Геотермальная энергетика

     Существуют  следующие принципиальные возможности  использования тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в  зависимости от их температуры можно  направлять для горячего водоснабжения  и теплоснабжения, для выработки  электроэнергии либо одновременно для  всех трех целей. Высокотемпературное  тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.

     Если  в данном регионе имеются источники  подземных термальных вод, то целесообразно  их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Например, по имеющимся данным, в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м2 с температурой воды 70-9О°С. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечено-Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, Казахстане, на Камчатке и в ряде других районов России.

     В Дагестане уже длительное время  термальные воды используются для теплоснабжения. За 15 лет откачано более 97 млн.м³ термальной воды для теплоснабжения, что позволило сэкономить 638 тыс.т, условного топлива.

В Махачкале  термальной водой отапливаются жилые  здания общей площадью 24 тыс.м2, в Кизляре - 185 тыс.м2. Перспективны запасы термальных вод в Грузии, которые допускают расход в сутки 300-350 тыс.м2 с температурой до 80чС. .Столица Грузии находится над месторождением термальных вод с метановоазотным и сероводородным составом и температурой до 100°С.

      Наряду  с достоинствами, развитие геотермальной  энергетики имеет ряд недостатков.

     Активное  использование геотермальных ресурсов может оказывать неблагоприятное  воздействие на окружающую среду.

     Какие проблемы возникают при использовании  подземных термальных вод?   

       Главная из них заключается в необходимости обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. Например, термальные воды Большебанного месторождения (на реке Банная, в 60 км от Петропавловска - Камчатского) содержат различных солей до 1,5 г/л, фтора - до 9 мг/л, кремниевой кислоты - до 300 мг/л. Термальное воды Паужетского месторождения в том же регионе (температура J44 - 200°С, давление на устье скважины 2-4 атм) содержат от 1,0 до 3,4 г/л различных солей, кремниевой кислоты - 250 мг/л, борной кислоты - 15 мг/л, растворенных газов: углекислого - 500 мг/л, сероводорода - 25 мг/л, аммиака -15 мг/л. Геотермальные воды Тарумовского месторождения в Дагестане (температура 185°С, давление 150-200 атм) содержат до 200 г/л солей и 3,5 -4 м3 метана в нормальных условиях на 1 м3 воды. 

     Кроме того, факторами, оказывающими не менее негативное воздействие являются: повышенный уровень шума на выходе из скважины; загрязнение водоемов при сбросе в них термальных вод с повышенным содержанием солей; загрязнение окружающего воздуха попутными газами (bhS, СШ, NH4); тепловое загрязнение окружающей среды; повышение влажности воздуха за счет испарения в градирнях.

     Во  многих странах проводятся исследовательские  работы, направленные на очищение окружающей среды от последствий эксплуатации геотермальных месторождений. Разрабатываются  звукогасители, методы закачки использованной воды в пласт, методы предотвращения выброса вредных газов.

Выводы.

1. Практически на всей территории Земли имеются уникальные запасы геотермального тепла с температурами теплоносителя (вода, двухфазный поток и пар) от 30 до 200º С.
2. В последние годы в России на основе крупных фундаментальных исследований были созданы геотермальные технологии, способные быстро обеспечить эффективное применение тепла земли на ГеоЭС и ГеоТС для получения электроэнергии и тепла.
3. Использование геотермальных ресурсов имеет ряд достоинств (практическая неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины)  и недостатков (высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и наличие токсичных соединений и металлов.
4. Геотермальная энергетика должна занять важное место в общем балансе использования энергии.
5. В Беларуси назрела необходимости усиления проведения дальнейших работ в направлении возможности использования значительного прогнозного потенциала геотермальной энергии.
6. Широкомасштабное внедрение новых схем теплоснабжения с тепловыми насосами с использованием низкопотенциальных источников тепла позволит снизить расход органического топлива на 20ч25%.
7. Для привлечения инвестиций и кредитов в энергетику следует выполнять эффективные проекты и гарантировать своевременный возврат заемных средств, что возможно только при полной и своевременной оплате электричества и тепла, отпущенных потребителям.

Литература: 

1. Преобразование  геотермальной энергии в электрическую с использованием во вторичном контуре сверхкритического цик-ла. Абдулагатов И.М., Алхасов А.Б. «Теплоэнергетика.-1988№4-стр. 53-56».

2. Саламов А.А. « Геотермические электростанции в энергетике мира» Теплоэнергетика2000№1-стр. 79-80»

3. Тепло  Земли: Из доклада «Перспективы  развития геотермальных технологий»  Экология и жизнь-2001-№6-стр49-52.

4. Тарнижевский Б.В. «Состояние и перспективы использования НВИЭ в России» Промышленная энергетика-2002-№1-стр. 52-56.

5. Кузнецов  В.А. «Мутновская геотермальная электростанция» Электрические станции-2002-№1-стр. 31-35.

6. Бутузов  В.А. «Геотермальные системы теплоснабжения  в Краснодарском крае» Энергоменеджер-2002-№1-стр.14-16.

7. Бутузов  В.А. «Анализ геотермальных систем  теплоснабжения России» Промышленная энергетика-2002-№6-стр.53-57.

8. Доброхотов  В.И. «Использование геотермальных  ресурсов в энергетике России»  Теплоэнергетика-2003-№1-стр.2-11.

9. Алхасов А.Б. «Повышение эффективности использования геотермального тепла» Теплоэнергетика-2003-№3-стр.52-54.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Учёные  полагают, что в последующие несколько  десятков лет масштабы использования  геотермальной энергетики возрастут.

 При  этом такая положительная тенденция  будет существовать на фоне  снижения объёмов производства  энергии альтернативными источниками  вообще и некоторыми конкретными  видами в частности. 

 Таким  образом, геотермальные ресурсы  смогут увеличить свою долю  в мировом энергопроизводстве, но их первоначальное отставание от других источников альтернативной энергии не позволит покинуть последнее место в этом своеобразном рейтинге (по крайней мере, исследователи предсказываюттакое распределение сил до 2030 года).