii (oblast Syunik) probíhá a příslušný výzkum probíhá v Kazachstánu. Horké prameny oblasti Brestu se staly předmětem zájmu bieloruských geologů: začali zkušební vrtání dvoukilometrového vrtu Vychulkovské. Obecně platí, že existuje pravděpodobnost budoucnosti pro geoenergii.

Teplo Země by se však mělo zacházet opatrně. Tento přírodní zdroj je také omezen.