Centrali geotermiche: vantaggi e svantaggi. Centrali geotermiche in Russia

Le risorse del nostro pianeta non sono infinite. Utilizzando gli idrocarburi naturali come principale fonte di energia, l'umanità rischia in un momento di scoprire di essersi esaurita e di avere una crisi globale nel consumo di beni consuetudinari. Il XX secolo fu un periodo di grandi cambiamenti nel campo dell'energia. Scienziati ed economisti di paesi diversi stanno seriamente pensando a nuovi modi di ottenere e fonti rinnovabili di elettricità e calore. I maggiori progressi sono stati compiuti nel campo della ricerca nucleare, ma sono emerse idee interessanti sull'uso benefico di altri fenomeni naturali. Gli scienziati sanno da tempo che il nostro pianeta è caldo dentro. Le centrali geotermiche sono state create per beneficiare del calore profondo. Non ce ne sono ancora molti nel mondo, ma forse diventeranno più nel tempo. Quali sono le loro prospettive, sono pericolosi e possiamo contare su una quota elevata di centrali a turbina a gas nella quantità totale di energia prodotta?

Primi passi

In un'audace ricerca di nuove fonti di energia, gli scienziati hanno preso in considerazione molte opzioni. Ha studiato la possibilità di dominare l'energia delle maree e dei riflussi degli oceani, la trasformazione della luce solare. Ricordato e vintage mulini a vento, fornendo loro invece dei generatori di macine in pietra. Di grande interesse sono le centrali geotermiche che possono generare energia dal calore degli strati caldi più bassi della crosta terrestre.

A metà degli anni Sessanta, l'Unione Sovietica non ebbe carenza di risorse, ma l'approvvigionamento energetico dell'economia nazionale lasciò tuttavia molto a desiderare. La ragione per l'arretrato di industriale paesi sviluppati in questa zona non c'era carenza di carbone, petrolio o olio combustibile. Le enormi distanze da Brest a Sakhalin hanno reso difficile la fornitura di energia, è diventato molto costoso. Scienziati e scienziati sovietici hanno offerto le soluzioni più audaci a questo problema, e alcuni di loro hanno preso vita.

Il primo sovietico

Nel 1966, la centrale geotermica di Pauzhetskaya iniziò a funzionare in Kamchatka. La sua capacità era una cifra piuttosto modesta di 5 megawatt, ma questo era abbastanza per rifornire gli insediamenti vicini (insediamenti di Ozernovsky, Shumny, Pauzhetki, villaggi del distretto di Ust-Bolsheretsky) e imprese industriali, principalmente conserve di pesce. La stazione era sperimentale e oggi possiamo tranquillamente dire che l'esperienza è stata un successo. I vulcani Kambalny e Koshelev sono usati come fonti di calore. La conversione è stata eseguita da due installazioni di tipo turbogeneratore, inizialmente da 2,5 MW ciascuna. Dopo un quarto di secolo, la capacità installata è stata portata a 11 MW. La vecchia attrezzatura ha esaurito completamente la sua risorsa solo nel 2009, dopo di che è stata effettuata una ricostruzione completa, compresa la posa di ulteriori tubazioni di refrigerante. L'esperienza di un'operazione di successo ha spinto i tecnici di potenza a costruire altre centrali geotermiche. Ce ne sono cinque in Russia oggi.

Come funziona

Linea di base: c'è calore nelle profondità della crosta terrestre. Deve essere convertito in energia, ad esempio, elettrica. Come fare questo? Il principio di funzionamento di una centrale geotermica è abbastanza semplice. Sotto terra, l'acqua viene pompata attraverso un pozzo speciale, chiamato ingresso o iniezione (in inglese, cioè "iniezione"). Per determinare la profondità appropriata, è necessario un rilevamento geologico. Vicino agli strati riscaldati dal magma, alla fine, dovrebbe essere formato un pool di flusso sotterraneo, che svolge il ruolo di uno scambiatore di calore. L'acqua è fortemente riscaldata e convertita in vapore, che viene alimentata a un'altra pala della turbina collegata all'asse del generatore attraverso un altro pozzo (funzionante o di produzione). A prima vista, tutto sembra molto semplice, ma in pratica le centrali geotermiche sono molto più complesse e hanno caratteristiche progettuali diverse a causa di problemi operativi.

Vantaggi dell'energia geotermica

Questo metodo per ottenere energia ha innegabili vantaggi. Innanzitutto, le centrali geotermiche non richiedono carburante, le cui riserve sono limitate. In secondo luogo, i costi operativi sono ridotti ai costi del lavoro tecnicamente regolato sulla sostituzione pianificata dei componenti e sulla manutenzione del processo. Periodo di rimborso l'investimento è di pochi anni. In terzo luogo, tali stazioni possono essere considerate rispettose dell'ambiente. Ci sono, tuttavia, punti acuti a questo punto, ma su di loro più tardi. In quarto luogo, non è necessaria energia aggiuntiva per i bisogni tecnologici, le pompe e altri ricevitori di energia sono alimentati dalle risorse estratte. In quinto luogo, l'installazione, oltre a funzionare per lo scopo previsto, può produrre la desalinizzazione dell'acqua dell'Oceano Mondiale, sulla cui base di solito vengono costruiti gli impianti geotermici. Pro e contro sono presenti, tuttavia, in questo caso.

carenze

Le foto sembrano semplicemente meravigliose. Recinzioni e installazioni sono estetiche, non ci sono nuvole di fumo nero sopra di loro, solo vapore bianco. Tuttavia, non tutto è così bello come sembra. Se le centrali geotermiche si trovano vicino agli insediamenti, i residenti del quartiere sono infastiditi dal rumore prodotto dalle imprese. Ma questa è solo la parte visibile (o piuttosto udibile) del problema. Quando si perforano pozzi profondi non si può mai prevedere cosa esattamente ne verrà fuori. Può essere gas tossico, acqua minerale (non sempre medicinale) o addirittura olio. Certo, se i geologi incontrano uno strato di minerali, allora è anche buono, ma una tale scoperta può cambiare completamente il modo di vita abituale dei residenti locali, quindi le autorità regionali danno il permesso di condurre anche i lavori di ricerca con estrema riluttanza. In generale, è piuttosto difficile scegliere un posto per una centrale elettrica a turbina a gas, a causa del suo funzionamento, può verificarsi un guasto di terra. Le condizioni all'interno della crosta terrestre cambiano, e se la fonte di calore perde il suo potenziale termico nel tempo, i costi di costruzione saranno invano.

Come scegliere un posto

Nonostante i numerosi rischi, sono in costruzione centrali geotermiche in diversi paesi. I vantaggi e gli svantaggi di qualsiasi metodo per ottenere energia. La domanda è quante altre risorse sono disponibili. Dopo tutto, l'indipendenza energetica è uno dei fondamenti della sovranità statale. Un paese potrebbe non avere riserve minerali, ma avere molti vulcani, come l'Islanda, ad esempio.

Va tenuto presente che la presenza di zone geologicamente attive è una condizione indispensabile per lo sviluppo dell'industria geotermica. Tuttavia, al momento di decidere la costruzione di tale struttura, è necessario prendere in considerazione i problemi di sicurezza, pertanto, di norma, le centrali geotermiche non sono installate in aree densamente popolate.

Il prossimo punto importante è la disponibilità di condizioni per il raffreddamento del fluido di lavoro (acqua). La costa dell'oceano o del mare è molto adatta come luogo per un GTES.

Kamchatka

La Russia è ricca di tutti i tipi di risorse naturali, ma questo non significa che non ci sia bisogno di prendersi cura di loro. Le centrali geotermiche sono in costruzione in Russia e sempre più attivamente negli ultimi decenni. In parte forniscono la necessità di approvvigionamento energetico nelle aree remote di Kamchatka e Kurili. Oltre al già citato Pauzhetskaya GTPP, un Verkhne-Mutnovskaya GTPP da 12 megawatt (1999) è stato commissionato in Kamchatka. Molto più potente è la sua centrale elettrica geotermica Mutnovskaya (80 MW), situata vicino allo stesso vulcano. Insieme forniscono oltre un terzo della quantità di energia consumata da una regione.

Curili

La regione di Sakhalin è adatta anche alla costruzione di imprese produttrici di energia geotermica. Ce ne sono due: Mendeleevskaya e Okeanskaya GTPPs.

Il Mendeleev GTES è progettato per risolvere il problema dell'alimentazione elettrica di Kunashir Island, dove villaggio urbano Yuzhno-Kurilsk. La stazione ha preso il nome non in onore del grande chimico russo: questo è il nome del vulcano dell'isola. La costruzione iniziò nel 1993, nove anni dopo la società fu commissionata. Inizialmente, la capacità era di 1,8 MW, ma dopo l'aggiornamento e il lancio delle prossime due linee, ha raggiunto cinque.

Nelle isole Curili, nell'isola di Iturup, nello stesso anno del 1993, è stato deposto un altro GTES, che si chiamava "Oceanic". Ha guadagnato nel 2006, un anno dopo ha raggiunto la capacità di progettazione di 2,5 MW.

Esperienza mondiale

Scienziati e ingegneri russi sono diventati pionieri in molti settori scienza applicata ma le centrali geotermiche sono ancora inventate all'estero. Il primo GTES (250 kW) al mondo è stato italiano, ha iniziato la sua attività nel 1904, la sua turbina è stata ruotata dal vapore proveniente da una fonte naturale. Prima di questo, fenomeni simili erano usati solo per scopi terapeutici e di ricettività.

Allo stato attuale, la posizione della Russia nell'uso del calore geotermico non può nemmeno essere definita avanzata: una percentuale insignificante dell'elettricità generata nei conti del paese per cinque stazioni. Queste fonti alternative sono della massima importanza per l'economia filippina: rappresentano un kilowatt su cinque prodotti nel paese. Altri paesi, tra cui il Messico, l'Indonesia e gli Stati Uniti, hanno fatto progressi.

Nella CSI

Il livello di sviluppo dell'energia geotermica è influenzato in larga misura non dal "progresso" tecnologico di un paese, ma dalla consapevolezza da parte della leadership della necessità urgente di fonti alternative. Esiste, naturalmente, un "know-how" riguardante i metodi di gestione della scala negli scambiatori di calore, i metodi per controllare i generatori e altre parti elettriche del sistema, ma l'intera metodologia è nota da tempo agli specialisti. Molte repubbliche post-sovietiche hanno mostrato grande interesse per la costruzione di una centrale elettrica geotermica negli ultimi anni. Il Tagikistan sta esplorando aree che sono la ricchezza geotermica del paese, è in corso la costruzione di una stazione "Jermampyur" da 25 megawatt in Armenia (regione di Syunik) e sono in corso ricerche pertinenti in Kazakistan. Le sorgenti termali della regione di Brest divennero oggetto di interesse dei geologi bielorussi: iniziarono le trivellazioni di prova di un pozzo di due chilometri Vychulkovskaya. In generale, è probabile che ci sia un futuro per la geoenergia.

Tuttavia, il calore della Terra dovrebbe essere maneggiato con cura. Anche questa risorsa naturale è limitata.