С тех пор, как было изобретено электричество, люди постоянно стремятся всячески уменьшить затраты по его производству и повысить экологическую чистоту.
Энергия – источник жизненной силы современного государства, основа высокого уровня жизни, развитой экономики и национальной безопасности.
Последние десятилетия минувшего и первые годы XXI века для многих стран стали периодом напряженного поиска новой стратегии энергетического развития, который продолжается и в настоящее время. Необходимые изменения в энергетической политики связаны с осознанием мировым сообществом глобальной экологической опасности, связанным с громадными масштабами сжигания органического топлива; с грядущим истощением в обозримой перспективе и соответствующим повышением мировых цен на нефть; с опасностью использования атомного топлива, включающей и проблемы захоронения радиоактивных отходов.
Актуальность изучения данной темы, приводит к очевидному выводу, что без значительного изменения всей структуры топливно-энергетического комплекса, без включения в баланс новых первичных источников энергии невозможно решить глобальные энергетические проблемы начала XXI века.
На сегодняшний день происходит истощение доступных природных запасов традиционных источников энергоресурсов и одновременно обострение проблем окружающей среды и потребления энергоресурсов. Интенсивное освоение природы привело к многочисленным экологическим проблемам, последствиями которых стали обеднение флоры и фауны, опустынивание ландшафтов, загрязнение почв и водоемов, истощение ресурсов, образование огромного количества отходов. Поэтому на смену традиционным источникам энергии приходят новые неисчерпаемые, например, – солнечные, геотермальные, ветровые и использование энергии приливов и отливов [11].
Проблема энергетики затрагивает и Камчатский край, как территорию, являющуюся не только активным потребителем энергии, но и край, обладающий большим потенциалом энергетических ресурсов для развития альтернативной энергетики. Проблематичность реализации данного потенциала заключается в том, что энергетика Камчатского края с момента своего создания основана на использования исключительно привозного топлива (уголь, мазут, дизельное топливо), в результате чего здесь сложились самые высокие тарифы на энергоресурсы (обусловленные транспортными расходами), которые не могут обеспечить достаточной конкурентоспособност любой производимой на территории Камчатки продукции за пределами полуострова [2].
Гейзеры являются уникальными гидрогеологическими объектами, наблюдения за ними можно использовать для более глубокого понимания условий формирования высокотемпературных гидротермальных систем, тепловая мощность которых определяет потенциал геотермальной энергии [Аверьев, 1965]. Природные гейзеры встречаются редко, их во всем мире менее 1000 [Hurwitz, Manga, 2017] и большинство из них компактно сосредоточено лишь в шести крупных геотермальных районах планеты. Одно из крупных гейзерных полей Земли находится в Долине Гейзеров на полуострове Камчатка.
Внедрение их в практику, может не только улучшить энергоснабжение определенного региона и экологическую ситуацию в определенном регионе, но и улучшить стабильность в регионе.
Целью работы является исследование механизмов и возможностей использования гейзерной энергетики и её влияние на окружающую среду.
Для достижения цели были поставлены задачи:
1. Охарактеризовать геотермальную энергетику в целом;
2. Выявить достоинства и недостатки гейзерной энергетики.
3. Изучить работу Мутновской геотермальной станции и особенности ее воздействия на окружающую среду;
4. Проанализировать систему охраны окружающей среды разработанную в ОАО «Геотерм».
Объектом исследования выступает геотермальная энергетика в целом, как альтернативный источник энергии.
Предметом же выступает непосредственно Мутновская геотермальная станция Камчатского края.
Методы исследования: сравнительный гидрогеологический анализ гидротермальных резервуаров, вмещающих активные гейзеры и палеогейзеры Камчатки
Информационной базой для написания работы были публикации российских ученых: С.П. Крашенинникова, Б.И. Пийпа, Т.И. Устиновой, С.И. Набоко, В.В. Аверьева, В.И. Белоусова, В.И. Кононова, В.Н. Виноградова, Г.С. Штейнберга, В.А. Дрознина, В.М. Сугробова, Н.Г. Сугробовой, Г.А. Карпова, В.Л. Леонова, А.В. Леонова, А.Б. Белоусова, А.В. Кирюхина, и многих других.
Работа состоит из введения, 2 разделов, заключения, перечня ссылок из 10 наименований.

Купить

В теоретической части были рассмотрены гейзеры как источник альтернативной энергии. Поскольку они выделяют большое количество кипящей воды, то могут быть использованы для отопления, в курортных, целях и как источник энергии.
Геотермальная энергетика экономически эффективна там, где горячие воды приближены к поверхности земной коры, — в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курильские острова, острова Японского архипелага). В отличие от других первичных источников энергии, носители геотермальной энергии невозможно транспортировать на расстояние, превышающее несколько километров. Поэтому земное тепло — типично локальный источник энергии, и работы, связанные с его эксплуатацией (разведка, подготовка буровых площадок, бурение, испытание скважин, забор жидкости, получение и передача энергии, подпитка, создание инфраструктур и т.д.), ведутся, как правило, на относительно небольшом участке с учетом местных условий.
Преимущества безтопливной генерации на Камчатке очевидны и бесспорны. Прежде всего, производство альтернативной энергии экологически чистое и полностью исключает выброс в атмосферу углерода и других вредных газов, ответственных за парниковый эффект. Геотермальным электростанциям для производства электроэнергии, в отличие от традиционных, не требуется органическое топливо, на которое тратятся огромные деньги (80% затрат тепловых станций приходится на стоимость топлива). Теплоноситель (паро-водяная смесь высокой температуры) для работы геотермальных электростанций добывается из-под земли. Поэтому, им не нужен котельный цех, в котором сжигается органическое топливо. Вместо него - большое геополе со скважинами и трубопроводами. Паро-водяная смесь собирается из скважин, по трубопроводной системе транспортируется на сепараторную станцию, где разделяется на пар и воду. Пар используется для производства электроэнергии, а вода снова закачивается в скважины.
Соотношение стоимости одного киловатт-часа электроэнергии, реально производимой на Мутновских ГеоЭС и тепловых электростанциях, обеспечивающих город электричеством достаточно ощутимое, отпускная цена на электроэнергию ниже топливной составляющей тепловых станций ОАО «Камчатскэнерго», работающих на органическом топливе. 80% затрат у тепловых электростанций составляет стоимость топлива. Если в ОАО «Камачтскэнерго» закончится топливо, то станция остановится, а Мутновская ГеоЭС будет работать.
В настоящее время доля мутновских геотермальных электростанций в общем электропотреблении ЦКЭУ составляет около 34 %, что позволяет в значительной степени ослабить зависимость полуострова от дорогостоящего привозного мазута, а заодно - улучшить экологическую обстановку в крае.
Высокая экономическая эффективность и экологическая чистота являются достаточными стимулами для дальнейшего развития геотермальной энергетики на полуострове. Каковы же перспективы?
В Камчатском крае существует стратегия развития, в этом году начнётся проектирование блока, работающего на вторичном паре. Его мощность приблизительно будет равна 12 МВт. Более конкретно пока сказать трудно, но теоретические выкладки говорят о том, что можно будет получить такую мощность, дополнительно не разбуривая геополе. Если сепарат, закаченный под землю, пустить через расширитель и получить с него дополнительный пар, который, в свою очередь, сработает на блоках, работающих на паре с низкими параметрами (таких, как на Паужетской ГеоЭС), то теоретически из этого количества пара можно получить мощность в 12 МВт.
Но этот источник энергии следует разрабатывать как перспективный. Возможно, стоит создавать системы надежных трубопроводов, по которым горячая вода подавалась бы на большие расстояние, что обеспечивало б эффективность использования гейзера и его безопасность.
В России много гейзеров находятся на Камчатке, но они преимущественно используются для показа туристам и для локального снабжения населения горячей водой.
Правительство Камчатки видит будущее энергетики полуострова в возобновляемых источниках энергии, и об этом чётко прописано в стратегии развития Камчатского края, рассчитанной до 2025 года.

Купить