Экспедицию на Камчатку и Курилы в 1956 году провели ученые Академии наук СССР под руководством Михаила Лаврентьева. Это было первое системное изучение гидротермальных ресурсов на полуострове. Тщательно оценив ситуацию, исследователи подготовили научно-техническое обоснование геолого-разведочных работ. Место выбрали исходя из мощности естественных выходов термальных вод и относительной транспортной доступности. Уже через год на Паужетском месторождении пробурили первую рабочую скважину глубиной 800 м. Полученная пароводяная смесь, по заключению специалистов, оказалась пригодна для использования в турбинах.

Первые скважины подтвердили: ресурсов Паужетской ГеоЭС достаточно, чтобы выдавать мощность порядка 50 МВт.

На тот момент у России, как и у большинства стран мира, не было собственных фундаментальных наработок и опыта создания геотермальных станций. Чтобы углубить свои знания, ученые-вулканологи поехали в Новую Зеландию, где вводилась в эксплуатацию первая в этой стране ГеоЭС.

Заставить глубинное тепло Земли работать на человека — задача непростая и дорогая, но затраты окупаются благодаря независимости от капризов природы и неисчерпаемости ресурсов. В отличие от солнечных и ветряных станций, геотермальные всегда функционируют стабильно.

Для строительства геотермальной станции на Камчатке нужно было понять, найдутся ли в малонаселенном районе потребители новой энергии. Актуальность проекту придавали планы по освоению крупнейшего на Дальнем Востоке Ильинского месторождения пемз.

Строительство Паужетской ГеоЭС в конце 1950-х годов.

С начала геолого-разведочных работ до пуска турбины геотермальной электростанции прошло 10 лет. По проекту станции пар поступает в турбины напрямую из подземных источников. Изначально ГеоЭС оборудовали двумя турбоагрегатами с конденсационными турбинами и генераторами мощностью 2,5 МВт каждый. После ввода в эксплуатацию установленная мощность Паужетской геотермальной электростанции составила 5 МВт.

Так в 1966 году выглядело рабочее место дежурного электромонтера щита управления Паужетской ГеоЭС Надежды Черниковой.

Но Камчатке требовалось все больше энергии для новых производств и крупного рыбоперерабатывающего комплекса «Озерновский». Поэтому в 1971 году для получения дополнительного объема теплоносителя на Паужетской ГеоЭС пробурили еще 40 скважин, а в 1980 году запустили турбоагрегат № 3 мощностью 6 МВт.

Паужетская ГеоЭС в 1968 году.

Своими руками

Специальное оборудование для геотермальных электростанций в России начали разрабатывать только в 1990‑х годах, поэтому раньше на ГеоЭС использовали вспомогательные турбины с крупных электростанций и металлургических заводов. Их модифицировали для работы на низкопотенциальном агрессивном геотермальном паре. Таким же образом изготавливали и другое оборудование геотермального цикла. Доработкой узлов технологической схемы станции занимался эксплуатационный персонал.

Основная статья затрат при производстве электрической энергии на геотермальных станциях — эксплуатация существующих и бурение новых скважин. Сейчас на месторождении 22 скважины глубиной от 405 до 1205 м, из которых десять действующих — добычных. Общего расхода пара 27,1 кг/с достаточно, чтобы обеспечить электрическую мощность до 12 МВт с температурой пароводяной смеси на устье 179 °C и давлении до 3 бар.

Паровой турбогенератор Паужетской ГеоЭС.

КСТАТИ

Геотермальный теплоноситель добывается из скважин. По трубопроводу попадает в сепараторы, на которых смесь разделяется на горячую воду (сепарат) и пар (примерное соотношение 74% и 26% соответственно). Пар направляется в паровые турбины, которые вращают генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Конденсат, образующийся из отработавшего пара, вместе с сепаратом закачивается обратно в горные пласты через скважины реинжекции. Цикл замкнутый: месторождение не истощается, выбросов в атмосферу минимум. Для Камчатки, где природа — главный капитал, это принципиально.

После ввода в действие линии электропередачи ВЛ 35 кВ «Паужетка — Озерная» Паужетская ГеоЭС стала основным источником электроэнергии для потребителей изолированного Озерновского энергоузла.

Выпустить пар

Запуск Паужетской ГеоЭС повлиял на технологический и научный прорыв в энергетике страны. Сегодня станция вышла на новый этап развития: за годы работы здесь прошла масштабная реконструкция. Заменено основное оборудование и модернизированы ключевые и вспомогательные станционные системы.

Паужетский эксперимент показал свою эффективность, поэтому сейчас на Камчатке действуют три геотермальные электростанции РусГидро. На плато Мутновского вулкана расположены Мутновская ГеоЭС‑1 мощностью 50 МВт и Верхне-Мутновская геотермальная электростанция мощностью 12 МВт. Комплекс геотермальных электростанций снижает зависимость региона от дорогостоящего привозного топлива, повышает надежность энергоснабжения потребителей, улучшает экологическую ситуацию.

ГеоЭС зарекомендовали себя как устойчивый источник генерации, поэтому РусГидро развивает низкоуглеродную энергетику полуострова: завершается проектирование Скалистой ГеоЭС (бинарный блок Мутновской ГеоЭС-1) мощностью 16,5 МВт, выполняются геолого-разведочные и проектно-изыскательские работы для строительства Пионерской ГеоЭС (паросиловой блок Мутновской ГеоЭС-2) мощностью 50 МВт и Водопадной ГеоЭС (бинарный блок Мутновской ГеоЭС-2) мощностью 16.5 МВт.

Полностью перейти на геотермальную генерацию край не может. Населенные пункты находятся далеко друг от друга, а подходящие природные источники расположены локально. Однако в случае значительного роста электропотребления ГеоЭС как источник гарантированной мощности энергосистемы обеспечат надежное будущее полуострова.