карта сайта
Контакты Главная рассылка новостей контакты Библиотека Рассылка новостей

  
Главная Новостная лента Новости гидрогеологии Жар не впрок. Стоит ли пренебрегать геотермальными ресурсами?
  



Информация

Подписка на гидрогеологические новости


Жар не впрок. Стоит ли пренебрегать геотермальными ресурсами?

Богатство не всегда учит бережливости. Огромные запасы органического топлива в российских недрах позволяли нам свысока смотреть на возобновляемые источники энергии, хотя многие пионерские подходы к их освоению были предложены именно российскими учеными. В частности, речь идет о геотермальной энергетике, которая делится на две составляющие: гидротермальную (тепло горячих подземных вод) и петротермальную (глубинное тепло сухих пород). Так, именно на Камчатке работала с 1967 по 1974 год первая в мире Паратунская ГеоЭС на бинарном цикле: тепло от горячих подземных источников (температурой 800оС) через теплообменник передавалось во фреоновый контур, где с помощью фреоновой турбины, разработанной с участием Института теплофизики (ИТ) СО РАН (идея основателя института - академика С.Кутателадзе), производилась электроэнергия. К сожалению, Паратунские источники - небольшие, поэтому электростанцию через несколько лет закрыли.
С тех пор в мире это направление стало очень востребованным, сегодня работает более тысячи электростанций на бинарном цикле, а у нас... уже два года вновь пытаются запустить фреоновую турбину (озонобезопасный вариант) на Камчатке. Недавно к работам привлекли Институт теплофизики, что дает надежду на скорый запуск. Не лучше ситуация и с разработанными в ИТ тепловыми насосами: случаи их использования единичны, хотя КПД у сибирских насосов самый высокий в мире. В Швеции, Китае, США использование тепловых насосов в энергетике давно поддерживается государственными программами, но кто же будет собирать крохи тепла при наших нефтегазовых кладовых! Разве что падение цен на нефть изменит ситуацию...


 - Россия - один из мировых лидеров не только по запасам органического топлива, но и по возобновляемым источникам энергии, в частности по геотермальной энергетике, - рассказывает директор Института теплофизики СО РАН член-корреспондент РАН Сергей Алексеенко (на снимке). - Всем хорошо известны горячие источники на Камчатке, на Кавказе (в Дагестане даже работает единственный в РАН Институт проблем геотермии), в Сибири (Томская область, Байкал, Бурятия). В районе Байкала и горячие породы подходят близко к поверхности Земли, и подземные источники есть - наши тепловые насосы (разработчик ЗАО “Энергия”) успешно работают на известном курорте с говорящим названием Горячинск. Тем не менее Государственная программа энергосбережения и повышения энергоэффективности на период до 2020 года, где впервые фигурировали возобновляемые источники энергии (ВИЭ), появилась в России лишь в 2009 году. И... оказалась непроработанной: ставилась задача к 2020 году получать 4,5% генерации электроэнергии за счет ВИЭ, что при нынешнем уровне в 0,1% абсолютно нереально. Программу поправили, вместо 4% запланировали 1%, но даже если и удастся за пять лет повысить генерацию за счет ВИЭ в 10 раз, цифра пренебрежимо мала по сравнению с планами других стран, отдельные из которых собираются к 2030 году на 100% покрывать свои потребности в энергии за счет возобновляемых источников. Эта ситуация отражает существенную проблему, с которой мы столкнулись при внедрении тепловых насосов: мало кто понимает, что такое тепловой насос, даже среди энергетиков. Дело в том, что наши образовательные программы основываются целиком на традиционных подходах, а мир меняется - нужно готовить специалистов в области альтернативной энергетики. Все про это знают, но движения вперед пока нет. В итоге многие российские идеи находят применение только за рубежом.
Яркий пример - петротермальная энергетика. Глубинное тепло сухих пород (на глубине от 3 до 10 километров температура достигает 350оС) - самый экологически чистый (никаких выбросов) и практически неисчерпаемый источник энергии. По оценкам Массачусетского технологического института, доступных запасов американских геотермальных “кладовых” хватит на 50 тысяч лет, чтобы обеспечить потребности США при нынешнем уровне потребления энергии. К 2050 году Соединенные Штаты планируют за счет петротермальной энергии получать 10% от общей генерации электроэнергии в США, что равно почти половине российского производства. Между тем впервые об использовании глубинного тепла заговорил в 1897 году Константин Циолковский. Он даже предложил определенную схему его извлечения, которую заметно усовершенствовал знаменитый российский геолог и писатель Владимир Обручев. Схема предельно проста: нужно пробурить две скважины, в одну подавать обычную воду, а через другую получать уже горячую (либо пар) за счет теплообмена. Конечно, для этого породы должны быть проницаемые, иначе жидкость не пройдет. Первая такая система заработала в Париже в 1960-е годы, благодаря удачному стечению обстоятельств - там горячие проницаемые породы подходили совсем близко к поверхности, и система до сих пор используется для теплоснабжения. Но реальное начало развитию петротермальной энергетике, достигающей больших глубин и горячих пород, было положено экспериментами Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) в 1970 году. Они предложили метод извлечения петротермальной энергии с использованием гидроразрывов. У нефтяников это вещь известная: под давлением в пласт закачивается вода, в результате чего и получаются очень тонкие и плоские полости с зазором 0,5-1 мм. Американские ученые первыми и испытали свое предложение: в Фентон Хилл (штат Нью-Мексико) пробурили скважины глубиной до 4390 м с температурой пород до 327оС. Тут же были выявлены и сложности: во-первых, само бурение очень дорого - если говорить о России, то примерно 1-2 миллиарда рублей за скважину глубиной до 10 км. Во-вторых, без основательных геофизических исследований можно промахнуться мимо проницаемого участка, где сформирован резервуар. Однако техническая мысль не стоит на месте: есть разработки по сверхскоростному микробурению, удешевляющие процесс. Кроме того, в 2013 году в Калифорнии (кстати, самые большие запасы горячих пород, расположенных близко к поверхности, находятся именно там) заработала первая в мире коммерческая станция. Она маленькая, всего на 1,7 мегаватта, но, тем не менее, это уже обоснование экономической состоятельности. Для проведения работ по петротермальной энергетике в России нужна интеграция - комплексные методы исследования: и лабораторные, и полевые, и математические. На нынешней стадии решение этой задачи требует НИОКР с бюджетными вложениями. Нужно осваивать всю геотермальную энергетику, изучать, для какого региона перспективнее обычный термодинамический цикл на горячих источниках, для какого - электростанция на бинарном цикле (если источники не очень горячие), для какого - тепловые насосы (если не горячие, а только теплые подземные воды), а где имеет смысл извлекать глубинное тепло сухих пород.
Если говорить о перспективах развития энергетики в целом, которые для каждой страны, конечно, имеют свою специфику, то на первое место (ближайшая перспектива) я ставлю решение задач по энергоэффективным и экологически чистым способам добычи и переработки органического топлива - нефть, газ, уголь. А второе место (в более отдаленной перспективе) отдаю возобновляемым источникам энергии, среди которых по глобальности лидируют два направления - солнечная энергетика и глубинное тепло. К тому же не стоит забывать о комплексности и взаимосвязанности проблем: любое усовершенствование методов бурения или геофизической разведки для нужд петротермальной энергетики мгновенно даст отдачу и в нефтедобыче, и в горных науках в целом - удешевит разведку полезных ископаемых.
Президиум Сибирского отделения РАН решил рекомендовать к выполнению комплексный интеграционный проект по исследованию возможностей петротермальной энергетики в России. Причем преимущество мультидисциплинарного подхода было выявлено прямо в ходе заседания: геологи предложили использовать для экспериментальных станций заброшенные нефтяные скважины, в частности, в Тюменской области, где залегают горячие породы. Таким образом можно минимизировать расходы на самую затратную часть проекта - бурение.
Ольга КОЛЕСОВА
Источник - газета "ПОИСК"





Поиск главная контакты карта сайта