Геотермальная энергетика в регионах России: будет ли развитие?
В мире постоянно растет энергопотребление: новые открытия, технический прогресс, постоянное использование ресурсов. Но запасы резко уменьшаются, необходимо искать новые источники, которые смогут полностью заменить ископаемые. Одна из отраслей, на которую делаются огромные ставки – геотермальная. В России есть достаточно территорий с повышенной вулканической активностью. Учитывая возможности потребления этого ресурса и огромные запасы внутри земной энергии, это отличная альтернатива нефти и ТЭЦ.
Основные направления в области геотермальной энергетики
Сегодня у нашей страны есть возможность восполнить потребности в энергетике, пользуясь природными источниками, углем, нефтью, газом и т.д. Ученые прогнозируют, что они полностью смогут обеспечивать мир необходимыми ресурсами еще какое-то время, но в дальнейшем станут заметно сокращаться. Возможность использования альтернативные источники топлива поможет продлить этот период, сохраняя ценные ископаемые.
Сегодня мир делает ставку на несколько источников: солнце; энергетический потенциал ядра земли; ветер. Возможно, следовало бы включить в этот список и биологическую энергию, но ее получение является более трудоемким, она нашла применение в разработке экологического топлива – биоэтанола. В иных случаях, ее источник также не бесконечен. Помимо экономической выгоды использования альтернативных источников, человечество получит возможность снизить количество выбросов в атмосферу. Учитывая нестабильную экологическую ситуацию в мире, этот положительный эффект является одним из самых привлекательных. Геотермальная энергетика в России относится к одной из самых разработанных отраслей. Это неудивительно, ведь многие районы и поселения находятся на территории активных вулканов, термальных источников. Использовать эту энергию довольно просто, ведь нет необходимости тратиться на разработку огромных глубоких скважин и большое количество оборудования.
Геотермический потенциал планеты сегодня используется в трех видах:
1. Пароводородная смесь. Температура этого источника достигает 300 градусов, благодаря чему можно использовать ее для движения турбины с помощью тепла пара. Она появляется в зонах разлома коры с нестабильной сейсмической активностью.
2. Геотермальная жидкость – она нагревается до 120 градусов. Ее потенциал немного ниже, но и затраты на использование меньше. Используется по технологии установки бинарных станций, где теплоносителем выступают жидкости с растворенными в них газами. Благодаря этому, выделяется энергия, которую также можно использовать для отопления жилых, фермерских и промышленных помещений. Вода протекает по участку нагретой земной коры, где получает тепло и движется на поверхность. Благодаря этому, большое количество тепла производится в трубах и используется практически без затрат. Единственные инвестиции – установка оборудования и затраты на поддержание насоса для перегонки электролита. По прогнозам геологов, в Краснодарском крае, где есть залежи данного ресурса, температура воды будет постепенно снижаться на 1-2 градуса, на протяжении ближайших 27 лет.
3. Субтермальные воды – это жидкость с температурой, достигающей 70 градусов. Она используется только для отопления, ведь ее нагревательная активность достаточно низкая. Несмотря на это, ресурс активно используется в областях залежей. Больше всего он находит практическое применение в европейских странах.
Мировые перспективы геотермальной энергетики
С помощью геотермальной энергетики — этого неисчерпаемого источника -сегодня вырабатывается только 0,5% всего энергетического потенциала планеты. Это объясняется небольшим количество мест с вулканической активностью, где реально расположить станцию по забору, генерации и накоплению энергии. Мощность развития этой отрасли составит 50% от всех альтернативных источников, ведь КПД ее использования достаточно высокий.
При разработке российских ресурсов есть возможность получать 8,5 ГВт (59 млн. кВт/ч электроэнергии). Ученые утверждают, что на глубине 3.5-4 км, сосредоточено количество энергии, которое способно покрыть 77% всех потребностей мира в электроэнергии. Главное условие – установка правильного оборудования, благодаря которому реально получить максимальный КПД. Техническое развитие России позволяет разрабатывать скважины нужной глубины и закладывать в них трубы для оснащения подачи циркулирующей жидкости.
Невзирая на данный факт, первенство по использованию геотермической энергии остается за США. Многие страны уже давно начали развивать эту сферу и стремительно идут вперед. В данном перечне Россия находится ближе к концу, оставляя позади лишь Папуа-Новую Гвинею.
Чтобы стимулировать развитие данной сферы, многие государственные банки выдают кредиты без уплаты процентов за пользование. Разрабатываются новые программы, которые помогают инвесторам вернуть затраченные деньги, окупив производство, начать получать прибыль. К сожалению, разработка геотермальных станций в России на текущий момент не налажена должным образом.
Развитие геотермальной энергетики в России
Активным развитием этой отрасли занимался Газпром, инвестиции страны за 20 лет составляют 82 млрд рублей, потраченных на подробное изучение геотермальной карты России. Было проделано 400 скважин, где устанавливалось новейшее оборудование для генерации энергии и изучения новых способов ее получения. Уже тогда ученые поняли результативность этой отрасли, определив, что потенциальные запасы страны в геотермальной энергии 12,5 тыс.*10¹º МВт/ч.
В период с 1992 по 1993 год было добыто 47млн.м3 теплоносителя, температура которого достигала 100 градусов. Благодаря этому, активно разрабатывались программы по решению проблем обеспечения электроэнергией Северного Кавказа и Дагестана. В этом регионе шли масштабные работы, и за короткий период времени удалось задействовать 25% от возможного геотермического потенциала.
Первая в России геотермальная электростанция была построена на Камчатке на базе всемирно известных вулканов и гейзеров, полей с геотермальной активностью. Паужетское месторождение стали использовать для обогрева фермерских помещений, рыбных предприятий и некоторых жилых поселений. Благодаря этим разработкам, многие предприниматели получили возможность развернуть свою работу на территории Камчатки, и смогли сохранить рентабельность. Технический прорыв не только подарил возможность развивать альтернативную энергетику, в стране началось инвестирование в эту отрасль и постройка заводов для производства оборудования.
Первая электростанция имела возможность генерировать 50МВт, и функционирует до сегодняшнего дня. На Камчатке, благодаря источникам геотермальной энергии, обеспечивается треть потребностей в электроэнергии, а потенциал растет безудержно.
За годы технического прогресса отрасль геотермальной энергетики получила достаточно много преображений. Интерес к ней немного снизился, ввиду дорогостоящего оборудования и географической зависимости. Большинство известных на данный момент источников уже задействовано. Однако, их мощностей достаточно только для обеспечения энергией ближайших территорий, а вывоз или транспортировка по проводам нерентабельны.
Развитие предприятий по добыче термальных вод, сравнительно с прошлым десятилетием, снизило темпы в 3 раза, а предприятия закрывались или приватизировались.
Месторождения геотермальной энергии в России требуют большого количества вложений, разработки новых реинжекторных систем, которые возвращают добытую жидкость обратно в систему. Многие частные компании это правило не учитывают из-за высокой стоимости использования такого оборудования, что может нанести непоправимый вред состоянию территории и снизить ее энергетический потенциал.
Препятствуют развитию этой энергетики в стране два фактора:
— большое количество ископаемых источников энергии или топлива;
— сложность транспортировки полученной энергии.
Несмотря на все недостатки, ученые решили проблемы с рециркуляцией теплоносителя, очищения воды от вредных газов. Научный потенциал огромен, к тому же, многие страны научились эффективно транспортировать подобное электричество практически без затрат.
Открытым остается вопрос инвестирования в эту область, ведь она имеет огромный энергетический потенциал, возможность полностью заменить ископаемые источники.
Геотермальная энергетика России в будущем
Россия имеет множество источников, связанных с этой отраслью, а также огромный научный потенциал. Некоторые разработки советских ученых используются повсеместно, благодаря чему сфера энергетики развивается, но не в России. На юге страны есть территории, которые можно использовать в полном масштабе:
Там можно начать буровые работы, получить воду с температурой до 120 градусов и активно ее использовать для генерации энергии с помощью жидкостей с низким порогом кипения. По подсчетам ученых, это производство обойдется в разы дешевле, чем ТЭЦ. Несмотря на это, необходимо внести достаточно большое количество денег на разработку проекта и постройку станции.
Указанные выше регионы могут полностью обеспечивать горячее водоснабжение и отопление с минимальными затратами на добычу. Сюда входят не только жилые помещения, но и огромные промышленные предприятия. Проекты по геотермальной энергетике имеют достаточно высокую окупаемость. Уже спустя 2-3 года предприятие будет получать чистую прибыль от использования. Это не только бы позволило избавиться от ископаемых источников, но и значительно снизить цены на коммунальные услуги. Наряду с этим, использование газовых месторождений не может похвастать такими цифрами. Для окупаемости необходимо 6-7 лет производства.
Интересные видео по теме:
Использование геотермальных электростанций в России
Геотермальные электростанции в России являются перспективным возобнобляемым источником. Россия имеет богатые геотермальные ресурсы с высокой и низкой температурами и делает хорошие шаги в этом направлении. Концепция экологической защиты может помочь продемонстрировать преимущества возобновляемых альтернативных источников использования энергии.
В России геотермальные исследования проведены в 53 научных центрах и высших учебных заведениях расположенных в разных городах и в разных ведомствах: Академии наук, Министерствах образования, природных ресурсов, топлива и энергетики. Такие работы проводятся в некоторых региональных научных центрах, как Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Махачкала, Геленджик, Приволжье (Ярославль, Казань, Самара), Урал (Уфа, Екатеринбург, Пермь, Оренбург), Сибирь (Новосибирск, Тюмень, Томск, Иркутск, Якутск), Дальний Восток (Хабаровск, Владивосток, Южно-Сахалинск, Петропавловск-на-Камчатке).
В этих центрах, проводятся: теоретические, прикладные, региональные изыскания, а также создается специальный инструментарий.
Использование геотермальной энергии
Геотермальные электростанции в России используются в основном для теплоснабжения и обогрева нескольких городов и населенных пунктов на Северном Кавказе и Камчатке с общей численностью населения 500 тыс.чел. Кроме того, в некоторых регионах страны глубокое тепло используется для теплиц общей площадью 465 тыс. м 2 . Самые активные гидротермальные ресурсы используются в Краснодарском крае, Дагестане и на Камчатке. Примерно половину добытых ресурсов применяется для теплоснабжения жилья и промышленных помещений, третья часть – на отопление теплиц, а только около 13 % – для промышленных процессов.
Помимо этого термальные воды используются примерно в 150 санаториях и 40 заводах по розливу минеральной воды. Количество электрической энергии, разработанной геотермальными электростанциями в России увеличивается по сравнению с мировым,но остается крайне незначительным.
Доля составляет всего 0,01 процента от общей выработки электроэнергии в стране.
Наиболее перспективным направлением использования низкотемпературных геотермальных ресурсов является применение тепловых насосов. Этот способ является оптимальным для многих регионов России – в Европейской части России и на Урале. Пока делаются первые шаги в этом направлении.
Электричество вырабатывается на некоторых электростанциях (ГеоЭС) только на Камчатке и Курильских островах. В настоящее время три станции работают на Камчатке:
Паужетская ГеоЭС (12 МВт), Верхне-Мутновская (12 МВт) и Мутновская ГеоЭС (50 МВт).
Паужетская ГеоЭС внутри
Две небольших ГеоЭС находятся в эксплуатации на островах Кунашир – Менделеевская ГеоТЭС, Итуруп – «Океанская» с установленной мощностью 7,4 МВт и 2,6 МВт соответственно.
Геотермальные электростанции в России по своему объему стоят на последних местах в мире. В Исландии приходится более 25% добываемой электроэнергии этим способом.
Менделеевская ГеоТЭС на Кунашире
Россия имеет значительные геотермальные ресурсы и имеющийся потенциал гораздо больше, чем текущее положение.
Этот ресурс далеко не адекватно развит в стране. В бывшем Советском Союзе, геолого-разведочные работы полезных ископаемых, нефти и газа хорошо поддерживался. Однако такая обширная деятельность не направлена для изучения геотермальных резервуаров даже в следствие подхода: геотермальные воды не считались энергетическими ресурсами. Но все-таки результаты бурения тысяч “сухих скважин” (просторечие в нефтяной отрасли), приносят вторичную выгоду для геотермальных исследований. Эти заброшенные колодцы которые были во время исследований нефтяной отрасли дешевле отдать для новых целей.
Преимущества и проблемы использования геотермальных ресурсов
Экологические преимущества использования возобновляемых источников энергии, таких как геотермальная признано. Однако есть серьезные препятствия на пути развития возобновляемых ресурсов, которые препятствуют развитию. Подробные геологические исследования и дорогостоящее бурение геотермальных скважин представляет собой крупные финансовые затраты, связанные со значительными геологическими и техническими рисками.
Использование возобновляемых источников энергии, включая геотермальные ресурсы, имеют также преимущества.
- Во-первых, использование местных энергетических ресурсов может снизить зависимость от импорта или необходимости строительства новых генерирующих мощностей для теплоснабжения в промышленных или жилых районах горячего водоснабжения.
- Во-вторых, замена традиционных видов топлива чистой энергией вызывает значительные улучшения состоянии окружающей среды и общественного здравоохранения и имеет соответствующую экономию.
- В-третьих, мера экономии энергии связан с КПД. Системы централизованного теплоснабжения являются общими в городских центрах России и нуждаются в модернизации и перехода на возобновляемые источники энергии со своими преимуществами. Это особенно важно с экономической точки зрения, устаревшие системы централизованного теплоснабжения не экономичны и инженерное время жизни уже истекло.
Геотермальные электростанции в России “чище” по сравнению с используемые ископаемое топливо. Международная конвенция по изменению климата и программы Европейского сообщества предусматривают продвижение возобновляемых источников энергии. Однако специфические юридические предписания относительно разведочных работ и добычи геотермальных вод отсутствует во всех странах. Отчасти это объясняется тем, что воды регулируются в соответствии с законами водных ресурсов, полезные ископаемые в соответствии с энергетическими законами.
Геотермальная энергия не относится к определенным равзделам законодательства и затрудняется решение различных методов эксплуатации и использования геотермальной мощности.
Геотермальная энергетика и устойчивое развитие
Промышленное развитие за последние два столетия принесло множество инноваций для человеческой цивилизации и принесли эксплуатацию природных ресурсов с угрожающей быстротой. Начиная с семидесятых годов 20-го века серьезные предупреждения о “пределах роста” пошли по миру с большим эффектом: ресурс эксплуатации, гонка вооружений, расточительное потребление разбазарили эти ресурсы в ускоренном темпе, наряду с экспоненциальным ростом численности населения планеты. На все это безумие необходимо большее количество энергии.
Самые расточительное и безперспективное – безответственность человека по привычке израсходования конечных и быстро истощающихся энергетических ресурсов угля, нефти и газа. Этой безответственной деятельностью занимается химическая промышленность для производства пластмасс, синтетических волокон, строительных материалов, красок, лаков, фармацевтических и косметических продуктов, пестицидов и многих других продуктов органической химии.
Но самый катастрофический эффект от использования ископаемого топлива -это равновесие биосферы и климата до такой степени, что необратимо будет влиять на наш жизненный выбор: рост пустынь, кислотные дожди портящие плодородные земли, отравление рек, озер и грунтовых вод, порча питьевой воды для растущего населения планеты, – и худшее из всех – более частые погодные катаклизмы, втягивающие ледники, разрушиающие горнолыжные курорты, тающие ледники, оползни, более сильные штормы, затопление густонаселенных прибрежных районов и островов, тем самым подвергая опасности людей и редкие виды флоры и фауны в результате миграций.
Потеря плодородных земель и культурное наследие происходит за счет добычи неумолимо растущего ископаемого топлива, выбросов в атмосферу, вызывающих глобальное потепление.
Путь к чистой, устойчивой энергетике сохраняющей ресурсы и привлечение биосферы и климата в естественный баланс связан с использованием возобновляемых источников энергии в виде геотермальных электростанций в России.
Ученые понимают необходимость сокращения сжигания ископаемого топлива выходящего за пределы целевых показателей Киотского протокола для того, чтобы замедлить глобальное потепление атмосферы Земли.