Тепло Земли работает на нас

15 октября 2012, 00:00
Рисунок: Константин Батынков

На прошлой неделе подразделение группы «Русгидро» — компания «Геотерм» — объявила о вводе в эксплуатацию новой геотермальной скважины на Мутновском парогидротермальном месторождении. Ее глубина 2186 метров. Это одна из самых глубоких рабочих скважин в мире и самая глубокая в России. Новая скважина добавит 5 МВт к мощности действующей с 2002 года Мутновской геотермальной электростанции.

Казалось бы, 5 МВт — это совсем немного. Но мощность первой нашей ГеоЭС — Паужетской, построенной на Камчатке еще в 1965 году, как раз 5 МВт, а новость о начале ее работы подавалась как огромное достижение отечественной науки и техники. Несколькими годами позже так же громко говорили о пуске Паратунской ГеоЭС.

Для выработки электроэнергии на ГеоЭС используется низкотемпературный, очень влажный пар, к тому же поступающий на турбинную установку с очень небольшим давлением. Чтобы конвертировать это низкопотенциальное тепло Земли в электрическую энергию, необходимы сложные технологические ухищрения. Для той же Паратунской ГеоЭС ученые Новосибирского института теплофизики Самсон Кутателадзе и Лев Розенфельд разработали уникальную технологию бинарного цикла. Первую турбину раскручивал пар с температурой всего 80–170 градусов, вторую — фреон, переходящий в газовую фазу за счет нагревания остаточным теплом пара, отработавшего в первом цикле. Патент на использование этой технологии у СССР купили с десяток стран и сейчас по этому принципу работают сотни станций по всему миру.

В 1990-х годах практический интерес к геотермальной электро­энергетике возродился на Камчатке. Этот регион отсечен от крупных российских энергосистем, энергетика здесь держалась исключительно на привозном топливе. Чтобы уменьшить зависимость от завозимого морским путем поистине золотого топлива и показать экономическую и технологическую целесообразность работы ГеоЭС, было принято решение о строительстве сначала Верхне-Мутновской ГеоЭС мощностью 12 МВт, а потом двух очередей Мутновской общей мощностью 50 МВт. При создании турбогенераторного оборудования пригодились наработки атомной отрасли — там применение пара с низким давлением и повышенной влажностью обычное дело. Пар с похожими параметрами используется на энергоблоках АЭС и атомных подлодок с водяными теплоносителями. К тому же для переувлажненного пара требуется осушка — иначе быстро разрушатся основные рабочие элементы турбины. Потому-то турбинные установки строились на Калужском турбинном заводе, где изготовлены все турбины для атомных подлодок. В итоге обе Мутновские ГеоЭС сейчас производят около 30% всей электроэнергии Центрального камчатского энергоузла.

Потенциальные запасы Мутновского месторождения оцениваются в 210 МВт, и «Русгидро» планирует вскоре построить здесь Мутновскую ГеоЭС-2 мощностью 50 МВт.