3
2.2 Современное состояние и перспективы развития геотермальной энергетики
Мировой потенциал изученных на сегодня(2006 год) геотермальных ресурсов составляет 0,2 ТВт электрической и 4,4 ТВт тепловой мощности. Примерно 70% этого потенциала приходится на месторождения с температурой флюида менее 130?С.
Последние годы характеризуются резким увеличением объемов и расширением областей использования геотермальных ресурсов.
Новейшие энергетические технологии с использованием геотермальных ресурсов отличаются экологической чистотой и по эффективности приближаются к традиционным.
На современных ГеоЭС коэффициент использования мощности достигает до 90%, что в 3-4 раза выше, чем для технологий с использованием других ВИЭ (солнечной, ветровой, приливной). На ГеоЭС, использующих ГЦС-технологию и бинарный цикл (БЭС), полностью исключаются выбросы диоксида углерода в атмосферу, что является важнейшим экологическим преимуществом таких энергетических установок.
В последние годы быстрыми темпами развиваются технологии прямого использования геотермальных ресурсов в теплоснабжении, За последние 15 лет суммарная тепловая мощность геотермальных систем теплоснабжения увеличилась более трех раз и достигла 28 ГВт.
В таких системах в качестве первичного источника тепла используется низкопотенциальная (Т=55єС) термальная вода и петротермальная энергия верхних слоев земной коры. Общая установленная мощность теплонасосных систем слставляет 15,723 ГВт, при годовой выработке тепла 86673 ТДж. Наибольшее развитие технологии теплонасосных систем получила в США, Германии, Канаде.
Россия располагает не только большими запасами органического топлива, но и также и геотермальными ресурсами, энергия которых на порядок превышает весь потенциал органического топлива. Использование тепла Земли в России может составить до 10% в общем балансе теплоснабжения, На территории России разведано 66 геотермальных месторождений с производительностью более 240 000 мі/сут термальных вод и более 105 000 мі/сут парогидротерм. Пробурено свыше 4000 скважин для использования геотермальных ресурсов.
В настоящее время проблемами использования тепла земли занимаются около 50 научных организаций, которые находятся в ведении Российской академии наук и ряда министров.
Чтобы обеспечить высокую экономическую эффективность термальных вод необходимо максимально использовать тепловой потенциал, чего можно достигнуть при комплексном использовании этих вод. Примером комплексного использования термальных вод служит Мостовское месторождение в Краснодарском крае. Необходимо отметить, что эксплуатация большинства геотермальных месторождений ведется на достаточно низком уровне. Зачастую после потребителя, термальные воды сбрасываются с Т = 50-70єС. Полезно используется примерно 1/5 теплового потенциала термальной воды.
Из-за ошибочных технических решений (прямая подача потребителю воды, не соответствующей по химическому составу установленным нормам и т.д.) использование термальных вод во многих случаях было скомпрометировано.
Низкий уровень эксплуатации месторождений и огромная разница между значительными запасами геотермальной энергии и малой ее используемой частью объясняется некоторыми специфическими факторами, характеризующими эту энергию, а также технологией ее извлечения и использования.
Такими факторами являются:
* высокая стоимость скважин и низкие транспортабельные качества термальных вод;
* необходимость обратной закачки отработанных вод и значительные расходы на их подготовку;
* невозможность аккумулирования тепловой энергии на длительный период;
* коррозионно-агрессивные свойства;
* одноразовость использования термальных вод в системе теплоснабжения и сравнительная их температура.
В связи с этим возникают научно-технические и технологические проблемы геотермальной энергетики, основными из которых являются:
* освоение технологий строительства высокодебитных скважин с горизонтальными столами в продуктивном горизонте;
* перевод бездействующих скважин на выработанных нефтяных и газовых месторождениях для добычи геотермального флюида;
* широкое освоение ГЦС (геотермальных циркуляционных систем);
* разработка эффективных методов борьбы с коррозией и солеотложением;
* разработка эффективных технологий утилизации низкопотенциального геотермального тепла.
Области применения и эффективность использования геотермальных вод зависят от их энергетического потенциала, общего дебита и запаса скважин, химического состава, минерализации, агрессивных вод, наличия потребителя и т.д.
Наиболее эффективной областью применения геотермальных вод является отопление, горячее и техническое водоснабжение объектов различного назначения. Максимальный энергетический эффект достигается созданием специальных систем отопления с повышенным перепадом температур.
Сегодня используется 3,5% мирового геотермального потенциала для выработки электроэнергии и только 0,2% - для получения тепла.
В зависимости от температуры геотермальные ресурсы широко используются в электроэнергетике и теплофикации, промышленности, сельском хозяйстве, бальнеологии и других областях.
К началу 2005г. ГеоЭС работают в 24 странах мира, а суммарная установленная мощность их достигла 8910,7 МВт. Лидерами по установленной электрической мощности ГеоЭС являются США- 2544 МВт, Филиппины- 1931, Мексика- 953, Индонезия- 797, Италия- 790, Япония- 535, Новая Зеландия-435, Исландия- 200 МВт. Годовая выработка электроэнергии на ГеоЭС мира в 2004г. Составила 56 798 ГВт ч.
В последние годы активно развиваются геотермальные системы теплоснабжения на основе тепловых насосов.
Примерно 58% общей мощности геотермальных тепловых систем в мире приходится на теплонасосные системы. Общая установленная мощность теплонасосных систем составляет 15723 МВт, при годовой выработке тепла 86673 ТДж. Наибольшее развитие эти технологии получили в США, Германии, Канаде.
Благодаря переводу экономики на геотермальные ресурсы Исландия превратилась в развитую страну с высоким уровнем жизни. Более 87% теплоснабжения в Исландии осуществляется на геотермальном тепле, а в ближайшее время планируется довести до 92%. Примером успешной реализации крупного проекта является создание системы геотермального теплоснабжения г.Рейкьявика, которая обеспечивает около 99% потребностей в тепле. Данная система потребляет 2348л/с геотермальной горячей воды температурой 86…127?С (см. рис. 3).
Геотермальная энергетика в бывшем СССР стала развиваться с середины 60-х годов прошлого столетия, когда впервые были созданы Северокавказская разведочная экспедиция по бурению и реконструкции нефтегазовых скважин на термальные воды.
С 1970 по 1990 годы добыча термальной воды была увеличена в 9 раз, а природного пара в 3,2 раза. В 1990г. Было добыто 53млн.мі термальной воды и 413 тыс.т приридного пара.
Россия располагает большими геотермальными ресурсами, энергия которых на порядок превышает весь потенциал органического топлива.
На территории России разведано 66 геотермальных месторождений с производительностью более 240тыс.мі/сут термальных вод и более 105тыс.т/сут парогидротерм. Пробурено свыше 4000 скважин для использования геотермальных ресурсов.
Наиболее перспективными для освоения геотермальной энергии являются Камчатско-Курильский, Западно-Сибирский и Северо-Кавказский регионы.
На Северном Кавказе хорошо изучены геотермальные месторождения, залегающие на глубинах от 300 до 5000 м.
Рис. 3. Принципиальная схема организации теплоснабжения в г. Рейкьявике: (1- добычные геотермальные скважины; 2- деаэраторы; 3- насосная станция; 4- аварийные (резервные) баки; 5- пиковая котельная; 6- потребители тепла; 7- нагнетательный канал).
Температура в глубоких резервуарах достигает до 180°С и выше. Эти месторождения способны обеспечить получение до 10000 тепловой и 200 МВт электрической мощности.
Страницы: 1, 2, 3
