Текст Геос. Геотермальные электростанции
 Скачать 48 Kb.
|
|
1 Презентация на тему: «Геотермальные электростанции» 2 Геотерма́льная электроста́нция вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников (например, гейзеров). 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 для обогрева домов и зданий, так и для производства электроэнергии. Термальные регионы имеются во многих частях мира. 3 Геотермальные электростанции - источники геотермальной энергии. 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. 4 Устройство ГеоЭС 5 Геотермальные электростанции - принципы работы в настоящее время существует три схемы производства электроэнергии с использованием гидротермальных ресурсов: 1. Прямая с использованием сухого пара. 2. Непрямая с использованием водяного пара 3. Смешанная схема производства (бинарный цикл). 6 Геотермальные электростанции, работающие на сухом пару Пар поступает непосредственно в турбину, которая питает генератор, производящий электроэнергию. Использование пара позволяет отказаться от сжигания ископаемого 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. 7 Геотермальные электростанции на парогидротермах 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. 8 Геотермальные электростанции с бинарным циклом производства электроэнергии 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. 9 Верхне-Мутновская ГеоЭС Геотермальная электростанция на склонах вулкана Мутновский в юго-восточной части полуострова Камчатка. Мощность станции составляет на конец 2010 года 12 МВт. Была введена в эксплуатацию в декабре 1999 года. На том же Мутновском месторождении термальных вод расположена более мощная Мутновская ГеоЭС с установленной мощностью на конец 2010 года 50 МВт. Геотермальные электростанции обеспечивают до 30 % энергопотребления центрального Камчатского энергоузла. Это позволяет значительно ослабить зависимость полуострова от дорогостоящего привозного мазута. ГеоЭС находится в собственности ОАО «Геотерм» с 2007 года. 10 Необходимость использования геотермальной энергии в современном мире обусловлена: истощением запасов органического топлива истощением запасов органического топлива Зависимостью большинства развитых стран от импорта органического топлива (в основном импорта нефти и газа) Зависимостью большинства развитых стран от импорта органического топлива (в основном импорта нефти и газа) существенным отрицательным влиянием топливной и ядерной энергетики на экологию. существенным отрицательным влиянием топливной и ядерной энергетики на экологию. 11 Достоинства геотермальной энергии 1. Обеспечение устойчивого тепло- и электроснабжения населения в тех зонах нашей планеты, где централизованное энергоснабжение отсутствует или обходится слишком дорого (например, в России на Камчатке, в районах Крайнего Севера и т.п.). 2. Обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения в зонах неустойчивого централизованного энергоснабжения из-за дефицита электроэнергии в энергосистемах, предотвращение ущерба от аварийных и ограничительных отключений и т.п. 3. Снижение вредных выбросов от энергоустановок в отдельных регионах со сложной экологической обстановкой. 4. Практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. 12 Сложности, связанные с эксплуатацией геотермальной энергии: 1. Необходимость обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт. 2. Высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие в воде токсичных соединений и металлов, что в большинстве случаев исключает возможность сброса этих вод в расположенные на поверхности природные водные системы. 3. Затраты на бурение скважин и обратную закачку отработанной геотермальной воды, а также на создание коррозийно-стойкого теплотехнического оборудования. 13 Будущее геотермального электричества. Резервуары с паром и горячей водой являются лишь малой частью геотермальных ресурсов. Земная магма и сухая твердая порода обеспечат дешевой, чистой практически неиссякаемой энергией, как только будут разработаны соответствующие технологии по их утилизации. До тех пор, самыми распространенными производителями геотермальной электроэнергии будут электростанции с бинарным циклом. Чтобы геотермальное электричество стало ключевым элементом энергетической инфраструктуры, необходимо разработать методы по уменьшению стоимости его получения. Уроки, извлеченные из опыта Исландии Из накопленного Исландией опыта можно вычленить следующие рекомендации нынешним и будущим деятелям «новой энергетики», касающиеся преодоления барьеров при переходе к возобновляемым источникам энергии: На начальных этапах перехода необходимо добиться консенсуса и сотрудничества между органами местного самоуправления, правительством и общественностью. В Исландии благодаря этому диалогу установилась доверительная и конструктивная атмосфера, необходимая для преодоления вышеупомянутых барьеров. Ключом к успеху является расширение прав и возможностей местных общин и вовлечение в процесс широких слоев населения. Уровень взаимодействия местных органов самоуправления с предпринимателями-новаторами и перенятые у них методы позволили претворить в жизнь и доказать ценность как геотермальной, так и гидроэнергетической концепции. Позитивная нормативно-правовая база, а также политика стимулирования и благоприятствования, проводимая государством, ускоряет процессы перехода. Исландский фонд финансовых рисков при бурении ускорил темпы перехода за счет снижения уровня риска местных органов самоуправления при реализации геотермальных проектов. Очень важно долгосрочное планирование развития возобновляемой энергетики — так же, как и в случае с развитием промышленности. На дальнейших этапах развития энергетики Исландии встал вопрос о том, какая часть природных ресурсов страны подлежит использованию в рамках энергетических проектов. В связи было начато создание генерального плана с участием всех заинтересованных сторон. Большое влияние может оказать демонстрация каждого шага на пути к успеху. Общественность принимает участие лишь в понятных и желанных переходных процессах. В Исландии те населенные пункты, в которых было обеспечено бесперебойное использование горячих геотермальных вод, стали образцами, на которые ориентируются остальные. Кроме того, политики часто прибегают к демонстрации фотографий столичной зоны в формате «до и после» — для привлечения внимания избирателей к тому обстоятельству, что результатом использования геотермальных ресурсов вместо ископаемых видов топлива стал более чистый воздух. |