俄罗斯地热资源:用于供暖与发电的间歇泉能源利用方式

Legion Media 这就是堪察加半岛的地热发电站的样子。
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  俄罗斯远东偏远聚居地,分布着一批区别于常规能源设施的电站。这类设施不依靠热力、核能驱动,是以地热资源为核心的地热发电站,依托间歇泉与地热温泉完成能源转化,支撑当地供电与供暖运转。

  1917年革命之后,全国电气化建设成为核心发展任务。科研人员持续开发水能、风能等新型能源,各类新型能源的突破,成为国家工业发展的基础支撑。远东地区的地热资源,成为当时全新发掘的替代性能源品类。

Legion Media 堪察加半岛是温泉之乡!
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  堪察加边疆区与萨哈林州所辖千岛群岛地处俄罗斯远东偏远地带,区域内密集分布着活火山、间歇泉与地热温泉。地热温泉供暖的使用方式早已出现,通过地热蒸汽实现工业化发电的技术应用,直至二十世纪才逐步落地。

Legion Media 堪察加半岛的间歇泉
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  全球首座地热发电站于1904年在意大利托斯卡纳地区建成,至今仍为拉尔代雷洛市镇供给电力与能源。卫国战争结束后,苏联科研人员正式启动堪察加地区地热资源的专项勘探与技术研究工作。

俄罗斯水电公司 提供 帕乌热茨卡亚地热发电厂
俄罗斯水电公司 提供

  苏联首座地热发电站选址于堪察加半岛最南端的帕乌热特卡村镇,毗邻奥泽尔诺夫斯克地热泉群。1966年,这座试验性地热电站正式投入运营,沿用至今。现阶段,电站装机容量达12兆瓦,持续为常住人口约两千人的奥泽尔诺夫斯克城镇、当地水产加工企业稳定供电供暖。电站产出的地热热水可输送至温室设施,用于大棚蔬菜种植。受地理位置影响,当地夏季气温仅维持在10摄氏度左右,地热资源为本地温室种植产业提供了基础保障。

Legion Media 这就是帕乌热茨卡娅地热发电厂周围地区的样子。
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  1967年,苏联在距离堪察加首府彼得罗巴甫洛夫斯克-堪察加七十公里、紧邻帕拉图恩卡村镇与捷马尔内村镇的区域,建成全球首座双循环地热发电站。该电站采用封闭式运行体系,利用地热温水加热低沸点介质,站内主要使用沸点51.9摄氏度的氟利昂作为换热介质,介质受热汽化产生蒸汽,以此驱动涡轮机组运转发电。这项技术打破了高温热源的使用限制,让中低温地热资源同样具备发电利用价值。

列夫·加尔卡维 摄【俄罗斯卫星通讯社】 1968 年,堪察加州叶利佐夫斯基区帕拉通卡村的世界上第一座氟利昂燃料地热发电厂。
列夫·加尔卡维 摄【俄罗斯卫星通讯社】

  现代科研研究表明,地表范围内高温地热资源储量稀缺,温度适中的地热水资源分布更为广泛,双循环地热电站具备广阔的应用前景。上世纪七十年代,中东地区能源市场波动推动国际原油价格上涨四倍,叠加苏联境内已探明丰富的碳氢化合物储量,地热能源的研发与落地进程逐步放缓。丰富的油气资源既支撑了欧洲多国的经济发展,也为苏联带来稳定的财政收益。

列夫·加尔卡维 摄【俄罗斯卫星通讯社】 位于堪察加半岛活火山附近的帕拉通卡河上的露天游泳池。(照片拍摄于1974年,当时外界气温-37℃,水温+37℃)
列夫·加尔卡维 摄【俄罗斯卫星通讯社】

  直至上世纪八十年代末,随着远东地区开发建设相关规划出台,地热等替代能源的开发工作重新提上日程。受苏联解体影响,相关研发建设工作被迫搁置,时隔数十年后,地热能源的开发利用才重新启动。

Legion Media 穆特诺夫地热电站
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  目前俄罗斯境内共有四座投入运营的地热发电站,其中三座坐落于堪察加半岛,一座布局于千岛群岛。上世纪九十年代末,堪察加叶利佐沃区、穆特诺夫火山山麓地带,陆续建成上穆特诺夫地热电站与穆特诺夫地热电站,替代原有帕拉图恩卡地热设施投入使用。两座电站服务区域常住人口超五万人,可与当地火力发电站、水力发电站协同运行,发电量统一并入堪察加区域电网。电站建设充分适配当地复杂地质环境,抗震等级可达九级,能够抵御高强度地震灾害。

俄罗斯水电公司 提供 上穆特诺夫地热电站
俄罗斯水电公司 提供

  2002年,千岛群岛最南端的国后岛,门捷列夫地热发电站正式投入使用。这座电站装机容量为7.4兆瓦,持续为南库里尔斯克七千余名居民及当地水产企业提供电力与供暖保障。

阿纳托利·斯特鲁宁 摄【塔斯社】 堪察加地热发电厂的机房
阿纳托利·斯特鲁宁 摄【塔斯社】

  堪察加与千岛群岛区域内,埃索、捷马尔内、帕拉图恩卡等村镇,全域供暖完全依托地热温泉资源,这些村镇现已发展为专业的温泉疗养场地。

Legion Media 南库里尔斯克
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  地热水资源属于可再生、近乎永续的清洁能源,地热电站运行耗水量小,全程无大气污染物排放。该类能源设施存在明显短板,能源转化效率偏低,整体能效仅约百分之十。常规火力电站能效约百分之四十,水力电站能效可达百分之九十以上。现阶段,地热发电在俄罗斯整体能源结构中的占比不足百分之一,但已是堪察加地区不可或缺的核心能源设施。该区域常规能源运输难度大、运营成本高,地热电站的发电成本比当地依托外运燃料运转的火力电站低两至三倍。

Legion Media 埃索
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  北高加索地区是俄罗斯地热能源开发的另一大潜力区域,当地部分村镇已实现地热温泉全域供暖,区域内地热发电站的规划建设工作,也处于研讨推进阶段。