Каждый день 30 олимпийских бассейнов прошедшей очистку воды устремляются в горы Маякамас за пределами Сан-Франциско. Электричество, которое она помогает вырабатывать, могло бы снабдить энергией целый город.
Здесь геотермальная электростанция «Гейзеры» (The Geysers) обеспечивает электроэнергией большую часть Северной Калифорнии за мостом Золотые Ворота. 13 электростанций вырабатывают более 725 мегаватт энергии, что достаточно для снабжения 725 000 домов.
Это крупнейшая геотермальная электростанция в мире, но она производит впечатление не только по этой причине.
«Ее отличие в самом энергоресурсе. Большинство геотермальных проектов представляют собой геотермальные резервуары с преобладанием жидкости. «Гейзеры»— один из немногих источников энергии, представляющий собой перегретый пар»,— говорит Хулио Гарсия (Julio Garcia), директор по анализу производства геотермальной энергии в Calpine Corporation.
«Преобразование пара в электроэнергию более эффективно».
Calpine управляет примерно 90% электростанций в районе «Гейзеров».
Геотермальная энергия не только возобновляема, но и надежна. В отличие от энергии солнца или ветра, геотермальные резервуары генерируют постоянную энергию почти в 100% случаев.
Единственная проблема «Гейзеров»— это если пар в них иссякнет.
Дозаправка резервуаров
В отличие от многих объектов, «Гейзеры» содержат запасы сухого пара. В них нет воды в жидком состоянии. Перегретый пар, содержащийся в горячих проницаемых породах, испаряется в воздух после того, как турбины преобразуют его в электричество.
В отличие от воды, пар практически невозможно уловить весь, чтобы снова ввести его в систему.
Это создает проблему: хотя горячая порода остается, количество жидкости в ней немного уменьшается. Без пара, приводящего в движение турбины, произвести энергию невозможно.
«Одна из критических проблем, с которой сталкивается каждый оператор геотермальной электростанции, — это либо снижение массы добываемой жидкости, либо понижение температуры на месторождениях», — объясняет Хулио.
Электростанции «Гейзеров» быстро развивались с начала 1970‑х по 1980‑е годы, поэтому пар в системе начал стремительно расходоваться. К концу 1990‑х годов, когда компания Calpine объединила большую часть участка, пришлось искать творческий и устойчивый способ подачи большего количества воды в горячие породы.
«Мы вводим в систему больше жидкости, закачивая воду для использования тепла, а затем кипятим эту воду, производя больше пара»,— говорит Хулио.
«Было создано два проекта по доставке сточных вод из двух частей штата: из округа Лейк на севере и из города Санта-Роза на Юге».
Чтобы решить эту проблему, Calpine разработан первый в мире проект по превращению сточных вод в пар. В горячие породы «Гейзеров» закачиваются очищенные сточные воды, чтобы подпитывать турбины паром.
Энергия для населения
Недавно Calpine стала частной компанией. Точное и последовательное прогнозирование будущей выходной мощности сейчас очень важно для отчетов, предоставляемых заинтересованным сторонам.
Поддержание стабильной выработки электроэнергии в настоящее время и отчетность по такой выработке, а также информирование о потенциале будущих проектов имеют важное значение.
«Как мы оптимизируем закачку и как перераспределяем воду таким образом, чтобы получить максимальное количество пара из закачиваемой воды?»— спрашивает Хулио.
После почти 50лет производства для объекта «Гейзеры» уже существовал ряд геологических моделей, ранее определенных разрезов, геологических данных, данных бурения, а также интерпретаций геологов и геофизиков.
Новой рабочей группе Calpine требовался способ построить точные современные модели пластов и спроектировать будущие скважины, максимально используя ранее собранную информацию о месторождении.
«Предоставляемая Leapfrog возможность заключалась в том, чтобы собрать все данные в одном месте, просмотреть их и использовать инструменты Leapfrog, чтобы увидеть, какую трехмерную геологическую модель можно собрать. Ранее выполненные геологические разрезы — лишь пример того, как мы можем визуально сравнить наше новое геологическое моделирование с предыдущим пониманием того, что представляют собой подземные геологические структуры», — объясняет Хулио.
Прорыв в области чистой энергии
Используя новую модель, объединяющую все их данные, рабочая группа Хулио работает над оптимизацией существующих скважин и точек закачки, одновременно планируя новые разработки для увеличения их общей производительности.
Хотя глубина геотермальных скважин редко превышает два километра, в «Гейзерах» есть скважина почти в два раза глубже — 3,9 км. Тем не менее, на северо-западе участка расположена еще более глубокая и жаркая область, ожидающая разработки.
Это новый рубеж для рабочей группы компании и геотермальной энергетики.
«Как мы можем оптимизировать лучший способ извлечения тепла из резервуара, а затем лучший способ использования этой паровой электростанции. Это интересные задачи.»
Пока с этих холмов поднимается пар, у жителей Северной Калифорнии есть постоянный источник чистой энергии.