ТЕПЛО НЕДР: ОБОГРЕЕТ ЛИ?.. УКРАИНСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ИСПОЛЬЗУЮТ ВО ВСЕМ МИРЕ. ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ... УКРАИНЫ

Лев Знаменский 17 февраля 1995, 00:00

Читайте также

Еще более тридцати лет назад выдающимися украинскими учеными академиками Александром Назаровичем Щербанем и Олегом Александровичем Кремневым высказывалось «крамольное» мнение о ненадежности экономики, построенной только на одном виде энергетического сырья — нефти и газе. Ими же предлагалось совершенно новое для того времени направление — добывать тепло из глубинных слоев Земли. Благо — большая часть Украины расположена на берегу «кипящего моря», которое находится глубоко под землей. Никто из власть предержащих тогда к доводам ученых не прислушался.

А что же сейчас? Вследствие объективных факторов Украине угрожает энергетический вакуум. Ближнее зарубежье поставляет нам нефть и газ по мировым ценам, в результате наша страна стала одним из самых больших должников в мире. Вызывает беспокойство также экологическая ситуация, которая ухудшается как по причине использования низкосортных органических топлив, так и из-за отсутствия достаточных средств для улучшения состояния окружающей среды. Поэтому для надежного обеспечения потребителей топливом и электроэнергией необходимо, кроме органического топлива и атомной энергетики, включить в топливно-энергетический баланс страны экологически чистые нетрадиционные источники энергии.

Одним из перспективных и подготовленных для практического использования видов нетрадиционной энергии является тепло Земли. Геотермальная энергия широко используется в мире.

А какое положение дел в этой отрасли в Украине? Какое место украинских ученых в мировом научном сообществе в изучении и освоении геотермальных источников энергии? Какие перспективы геотермальной энергетики в Украине? — на эти и другие вопросы корреспондента «ЗН» отвечает директор Института технической теплофизики НАН Украины академик Анатолий Андреевич ДОЛИНСКИЙ.

— Геотермальную энергию для народнохозяйственных нужд в мире используют давно, но главным образом из открытых источников, как на Камчатке, в Исландии и других местах планеты.

Доступность и минимум затрат на отбор пара и горячей воды с поверхности Земли пленяли исследователей. Но такие условия есть далеко не во всех странах. В большинстве своем тепло Земли прячется глубоко в ее недрах. Разработку глубинных источников тепла начали сравнительно недавно и практически одновременно в таких странах как США, Япония, Исландия, Китай, Филиппины, Англия, Франция, ФРГ. Наиболее преуспели в этом отношении Америка и Франция. К слову, в Париже работает девять геотермальных источников. Посредством скважин добывается горячая вода, которая поступает на отопление домов. К недостаткам этой технологии следует отнести то, что воду, отдавшую тепло, нельзя сливать на поверхность земли или сбрасывать в реку, так как она с большим количеством солей и различных примесей.

Идея замкнутого контура — забирать с земных глубин горячую воду, отбирать тепло и закачивать охлажденную воду в другую скважину (на расстоянии 300 метров на ту же глубину) — была высказана еще более тридцати лет назад академиками А.Н.Щербанем и О.А.Кремневым. Впервые этот метод применен во Франции. Он так и назывался «украинский способ получения геотермальной энергии». Со временем это все у нас забылось, так как идея и теоретические разработки в Украине не были реализованы на практике. Тем не менее, несколько десятков стран по всему миру производят геотермальную энергию по «украинскому способу». Не удивительно, что наша страна на сегодняшний день занимает где-то
20-е место в мире по использованию тепла Земли. Но это с точки зрения реализации.

Научная же работа не прерывалась с момента зарождения идеи. За это время были созданы лаборатория моделирования и научный коллектив. Была создана система моделирования процессов, протекающих под землей, для того, чтобы можно было проектировать станции. Наши ученые работали на камчатских открытых источниках геотермальной энергии с целью отработки методики отбора тепла из чрезвычайно засоленных вод. До этого в мире считалось, что из таких вод отобрать тепло практически невозможно. Представьте себе жидкость, где концентрация солей составляет десятки граммов на литр. Во-первых, материал, из которого сделаны трубы, не должен поддаваться коррозии, во-вторых, трубы не должны забиваться солью (при охлаждении соль откладывается на стенках труб).

Эту задачу решил заведующий отделом Института технической теплофизики Анатолий Шурчков со своими коллегами. В течение нескольких лет наши ученые отрабатывали технологию отбора тепла из высокоминерализованных теплоносителей. Итогом их успешных работ стало строительство на Камчатке Паужетской и Мутновской геотермальных электростанций. Вклад украинских ученых в строительство геотермальных станций в России значителен. В подтверждение этого можно привести хотя бы то, что в прошлом году Украину посетила представительная делегация из России с целью привлечь ученых к дальнейшим разработкам станций, подобных Паужетской. В этом нет ничего удивительного, ведь фундаментальные исследования в области использования геотермальной энергетики были проведены только Украиной (имеется в виду среди стран бывшего Союза).

— Какие же дальнейшие теоретические и практические разработки проводились коллективом института?

— Прежде всего мы научились моделировать, прогнозировать, проектировать и строить станции — геотермальные тепловые пункты. Это еще не электростанции, скажем так, только первый этап — добыча тепла.

Двенадцать таких станций построено на территории Крымского полуострова. Последняя — в прошлом году. Она принята межведомственной комиссией как типовая. Станция рассчитана на 5 МВт мощности по теплу. Это позволит обогреть 2 тысячи квартир — крупный поселок с теплицами и бассейнами. Первая тепловая станция в Крыму работает вот уже семь лет беспрерывно. На ней отработано много режимов работы, апробированы многие материалы для покрытия поверхности труб.

В результате длительной работы станции сделаны весьма ценные выводы для развития отрасли геотермальной энергетики в целом. Во-первых, не было замечено падения температуры в пласте-накопителе, во-вторых, созданная трудом ученых института система полностью работоспособна. И, в-третьих, получено на практике доказательство того, что геотермальная энергия самая дешевая (в 4 — 5 раз дешевле, чем на других тепловых станциях). К тому же в экологическом плане геотермальная станция — наиболее чистый источник получения энергии.

Метод апробирован как у нас в Украине, так и за рубежом и получил высокие оценки. Кстати, все оборудование отечественного производства. Конструкция насоса разработана в нашем институте, а изготовляется он в г.Сумы.

— Разведанные ресурсы геотермальных вод, оцененные и утвержденные Госкомгеологией Украины, составляют в настоящее время 50000 МВт. Поскольку все познается в сравнении...

— Освоение только разведанных ресурсов термальных вод и парогидротерм позволит покрыть более 10 процентов потребностей Украины в тепловой и электрической энергии, исключить завоз из других стран миллионов тонн органического топлива. Это большая цифра. К тому же, она может быть увеличена, ведь исследовано только 45 процентов территории Украины. Да и то, это результаты не специализированной разведки, а, так сказать, случайные обнаружения тепла, сделанные геологами при разведке полезных ископаемых. По имеющимся данным специалистами Госкомгеологии составлена карта прогнозных геотермальных ресурсов Украины. Ученые ее дополняют и корректируют. Если раньше, например, это была узкая полоса, захватывающая очаги на Западной Украине, то в дальнейшем оказалось, что примерно третья часть территории Украины с севера на юг перспективна для освоения геотермальной энергии. В эту полосу попадают Киев, Днепропетровск, Полтава, Харьков, Донецк. Наиболее перспективна территория Западной Украины, где сосредоточены аномально высокие температуры, на небольшой глубине и относительно чистый носитель тепла — вода. То же самое отмечено и на юге Украины, примыкающему к Крыму, и собственно в Крыму. Считаем, что две станции будут давать там почти половину той мощности, которую намечалось получить с помощью АЭС. Места строительства определены — Керченский и Тарханкутский участки. Разработаны уже проекты таких электростанций и должно начаться строительство.

— Вы сказали, что в институте разрабатываются различные конструкции и оборудование? То есть проведена структурная перестройка под проблему?

— Полное название учреждения — научно-технический комплекс «Институт технической теплофизики». Это — штат ученых, КБ и завод. Учитывая то, что Украина находится в состоянии глубокого энергетического кризиса, мы серьезно занялись внутренней перестройкой с тем, чтобы направление «геотермальная энергетика» стало основным, стержневым.

В свое время в нашем институте была создана первая (в Советском Союзе) установка моделирования. Создан коллектив специалистов во главе с Анатолием Шурчковым, поставлена задача прежде всего освоения низкотемпературных теплоносителей. Это большая работа. На Украине и тем более в ближнем зарубежье никто не занимался данной проблемой. Преуспели больше всех израильтяне. Они производят комплект оборудования и продают всему миру. Может, нам придется работать совместно с ними, может быть, отработаем свой вариант, которым сейчас и занимаемся. Под эти проекты нужно разработать специальные турбины. К сожалению, пока институт получает очень немного средств и для выживания мы вынуждены заключать договора с далекими от нас странами, не говоря о России, которая уже зазывает на работу наших специалистов.

— Анатолий Андреевич, геотермальная энергетика — ваше детище. Вы его защищаете. Но посмотрим на вещи со стороны. У нас в Украине огромные запасы угля и урановой руды. По всей Европе работают тепловые станции и они рентабельны. Может мы заведомо определяем этим видам энергетики второстепенные роли?

— Начнем с того, что геотермальная энергия — это возобновляемая энергия. Это перспективнейшее дело. Сейчас об энергетике многие говорят и многие ею занимаются. Все говорят, что надо что-то делать, но все, что предлагается, очень капиталоемкое. Да, действительно, за рубежом все тепловые станции работают на так называемом кипящем слое, что позволяет поднять КПД. Но это поверхностный подход. Пришел, скажем, «неглубокий» специалист, посмотрел, как работает станция в Германии. Нет загрязнения среды, потому что кипящий слой. Но позвольте, там другой уголь! У нас нет ни одной станции, которая смогла бы работать на кипящем слое, используя отечественный низкосортный уголь. Станции нужно переделывать, не хватает высоты и т.д. — целый ряд проблем. К тому же перестроить станции — это большие капиталовложения.

Я сторонник того, что атомную энергетику нужно развивать в Украине, ведь у нас огромные запасы топлива. Но не сегодня. Сегодня нет у нас денег. За те средства, которые вложены в атомную энергетику, можно было бы уже давно покрыть Украину сетью геотермальных электростанций, которые, в отличие от атомных станций, окупятся за два года. При нашей нынешней бедности это самое перспективное направление. Сегодня более актуальной проблемы в энергетике нет, чем поднять строительство геотермальных станций.

Обратите внимание на одну особенность. Сегодня не на науку нужны деньги. Сегодня нужно быстро реализовать тот результат, который мы получили за 20 лет. Который бесспорен, который прошел международную экспертизу. Который работает.

— Не повлияет ли отбор высокотермальных минерализованных вод на напряженность в кристаллических массивах?

— В мировой практике не зарегистрировано, чтобы извлечение геотермальной энергии как-то влияло на сейсмические процессы. Если бы извлекали воду и не возвращали ее назад, то можно было бы предположить, что будут какие-то сдвиги. Но мы же напряжения в земной коре не меняем. Раствор с той же вязкостью и плотностью закачивается назад в пласт. Что касается отобранного тепла, то математики лаборатории моделирования сделали прогноз работы тепловой станции на срок 27 — 50 лет и снижений тепла в пласте-коллекторе не установили. Это подтверждается, кстати, и работой в течение семи лет первой тепловой станции в Крыму. Собственно, как и на каждой экологически чистой системе, происходит только износ материальной части, в данном случае, износ труб.

— Столь успешное выполнение первого этапа — отбора тепла, предполагает развитие второго. Какие задачи ставит перед собой институт по производству электроэнергии?

— У нас еще нет достаточно опыта по производству электроэнергии. Ведь нужно отметить, что в большинстве своем температура воды из недр достигает 100°С. Для того, чтобы перевести эти температуры воды в электрическую энергию, необходима промежуточная жидкость с низкотемпературным кипением. В мировой практике используется бутанол, который кипит при температуре ниже 100°С. В замкнутом контуре он, превращаясь в пар, подается на парогенератор, который вырабатывает электроэнергию. Пар, конденсируясь, в виде жидкости возвращается на повторный разогрев и т.д.

Мы же планируем получать электроэнергию при использовании более высоких температур. Например, под Полтавой есть источник с температурой более 200°С. Такие источники есть на западе и на юге Украины, в том числе и в Крыму.

Сегодня перед институтом стоят задачи по строительству геотермальных станций для получения тепла, электростанций для производства электроэнергии с использованием низкопотенциального контура, а также электростанций для производства электроэнергии, используя промежуточный теплоноситель.

Мы полностью закончили исследования по первому этапу. Необходимо строить в больших объемах тепловые пункты для съема тепла Земли и передачи его для обогрева жилых домов и прочих целей.

— Так что же сдерживает реализацию планов института? Включены ли его работы в национальную программу развития энергетики в Украине?

— В последний год ученые нашего института с большой группой специалистов других научных организаций совместно с Минэкономики подготовили технико-экономическое обоснование народно-хозяйственного плана по развитию энергетики в Украине. Наш раздел в этот план вошел полностью, без изменений. Сейчас он находится на утверждении в Верховном Совете.

Проект плана предполагает, что в течение 12 лет мы охватываем 42 — 45% территории Украины 1500 геотермальными станциями по производству как тепла, так и электроэнергии. Стоимость этих станций колеблется в пределах 1,5 — 2,0 миллиардов долларов. Окупаемость произведенных затрат, по расчетам экономистов, достигается уже через два — три года. Следует обратить внимание: ни один способ получения энергии не позволяет так быстро окупить затраты. Известно, что самая длительная окупаемость затрат у солнечной энергии — порядка 100 лет, затем у атомной и далее у гидроэнергетики и тепловой энергетики. Согласно программе геотермальные станции должны на 12% сократить потребление органического топлива, которое в основном привозное. А это значит увеличить примерно на 25 — 30% собственные ресурсы энергетики.

Однако мы прекрасно понимаем, что выделить сейчас 1,5 — 2,0 миллиарда долларов на строительство геотермальных станций, пусть не сразу, в течение нескольких лет — невозможно.

— При такой быстрой окупаемости затрат на строительство станций, казалось бы, не должно быть недостатка в инвесторах...

— Западные инвесторы с большим желанием стремятся принять участие в нашей программе работ. Украинским способом получения геотермальной энергии заинтересовались зарубежные специалисты. В частности, французская фирма «Кейрол Интернешнл», которая строит и владеет гидротермальными и гидроэлектростанциями во Франции, Африке, Никарагуа. Президент этой фирмы господин Кейрол побывал в Украине, ознакомился с работой института и станции в Крыму. Работа станции получила высокую оценку специалиста. После этого наши проекты были переданы фирме и прошли тщательную экспертизу в Европе. В результате фирма предложила вложить в строительство тепловых станций в Украине 200 миллионов долларов при условии, что 50% собственности останется за фирмой. Однако правительственных гарантий, что деньги пойдут на строительство и что фирма будет владеть частью акций на геотермальные станции, не было получено. С нашей стороны переговоры с фирмой «Кейрол Интернешнл» продолжаются.

Имели мы также контакт с международным банком «Карпаты». Возглавляет его энергичная американка украинского происхождения мадам Калина Н.Бирмале. Мадам Калина предложила полностью финансировать первую часть национальной программы развития геотермальной энергетики. А это 500 миллионов долларов. На них предполагалось провести строительство тепловых станций. Для того, чтобы получить эти деньги, опять-таки нужны гарантии.

В Европе стало известно об Украинской национальной программе развития энергетики. Мы все знаем, что Европа очень щепетильно относится к развитию атомной энергетики в Украине и очень заинтересована в развитии альтернативной. Европейский банк готов оказывать помощь, но только под конкретный проект.

— Несмотря на очевидность большой выгоды для Украины от развития геотермальной энергетики, тем не менее, ценные разработки института не будут использованы в полной мере?

— По-видимому, наши поиски иностранного инвестора сдвинули проблему кредитования работ нашим правительством с мертвой точки. Сегодня уже согласовывается проект национальной программы по развитию геотермальной энергетики. Геотермальные станции будут строиться по способу, разработанному в институте. Программа работ рассчитана на три года. Нам выделяют три триллиона карбованцев — по триллиону в год для строительства геотермальных станций и Полтавской электростанции. Должен сказать, что вчера получили последнюю визу на проект постановления Кабинета министров. Судя по всему, со дня на день выйдет само постановление.

Это, я считаю, важнейшая победа — в Украине появится первая национальная программа по развитию геотермальной энергетики. Пускай на три года, но главное — дело начато.

Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Нет комментариев
Реклама
Последние новости
USD 26.73
EUR 28.60