תחנות כוח גיאותרמיות יתרונות וחסרונות. תחנות כוח גיאותרמיות: יתרונות וחסרונות. תחנות כוח גיאותרמיות ברוסיה חסרונות האנרגיה הגיאותרמית

יש אוצר גדול בבטן האדמה. זה לא זהב, זה לא כסף, זה לא אבנים יקרותהוא מקור עצום של אנרגיה גיאותרמית.
רוב האנרגיה הזו מאוחסנת בשכבות של סלע מותך הנקראות מאגמה. החום של כדור הארץ הוא אוצר אמיתי, מכיוון שהוא מקור אנרגיה נקי, ויש לו יתרונות על פני אנרגיית הנפט, הגז והאטום.
עמוק מתחת לאדמה הטמפרטורות מגיעות למאות ואף אלפי מעלות צלזיוס. ההערכה היא שכמות החום התת-קרקעי שעולה על פני השטח מדי שנה, במונחים של מגה-ואט-שעה, היא 100 מיליארד. זוהי פי כמה מכמות החשמל הנצרכת ברחבי העולם. איזה כוח! עם זאת, לא קל לאלף אותה.

איך מגיעים אל האוצר
קצת חום נמצא באדמה, אפילו קרוב לפני השטח של כדור הארץ. ניתן לחלץ אותו באמצעות משאבות חום המחוברות לצינורות תת קרקעיים. האנרגיה של פנים כדור הארץ יכולה לשמש הן לחימום בתים בחורף והן למטרות אחרות. אנשים החיים ליד מעיינות חמים או באזורים שבהם מתרחשים תהליכים גיאולוגיים פעילים מצאו דרכים אחרות להשתמש בחום של כדור הארץ. בימי קדם, הרומאים, למשל, השתמשו בחום של מעיינות חמים לאמבטיות.
אבל רובהחום מרוכז מתחת לקרום כדור הארץ בשכבה הנקראת המעטפת. עובי ממוצע של קרום כדור הארץ הוא 35 קילומטרים, וטכנולוגיות קידוח מודרניות אינן מאפשרות חדירה לעומק כזה. עם זאת, קרום כדור הארץ מורכב מלוחות רבים, ובמקומות מסוימים, במיוחד בצומת שלהם, הוא דק יותר. במקומות אלו, מאגמה עולה קרוב יותר לפני השטח של כדור הארץ ומחממת את המים הכלואים בשכבות הסלע. שכבות אלה שוכנות בדרך כלל בעומק של שניים עד שלושה קילומטרים בלבד מפני השטח של כדור הארץ. בעזרת טכנולוגיות קידוח חדישות אפשר בהחלט לחדור לשם. ניתן להפיק את האנרגיה של מקורות גיאותרמיים ולהשתמש בהם בצורה שימושית.

אנרגיה בשירות האדם
בגובה פני הים, המים הופכים לקיטור ב-100 מעלות צלזיוס. אבל מתחת לאדמה, היכן שהלחץ גבוה בהרבה, המים נשארים במצב נוזלי בטמפרטורות גבוהות יותר. נקודת הרתיחה של המים עולה ל-230, 315 ו-600 מעלות צלזיוס בעומק של 300, 1525 ו-3000 מטר בהתאמה. אם טמפרטורת המים בבאר הקודחת היא מעל 175 מעלות צלזיוס, ניתן להשתמש במים אלה להפעלת גנרטורים חשמליים.
מים בטמפרטורות גבוהות נמצאים בדרך כלל באזורים של פעילות געשית לאחרונה, למשל, בחגורה הגאו-סינקלינאלית של האוקיינוס ​​השקט - שם, באיי האוקיינוס ​​השקט, יש הרבה הרי געש פעילים וכבויים. הפיליפינים נמצאים באזור זה. ובתוך השנים האחרונותמדינה זו עשתה התקדמות משמעותית בשימוש במקורות גיאותרמיים לייצור חשמל. הפיליפינים הפכו לאחד מיצרני האנרגיה הגיאותרמית הגדולים בעולם. יותר מ-20 אחוז מכלל החשמל שצורכת המדינה מתקבל בצורה זו.
כדי ללמוד עוד על האופן שבו חום כדור הארץ משמש לייצור חשמל, בקר בתחנת הכוח הגיאותרמית הגדולה McBan במחוז הפיליפיני לגונה. הספק של תחנת הכוח הוא 426 מגה וואט.

תחנת כוח גיאותרמית
הדרך מובילה לשדה גיאותרמי. מתקרבים לתחנה, מוצאים את עצמכם בממלכה של צינורות גדולים דרכם נכנסים אל הגנרטור קיטור מבארות גיאותרמיות. הקיטור זורם גם דרך הצינורות מהגבעות הסמוכות. במרווחים קבועים מכופפים צינורות ענקיים ללולאות מיוחדות המאפשרות להם להתרחב ולהתכווץ כשהם מתחממים ומתקררים.
ליד המקום הזה נמצא המשרד של "Philippine Geothermal, Inc.". לא רחוק מהמשרד יש כמה בארות הפקה. התחנה משתמשת באותה שיטת קידוח כמו הפקת הנפט. ההבדל היחיד הוא שהבארות הללו הן בקוטר גדול יותר. בארות הופכות לצינורות שדרכם עולים מים חמים וקיטור בלחץ אל פני השטח. התערובת הזו היא שנכנסת לתחנת הכוח. הנה שתי בארות קרובות מאוד זו לזו. הם מתקרבים רק על פני השטח. מתחת לאדמה, אחד מהם יורד אנכית למטה, והשני מונחה על ידי צוות התחנה לפי שיקול דעתם. מכיוון שהקרקע יקרה, הסדר כזה מועיל מאוד - בארות סערה קרובות זו לזו, וחוסכות כסף.
אתר זה משתמש ב"טכנולוגיית אידוי הבזק". עומק הבאר העמוקה ביותר כאן הוא 3,700 מטר. מים חמים נמצאים מתחת לחץ גבוהעמוק מתחת לאדמה. אבל כשהמים עולים לפני השטח, הלחץ יורד ורוב המים הופכים מיד לאדים, ומכאן השם.
מים נכנסים למפריד דרך הצינור. כאן הקיטור מופרד מהמים החמים או התמלחת הגיאותרמית. אבל גם לאחר מכן, הקיטור עדיין לא מוכן להיכנס לגנרטור החשמלי - טיפות מים נשארות בזרם הקיטור. טיפות אלו מכילות חלקיקים של חומרים שעלולים להיכנס לטורבינה ולפגוע בה. לכן, לאחר המפריד, הקיטור נכנס למנקה הגז. כאן מנקים את הקיטור מהחלקיקים הללו.
צינורות גדולים ומבודדים מובילים את הקיטור המטוהרים לתחנת כוח במרחק של כקילומטר משם. לפני שהקיטור נכנס לטורבינה ומניע את הגנרטור, הוא מועבר דרך מקרצף גז אחר כדי להסיר את הקונדנסט שנוצר.
אם תטפסו לראש הגבעה, אז כל האתר הגיאותרמי ייפתח לעיניכם.
איזור כוללשטח זה הוא כשבעה קמ"ר. יש כאן 102 בארות, 63 מהן הן בארות הפקה. רבים אחרים משמשים לשאיבת מים בחזרה לתוך המעיים. כל שעה זה מעובד כמות גדולהמים חמים וקיטור, שיש צורך להחזיר את המים המופרדים בחזרה למעיים כדי לא לפגוע בסביבה. וגם תהליך זה עוזר לשחזר את השדה הגיאותרמי.
כיצד משפיעה תחנת כוח גיאותרמית על הנוף? יותר מכל, זה מזכיר את הקיטור שיוצא מטורבינות קיטור. סביב תחנת הכוח צומחים דקלי קוקוס ועצים אחרים. בעמק, הממוקם למרגלות הגבעה, נבנו מבני מגורים רבים. לכן, בשימוש נכון, אנרגיה גיאותרמית יכולה לשרת אנשים מבלי לפגוע בסביבה.
תחנת כוח זו משתמשת רק בקיטור בטמפרטורה גבוהה לייצור חשמל. עם זאת, לא כל כך מזמן ניסו להשיג אנרגיה באמצעות נוזל שהטמפרטורה שלו מתחת ל-200 מעלות צלזיוס. וכתוצאה מכך הייתה תחנת כוח גיאותרמית עם מחזור כפול. במהלך הפעולה, תערובת הקיטור והמים החמים משמשת להמרת נוזל העבודה למצב גזי, אשר בתורו מניע את הטורבינה.

יתרונות וחסרונות
לשימוש באנרגיה גיאותרמית יתרונות רבים. מדינות שבהן הוא מיושם פחות תלויות בנפט. כל עשרה מגה וואט של חשמל המיוצר על ידי תחנות כוח גיאותרמיות חוסך מדי שנה 140,000 חביות נפט גולמי בשנה. בנוסף, המשאבים הגיאותרמיים הם עצומים, והסיכון להתרוקנותם נמוך פי כמה מאשר במקרה של משאבי אנרגיה רבים אחרים. השימוש באנרגיה גיאותרמית פותר את בעיית הזיהום הסביבתי. בנוסף, עלותו נמוכה למדי בהשוואה להרבה סוגי אנרגיה אחרים.
יש כמה חסרונות סביבתיים. קיטור גיאותרמי מכיל בדרך כלל מימן גופרתי, שהוא רעיל בכמויות גדולות, ולא נעים בכמויות קטנות בגלל ריח הגופרית. עם זאת, מערכות המסלקות גז זה יעילות ויעילות יותר ממערכות בקרת פליטות בתחנות כוח של דלק מאובנים. בנוסף, החלקיקים בזרם אדי המים מכילים לעיתים כמויות קטנות של ארסן וחומרים רעילים אחרים. אבל כששואבים פסולת לאדמה, הסכנה מצטמצמת למינימום. גם האפשרות של זיהום מי תהום עלולה לעורר דאגה. כדי למנוע זאת, יש "לחבוש" בארות גיאותרמיות שנקדחו לעומק רב במסגרת של פלדה ומלט.

תחנות כוח גיאותרמיות(GeoES) - סוג של אנרגיה חלופית. GeoPPs מקבלים אנרגיה חשמלית ממקורות גיאותרמיים של פנים כדור הארץ - גייזרים, מקורות חמים פתוחים ותת-קרקעיים של מים או מתאן, סלעים יבשים חמים, מאגמה. מכיוון שפעילות גיאולוגית מתרחשת באופן קבוע על הפלנטה, מקורות גיאותרמיים יכולים להיחשב כבלתי נדלים (מתחדשים). על פי מדענים, האנרגיה התרמית של כדור הארץ היא 42 טריליון וואט, 2% מהם (840 מיליארד) מכילים קרום כדור הארץוהוא זמין לייצור, עם זאת, נתון זה מספיק כדי לספק לאוכלוסיית כדור הארץ אנרגיה בלתי נדלית למשך שנים רבות.

אזורים בעלי פעילות גיאותרמית נמצאים בחלקים רבים של כדור הארץ, ואזורים בעלי פעילות גיאולוגית גבוהה (וולקנית, סייסמית) נחשבים לאידיאליים לבניית תחנות. הפיתוח הפעיל ביותר של התעשייה מתרחש במקומות בהם מצטברים גייזרים חמים, וכן באזורים סביב קצוות הלוחות הליטוספריים בשל העובי הקטן ביותר של קרום כדור הארץ.

קידוח בארות משמש להשגת חום ממקורות תת קרקעיים סגורים. ככל שהבאר מעמיקה, הטמפרטורה עולה בכמעלה אחת כל 36 מטר, אך יש שיעורים גבוהים יותר. החום המתקבל מועבר אל פני השטח של התחנה בצורה של מים חמים או קיטור, הם יכולים לשמש הן לאספקה ​​ישירה למערכות החימום של בתים וחצרים, והן להמרה לאחר מכן לחשמל בתחנה.

בהתאם למצב המדיום (מים, קיטור), משתמשים בשלוש שיטות לייצור חשמל - ישירות, עקיפות ומעורבות. עם קיטור ישיר ויבש משמש, הפועל ישירות על טורבינת הגנרטור. עם אדי מים עקיפים, מטוהרים ומחוממים משמש (הפופולרי ביותר כיום), המתקבל על ידי אידוי מים הנשאבים ממקורות תת-קרקעיים בטמפרטורה של עד 190 מעלות. כפי שניתן לראות מהאיור המוצג, הקיטור המחומם עולה דרך בארות הייצור אל מחליף החום. הוא מעביר אנרגיה תרמית למעגל סגור של טורבינת קיטור. האדים המתקבלים מהרתחת הנוזל מסובבים את הטורבינה, ולאחר מכן היא מתעבה שוב במחליף החום, היוצר מערכת סגורה ולא מזיקה למעשה לאטמוספירה. טורבינת הקיטור מחוברת לגנרטור חשמלי, ממנו הם מקבלים חשמל. בשיטה המעורבת משתמשים בנוזלי ביניים מבעבעים בקלות (פריאון וכו'), הנחשפים למים רותחים ממקורות.

היתרונות של תחנות כוח גיאותרמיות:

1) תחנות אינן דורשות דלק חיצוני כדי לפעול;

2) רזרבות בלתי נדלות של אנרגיה (אם מתקיימים התנאים הדרושים);

3) אפשרות לפעולה אוטומטית ואוטונומית באמצעות שימוש בחשמל ייצור עצמי;

4) זולות יחסית של תחזוקת התחנה;

5) ניתן להשתמש בתחנות להתפלת מים אם הן ממוקמות על חוף האוקיינוס ​​או הים.

תחנות כוח גיאותרמיות - חסרונות:

1) בחירת אתר התקנת תחנה מסובכת לעתים קרובות על ידי היבטים פוליטיים וחברתיים;

2) התכנון והבנייה של GeoPP עשויים לדרוש השקעות גדולות מאוד;

3) זיהום אטמוספרי על ידי פליטות תקופתיות דרך הבאר של חומרים מזיקים הכלולים בקליפה ( טכנולוגיות מודרניותלאפשר חלק מההמרה של פליטות אלו לדלק), אך היא נמוכה בהרבה מאשר בייצור חשמל ממקורות מאובנים;

4) חוסר יציבות של תהליכים גיאולוגיים טבעיים וכתוצאה מכך השבתה תקופתית של תחנות.

תחנת כוח גיאותרמית ראשונה

הניסויים הראשונים בהפקת אנרגיה ממקורות גיאותרמיים מתוארכים לתחילת המאה ה-20 (1904, איטליה, שם נבנתה לאחר זמן קצר גם תחנת הכוח הגיאותרמית המלאה הראשונה). נכון להיום, לאור הגידול המהיר בצריכת החשמל וההתדלדלות המהירה של חומרי גלם אנרגיה מסורתיים, זהו אחד ממגזרי האנרגיה המבטיחים ביותר.

תחנות הכוח הגיאותרמיות הגדולות ביותר

המובילות בהשגת אנרגיה גיאותרמית הן כיום ארצות הברית והפיליפינים, שם נבנו ה-GeoPPs הגדולים ביותר, המייצרים יותר מ-300 מגה-וואט של אנרגיה כל אחד, וזה מספיק כדי לספק אנרגיה לערים גדולות.

תחנות כוח גיאותרמיות ברוסיה

ברוסיה הענף פחות מפותח, אבל גם כאן יש התפתחות אקטיבית. האזורים המבטיחים ביותר של המדינה הם איי קוריל וקמצ'טקה. תחנת הכוח הגיאותרמית הגדולה במדינה היא Mutnovskaya GeoPP בדרום מזרח קמצ'טקה, המפיקה עד 50 מגה-וואט של אנרגיה (עד 80 מגה-וואט בעתיד). יש לציין גם את Pauzhetskaya (הראשונה שנבנתה ברוסיה), Oceanskaya ו Mendeleevskaya GeoPP.

המשאבים של הפלנטה שלנו אינם אינסופיים. תוך שימוש בפחמימנים טבעיים כמקור האנרגיה העיקרי, האנושות מסתכנת לגלות ברגע בהיר אחד שהם מותשים והגיעו למשבר עולמי בצריכת מוצרים מוכרים. המאה ה-20 הייתה תקופה של שינויים בקנה מידה גדול בתחום האנרגיה. מדענים וכלכלנים ב מדינות שונותחשב ברצינות על שיטות חדשות להשגת ומקורות מתחדשים של חשמל וחום. ההתקדמות הגדולה ביותר נעשתה בתחום המחקר הגרעיני, אבל רעיונות מענייניםהנוגעים לשימוש מועיל של אחרים תופעת טבע. מדענים יודעים מזמן שכוכב הלכת שלנו חם מבפנים. כדי ליהנות מחום עמוק, נוצרו תחנות כוח גיאותרמיות. אין הרבה כאלה בעולם עדיין, אבל אולי עם הזמן יהיו עוד. מה הסיכויים שלהם, האם הם לא מסוכנים, והאם אפשר לסמוך על נתח גבוה של תחנות כוח של טורבינות גז בכמות האנרגיה הכוללת המופקת?

צעדים ראשונים

בחיפוש הנועז אחר מקורות אנרגיה חדשים, מדענים שקלו אפשרויות רבות. נחקרו האפשרויות לשלוט באנרגיה של הגאות והשפל של האוקיינוס ​​העולמי, השינוי של אור השמש. הם זכרו גם את טחנות הרוח הישנות, שסיפקו להן גנרטורים במקום אבני ריחיים מאבן. מעניינות מאוד תחנות כוח גיאותרמיות המסוגלות להפיק אנרגיה מהחום של השכבות החמות התחתונות של קרום כדור הארץ.

באמצע שנות השישים, ברית המועצות לא חוותה מחסור במשאבים, אך אספקת החשמל של הכלכלה הלאומית, בכל זאת, הותירה הרבה לרצוי. הסיבה לפיגור במדינות המתועשות בתחום זה לא הייתה המחסור בפחם, נפט או מזוט. מרחקים עצומיםמברסט לסחלין, אספקת האנרגיה הייתה קשה, היא התייקרה מאוד. מדענים ומהנדסים סובייטים הציעו את הפתרונות הנועזים ביותר לבעיה זו, וחלקם יושמו.

בשנת 1966 החלה לפעול בקמצ'טקה תחנת הכוח הגיאותרמית Pauzhetskaya. ההספק שלו הסתכם בנתון צנוע למדי של 5 מגה וואט, אבל זה היה מספיק כדי לספק בקרבת מקום הסדרים(ההתנחלויות אוזרנובסקי, שומנוי, פאוז'טקה, הכפרים של מחוז אוסט-בולשרצקי) ו מפעלים תעשייתיים, בעיקר צמחי שימורים של דגים. התחנה הייתה נסיונית, וכיום אפשר לומר בבטחה שהניסוי הצליח. הרי הגעש קמבאלני וקושלב משמשים כמקורות חום. ההסבה בוצעה על ידי שתי יחידות מסוג גנרטור טורבינה, בתחילה 2.5 מגוואט כל אחת. רבע מאה לאחר מכן, ההספק המותקן הועלה ל-11 MW. הציוד הישן מיצה לחלוטין את משאבו רק בשנת 2009, ולאחר מכן בוצע שחזור מלא, שכלל הנחת צינורות קירור נוספים. הניסיון של תפעול מוצלח גרם למהנדסי חשמל לבנות תחנות כוח גיאותרמיות אחרות. יש היום חמישה מהם ברוסיה.

איך זה עובד

נתונים ראשוניים: יש חום במעמקי קרום כדור הארץ. יש להמיר אותו לאנרגיה, למשל, לחשמל. איך לעשות את זה? עקרון הפעולה של תחנת כוח גיאותרמית הוא די פשוט. מים נשאבים מתחת לאדמה דרך באר מיוחדת, הנקראת באר קלט או הזרקה (באנגלית injection, כלומר "injection"). על מנת לקבוע את העומק המתאים, נדרש מחקר גיאולוגי. ליד השכבות המחוממות על ידי מאגמה, בסופו של דבר, אמור להיווצר אגן זורם תת קרקעי, הממלא תפקיד של מחליף חום. המים מחוממים בחוזקה והופכים לקיטור, המוזנים דרך באר אחרת (עובדת או תפעולית) ללהבי הטורבינה הקשורים לציר הגנרטור. במבט ראשון הכל נראה פשוט מאוד, אבל בפועל, תחנות כוח גיאותרמיות הרבה יותר מסובכות ויש להן תכונות שונותעיצובים עקב בעיות תפעוליות.

יתרונות האנרגיה הגיאותרמית

לשיטה זו להשגת אנרגיה יש יתרונות שאין להכחישה. ראשית, תחנות כוח גיאותרמיות אינן דורשות דלק, שרזרבותיו מוגבלות. שנית, עלויות התפעול מצטמצמות לעלויות של עבודה מוסדרת טכנית על החלפת רכיבים מתוכננת ותחזוקה של התהליך הטכנולוגי. תקופת ההחזר על השקעות היא מספר שנים. שלישית, תחנות כאלה יכולות להיחשב ידידותיות לסביבה. עם זאת, ישנם רגעים חדים בפסקה זו, אך עליהם מאוחר יותר. רביעית, לא נדרשת אנרגיה נוספת לצרכים טכנולוגיים, משאבות ומקבלי אנרגיה אחרים מופעלים מהמשאבים המופקים. חמישית, המתקן, בנוסף לייעודו, יכול להתפיל את מימי האוקיינוס ​​העולמי, שעל חופיו נבנות בדרך כלל תחנות כוח גיאותרמיות. יש יתרונות וחסרונות, עם זאת, גם במקרה זה.

פגמים

הכל נראה נהדר בתמונות. הקליפות והמתקנים אסתטיים, שום עשן שחור לא עולה מעליהם, רק אדים לבנים. עם זאת, לא הכל מושלם כמו שזה נראה. אם תחנות כוח גיאותרמיות ממוקמות בקרבת התנחלויות, תושבי הסביבה מוטרדים מהרעש שמייצרים המפעלים. אבל זה רק החלק הגלוי (או יותר נכון, הנשמע) של הבעיה. בעת קידוח בארות עמוקות, לעולם לא ניתן לחזות מה בדיוק ייצא מהן. זה יכול להיות גז רעיל, מים מינרליים (לא תמיד מרפאים) או אפילו נפט. כמובן, אם גיאולוגים נתקלים בשכבת מינרלים, אז זה אפילו טוב, אבל תגלית כזו עשויה בהחלט לשנות לחלוטין את אורח החיים הרגיל של התושבים המקומיים, אז רשות לנהל אפילו עבודת מחקרהרשויות האזוריות נרתעות מאוד לתת. באופן כללי, זה די קשה לבחור מקום עבור GTPP, כי כתוצאה מהפעלתו, בולען עשוי בהחלט להתרחש. התנאים בתוך קרום כדור הארץ משתנים, ואם מקור החום יאבד את הפוטנציאל התרמי שלו לאורך זמן, עלויות הבנייה יהיו לשווא.

איך בוחרים מושב

למרות הסיכונים הרבים, תחנות כוח גיאותרמיות נבנות במדינות שונות. יש יתרונות וחסרונות לכל שיטה להשגת אנרגיה. השאלה היא עד כמה משאבים אחרים זמינים. אחרי הכל, עצמאות אנרגטית היא אחד היסודות של ריבונות המדינה. למדינה אולי אין משאבים מינרליים, אבל אולי יש בה הרי געש רבים, כמו איסלנד, למשל.

יש לקחת בחשבון כי נוכחותם של אזורים פעילים גיאולוגית היא תנאי הכרחי לפיתוח תעשיית האנרגיה הגיאותרמית. אבל כאשר מחליטים על הקמת מתקן כזה, יש צורך לקחת בחשבון סוגיות ביטחוניות, ולכן, ככלל, תחנות כוח גיאותרמיות אינן בנויות באזורים מיושבים בצפיפות.

הַבָּא נקודה חשובה- זמינות תנאים לקירור נוזל העבודה (מים). חוף אוקיינוס ​​או ים מתאים למדי כמקום ל-GTPP.

קמצ'טקה

רוסיה עשירה בכל מיני סוגים משאבים טבעיים, אבל זה לא אומר שאין צורך לטפל בהם. תחנות כוח גיאותרמיות נבנות ברוסיה, ובעשורים האחרונים, יותר ויותר פעילות. הם עונים חלקית על הצורך באספקת אנרגיה באזורים מרוחקים של קמצ'טקה והקורילים. בנוסף ל-Pauzhetskaya GTPP שהוזכר כבר, 12 מגה-וואט Verkhne-Mutnovskaya GTPP הופעל בקמצ'טקה (1999). הרבה יותר חזק מתחנת הכוח הגיאותרמית שלה Mutnovskaya (80 MW), הממוקמת ליד אותו הר געש. יחד הם מספקים יותר משליש מהאנרגיה שצורך האזור.

קורילס

אזור סחלין מתאים גם להקמת מפעלים לייצור חשמל גיאותרמי. יש כאן שניים מהם: Mendeleevskaya ו- Okeanskaya GTES.

ה- Mendeleevskaya GTPP נועד לפתור את בעיית אספקת החשמל לאי קונאשיר, שעליו ממוקם היישוב יוז'נו-קורילסק. שם התחנה לא היה לכבודו של הכימאי הרוסי הגדול: זהו שמו של הר הגעש באי. הבנייה החלה בשנת 1993, תשע שנים לאחר מכן הופעל המפעל. בתחילה, ההספק היה 1.8 MW, אך לאחר המודרניזציה והשקת שני השלבים הבאים, היא הגיעה לחמישה.

באיי קוריל, באי איטורופ, באותה שנת 1993, הונח GTPP נוסף, אשר נקרא "Oceanskaya". היא החלה לפעול ב-2006, ושנה לאחר מכן הגיעה לקיבולת העיצובית שלה של 2.5 מגוואט.

ניסיון עולמי

מדענים ומהנדסים רוסים הפכו לחלוצים בענפים רבים של המדע היישומי, אך תחנות כוח גיאותרמיות עדיין הומצאו בחו"ל. ה-GTPP הראשון בעולם (250 קילוואט) היה איטלקי, החל לפעול בשנת 1904, הטורבינה שלו סובבה על ידי קיטור שהגיע ממקור טבעי. לפני כן, תופעות כאלה שימשו רק למטרות רפואיות וספא.

נכון לעכשיו, גם מיקומה של רוסיה בתחום השימוש בחום גיאותרמי אינו יכול להיקרא מתקדם: אחוז זניח מהחשמל המופק במדינה מגיע מחמש תחנות. רוב חשיבות רבהמקורות חלופיים אלה הם לכלכלת הפיליפינים: הם מהווים קילוואט אחד מכל חמישה המיוצרים ברפובליקה. מדינות אחרות התקדמו, כולל מקסיקו, אינדונזיה וארצות הברית.

בחבר העמים

ברמת הפיתוח אנרגיה גיאותרמיתלא ה"התקדמות" הטכנולוגית של מדינה זו או אחרת משפיעה במידה רבה יותר, אלא המודעות להנהגתה לצורך הדחוף במקורות חלופיים. כמובן שיש גם "ידע" לגבי שיטות התמודדות עם אבנית במחלפי חום, שיטות שליטה על גנרטורים ושאר חלקי החשמל של המערכת, אך כל המתודולוגיה הזו ידועה למומחים מזמן. בשנים האחרונות, רפובליקות פוסט-סובייטיות רבות גילו עניין רב בבניית GeoTPP. בטג'יקיסטן חוקרים את האזורים המהווים את העושר הגיאותרמי של המדינה, מתבצעת בניית תחנת ג'רמהביור בהספק של 25 מגה וואט בארמניה (אזור סיוניק), ונערכים מחקרים רלוונטיים בקזחסטן. המעיינות החמים של אזור ברסט הפכו לנושא עניין עבור גיאולוגים בלארוסים: הם החלו בקידוח ניסוי של הבאר Vychulkovskaya באורך שני קילומטרים. באופן כללי, לגיאו-אנרגיה צפוי עתיד.

עם זאת, יש לטפל בחום כדור הארץ בזהירות. גם המשאב הטבעי הזה מוגבל.

הצמיחה המהירה של צריכת האנרגיה, האופי המוגבל של משאבי טבע שאינם מתחדשים ובעיות סביבתיות גורמים לנו לחשוב על השימוש במקורות אנרגיה חלופיים. בהקשר זה, השימוש במשאבים גיאותרמיים ראוי לתשומת לב מיוחדת.

מקורות חום

להקמת תחנות כוח גיאותרמיות, אזורים בעלי פעילות גיאולוגית נחשבים לאידיאליים, שבהם החום הטבעי ממוקם בעומק רדוד יחסית. זה כולל אזורים שופעי גייזרים, מעיינות תרמיים פתוחים עם מים מחוממים על ידי הרי געש.

כאן מתפתחת האנרגיה הגיאותרמית בצורה הפעילה ביותר. עם זאת, גם באזורים לא פעילים מבחינה סיסמית, ישנן שכבות של קרום כדור הארץ, שהטמפרטורה שלהן היא יותר מ-100 מעלות צלזיוס, ועל כל 36 מטרים של עומק, מדד הטמפרטורה עולה בעוד 1 מעלות צלזיוס. במקרה זה, קודחים באר ומים נשאבים לתוכה. התפוקה היא מים רותחים וקיטור, שיכולים לשמש גם לחימום חלל וגם להפקת אנרגיה חשמלית. ישנם אזורים רבים שבהם ניתן לקבל אנרגיה בדרך זו, כך שתחנות כוח גיאותרמיות יכולות לפעול בכל מקום.

הפקת חום טבעי יכולה להתבצע בדרכים שונות. לפיכך, הסלע היבש כביכול (משאבים פטרו-תרמיים מרוכזים בסלעים) נחשב למקור מבטיח. במקרה זה, באר נקדחת בסלע עם משקעי חום קרובים, שאליו נשאבים מים בלחץ גבוה. כך מתרחבים השברים הקיימים ונוצרים מתחת לאדמה מאגרי קיטור ומים רותחים. ניסוי דומה בוצע בקברדינו-בלקריה. שבירה הידראולית של סלע גרניט בוצעה בעומק של כ-4 ק"מ, שם הטמפרטורה הייתה 200 מעלות צלזיוס. עם זאת, תאונה בבאר גרמה להפסקת הניסוי.

מקור נוסף לאנרגיה תרמית הוא מי תהום חמים המכילים מתאן (מאגרים הידרוגיאותרמיים). במקרה זה, גז קשור יכול לשמש בנוסף כדלק.

יצירות מדע בדיוני רבות משתמשות במאגמה כמקור חום לייצור חשמל וחימום. למעשה, הטמפרטורה של השכבות העליונות של החומר המותך הזה יכולה להגיע ל-1200 מעלות צלזיוס. ישנם אזורים על פני כדור הארץ שבהם מאגמה נמצאת בעומק נגיש לקידוח, אך שיטות לפיתוח מעשי של חום מגמטי עדיין בפיתוח.

איך GeoPP עובד?

כיום, ישנן שלוש דרכים לייצר חשמל באמצעים גיאותרמיים, בהתאם למצב המדיום (מים או קיטור) וטמפרטורת הסלע.

ישיר (שימוש בקיטור יבש). קיטור משפיע ישירות על הטורבינה המזינה את הגנרטור. תחנות הכוח הגיאותרמיות הראשונות פעלו על קיטור יבש.

עקיף (שימוש באדי מים). כאן, פתרון הידרותרמי משמש, אשר נשאבת לתוך המאייד. האידוי שנוצר מניע את הטורבינה. השיטה העקיפה היא ללא ספק הנפוצה ביותר. הוא משתמש במים תת קרקעיים בטמפרטורה של כ-182 מעלות צלזיוס, אשר נשאבים לתוך גנרטורים הממוקמים על פני השטח.

מעורב, או בינארי. במקרה זה משתמשים במים הידרותרמיים ובנוזל עזר בעל נקודת רתיחה נמוכה, כמו פריאון, הרותח בהשפעת מים חמים. הקיטור שנוצר מהפריאון הופך את הטורבינה, ואז מתעבה וחוזר למחליף החום לחימום. נוצרת מערכת סגורה (מעגל), אשר למעשה שוללת פליטות מזיקות לאטמוספירה.

יתרונות וחסרונות של אנרגיה גיאותרמית

עתודות של משאבים גיאותרמיים נחשבים מתחדשים, כמעט בלתי נדלים, אך בתנאי אחד: לא ניתן לשאוב כמות גדולה של מים לבאר הזרקה בפרק זמן קצר. המפעל אינו דורש דלק חיצוני כדי לפעול. היחידה יכולה לפעול באופן אוטונומי, על חשמל המופק בעצמה. יש צורך במקור מתח חיצוני רק להתחלה הראשונה של המשאבה. התחנה אינה דורשת השקעות נוספות, למעט עלות עבודות תחזוקה ותיקון. תחנות כוח גיאותרמיות אינן צריכות מקום לאזורים סניטריים. אם התחנה ממוקמת על חוף הים או האוקיינוס, ניתן להשתמש בה להתפלת מים טבעית. תהליך זה יכול להתרחש ישירות במצב ההפעלה של התחנה - כאשר המים מחוממים וקירור אידוי המים. אחד החסרונות העיקריים של תחנות גיאותרמיות הוא העלות הגבוהה שלהן. ההשקעות הראשוניות בפיתוח, תכנון והקמה של תחנות גיאותרמיות הן גדולות למדי.

לא פעם מתעוררות בעיות בבחירת מיקום מתאים לתחנת הכוח וקבלת אישור מהרשויות ומתושבי המקום.

פליטות של גזים דליקים ורעילים, מינרלים הכלולים בקרום כדור הארץ, אפשריות באמצעות באר עבודה. טכנולוגיות בחלק מהמפעלים המודרניים מאפשרות לאסוף פליטות אלו ולעבד אותן לדלק. קורה שתחנת הכוח הקיימת נעצרת. זה יכול להתרחש עקב תהליכים טבעיים בסלע או עקב הזרקת מים מוגזמת לבאר.

ניסיון עולמי באנרגיה גיאותרמית

עד כה, ה-GeoPPs הגדולים ביותר נבנו בארה"ב ובפיליפינים. מדובר במתחמים גיאותרמיים שלמים, המורכבים מעשרות תחנות גיאותרמיות בודדות. מתחם הגייזרים, הממוקם בקליפורניה, נחשב לחזק ביותר. היא מורכבת מ-22 תחנות בעלות קיבולת כוללת של 725 מגה-וואט, המספיקה לספק עיר של מיליונים.

לתחנת הכוח Makiling Banahau בפיליפינים הספק של כ-500 MW. תחנת כוח פיליפינית נוספת בשם "Tiwi" היא בעלת הספק של 330 מגה וואט. "Valley Imperial" בארצות הברית - מתחם של עשר תחנות כוח גיאותרמיות בהספק כולל של 327 MW.

בברית המועצות, האנרגיה הגיאותרמית החלה בפיתוחה בשנת 1954, כאשר הוחלט על הקמת מעבדה לחקר משאבים תרמיים טבעיים בקמצ'טקה. בשנת 1966 הושקה שם תחנת הכוח הגיאותרמית Pauzhetskaya עם מחזור מסורתי (קיטור יבש) והספק של 5 MW. לאחר 15 שנים, קיבולתו שודרגה ל-11 MW.

בשנת 1967, גם בקמצ'טקה, החלה לפעול תחנת Paratunskaya עם מחזור בינארי. אגב, הטכנולוגיה הייחודית של המחזור הבינארי, שפותחה ומוגנת בפטנט על ידי המדענים הסובייטים S. Kutateladze ו-L. Rosenfeld, נקנתה על ידי מדינות רבות. בעתיד, רמות גדולות של ייצור פחמימנים בשנות ה-70, המצב הכלכלי והפוליטי הקריטי בשנות ה-90 עצר את פיתוח האנרגיה הגיאותרמית ברוסיה. עם זאת, העניין בו קם מחדש מכמה סיבות. האזורים המבטיחים ביותר הפדרציה הרוסיתמבחינת השימוש באנרגיה תרמית לייצור חשמל הם איי קוריל וקמצ'טקה. ישנם משאבים גיאותרמיים פוטנציאליים כאלה בקמצ'טקה עם עתודות וולקניות של הידרותרמיות קיטור ומים תרמיים אנרגטיים המסוגלים לענות על הצרכים של האזור במשך 100 שנים. שדה Mutnovskoye נחשב למבטיח, הרזרבות המוכרות שלו יכולות לספק עד 300 MW של חשמל. ההיסטוריה של הפיתוח של אזור זה החלה עם חקר גיאוגרפי, הערכת משאבים, תכנון ובנייה של ה-GeoPPs הראשונות של Kamchatka (Pauzhetskaya ו-Paratunskaya), כמו גם התחנה הגיאותרמית Verkhne-Mutnovskaya בהספק של 12 MW ו-Mutnovskaya, עם קיבולת של 50 MW. בהשוואה למשאבי האנרגיה של GeoPPs פיליפינים ואמריקאים בודדים, מתקנים ביתיים לייצור אנרגיה חלופית צנועים הרבה יותר: הקיבולת הכוללת שלהם אינה עולה על 90 MW.

אבל תחנות הכוח של קמצ'טקה, למשל, עונות על צורכי האזור בחשמל ב-25%, שבמקרה של הפסקות בלתי צפויות באספקת הדלק, לא יאפשרו לתושבי חצי האי להישאר ללא חשמל.

ברוסיה, יש את כל ההזדמנויות לפיתוח משאבים גיאותרמיים - הן פטרותרמיות והן הידרוגיאותרמיות.

עם זאת, הם משמשים מעט מאוד, ויש יותר ממספיק אזורים מבטיחים. בנוסף לקורילים וקמצ'טקה אפשר שימוש מעשיבצפון הקווקז, מערב סיביר, Primorye, Baikal, Okhotsk-Chukotka החגורה הוולקנית.

הצביע תודה!

אולי יעניין אותך:

• 
  קר מאוד בלוויינים של כוכבי לכת אחרים, אבל מדענים מאמינים כי ייתכן ...
• 
  

במשך זמן רב, אנשים שחיו בשטח רחצו במעיינות חמים מקומיים למטרות טיפוליות ומניעתיות. אם קודם לכן היו אלה מאגרים רגילים, כעת צמחו סביבם נוחים ואמבטיות. המעיינות החמים של דרום קוריאה אטרקטיביים במיוחד בחורף, כאשר יש הזדמנות להתחמם במים החמים, לנשום את אוויר ההרים הנקי וליהנות מהנוף המרהיב.

מאפיינים של מעיינות חמים בדרום קוריאה

תושבי הארץ הזו חרדים במיוחד מאמבטיות חמות. זה מאפשר לך להאיץ את חילוף החומרים שלך, להיפטר מעייפות וכאבי שרירים. מעיינות חמים פופולריים במיוחד בדרום קוריאה, שם תוכלו לבלות עם בני משפחה, חברים ואהובים. ישנם מרכזי ספא ליד מעיינות רבים, אליהם מגיעים תיירים וקוריאנים לטיפולים מיוחדים. יש גם מבחר גדול של מתחמי סנטוריום-נופש שנבנו בסמיכות לגופי מים. פארקי מים לילדים עובדים על אותו עיקרון, בהם ניתן לשלב רחצה באמבטיות חמות ובילוי באטרקציות מים.

היתרון העיקרי של המעיינות החמים של דרום קוריאה הם סגולות הריפוי של המים המינרליים. במשך זמן רב השתמשו בו הקוריאנים לטיפול במחלות עצביות וגניקולוגיות, דלקות עור ואלרגיות. עכשיו זו דרך מצוינת להקל על מתח מצטבר ולקחת הפסקה מהעבודה. זו הסיבה שאזרחים ותיירים רבים נוהרים לאתרי נופש פופולריים עם תחילתם של סופי שבוע וחגים כדי להירגע וליהנות מהיופי של הנופים המקומיים.

עד כה, המעיינות החמים המפורסמים ביותר בדרום קוריאה הם:

• אנסון;
• ללכת;
• סואנבו;
• לַחְצָן;
• יוסון;
• צ'אוקסאן;
• טון;
• אוסק;
• אוניאן;
• Paegum Oncheon.

ישנו גם את אתר הנופש Ocean Castle Spa Resort, הממוקם על חוף הים הצהוב. כאן, בנוסף לאמבטיות חמות, תוכלו לשחות בבריכה עם ציוד הידרומסאז' וליהנות מנופי חוף הים. חובבי אמנות מעדיפים לבקר באתר נופש חמים נוסף בדרום קוריאה - ספא גרין לנד. הוא ידוע לא רק במים המרפאים שלו, אלא גם באוסף גדול של ציורים ופסלים.

מעיינות חמים מסביב לסיאול

הבירות העיקריות הן מרכזי בילוי עתיקים, מודרניים ורב. אבל מלבדם, יש מה להציע לתיירים:

1. . מעיינות חמים של איצ'און נמצאים ליד בירת דרום קוריאה. הם מלאים במי מעיינות פשוטים, שאין להם צבע, ריח או טעם. אבל הוא מכיל כמות גדולה של סידן פחמתי ומינרלים אחרים.
2. ספא פלוס.כאן, בסביבת סיאול, יש את פארק המים Spa Plaza, המפורק ליד מקורות אחרים של מים מינרליים טבעיים. המבקרים במתחם יכולים לבקר בסאונות המסורתיות או לטבול באמבטי הג'קוזי החיצוניים.
3. אונאנג.נח בעיר הבירה, בסופי השבוע תוכלו ללכת למעיינות החמים העתיקים ביותר בדרום קוריאה - אוניאנג. הם החלו לשמש לפני כ-600 שנה. ישנם מסמכים המעידים על כך שהמלך סג'ונג עצמו, ששלט בשנים 1418-1450, התרחץ במים המקומיים. התשתית המקומית כוללת 5 בתי מלון נוחים, 120 מוטלים בתקציב נמוך, מספר עצום של בריכות שחייה, מסעדות מודרניות ומסורתיות. טמפרטורת המים במעיינות אוניאנג היא +57 מעלות צלזיוס. הוא עשיר באלקליות ואלמנטים אחרים שימושיים לגוף.
4. אנסון.כ-90 ק"מ מסיאול במחוז צ'ונגצ'ונגבוק, יש עוד מעיין חם פופולרי בקוריאה - Anseong. מאמינים כי מים מקומיים עוזרים להיפטר מכאבי גב תחתון, הצטננות ומחלות עור.

מעיינות חמים סביב בוסאן

העיר השנייה בגודלה במדינה היא, שסביבה מרוכזים גם מספר עצום של אתרי בריאות. המעיינות החמים המפורסמים ביותר בחלק הצפוני של דרום קוריאה הם:

1. הושימחון.סביבם נבנה מתחם ספא ובו 40 חדרי רחצה ואמבטיות, הניתנים לבחירה בהתאם לגיל ולמאפיינים הפיזיולוגיים.
2. אתר נופש "ספא-לנד".ממוקם בבוסאן בחוף האונדה. מים במעיינות מקומיים מסופקים מעומק של 1000 מ' ומחולקים על פני 22 מרחצאות. יש גם סאונות פיניות וסאונות בסגנון רומי.
3. יונסון.חלק זה של דרום קוריאה הוא גם ביתם של מעיינות חמים אפופים באגדות רבות. הסיבה לפופולריות שלהם היא לא רק עבר עשיר ומים בריאים, אלא גם מיקום נוח, שבזכותו אין לתיירים בעיות בבחירת מלון.
4. צ'אוקסאן.לבסוף, בבוסאן, תוכלו לבקר במעיינות הידועים במים הירוקים-כחלחלים. הם ממוקמים למרגלותיהם, כך שהם מספקים הזדמנות להירגע במים החמימים המרגיעים ולהתפעל מהנוף ההררי היפה.

אזור המעיינות החמים באסן

ישנם אתרי נופש תרמיים מחוץ לבירה ולבוסאן:

1. טוגו ואסן.בדצמבר 2008 נפתח אזור מעיינות חמים חדש בסביבת העיר אסאן שבדרום קוריאה. זוהי עיר ספא שלמה שבה, בנוסף למרחצאות עם מים מינרלים, יש פארקי שעשועים, בריכות שחייה, מגרשי ספורט ואפילו בתים משותפים. למים מקומיים יש טמפרטורה ומשקל נוחים תכונות שימושיות. דרום קוריאנים אוהבים להגיע למעיין החם הזה כדי להירגע עם משפחותיהם, להירגע באמבטיות מים חמים ולהתפעל מפרחים אקזוטיים הפורחים.
2. מתחם "Paradise Spa Togo".ממוקם בעיר אסאן. הוא נוצר במעיינות החמים, שלפני מאות שנים היו מקום נופש מועדף על אצילים. מים מינרליים טבעיים שימשו בהליכים שנועדו לרפא מחלות רבות ולמנוע אחרות. עכשיו המעיינות החמים האלה של דרום קוריאה ידועים לא רק באמבטיות הטיפוליות שלהם, אלא גם בתוכניות מים שונות. כאן תוכלו להירשם לקורס אקווה יוגה, מתיחות אקווה או ריקוד אקווה. בחורף, נחמד לטבול באמבטיה עם ג'ינג'ר, ג'ינסנג ושאר מרכיבים שימושיים.