Centrala geotermală ( GeoPP sau GeoTPP ) este un tip de centrală electrică care generează energie electrică din energia termică a surselor subterane (de exemplu, gheizere ).
Energia geotermală este energia derivată din căldura naturală a pământului. Această căldură poate fi realizată cu ajutorul puțurilor. Temperatura din puț crește în medie cu 1 °C la fiecare 36 de metri. Această căldură este furnizată la suprafață sub formă de abur sau apă fierbinte. O astfel de căldură poate fi folosită atât direct pentru încălzirea caselor și clădirilor, cât și pentru producerea de energie electrică. Regiunile termice există în multe părți ale lumii.
Potrivit diferitelor estimări, temperatura în centrul Pământului este de cel puțin 6650 °C. Rata de răcire a Pământului este aproximativ egală cu 300-350 ° C per miliard de ani. Fluxul de căldură care curge din intestinele Pământului prin suprafața sa este de 47 ± 2 TW de căldură (400 mii TWh pe an - de 17 ori mai mult decât generarea energiei întregii lumi), iar puterea termică generată de Pământ datorită dezintegrarea radioactivă a uraniului, toriului și potasiului-40, este estimată aproximativ la 13–61 TW [1] . Zonele din centrul plăcilor continentale sunt cel mai bun loc pentru a construi centrale geotermale deoarece crusta din astfel de zone este mult mai subțire.
Cea mai mare centrală geotermală este Olkaria IV (Olkaria IV) din Kenya ( parcul Hell's Gate ) cu o capacitate de 140 MW [2] .
Există mai multe modalități de a obține energie la GeoTPP:
În 1817, contele François de Larderel a dezvoltat o tehnologie de colectare a aburului din surse geotermale naturale. În secolul al XX-lea, cererea de energie electrică a dus la apariția proiectelor de creare a centralelor electrice care utilizează căldura internă a Pământului . Persoana care a testat primul generator geotermal a fost Piero Ginori Conti . S-a întâmplat pe 4 iulie 1904 în orașul italian Larderello . Generatorul a reușit să aprindă cu succes patru becuri electrice. [3] Ulterior, în 1911, în aceeași localitate a fost construită prima centrală geotermală din lume și este încă în funcțiune. În anii 1920, generatoarele experimentale au fost construite în Beppu ( Japonia ) și gheizere din California , dar Italia a fost singurul producător industrial de energie electrică geotermală din lume până în 1958 .
În 1958, când centrala electrică Wairakei a intrat în funcțiune , Noua Zeelandă a devenit al doilea mare producător industrial de energie electrică geotermală. Wairakei a fost prima stație de tip indirect. [4] În 1960, Pacific Gas and Electric a început să opereze prima centrală geotermală de succes din SUA , la gheizerele din California . [5] [6] Prima centrală geotermală de tip binar a fost demonstrată pentru prima dată în 1967 în Uniunea Sovietică , iar apoi introdusă în Statele Unite în 1981 , [5] în urma crizei energetice din anii 1970 și a unor schimbări majore în politica de reglementare. Această tehnologie face posibilă utilizarea unei temperaturi mult mai scăzute pentru generarea de energie electrică decât înainte. În 2006, China Hot Springs , Alaska , a lansat o instalație cu ciclu binar care produce energie electrică cu o temperatură scăzută record a lichidului de 57 °C. [7] Până de curând, centralele geotermale erau construite exclusiv acolo unde existau surse geotermale de înaltă temperatură în apropierea suprafeței. Apariția centralelor electrice cu ciclu binar și îmbunătățirile în tehnologia de foraj și producție pot facilita apariția centralelor geotermale pe o gamă geografică mult mai largă. Centralele electrice demonstrative sunt situate în orașul german Landau in der Pfalz și în orașul francez Soultz-sous-Foret , în timp ce lucrările anterioare din Basel , Elveția , au fost oprite după ce au provocat cutremure . Alte proiecte demonstrative sunt în curs de dezvoltare în Australia, Regatul Unit și Statele Unite ale Americii. [opt]
Eficiența termică a centralelor geotermale este scăzută, aproximativ 7–10%, [9] deoarece fluidele geotermale au o temperatură mai scăzută decât aburul de la cazane. Conform legilor termodinamicii, această temperatură scăzută limitează eficiența motoarelor termice în extragerea energiei utilizabile pentru a genera electricitate. Căldura reziduală este risipită, cu excepția cazului în care poate fi utilizată direct, cum ar fi în sere sau în termoficare . Eficiența sistemului nu afectează costurile de operare, așa cum ar fi pentru o uzină pe cărbune sau alte fabrici de combustibili fosili, dar este un factor în viabilitatea instalației. Pentru a produce mai multă energie decât consumă pompele, sunt necesare surse geotermale de înaltă temperatură și cicluri termice specializate pentru a genera electricitate. Deoarece energia geotermală este constantă în timp, spre deosebire, de exemplu, de energia eoliană sau solară , factorul său de putere poate fi destul de mare - până la 96%.
În URSS, prima centrală geotermală a fost construită în 1966 în Kamchatka , în valea râului Pauzhetka . Puterea sa este de 12 MW .
La 29 decembrie 1999, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP a fost pus în funcțiune la zăcământul de apă termală Mutnovsky cu o capacitate instalată de 12 MW (pentru 2004).
La 10 aprilie 2003, prima etapă a Mutnovskaya GeoPP a fost pusă în funcțiune , capacitatea instalată pentru 2007 este de 50 MW, capacitatea planificată a stației este de 80 MW, iar generarea în 2007 este de 360,687 milioane kWh. Stația este complet automatizată.
2002 - primul complex de start-up Mendeleevskaya GeoTPP cu o capacitate de 3,6 MW a fost pus în funcțiune ca parte a modulului de putere Tuman-2A și a infrastructurii stației.
2007 - punerea în funcțiune a Ocean GeoTPP , situat la poalele vulcanului Baransky de pe insula Iturup din regiunea Sakhalin, cu o capacitate de 2,5 MW. Numele acestei centrale electrice este asociat cu apropierea de Oceanul Pacific. În 2013, a avut loc un accident la stație; în 2015, stația a fost în cele din urmă închisă [10] .
Numele GeoPP | Capacitate instalată la sfârșitul anului 2010, MW | Generare în 2010, milioane kWh | Anul introducerii primului bloc | Anul intrării ultimului bloc | Proprietar | Locație |
---|---|---|---|---|---|---|
Mutnovskaia | 50,0 | 360,7 (2007) | 2003 | 2003 | PJSC Kamchatskenergo _ | regiunea Kamchatka |
Pauzhetskaya | 12.0 | 42.544 | 1966 | 2006 | PJSC Kamchatskenergo _ | regiunea Kamchatka |
Verkhne-Mutnovskaya | 12.0 | 63.01 (2006) | 1999 | 2000 | PJSC Kamchatskenergo _ | regiunea Kamchatka |
Mendeleievskaia | 3.6 | ? | 2002 | 2007 | CJSC Energia Yuzhno-Kurilskaya | despre. Kunashir |
Sumă | 77,6 | >466,3 |
Centralele geotermale moderne se caracterizează printr-un nivel moderat de emisii. Are o medie de 122 kg CO 2 pe megawat-oră de energie electrică, ceea ce este semnificativ mai mic decât emisiile generate de generarea de energie electrică folosind combustibili fosili [11] .
Pentru a preveni o super-erupție a calderei Yellowstone , care ar putea avea consecințe extrem de catastrofale pentru continentul nord-american , NASA a propus un proiect pentru o centrală geotermală care va prelua căldură dintr-o bulă de magmă situată sub calderă. Costurile de construcție a unei astfel de centrale geotermale sunt estimate la 3,5 miliarde de dolari SUA, dar costul energiei generate promite să fie foarte mic - 0,1 dolari pe kilowatt-oră .
Energie | |||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
structura pe produse si industrii | |||||||||||||||||||||||||||
Industria energetică : electricitate |
| ||||||||||||||||||||||||||
Furnizare de căldură : energie termică |
| ||||||||||||||||||||||||||
Industria combustibilului : combustibil |
| ||||||||||||||||||||||||||
Energie promițătoare : |
| ||||||||||||||||||||||||||
Portal: Energie |