Геотермальная энергетика

Геотермальная энергентика

В толще земной коры на глубине 3-5 км сосредоточена энергия тепла Земли, способная обеспечить все нужды человечества в энергии на многие тысячи лет вперед. Однако тепло Земли «рассеяно» и в большинстве районах мира может быть использована лишь небольшая его часть. В современных условиях только 1% общей теплоемкости верхней 10-километровой толщи земной коры пригодны для использования, что составляет 137 трлн. т.у.т.  

По мнению специалистов, тепло, выделяемое внутри планеты, сможет обеспечить работу ГеоТЭС общей мощностью до 200-250 млн кВт при глубине бурения скважин до 7 км и сроках работы станции порядка 50 лет. Также могут быть задействованы системы геотермального теплоснабжения мощностью до 1,2-1,5 млрд. кВт при глубине бурения скважин до 4 км и сроке эксплуатации 50 лет.  
Мировыми лидерами в использовании геотермальных источников являются США, Филиппины, Индонезия, Италия, Новая Зеландия, Япония, Исландия. В Исландии 99% всех энергетических затрат покрывается за счет геотермальных источников. 

 
Геотермальные источники, согласно классификации Международного энергетического агентства, подразделяются на 5 типов:  
1) месторождения геотермального сухого пара: сравнительно легко разрабатываются, но довольно редки. Тем не менее, половина всех действующих в мире ГеоТЭС использует тепло этих источников; 

 
2) источники влажного пара (смеси  горячей воды и пара): встречаются  чаще, но при их освоении приходится  решать вопросы предотвращения  коррозии оборудования ГеоТЭС  и загрязнения окружающей среды (удаление конденсата из-за высокой  степени его засоленности); 

 
3) месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или  пар и воду): представляют собой, так называемые, геотермальные резервуары, которые образуются в результате  наполнения подземных полостей  водой атмосферных осадков, нагреваемой  близко лежащей магмой; 

 
4) сухие горячие скальные породы, разогретые магмой (на глубине 2 км  и более): их запасы энергии  наиболее велики; 

 
5) магма, представляющая собой расплавленные  горные породы, нагретые до 1300 °С. 

Применение геотермальных источников в России является довольно перспективным направлением возобновляемой энергетики ввиду низкой стоимости вырабатываемой ими энергии. Потенциал геотермальных источников России намного превышает запасы органического топлива (по некоторым данным в 10-15 раз). Выявленные в настоящий момент запасы геотермальных вод в России температурой 40-200 0С и глубиной залегания до 3500 м могут обеспечить около 14 млн. м3 горячей воды в сутки, что составляет около 30 млн. т.у.т. 

Первая геотермальная электростанция в России была построена в 1966 году на Паужетском месторождении на Камчатке с целью электроснабжения окрестных поселков и рыбоперерабатывающих предприятий. Причем, по мнению специалистов, именно благодаря использованию геотермальных источников Озерновский рыбокомбинат смог сохранить рентабельность в сложных экономических условиях. В настоящий момент камчатская геотермальная система может обеспечить энергией электростанции мощностью до 250-350 МВт. Однако данный потенциал используется только на четверть.

 
Геотермальные ресурсы Курильских островов на данный момент позволяет получать 230 МВт электроэнергии, что может обеспечить все потребности региона в энергетике, тепле, горячем водоснабжении.

 
Наиболее перспективными регионами для применения геотермальных источников в России являются юг России и Дальний Восток. Огромный потенциал геотермальной энергетики имеют Кавказ, Ставрополье, Краснодарский край. Здесь практически в любой точке возможно начать разработку месторождений геотермальных вод с температурой от 70 до 126 0С. Причем, вода выходит на поверхность под естественным давлением, что существенно сокращает расходы на насосы. В настоящее время в Дагестане 30% жилого фонда отапливается и снабжается водой благодаря геотермальным источникам. Данный показатель даже в современных условиях может быть увеличен до 70%.

 
В Калининградской области обнаружено геотермальное месторождение с температурой 105-120 0С, которое может быть использовано с целью получения электроэнергии.

 
Использование геотермальных вод в Центральной части России требует больших затрат ввиду глубокого залегания термальных вод – ниже 2 км. В данных регионах перспективным и выгодным для теплоснабжения является применение геотермальных вод с температурой 40-600С, залегающих на глубине 800 м, а также использование грунтового тепла по средствам тепловых насосов. Такая практика в России еще не получила широкого применения и используется в ряде отдельных проектов: 17-этажный дом в Москве, школа в Ярославской области, отдельные коттеджные поселки.

 
В Калининградской области в планах осуществление пилотного проекта геотермального тепло- и электроснабжения города Светлый на базе бинарной ГеоЭс мощностью 4 МВт.

 
На острове Итуруп обнаружены ресурсы двухфазного геотермального теплоносителя, мощности которого достаточно для удовлетворения энергопотребностей всего острова. На южном острове Кунашире действует ГеоЭс 2,6 МВт, запасы геотермального тепла которой уже используются для получения электроэнергии и теплоснабжения г. Южно-Курильска. Планируются строительство еще нескольких ГеоЭс суммарной мощностью 12-17 МВт. Недра северного острова Парамушир менее изучены. Однако известно, что и на этом острове есть значительные запасы геотермальной воды температурой от 70 до 95 °С. 

 
В январе 2012 года в Республике Мордовия началось строительство «энергоэффективного дома», который будет отапливаться энергией геотермальных вод.

 
Геотермальная энергетика России ориентирована как на строительство «гигантов» (крупных объектов), так и на использование геотермальной энергии для отдельных домов, школ, больниц, частных магазинов и других объектов мощностью 0,1-0,4 МВт с использованием геотермальных циркуляционных систем. 

 
В настоящий момент в России разведано около полусотни геотермальных месторождений. Для дальнейшего развития геотермальной энергетики необходимы инвестиции и поддержка государства. Введение геотермальной энергетики в энергобаланс страны позволит, с одной стороны, повысить энергетическую безопасность, с другой - снизить вредное воздействие на экологическую обстановку по сравнению с традиционными источниками.