Официальный сайт — mrsk-1.ru Российская геотермальная энергетика основана как советский проект, предусматривавший широкомасштабное комплексное использование этого возобновляемого источника энергии. С 1954 года соответствующими научными исследованиями занимались более 60 институтов. Министерством газовой промышленности СССР были пробурены более 3000 геотермальных скважин глубиной до 5,5 км, созданы пять региональных управлений по использованию глубинного тепла Земли, работало специализированное НПО «Союзбургеотермия».
После военных лет развитие экономики Камчатки потребовало строительства электростанций, и в 1948 году главный энергетик треста «Сахалинрыбпром» А. А. Гавронский (1903–1971) получил авторское свидетельство на производство электроэнергии из геотермальных источников, что позволило ему в 1949 году обратиться к И. В. Сталину (как к Председателю Совета Министров) с предложением о развитии геотермальной энергетики.
После всестороннего и дискуссионного рассмотрения данного вопроса в Академии наук СССР, при поддержке академика М. В. Кирпичёва (1878–1955), выдающегося теплоэнергетика и основателя советской научной школы котлостроения, первый заместитель Председателя Совмина В. М. Молотов поручил АН СССР приступить к геотермальным исследованиям.
В 1954 году президиум АН СССР направил из Москвы на Камчатку экспедицию Лаборатории вулканологии Академии наук под руководством Б. И. Пийпа для выбора места строительства геотермальной электростанции. Уже в следующем году эта экспедиция рекомендовала начать разведочное бурение на юге Камчатки в районе Паужетских геотермальных источников — в 30 км от побережья Охотского моря у реки Паужетка.
1957 год считается фактическим началом комплекса работ по строительству Паужетской ГеоТЭС. В 1957–1958 годах была пробурена первая в СССР пароводяная скважина. На глубине 120–300 м она вскрыла месторождение с пароводяной смесью температурой +20°C. С 1959 по 1963 годы на Паужетском месторождении были пробурены и опробованы 21 разведочная скважина, на десяти из которых были выполнены годовые опытно-эксплуатационные испытания.
Паужетское геотермальное месторождение в настоящее время эксплуатируется АО «Тепло Земли», которое является правопреемником ГУП «Камчатскбургеотермия». Запасы месторождения утверждены в 2008 году на 25-летний срок эксплуатации с удельным расходом пара ГеоТЭС 2,5 кг/с при фактическом расходе 4,03 кг/с, что соответствует среднегодовой мощности станции 6,7 МВт, а при пиковом потреблении — до 11 МВт.
Сейчас на месторождении имеется 22 скважины глубиной от 405 до 1205 м, из которых десять действующих (добычных) с общим расходом пара 27,1 кг/с, достаточным для обеспечения электрической мощности до 10,9 МВт, с температурой пароводяной смеси на устье 17°C и давлении до 3 бар. Каждая добычная скважина оборудована сепаратором, пар из которого (около 1%) по трубопроводам централизовано подаётся на ГеоТЭС. Сепарат скважин в объёме % используется для теплоснабжения объектов в посёлке Паужетка, % подаётся в реинжекционную скважину, остальное в объёме 8% сбрасывается в ручей Быстрый и реку Паужетка. За девять месяцев 2019 года добыто 558,8 тыс. тонн при средней мощности 4,5 МВт. Выработка электроэнергии составила 326285 тыс. кВт·ч.
Первая в мире бинарная Паратунская ГеоТЭС мощностью 670 кВт была выполнена по изобретению академика С. С. Кутателадзе (1914–1986) в соавторстве с д.т.н. Л. М. Розенфельдом и Б. М. Выморковым, разработкам Института технической теплофизики (ИТТФ) СО АН СССР, ВНИИ холодильного оборудования и Ленинградского технологического института холодильной промышленности и проекту Новосибирского института ГипроНИИ АН СССР. Паратунская ГеоТЭС была построена в 1967 году в 70 км от ПетропавловскаКамчатского у посёлка Термальный.
С целью возрождения российских бинарных энерготехнологий и организации серийного производства бинарных электростанций (БЭС), в соответствии с приказом РАО «ЕЭС России» №500, была начата реализация проекта строительства бинарного энергоблока на Паужетской ГеоТЭС. В 2007 году московское ЗАО «Геоинком» (генеральный директор Г. В. Томаров) разработало технический проект типового бинарного энергоблока, а также технические проекты основного оборудования — испарителя-пароперегревателя, конденсатора и паровой турбины, выбрав в качестве рабочего цикла озонобезопасный хладон R134а. Была также разработана технологическая схема и рассчитаны её параметры, подобрано специальное вспомогательное оборудование и арматура, определены основные компоновочные и архитектурно-строительные решения.
Генеральным проектировщиком (московской компанией ОАО «НИИЭС») на базе технического проекта была разработана рабочая проектная документация на строительство опытно-промышленного экспериментального энергоблока (фото 3) с бинарным циклом мощностью 2,5 МВт на площадке Паужетской ГеоТЭС.
В 2014 году монтаж данной ГеоТЭС мощностью 2,5 МВт для утилизации тепла сепарата и конденсата паровых турбин был завершён, однако по ряду причин бинарный энергоблок не введён в эксплуатацию до настоящего времени.
Аналогичную работу в России выполнил также московский институт «ВНИПИэнергопром» совместно с Калужским турбинным заводом. Банк отдал предпочтение исландскому ТЭО с комбинированной ГеоТЭС мощностью 50 МВт с теплофикационными турбинами, тепловой станцией с использованием тепла 600 т/ч сепарата и конденсата и со строительством теплопровода диаметром 500 мм, протяжённостью 83 км до города Елизово и далее до Петропавловска-Камчатского, и стоимостью $ 158 млн.
Российский вариант, при сохранении тех же параметров (установленная электрическая мощность 50 МВт, такая же теплотрасса), предусматривал раздельное сооружение конденсационной ГеоТЭС и такое же теплоснабжение указанных городов. Такой подход объяснялся особенностями российского финансирования строительства энергообъектов. РАО «ЕЭС России» утвердило ТЭО Мутновской ГеоТЭС и готово было финансировать лишь электрогенерацию. Для строительства объектов геотермального теплоснабжения в 1993 году была организована компания «КамТЭК», которая не смогла собрать средства потенциальных потребителей для реализации проекта.
В этой тупиковой ситуации проблемами геотермальной энергетики в 1990-е годы начал заниматься ведущий российский специалист по паровым турбинам АЭС д.т.н., профессор О. А. Поваров (1938–2006). В 1994 году он инициирует создание акционерного общества (АОЗТ «Геотерм») с участием руководителей РАО «ЕЭС России» и ОАО «Камчатскэнерго», и уже в 1995-м РАО «ЕЭС России» утверждает ТЭО на строительство ВерхнеМутновской ГеоТЭС мощностью 12 МВт и открывает финансирование проекта.
Директором строительства станции назначается В. Е. Лузин. В том же году начинает прибывать и монтироваться оборудование станции. Калужский турбинный завод изготовил 14 модулей вагонного типа, соединённых между собой закрытыми переходами. Были пробурены три продуктивные и две реинжекционные скважины. 29 декабря 1999 года Верхне-Мутновская ГеоТЭС (фото 4) была принята в эксплуатацию, а все проблемы в ходе пусконаладочных работ устранялись до декабря 2002-го (замена воздушной конденсаторной установки, а также защита электрооборудования станции от выделяющего из геотермальной воды сероводорода и т. п.).
Впервые в мировой практике были применены горизонтальные гравитационные сепараторы, обеспечивающие максимальное удаление воды из геотермального пара. При проектировании и строительстве Верхне-Мутновской ГеоТЭС были апробированы новые технические решения, которые затем применили при возведении Мутновской ГеоТЭС.
В 1996 году О. А. Поваров, имея большой авторитет в зарубежных научных кругах (стажировки в США, разработка ГеоТЭС «Сан-Хасинто» в Никарагуа и др.), инициировал выделение средств ЕБРР на разработку окончательного варианта ТЭО Мутновской ГеоТЭС японской компании West Japan Engineering Consultants, Inc. (West JEC), российскому АО «Наука» (президент О. А. Поваров) и новозеландской фирме CENZi. В 1997 году ЕБРР утвердил ТЭО Мутновской ГеоТЭС мощностью 50 МВт со стоимостью строительства $154 млн. В 1998 году было подписано соглашение между Правительством РФ и ЕБРР о выделение АОЗТ «Геотерм» кредита на $ 99,9 млн со сроком погашения три года. Остальные $ 55 млн обязались профинансировать РАО «ЕЭС России», ОАО «Камчатскэнерго» и администрация Камчатской области. Дополнительно за счёт ОАО «Камчатскэнерго» была построена ЛЭП 220 кВ и автодорога до города Елизово. Генеральным проектировщиком ГеоТЭС в 1999 году было назначено ОАО «Зарубежэнергомонтаж» (город Иваново), а генподрядчиком строительства — ФГУП «ВО Технопромэкспорт», имевшее многолетний опыт строительства электростанций за рубежом.
В соответствии со схемой и программой развития электроэнергетики Камчатского края на 2019–2023 годы (kamgov.ru), суммарная мощность электрогенерирующих станций Камчатки в 2018 году составляла 630 МВт (10%), в том числе избыточная мощность около 5%. Установленная мощность ГеоТЭС составляет 74 МВт (11,% от суммарной установленной мощности или 23,% от фактически используемой). При общей выработке электроэнергии в 2018 году на Камчатке 1816 млн кВт·ч (10%) основная доля приходится на ТЭЦ-1 (установленная мощность 204 МВт) и ТЭЦ-2 (160 МВт), которые обеспечивают 5% производства всей электроэнергии полуострова. На долю Мутновской и Верхне-Мутновской ГеоТЭС приходится 23,% выработки электроэнергии (427 млн кВт·ч).
В настоящее время основным источником газоснабжения Камчатки является магистральный газопровод от Кшукского месторождения диаметром 530 мм и протяжённостью 392 км, построенный в 2012 году. В программе отмечено, что в 2019-м его производительность упала с 750 до 420 млн м³ в год, а к 2030 году она сократится до 120 млн м³ в год.
Применение авторами матмоделирования посредством программного обеспечения TOUGH2 (Transport of Unsaturated Groundwater and Heat, то есть «термогидродинамическое численное моделирование с прогнозом эксплуатации продуктивных геотермальных резервуаров с известными фильтрационно-ёмкостными и энергетическими свойствами») показывает возможность увеличения мощности эксплуатируемого Мутновского геотермального месторождения до 105 МВт, а Паужетского геотермального месторождения — до 11 МВт, в том числе с использованием бинарных технологий.
Геотермальные пароводяные месторождения разведаны также на курильских островах Кунашир, Итуруп и Парамушир. Разведочные работы первого геотермального месторождения на участке «Прибрежный» были начаты на Кунашире в 1964 году, а в 1976-м были утверждены его запасы. В. Л. Микиртумов (1943 г.р.) в 1977 году, работая в институте «Сахалингражданпроект», разработал ТЭО проекта геотермального теплоснабжения острова Кунашир. Предприятие АО «Энергия» заказало Калужскому турбинному заводу модульную геотермальную электростанцию «Омега-500» мощностью 500 кВт, которая была установлена у подножия вулкана Менделеевский в 1993 году. В составе энергоблока была противодавленческая турбина «Кубань-0,5», разработанная КТЗ совместно с АО «Южно-Русская энергетическая компания» (Краснодар).
В 1994 году были завершены работы по строительству Менделеевской ГеоТЭС мощностью 3,6 МВт с двумя энергоблоками «Туман-2Л» (производство КТЗ) мощностью 1,8 МВт каждый. В 1996-м был построен геотермальный теплопровод от ГеоТЭС в посёлок Горячий Ключ с закрытием пяти угольных котельных. В 1997 году на Менделеевской ГеоТЭС была смонтирована блочная станция «Туман» (КТЗ) мощностью 17 Гкал/ч, а в 2008-м по проекту института «Сахалингражданпроект» был построен теплопровод в посёлок Южно-Курильск протяжённостью 9 км вдоль океанской бухты с пересечением двух рек и с перепадом отметок до 100 м. В ЮжноКурильске теплопровод подключили к тепловому пункту бывшей котельной и обеспечили геотермальное отопление зданий посёлка. С 2011 по 2019 годы выполнялась реконструкция ГеоТЭС с установкой оборудования фирмы Ormat Technologies (США, Израиль). Мощность Менделеевской ГеоТЭС после реконструкции составит 7,4 МВт.
На другом курильском острове Итуруп в 2007 году по проекту института «Новосибирсктеплоэлектропроект» была построена Океанская ГеоТЭС установленной мощностью 3,6 МВт, с двумя энергоблоками «Туман-2Л» мощностью по 1,8 МВт каждый. В 2015-м после аварии станция была выведена из эксплуатации.
1. Геотермальная энергетика из всех ВИЭ находится на третьем месте в мире по объёмам электрогенерации после ветровой и фотоэлектрической. При общей мощности мировых ГеоТЭС 13,3 ГВт установленная мощность ГеоТЭС РФ составляет 74 МВт при потенциальной мощности ГеоТЭС только Камчатки 1,1 ГВт. Кроме того, Россия — одна из пяти стран мира, обладающая технологиями производства геотермальных турбин и оборудования, геологической и научной школой мирового уровня, инженерными школами по проектированию и эксплуатации.
2. Развитие российской геотермальной энергетики осуществлялось учёными высочайшей научной и инженерной квалификации, инициировавшими важнейшие разработки на государственном уровне. Исследования пароводяных геотермальных месторождений Камчатки были начаты в 1930-е годы д.г.-м.н. Б. И. Пийпом. Его идеи развил в 1960-е годы В. А. Аверин, обосновавший теорию образования месторождения. После организации Б. И. Пийпом в 1962 году Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН Лаборатория геотермии выполнила исследования геотермальных ресурсов Камчатки, которые оценивались от 650 до 3900 МВт в зависимости от метода использования.
3. Строительство первой в СССР Паужетской ГеоТЭС на Камчатском полуострове в 1949 году предложил А. А. Гавронский; Б. М. Выморков руководил её эксплуатацией в первые годы. В 1967 году на Камчатке была построена первая в мире бинарная Паратунская ГеоТЭС. В основе её энергетического цикла лежало изобретение Б. М. Выморкова, академика С. С. Кутателадзе и д.т.н. Л. М. Розенфельда.
В 1980-е и 1990-е годы учёным мирового уровня О. А. Поваровым было инициировано сооружение Верхне-Мутновской и Мутновской ГеоТЭС — самых мощных геотермальных станций в Российской Федерации. В 2003 году по разработке д.т.н. Г. В. Томарова была построена бинарная Паужетская ГеоТЭС, которая адаптировала в себе современные технологические решения мирового уровня.
4. Предварительный анализ энергобаланса и генерирующих мощностей Камчатского края, опыта эксплуатации ГеоТЭС и геологических прогнозных оценок показал возможность обеспечения электрогенерации Камчатки за счёт использования геотермальной энергии суммарной мощностью от 116 до 3900 МВт.
5. Для определения перспектив развития геотермальной энергетики Курильских островов требуются дополнительные исследования.
В этой статье представлены результаты исследований российских научных организаций по глубинной и поверхностной геотермии. Показана перспективность исследований по разработке и сооружению скважин со сверхкритическими параметрами теплоносителя у подножия вулканов на Камчатке. Представлены направления и наиболее важные результаты исследований отечественной научной школы геотермальной электрогенерации. Отмечены результаты работ российских научно-исследовательских организаций в области геотермальной теплогенерации в Краснодарском крае, Чечне и Дагестане.
Геотермальная энергетика, как объект научных исследований, имеет междисциплинарный характер и включает вопросы геологии и геофизики, технологий бурения, разработки и эксплуатации месторождений, технологий и оборудования электрогенерации и теплоснабжения.
В зависимости от температуры теплоносителя, поступающего из недр Земли, различают глубинную и поверхностную геотермию (глубина менее 400 м). В формировании ресурсов поверхностной геотермии решающее значение имеет воздействие солнечной радиации на поверхность Земли. Глубинная геотермия, в зависимости от вида горных пород, разделяется на петрогеотермальную (тепло «сухих» пород) и геотермальную (парои водонасыщенные породы).
Геотермальная наука в СССР имела четыре основные научные школы: московскую (Геологический институт АН СССР, Объединённый институт физики Земли, Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского), ленинградскую (Ленинградский горный институт), киевскую и дагестанскую (НПО «Союзгеотерм»).
В 1996–2012 годах наиболее значимых результатов достигла научная школа геотермальной энергетики д.т.н., профессора О. А. Поварова. Созданная в НИУ «МЭИ» на основе экспериментальной базы опытной ТЭЦ, эта школа в творческом содружестве с Калужским турбинным заводом (ПАО «КТЗ») обеспечила разработку и изготовление геотермальных паровых турбин мирового уровня и сооружение на их основе новых российских ГеоЭС.
Первые системные научно-технические разработки в области геотермальной энергетики в России были начаты в 1954 году по решению президиума Академии наук СССР о создании в городе Петропавловске-Камчатском лаборатории по исследованию геотермальных ресурсов.
Ключевская сопка на Камчатке — самый высокий (4850 м) активный вулкан в Евразии
Институт вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН был основан в 1962 году
Традиции дагестанской научной геотермальной школы с 1980 года продолжает Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики (ИПГиВЭ) ОИВТ РАН в городе Махачкале. В его составе — 130 кандидатов и докторов наук, работающих в областях геологии, геофизики, технологий бурения и разработки месторождений, электрои теплогенерации, извлечения редких химических реагентов.
Геологический институт (ГИН) РАН был основан в 1930 году. Основные направления исследований института: тектоника, литология, стратиграфия и четвертичная геология
Геологический музей (ГГМ) РАН содержит более 60 тыс. образцов минералов со всего мира
Новый этап развития отечественной геотермальной электроэнергетики начался в 1990 году, когда в рамках реализации Государственной научно-технической программы (ГНТП) СССР «Экологически чистая энергетика» под руководством д.т.н., профессора МЭИ О. А. Поварова были возобновлены научно-технические исследования и разработки по созданию отечественного геотермального энергетического оборудования.
В течение 10–15 лет, совместными усилиями АО «Наука», ООО «Геотерм-ЭМ», Научно-исследовательского и учебного центра геотермальной энергетики (НУЦ Гео) Московского энергетического института, Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института атомного и энергетического машиностроения (ВНИИАМ), а также других научных организаций был выполнен комплекс фундаментальных исследований в области геотермальной энергетики, включая следующие:
В результате сформировалась российская научная школа д.т.н. О. А. Поварова, были разработаны и созданы новые российские ГеоЭС на Камчатке и Курильских островах, за что в 2003 году О. А. Поварову и коллективу учёных и специалистов была присуждена Государственная премия РФ по науке и технике.
Силами учёных и инженеров НУЦ Гео МЭИ, АО «КТЗ», ООО «Геотерм-ЭМ», АО «Наука», ВНИИАМ, ЭНИН и других российских организаций было разработано уникальное оборудование для Верхне-Мутновской ГеоЭС мощностью 12 МВт, запущенной в эксплуатацию на Камчатке в 1999 году, включая турбоагрегаты мощностью по 4 МВт каждый с системой внутриканальной сепарации и поворотными отсечными клапанами типа «баттерфляй», уникальные сепараторы, расширители и паросборники горизонтального типа с новым принципом гравитационного осаждения жидких частиц, а также воздухоохлаждаемые конденсаторы поверхностного типа. Этот опыт был использован при разработке и создании оборудования флагмана российской геотермальной электроэнергетики — Мутновской ГеоЭС мощностью 50 МВт с двумя энергоблоками по 25,0 МВт каждый.
Мутновская ГеоЭС (50 МВт) на Камчатке — крупнейшая геотермальная электростанция России
Подготовка бакалавров по геотермальной энергетике ведётся в Дагестанском государственном университете (ДГУ), а учёных — в аспирантуре ИПГиВЭ.
1. Геотермальная энергетика является одним из развивающихся сегментов возобновляемой энергетики России и имеет более чем столетнюю историю. Современная разведанная ресурсная база страны позволяет в разы увеличить мощности ГеоЭС и ГСТ. В России работает несколько научных школ по изучению геотермальных ресурсов, среди которых ведущими являются ИВиС ДВО РАН и ИПГиВЭ ОИВТ РАН. Моделирование разработки геотермальных месторождений реализовано при сооружении Ханкальской ГСТ.
2. Учёные научной школы геотермальной электроэнергетики, созданной д.т.н., профессором О. А. Поваровым в период разработки и сооружения российских геотермальных электростанций с 1996 по 2002 годы (Верхне-Мутновская ГеоЭС и Мутновская ГеоЭС), объединившиеся позднее в компании ООО «Геотерм-ЭМ» (директор — д.т.н. Г. В. Томаров), продолжают выполнять исследования и разработки по совершенствованию действующих отечественных ГеоЭС и перспективных геотермальных энергоблоков с органическим циклом Ренкина.
3. В области геотермальной теплогенерации ведут исследования в основном д.т.н. В. А. Бутузов (ООО «Энерготехнологии-Сервис»), д.т.н. А. Б. Алхасов (ИПГиВЭ). Разработки поверхностных ГСТ выполняет д.т.н. Г. П. Васильев.
Геотермальное теплоснабжение, в отличие от традиционных источников энергии, использует тепло горных пород Земли. Их поверхностные слои до так называемого «нейтрального слоя» на глубинах 3–20 м аккумулируют солнечную энергию, а на б?льшей глубине тепловой режим определяет геотермальный поток магмы Земли. Степень его изменения или геотермальный градиент в каждом географическом месте определяется его геологическими условиями. Повышение значения этого градиента, водонасыщенность пород и слои глины над ними определяют возможность формирования геотермального месторождения (рис. 1). При отсутствии водонасыщенности пород, но возможности организации в них разветвлённой трещиноватости для циркуляции воды создаются условия для формирования петрогеотермальной циркуляционной системы.
Из всех возобновляемых источников энергии (ВИЭ) геотермальная энергия является наиболее сложным видом. Исследование горных пород, их водонасыщенность, моделирование месторождений выполняют геология и гидрогеология. Бурение геотермальных скважин и обустройство месторождений осуществляют специалисты по бурению. Обратная закачка отработанного геотермального теплоносителя в объёмах, кратно б?льших, чем при добыче нефти, требует специальных компетенций. Геотермальные воды имеют сложный химический и газовый состав, который в сочетании с высокими температурами обуславливает необходимость разработки специальных методов защиты от отложения солей и коррозии, как после скважин, так и на глубинах 2–3 км.
Создание геотермальных систем теплоснабжения требует учёта следующих специфических особенностей геотермального теплоносителя: стабильная в течение всего срока эксплуатации температура, одноразовость использования, переменный в течении эксплуатации дебит скважин, необходимость подбора потребителей для максимально возможной загрузки скважин в течении года, необходимость защиты потребителей от отложения солей и коррозии, а окружающей среды, при сбросе отработанной геотермальной воды, — от теплового и химического загрязнения.
Геотермальные станции Российской Федерации
В России имеется пять геотермальных станций (четыре из них действующие):
1. Верхне-Мутновская ГеоЭС на склонах вулкана Мутновский в юго-восточной части полуострова Камчатка, введённая в эксплуатацию в декабре 1999 года. Мощность станции, оборудованной тремя энергоблоками (турбины «Туман 4К»), составляет 12 МВт.
2. Менделеевская ГеоТЭС на острове Кунашир (самый южный остров Большой гряды Курильских островов) около вулкана Менделеева. Мощность станции составляет 3,6 МВт, станция осуществляет теплоснабжение и электроснабжение города Южно-Курильска.
3. Мутновская ГеоЭС — крупнейшая геотермальная электростанция России, расположенная к северо-востоку от Мутновской сопки в юго-восточной части полуострова Камчатка на высоте 800 м над уровнем моря, в 120 км на юго-запад от Петропавловска-Камчатского, на берегу реки Фальшивая. Мощность станции, оборудованной двумя энергоблоками (турбины «К-25-0,6 Гео»), составляет 50 МВт.
4. Океанская ГеоТЭС у подножия вулкана Баранского на острове Итуруп (самый крупный остров южной группы Большой гряды Курильских островов) в Сахалинской области. Станция выведена из эксплуатации после аварии, произошедшей в 2013 году.
5. Паужетская ГеоЭС в посёлке Паужетка (на Паужетском геотермальном месторождении) в юго-западной части Камчатского полуострова около вулканов Кошелева и Камбального. Старейшая ГеоЭС на территории РФ, введена в эксплуатацию в 1966 году как экспериментальный объект. Мощность станции, оборудованной двумя энергоблоками, составляет 12 МВт при годовой выработке электроэнергии 124 млн кВт·ч.
Геотермия, как наука, неразрывно связана с геологией и гидрогеологией. При разведке и добыче полезных ископаемых, нефти и газа исследуют также геотермические условия недр. Первым в России учёным, систематически исследовавшим геотермальные проблемы, был талантливый и незаурядный геолог, горный инженер и преподаватель Леонард Антонович Ячевский (1858–1916). В 1905 году он публикует статьи по геотермии и становится членом Международной геотермической комиссии. В 1910 году по его инициативе была организована постоянная Геотермическая комиссия при Русском географическом обществе.
В 1956 году создаются Лаборатория гидрогеологических проблем им. С. В. Саваренского в Москве (Ф. А. Макаренко), лаборатория геотермии Института физики Земли в Москве (И. Д. Дергунов), лаборатория гидрогеологических и геотермических исследований Института геологии Дагестанского филиала АН СССР в Махачкале (С. А. Джамалов). Результаты исследований были рассмотрены на Первом Всесоюзном совещании по геотермии в Москве в 1956 году. Академией наук СССР для координации исследований в 1961 году была организована комиссия по гидрогеологии и геотермии, которую в 1964-м преобразовали в Научный совет по геотермальным исследованиям во главе с академиком А. Н. Тихоновым. В 1963 году Правительство СССР принимает постановление «О развитии работ по использованию в народном хозяйстве глубинного тепла Земли», которым на Министерство газовой промышленности СССР была возложена обязанность освоения тепловой энергии недр. В 1964 году в Москве состоялось второе Всесоюзное совещание по геотермии, а на третьем Всесоюзном совещании в 1969-м в Махачкале отмечалось, что геотермальным теплоснабжением в семи городах было обеспечено 50 тыс. человек, 100 промпредприятий и 15 га теплиц. Геотермальными исследованиями в СССР в этот период занимались 64 организации.
Исследование геологических, гидрогеологических и теплофизических вопросов геотермии осуществлялось в четырёх основных научных школах: московской, ленинградской, киевской и дагестанской.
В результате исследований Геологического института АН СССР (Ф. А. Макаренко, В. И. Кононов, М. Д. Хуторский, В. И. Дворов) и объединённого Института физики Земли АН СССР (И. Д. Дергунов, Е. А. Любимова) были определены основные перспективные геотермальные месторождения страны. Они, как правило, сопутствуют тектоническим разломам на границах плит, по которым раскалённая магма поднимается к поверхности Земли. В 1972 году была опубликована Геотермическая карта СССР под редакцией В. А. Макаренко.
В соответствии с постановлением Правительства СССР, в 1963 году бурение скважин и обустройство геотермальных месторождений в СССР осуществляло Министерство газовой промышленности. С 1966 по 1981 годы им было создано пять региональных Управлений по использованию глубинного тепла Земли: Кавказское (Махачкала), Северо-Кавказское (Грозный), Кубанское (Армавир), Грузинское (Тбилиси) и Камчатское (ПетропавловскКамчатский). В задачу этих объединений входило бурение новых геотермальных, переоборудование нефтяных и газовых скважин, обустройство месторождений, добыча и реализация геотермальной воды. В 1981 году на базе этих управлений, дополненное институтом ВНИПИгеотерм, в Махачкале было организовано НПО «Союзбургеотермия». Первый эксплуатационный нормативный документ («Правила разработки месторождений теплоэнергетических вод») был разработан Мингазпромом СССР в 1985 году. Действующие Правила разработки месторождений теплоэнергетических вод ПБ 07-599–03 утверждены в 2003 году.
Б. А. Локшин впервые ввёл понятие коэффициента эффективности геотермального теплоснабжения, разработал первый проектный нормативный документ СССР «Инструкция по комплексному использования геотермальных вод для теплохладоснабжения зданий», ВСН 36-77.
В 1970-е годы, до 1985 года, проектированием геотермальных систем электрои теплоснабжения также занималось Новосибирское отделение института «Теплоэлектропроект», которые разработало схемы геотермального энергоснабжения Тюменской области, городов Петропавловск-Камчатский и Южно-Сахалинск.
В 1990-е годы научная и инженерная геотермальная школа была создана выдающимся учёным, специалистом по паровым турбинам, прекрасным организатором, д.т.н., профессором Олегом Алексеевичем Поваровым (1938–2006). Трижды лауреат Государственных премий, Олег Алексеевич в 1992 году организует в Московском энергетическом институте (МЭИ) Научноисследовательский и учебный центр геотермальной энергетики (НУЦ Гео). В 1994 году О. А. Поваров создаёт АО «Геотерм», в котором он был научным руководителем, вице-президентом компании. В сложных экономических условиях 1990-х годов под руководством О. А. Поварова разрабатываются новые геотермальные турбины, сепараторы и другое оборудование для самой мощной в России Мутновской геотермальной электростанции мощностью 50 МВт, которая была введена в эксплуатацию в 2003 году (рис. 3). Начатое О. А. Поваровым дело по созданию геотермальной энергетики продолжили его ученики, в том числе д.т.н. Григорий Валентинович Томаров (1957 г.р.), к.т.н. Александр Иосифович Никольский (1945 г.р.), к.т.н. Валерий Николаевич Семёнов (1948 г.р.), к.т.н. Андрей Анатольевич Щипков (1975 г.р.). В 2003 году впервые в России творческому коллективу во главе с О. А. Поваровым была присуждена Государственная премия РФ «За фундаментальные исследования в области геотермальной энергетики и создание на их основе ГеоЭС».
Геотермальное теплоснабжение в Дагестане начато в 1949 году, когда по предложению С. А. Джамалова в центре Махачкалы на базе старой нефтяной скважины №27 были построены общественные бани, а первая в СССР скважина №160 была пробурена в 1951 году специально на термальные воды. Она дала воду из караганских отложений с дебитом 2000 м?/сут., с температурой на устье 63 °C и избыточным давлением 15 бар. Со вводом в эксплуатацию было доказано большое практическое значение термальных вод. Посёлки Редукторный, ТЭЦ и ряд других промышленных объектов города Махачкалы до сих пор используют эту скважину для отопления, горячего водоснабжения и розлива минеральной воды. В 1953 году от скважин №98 и №175 геотермальным отоплением были обеспечены здания Института физики и Института геологии Дагестанского филиала АН СССР.
С. А. Джамалов одним из первых предложил простые в исполнении и надёжные в эксплуатации панельные геотермальные системы отопления. Развитие идей С. А. Джамалова по геотермальному теплоснабжению в Дагестане осуществили его соратники и ученики: Ю. И. Султанов, Г. Б. Бадавов, П. Н. Ригер, А. Ш. Мейланов, А. Н. Абдуллаев.
В России по разведанным запасам и добыче геотермальной воды лидирует Дагестан. Открыто 12 месторождений с запасами 82 тыс. м?/сут., пробурено и восстановлено из ликвидированного нефтяного фонда более 130 скважин.
В настоящее время эксплуатацией геотермальных месторождений в Дагестане занимается ООО «Геоэкопром».
Значителен вклад Института проблем геотермии ДНЦ РАН в развитии геотермических исследований в России. ИПГ является единственным институтом в Российской академии наук, занимающимся проблемами освоения геотермальной энергии. Сотрудниками института опубликовано более 40 монографий по различным аспектам оценки, изучения и освоения геотермальных ресурсов разного энергетического потенциала.
Наиболее значимыми являются монографии: Курбанов М. К. Геотермальные и гидроминеральные ресурсы Восточного Кавказа и Предкавказья (М.: Наука, 2001. 260 с.); Алхасов А. Б. Геотермальная энергетика: проблемы, ресурсы, технологии (М.: Физматлит, 2008. 376 с.); Алхасов А. Б., Алишаев М. Г., Алхасова Д. А., Каймаразов А. Г., Рамазанов М. М. Освоение низкопотенциального геотермального тепла (М.: Физматлит, 2012. 280 с.).
В 1981 году институт ЦНИИ ЭПИО разработал технико-экономический доклад геотермального теплоснабжения города Грозного с реинжекцией отработанного теплоносителя.
Продуктивная скважина на глубине 900 м обеспечивает на устье дебит без насоса 75 м?/ч (с погружным насосом — 210 м?/ч) при температуре 95 °C. На расстоянии 10 м от устья продуктивной скважины была пробурена реинжекционная скважина методом наклонного бурения на глубину около 1000 м. Расстояние между забоями продуктивной и реинжекционной скважинами равно 500 м. Приёмистость реинжекционной скважины составила без насоса 15–22 м?/ч, при работе насоса — 201 м?/ч.
Сегодня холдинг «Росгеология» готов выполнить предынвестиционные исследования, геологоразведочные работы, в том числе геофизические, бурение разведочных и эксплуатационных скважин, подготовку ТЭО на разработку геотермальных месторождений, обустройство термоводозаборов, строительство геотермальных электростанций. В 2018 году планируется завершить исследования Авачинской геотермальной площади у подножия одноимённого вулкана в 25 км от Петропавловска-Камчатского для строительства геотермальной станции, призванной обеспечить теплоснабжение Петропавловска-Камчатского и посёлка Елизово. Рассматривается вопрос строительства ГеоЭС мощностью до 15 МВт на Банной площади в Усть-Большерецком районе в 60 км от Петропавловска-Камчатского для освоения золотосеребряного месторождения, сооружения ГеоЭС на курильском острове Кунашир.
1. Краткий обзор столетнего опыта работы российских научных и инженерных геотермальных школ показал, что до 1990 года они были безусловными мировыми лидерами по всему спектру достижений: геологические исследования, методы моделирования и разведки, создание первой в мире бинарной геотермальной электростанции, строительство крупных централизованных систем теплоснабжения. Уникальная советская модель экономики позволяла на основе результатов научных исследований развернуть широкое практическое использование геотермальных ресурсов в стране.
2. После 1992 года достижения геотермальной науки в Российской Федерации стали невостребованными. Практически были прекращены масштабные геологические исследования, моделирование разработки месторождений, их разведка. Проводилось единичное бурение скважин. Достижения начала 2000-х годов по созданию российской геотермальной школы турбинного и другого геотермального оборудования не получили должного развития. Уникальный бинарный энергоблок установленной мощностью 2,5 МВт на Камчатке до настоящего времени не введён в эксплуатацию. Работы единственного в России Института геотермальных проблем Российской академии наук в Махачкале не востребованы в должной мере. Тысячи геотермальных скважин в России, каждая из которых в современных ценах стоит 60–100 млн руб., используются нерационально — в основном на теплоснабжение построенных в советское время систем отопления населённых пунктов и теплиц.
3. В современных российских условиях для развития геотермии в первую очередь необходимо выполнить научные исследования по анализу как советского, так и зарубежного опыта, которые по плечу только Российской академии наук. Экономическая целесообразность развития геотермии, особенно в новых российских экономических условиях, с учётом перспективного топливно-энергетического баланса и задач развития арктических территорий нашей страны, подлежит доскональному изучению.
В настоящее время мировыми лидерами в получении энергии из земных недр являются Соединенные Штаты Америки, Филиппины, Мексика, Индонезия, Италия, Япония, Новая Зеландия и Исландия. Но и Россия не стоит в стороне. Мутновская геотермальная электростанция на Камчатке – один из ярких примеров преобразования глубинного тепла Земли в электрическую энергию в России.
Геотермальная энергетика – самая перспективная отрасль энергетики, особенно это касается России. Согласно прогнозам специалистов объемы энергии тепла Земли, сконцентрированная под толщей земной коры в 10 км, в 50 тысяч раз превышают объемы энергии всех мировых запасов углеводородов – нефти и природного газа.
Электростанции такого плана, как правило, возводятся в вулканических районах той или иной страны. При соприкосновении лавы вулканов с водными ресурсами происходит интенсивный нагрев воды, в результате чего в местах разлома тектонических плит, где земная кора наиболее тонка, горячая вода вырывается на поверхность земли в виде гейзеров, образуя горячие геотермальные озера или подводные течения.
Благодаря таким природным явлениям появилась возможность использования их свойств в качестве альтернативного, можно даже сказать, неисчерпаемого источника энергии. К сожалению, такие геотермальные источники распределены по поверхности земного шара неравномерно. Так на сегодняшний день они обнаружены и используются почти в 60-и странах, в основном, в районе Тихоокеанского вулканического кольца, а также в районе Дальнего Востока России.
Кроме открытых источников, добраться до подземной энергии возможно с помощью бурения скважин, причем через каждые 36 метров температура повышается на один градус. Получаемое таким способом тепло в виде горячей воды или пара можно использовать как для производства электрической энергии, для обогрева помещений, а также для производственных нужд, что актуально для России с холодными зимами.
Геотермальные электростанции
Электростанции, в работе которых используется пар, поступающий непосредственно из скважин в турбину генератора, называют станциями прямого типа. Самая первая и простейшая электростанция в мире была создана именно по такому принципу и заработала в 1911 году в итальянском населенном пункте Лардерелло. Жаль, конечно, что не в России. Что интересно, она вырабатывает электроэнергию до сих пор.
Одной из крупнейших электростанций, работающей на основе сухого пара из геотермального источника и в настоящее время, является станция, расположенная в местечке Гейзерс, в штате Северная Калифорния, США.
Наибольшее распространение получили геотермальные электростанции непрямого типа. Принцип работы заключается в подаче подземной горячей воды под высоким давлением в генераторные установки, расположенные на поверхности.
Наиболее экологически чистыми являются геотермальные электростанции смешанного типа. Удачным решением стало то, что кроме подземной воды используют дополнительную жидкость или газ с более низкой точкой кипения. При пропускании через теплообменник, горячая вода преобразует дополнительную жидкость до состояния пара, который приводит в действие турбины.
Кроме того, такие электростанции способны функционировать при довольно низких температурах подземной воды, от 100 до 190 °С. В ближайшем будущем геотермальные станции такого типа могут стать наиболее востребованными, поскольку большинство геотермальных источников в России имеют температуру воды намного ниже 190 °С.
Паужетская ГеоЭC
Целью строительства в 1966 году Паужетской геотермальной электростанции, первой в России, стала необходимость обеспечения электроэнергией ряда жилых поселков и предприятий по переработке рыбы. Расположена станция на западном побережье Камчатки, вблизи села Паужетка, рядом с вулканом Камбальный.
Установленная мощность на момент пуска электростанции в 1966 году составляла 5 МВт, в 2011 году – 12 МВт. В настоящее время реализуется введение бинарного энергоблока, созданного по отечественной технологии. Реализация данного проекта не только выведет электростанцию на новые мощности – до 17 МВт, но и решит экологические проблемы, связанные со сбросом отработанного сепарата на грунт.
Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС
Электростанция расположена на юго-востоке Камчатского полуострова на отметке 780 метров над уровнем моря на склонах вулкана Мутновский. Станция была введена в эксплуатацию в 1999-м году. Она имеет три энергоблока по 4 МВт, то есть ее проектная мощность составляет 12 МВт.
Мутновская ГеоЭС
Электростанция, использующая геотермальные источники, расположена близ вулкана Мутновский, на юго-востоке Камчатки. Дата введения в эксплуатацию – апрель 2003 года.
Установленная мощность – 50 МВт, планируемая 80 МВт. Обслуживание данной станции полностью автоматизировано.
Благодаря использованию геотермальных электростанций на Камчатке значительно ослаблена зависимость этого региона от привозного дорогостоящего топлива. На данный момент примерно 30% энергозатрат покрываются именно этими источниками электрической энергии.
Океанская ГеоЭС
На острове Итуруп Курильской гряды построена и введена в действие геотермальная электростанция «Океанская».
Начало строительства — 1993 год, ввод — 2006 год, мощность 2,5 МВт.
Менделеевская ГеоТЭС
Геотермальная электростанция на острове Кунашир близ вулкана Менделеева. Мощность станции — 3,6 МВт. В 2011 году начались работы по модернизации, результатом которой станет достижение мощности в 7,4 МВт. Данная станция предназначена для теплоснабжения и электроснабжения города Южно-Курильска.
Имеющиеся ресурсы Курильских островов могут позволить выработать 230 МВт электроэнергии, что достаточно для удовлетворения всех потребностей региона в тепле, горячем водоснабжении, а самое главное – в энергетике.
Мощность Паужетской ГеоЭС могут увеличить за счет дублирующих скважин:
Паужетская ГеоЭС на Камчатке
Эта электростанция использует природную силу земли для переработки в электричество. Она снабжает крупные рабообрабатывающие заводы и несколько поселений.
Геотермальная электростанция на карте
Паужетская ГеоЭС находится на юге полуострова, на территории геотермального месторождения в поселке Паужетка, рядом с вулканами Камбальный и Кошелева. Является первой ГеоЭС в СССР.
Разведка геотермальных ресурсов на этой территории началась в 1957 году, а с 1966 года станция введена в эксплуатацию. Целью её создания стало обеспечение электрической энергией близлежащих поселков и заводов по переработке рыбы.
Какую энергию использует
Это сооружение может вырабатывать электричество за счет энергии горячих подземных источников, либо природного тепла Земли.
На Камчатке, где расположено множество вулканов, подземные воды нагреваются довольно быстро и уже на малых глубинах достигают высокой температуры. Через трещины в земной коре, горячие вода и пар выходят на поверхность и проявляют себя в виде гейзеров или фумарол. Это и заложено в принцип работы объекта.
Паужетская электростанция имеет целое рабочее поле, которое представлено сетью скважин. В свою очередь основные скважины делятся на рабочие, экспериментальные и закупоренные. Продуктивных скважин, работающих в пульсирующем режиме — восемь: №103, №108, №120, №122, №123, №131, №ГК-3, №РЭ-1,
От скважин горячая вода и пар движутся по трубопроводу и попадают в сепаратор. Далее она подается в бак-аккумулятор, потом в расширитель, в котором получают пар с более низкими параметрами. Отсепарированный вторичный пар попадает в паровые вакуумные турбины, которые установлены в машинном зале ГеоЭС. Турбина, в свою очередь, вращает генератор, который производит электричество.
Результатом работы гидротермальной станции является не только электричество, но и горячая вода. Последняя является конденсатом, образующимся в процессе работы. Раскаленный пар, с наличием в нем солей, сероводорода и разных кислот, считается вредным для трубопроводов. Поэтому часть образующегося конденсата сразу отделяется, в результате чего образуются кислотные реки. Такого рода речушки считаются натуральным продуктом нашей планеты и не несут вреда человеку.
Также на трубах по территории Паужетской ГеоЭС, нанесены обозначения направления движения пара.
История ГЭС
Установленная мощность станции на момент её ввода в эксплуатацию составила 5 МВт. Она состояла из двух турбогенераторов с турбинами конденсационного типа. К 1980 году мощность выросла до 11 МВт.
С 2006 года была произведена реконструкция первой турбогенераторной установки. Запчасти для таких целей были произведены на производстве ОАО «Кировский завод» в г. Кирове и АО «Привод» в г. Лысове.
В 2009 году вторая турбогенераторная установка была выведена из строя, в виду её полного физического износа.
К концу 2010 года мощность Паужетской геотермальной станции составила 12 МВт. Однако, она ограничивалась объемами поставляемого пара с Камбального месторождения. В связи с этим в 2010 году было принято решение о реконструкции и создании нового энергоблока, с целью увеличения её мощности до 14,5 МВт. Блок был смонтирован и готов в 2011 году. Планировался запуск нового оборудования, а также дополнительной сети трубопровода и прокладки водоотводов. В настоящее время идет реализация введения энергоблока в эксплуатацию, что не только повысит мощностные характеристики, но и решит ряд экологических проблем.
С начала 2006 года электростанция включена в состав ОАО «Камчатскэнерго» и начала деятельность как самостоятельное юр. лицо под названием ОАО «Паужетская ГеоЭС». В 2009 году станция входит в состав холдинга ОАО «РусГидро».
На сегодняшний день Паужетская ГеоЭС производит и сбывает электрическую энергию в изолированном энергоузле Озерновский.
Территория Паужетской геотермальной станции
Общая площадь, занимаемая объектом — 1,9 га. Территория, окружающая станцию, весьма красочна. «Кислотные» ручьи, спускаются вниз по склону и представляют собой места для купания. Вся территория заполнена гудящими трубами, которые испускают пар. На заднем фоне красуются горные долины и богатые зеленые леса.
Неподалеку от станции распложены фумаролы, соседями которых являются обширные глиняные участки. Иногда группы бодрых туристов откапывают себе немного горячих земных недр.
Закупоренные скважины обозначены камнями и металлическими табличками. Вся территория вблизи ГеоЭС забита остатками старого железа и оборудования: трубы, вентили, насосы, двигатели, части автомобилей и вездеходов. Некоторые старые жители этих мест рассказывают о нескольких тысячах бульдозеров, которых поглотила собой вязкая глина. Весь лом, разбросанный по территории остается здесь. Морем его вывозить дорого, а дороги по земле не позволяют этого сделать.
Ещё одним отличительным фактом Пауэжетской ГЭС являются частые гости — медведи. Станция располагается прямо в заповедной территории, поэтому медведь здесь частый посетитель и уже не опасается ни людей, ни энергоустановок. Вследствие чего, на территории станции действуют правила безопасности как для сотрудников, так и для гостей.
Резервная помощь
В 30 км от поселка Паужетка, на западных берегах полуострова, в п. Озерновский находится резервная дизельная электростанция Озерновская. Она состоит из двух энерговагонов, в которых находятся дизель-генераторы, суммарной мощностью до 1,6 МВт. В периоды максимальной сезонной загрузки, с мая по апрель и с июля по август, станция приходит в работу. Также её мощности необходимы в период ремонта линии электропередачи или остановки Паужетской ГеоЭС.
Сравнительные показатели мощности
Камчатский край использует тепловую энергию вулканов и гейзеров. Почти треть электроэнергии жители региона получают от Мутновской гидротермальной электростанции. Принципы работу, достоинства и недостатки, привлекательность для путешественников.
Двадцатый век жители Камчатки провожали при свечах, дома топили буржуйками. Проблемы энергетических ресурсов всегда остро стояли на полуострове. Делать ставку на привозной мазут и солярку, разрабатывать собственные месторождения каменного угля или искать альтернативные источники энергии? Хорошим примером станции, использующей потенциал горячего пара из земных недр, стала Мутновская гидротермальная электростанция.
Что такое геотермальная энергия
По мнению ученых-геофизиков, температура ядра Земли составляет от 3 000 до 6 000°С. Предполагают, что в подошве земной коры на глубине 10-15 км значение температуры падает до отметки в 600-800°С, в океанах всего лишь 150-200°С. Но и этих температур достаточно для выполнения работы. Главными источниками разогрева недр являются уран, торий и радиоактивный калий. О мощи внутренней энергии свидетельствуют землетрясения, извержения сотен вулканов, гейзеры.
Геотермальной называют энергию тепла, которое выделяют внутренние зоны Земли на поверхность. Использовать её возможно в районах сейсмической и вулканической активности. Там, где тепло земли поднимается вверх в виде горячей воды и пара, вырываясь наружу фонтанирующими источниками (гейзерами). Эффективно используют геотермальную энергию в таких странах: Венгрия, Исландия, Италия, Мексика, Новая Зеландия, Россия, Сальвадор, США, Филиппины, Япония.
Геотермальные источники классифицируют на выделяющие
По мнению специалистов, с 1993 по 2000 год выработка электричества при помощи геотермальной энергии выросла в мире более чем в два раза. В западной части США за счет горячих вод из недр Земли обогревают почти 200 домов и ферм. В Исландии почти 80% жилого фонда согревается благодаря воде, добытой в геотермальных скважин вблизи городка Рейкьявик.
Как строилась Мутновская ГеоЭС
А как возможности геотермальной энергии используются в России? Ещё в шестидесятые годы прошлого века основная проблема СССР состояла не в недостатке ресурсов, а в трудности доставки энергии через огромные территории. Советские ученые предлагали смелые и неожиданные проекты: поворот на юг северных рек, использование энергии морских приливов и действующих вулканов.
Первым удачным решением по использованию альтернативной энергии стало строительство на Камчатке Паужетской геотермальной станции. Ее мощности хватило для обслуживания ближних поселков: Озерновский, Шумный, Паужетка и рыбоконсервных заводов в округе. Источниками энергии выступили вулканы Камбальный и Кошелев.
Дальше — больше. В 1987 году выходит Постановление ЦК КПСС «О комплексном развитии Дальневосточного экономического района». В документе проговаривается значимость геотермальных ресурсов Камчатки. Принимается решение о строительстве и вводе в строй к 1997 году Мутновской ГеоТЭС, мощностью 50 000 кВт. Предполагается увеличение мощности станции к 1998 году до 200 000 кВт.
Планам сбыться не удалось. Советский Союз распался. Для реализации проекта по строительству геотермальной станции на Камчатке в 1994 году создается ОАО «Геотерм». Первую очередь Мутновской ГеоЭС ввели в строй только в 2001 году. После запуска второго блока в 2002 году станция вышла на рабочую мощность 50 МВт. К настоящему времени введены в эксплуатацию три очереди энергоблоков, пять турбин, что позволяет станции стабильно функционировать и вырабатывать дешевую электроэнергию.
Всего на территории МГеоЭС -1 пробурено около 90 скважин. Для поддержания мощности в 2008 году введена в строй рабочая скважина Гео-1. Вместе с Верхне-Мутновской ГТЭС станции снабжают электроэнергией более третьей части Камчатского края.
Каковы принципы работы гидротермальной станции
Как тепло внутри земной коры преобразовать в электрическую энергию? В основе процесса лежат достаточно простые действия. Через специальную нагнетающую скважину под землю закачивается вода. Образуется своеобразный подземный бассейн, выполняющий роль теплообменника. Вода в нем нагревается и превращается в пар, который через эксплуатационную скважину подается на лопасти турбины, соединенные с осью генератора. При внешней простоте процесса, на практике возникают эксплуатационные проблемы:
Поэтому инженеры разрабатываю новые схемы, каждая станция имеет свои конструкционные особенности.