Геотермальная энергетика

Тепловая энергия недр ЗемлиТакже как гидравлические, ветряные или солнечные ресурсы, геотермальные источники энергии являются чистыми, безопасными и возобновляемыми. «Геотермальный» — слово греческого происхождения и состоит из корней «тепло Земли». Геотермальной, таким образом, называют энергию, которая содержится под внешней оболочкой нашей планеты в форме тепла. Пока что человечество научилось преобразовывать в электроэнергию не все тепло, а лишь то, которое сконцентрировано в особых областях, где расплавленные массы магмы находятся очень близко к поверхности.

Геотермальные ресурсы, расположенные на доступной глубине в естественных резервуарах в форме пара или воды высокой температуры (чаще всего, дождевой), нагреваются от протекания через постоянно раскаленные области каменных пород. При наличии определенного ландшафта такие подземные источники горячей воды и пара могут превращаться при выходе на поверхность в гейзеры, горячие источники и лагуны.

Мировой рынок геотермальной энергетики

Объекты геотермальной энергетики уже работают, а также строятся в различных частях света, в том числе в таких странах как Россия, Исландия, Италия, США, Чили, Перу, Сальвадор, Филиппины и Индонезия.

В 2016 году новые инвестиции в развитие геотермальной энергетики выросли на 17% по сравнению с предыдущим годом до 2,7 млрд долл США, по данным доклада «Глобальные тенденции инвестирования в развитие ВИЭ в 2017 году».

Перспективы геотермальной энергетики в мире

Объем установленных геотермальных мощностей в мире растет примерно на 6% в год, и, по оценкам, достигнет 46 ГВт к 2035 году.

История геотермальной энергетики

Одним из первопроходцев и лидеров в этом сегменте является Италия и, в частности, компания Enel Green Power. Еще в 1904 году итальянский князь Пьетро Джинори Конти проводил в Тоскане опыты по трансформации энергии пара в электроэнергию. В 1913 году в Лардерелло была открыта первая в мире геотермальная электростанция, в 2013 года она отпраздновала свое 100-летие.

История геотермальной энергетики России начинается в середине 50-х годов прошлого столетия, когда впервые была организована группа ученых, изучавших геотермальный потенциал Камчатки, в результате чего была построена первая в СССР Паужетская геотермальная электростанция.

Этапы разработки и принципы работы геотермального проекта

Разработка геотермального энергетического проекта состоит из нескольких фаз. Сначала с помощью специальных подземных проб определяется место, где, предположительно, находится геотермальный резервуар. Следующая фаза — глубокая разведка; если геонаучные тесты подтверждают, что место выбрано правильно, бурятся скважины и на поверхности строится электростанция, либо пар по трубам перенаправляется в сторону уже существующей станции.

Экономически оправдано бурение глубиной до 5 км. Фаза глубокого бурения также сопровождается исследованиями состояния окружающей среды для наилучшего позиционирования скважины и оптимизации добычи пара.

Пар доставляется из скважин к электростанции при помощи изолированных паровых труб из стали. На электростанции пар попадает на турбину и вращает ее, а присоединенный к турбине электрогенератор вырабатывает электричество. После прохождения турбины пар охлаждается в конденсаторе и превращается в воду. Часть полученной таким образом воды возвращается в подземный природный резервуар при помощи специальных шахт обратного впрыскивания, другая часть выпускается в атмосферу.

При невысокой температуре геотермального источника (120-170°C) часто применяется технология бинарного цикла. В таких системах геотермальная жидкость используется для выпаривания другой жидкости с меньшей, чем у воды, температурой кипения, через теплообменник, а затем сразу же отправляется в систему обратного впрыска, тем самым полностью восполняя природный резервуар.