Геотермальная электростанция

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ГеоТЭС), тепловая электростанция, преобразующая внутреннее тепло Земли в электрическую энергию.

Повышенный интерес к геотермальной энергии проявился после энергетического кризиса 1970-х годов. Установленная совокупная мощность геотермальных электростанций возросла от 678 МВт в 1970 до 8000 МВт в 2000 году. Страны-лидеры: США (2228 МВт), Филиппины (1909 МВт), Мексика (755 МВт), Италия (785 МВт), Индонезия (589 МВт), Россия (с учётом проектируемых - 150 МВт, 2005). На геотермальной электростанции нет котельного цеха, топливоподачи, золоулавливателей и других устройств, необходимых для обычной тепловой электростанции; практически станция состоит из машинного зала и помещения для электрических устройств. Себестоимость получения электроэнергии на геотермальной электростанции в несколько раз ниже, чем на ТЭС, и осуществляется по одной из схем: прямой, непрямой или смешанной.

При прямой схеме неочищенная пароводяная смесь поступает из подземных источников перегретого пара (соффиони) по специально пробуренным скважинам, пар отделяется от воды с помощью сепаратора и направляется в паровую турбину (на входе температура около 200°С, на выходе - около 45°С), вращающую генератор электрической энергии. Вода, выходящая из сепаратора, используется для теплоснабжения населённых пунктов, в химическом производстве и для других целей; может быть закачана обратно сразу или, если это экономически оправданно, с предварительным извлечением из неё минералов (рисунок, а).

При непрямой схеме применяется технология двухконтурного (бинарного) цикла. Пароводяная смесь предварительно очищается в дегазаторе от агрессивных (сильно корродирующих) газов, а затем нагревается в теплообменнике неочищенным паром и с температурой около 120°С подаётся в турбину. Отработавший пар конденсируется и вновь пропускается через теплообменник, создавая тем самым замкнутый цикл (рисунок, б). При смешанной схеме неочищенный пар поступает в турбины, а затем из сконденсировавшейся воды удаляются не растворившиеся в ней газы. Наиболее часто применяют двухконтурный цикл.

Помимо получения электроэнергии, подземные термальные воды могут использоваться (в зависимости от температуры) для: кондиционирования воздуха, рыборазведения, производства ферментов (18- 30°С); обогрева грунтов в сельском хозяйстве и горнодобывающей промышленности (30-40°С); горячего водоснабжения (40-70°С); отопления, выработки искусственного холода, мойки и сушки различных материалов (70-100°С); теплофикации производственных процессов, получения тяжёлой воды, выпаривания высококонцентрированных рассолов (более 100°С). В России наиболее широко термальные воды используются на Северном Кавказе, особенно в Дагестане (130 тысяч м³/сут).

Разработан проект создания геотермально-тепловых электростанций, в состав которых вводятся устройства, сжигающие горючий газ из геотермального рассола и дополнительный природный газ из местных месторождений.

О мощностных характеристиках и экологическом аспекте использования геотермальной электростанции смотри в статьях Возобновляемые источники энергии, Геотермальные ресурсы.

Лит.: Васильев Л. Л., Гракович Л. П., Хрусталев Д. К. Тепловые трубы в системах с возобновляемыми источниками энергии. Минск, 1988; Лабунцов Д. А. Физические основы энергетики. М., 2000; Голицын М. В., Голицын А. М., Пронина Н. М. Альтернативные энергоносители. М., 2004.