Проект (Геотермальная энергетика)

Геотермальная энергетика - получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин. Экономически эффективна в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры. 

Геотермальная энергетика

1. Формулировка проблемы по рассматриваемому методу (технологии) повышения энергоэффективности; прогноз перерасхода энергоресурсов, или описание других возможных последствий в масштабах страны при сохранении существующего положения

Геотермальная энергетика - получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин. Экономически эффективна в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры - в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курилы, острова Японского архипелага). В широких масштабах используется в США, Мексике и на Филиппинах. Доля в энергетике Филиппин -19%, Мексики - 4%, США (с учетом использования «напрямую» для отопления) - около 1%. Суммарная энергия всех ГеоТЭС США превышает 2 ГВт.

Для сравнения - в РФ на Камчатке установленная мощность Верхне-Мутновской ГеоТЭС составляет 12 МВт, а  Мутновской ГеоТЭС - 50 МВт

В отличие от глубинных термальных вод, используемых по технологии геотермальных циркуляционных систем и расположенных по территории России неравномерно, приповерхностные геотермальные ресурсы рассредоточены практически повсеместно (малоэффективны по ресурсам лишь районы с вечномерзлыми грунтами), в т.ч. по регионам, не имеющим местных источников ископаемого топлива. Извлечение геотермальной энергии приповерхностного грунта с помощью мелких скважин (из-за небольшой глубины залегания) не требует значительных капиталовложений, обеспечивая, тем не менее, путем нетрадиционного недропользования, широчайший спектр объектов с малым и средним теплопотреблением (от индивидуального жилого дома до многоэтажных зданий и комплексов).

Другим, возможно, перспективным направлением геотермальной энергетики является извлечение энергии, заключенной в твердых горячих породах на глубине 4-6 км (составляет 99% от общих ресурсов подземной тепловой энергии). На этой глубине массивы с температурой 300-400 °С можно встретить лишь вблизи промежуточных очагов некоторых вулканов, но горячие породы с температурой 100-150 °С распространены на этих глубинах почти повсеместно, а с температурой 180-200 °С на довольно значительной части территории России. Для эффективной работы циркуляционных систем необходимо иметь в зоне отбора тепла достаточно развитую теплообменную поверхность.

Программы в России: Пример, ПРОГРАММА-30: развитие геотермальной энергетики в Краснодарском крае: «С целью завершения подготовительных работ по выполнению ТЭО в международном формате (Feasibility Study) Мировой банк выделил грант на оценку барьеров и рисков реализации геотермальных проектов в Краснодарском крае. В 2004 г. на средства Мирового банка и ГУКК ЦЭНТ начались работы по подготовке Feasibility Study по проекту геотермального теплоэлектроснабжения г. Лабинска. В результате реализации этого проекта к 2008-2009 гг. около 30% электропотребностей и 99,6% теплоснабжения города будет переведено на геотермальные ресурсы».

2. Наличие методов, способов, технологий и т.п. для решения обозначенной проблемы

По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения Российской Академии наук, только геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт, что позволит обеспечивать регион электроэнергией и теплом в течение 100 лет.

Как показала проведенная, совместно с Санкт-Петербургским государственным горным институтом, оценка ресурсной базы, потенциальные тепловые ресурсы верхних слоев Земли, до глубины 100-200 м, ежегодно возобновляемые, в основном, за счет инсоляции, по территории России составляют до 400-1000 млн т у.т. в год, что, для сравнения, превышает имеющиеся и намеченные на перспективу до 2020 г. годовые теплопотребности страны.

3. Прогноз эффективности метода в перспективе c учётом:
- роста цен на энергоресурсы;
- роста благосостояния населения;
- введением новых экологических требований;
- других факторов.

Прогноз эффективности:
- обеспечение тепло- и электроснабжения как целых регионов, так и отдельных потребителей;
- отсутствуют выбросы вредных веществ;
- повышение энергобезопасности страны.

4. Перечень групп абонентов и объектов, где возможно применение данной технологии c максимальной эффективностью; необходимость проведения дополнительных исследований для расширения перечня

В зависимости от технологии: отдельные регионы с близко расположенными геотермальными источниками (тепло и электроэнергия); отопление отдельных строений (от коттеджа до многоэтажного здания); для глубинной геоэнергетики - большая часть территории страны (теплоснабжение городов, поселков  и т.д.).

5. Наличие технических и других ограничений применения метода на различных объектах; при отсутствии сведений по возможным ограничениям необходимо их определить проведением испытаний

Технологические ограничения:

- месторождения глубинных термальных вод расположенных по территории России неравномерно; запасы большинства геотермальных месторождений имеют низкие и средние температуры, что не позволяет обеспечить их конкурентоспособность с традиционными энергоносителями; высокая минерализация геотермальных вод, а следовательно снижение срока службы скважин и оборудования;

- для использования приповерхностных геотермальных ресурсов характерно фактическое отсутствие методического и нормативного обеспечения проектирования и строительства этих систем в почвенно-климатических условиях России, а также характерны повышенные единовременные капитальные вложения при сравнительно низких эксплуатационных издержках;

- для технологии с использованием глубинного тепла земли - высокая стоимость строительства скважин (от 70 до 90% основных производственных фондов).

6. Существующие меры поощрения, принуждения, стимулирования для внедрения предлагаемого метода и необходимость их совершенствования

При внедрении технологии меры поощрения, понуждения отсутствуют.

7. Необходимость разработки новых или изменения существующих законов и нормативно-правовых актов

Законодательство не предусматривает государственных приоритетов и объективных стимулов для развития данной технологий. Со стороны государства необходима разработка закона о возобновляемых источниках энергии.

8. Наличие внедрённых пилотных проектов, анализ их реальной эффективности, выявленные недостатки и предложения по совершенствованию технологии с учётом накопленного опыта

Существует положительный опыт применения данных технологий (первых двух) в России и за рубежом.

9. Возможность влияния на другие процессы при массовом внедрении данной технологии (изменение экологической обстановки, возможное влияние на здоровье людей, повышение надёжности энергоснабжения, изменение суточных или сезонных графиков загрузки энергетического оборудования, изменение экономических показателей выработки и передачи энергии и т.п.)

Влияние на другие процессы при использовании данной технологии:

- снижение потребления углеводородного ископаемого топлива;
- снижение общих выбросов парниковых газов и других вредных выбросов в окружающую среду;
- повышение энергетической безопасности страны.

10. Наличие и достаточность производственных мощностей в России и других странах для массового внедрения метода

Специалисты и предприятия занимающиеся геотермальной энергетикой в РФ и за рубежом присутствуют (для первых двух технологий).

11. Необходимость специальной подготовки квалифицированных кадров для эксплуатации внедряемой технологии и развития производства

Для осуществления работ и эксплуатации геотермального оборудования нужны квалифицированные специалисты.

12. Предполагаемые способы внедрения:
1) коммерческое финансирование (при окупаемости затрат);
2) конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
3) бюджетное финансирование для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости;
4) введение запретов и обязательных требований по применению, надзор за их соблюдением;
5) другие предложения.