15
Октября Вторник
+25°C Душанбе
  Последние аудио новости
  • image description USD 9.4200
  • image description EUR 10.9253
  • image description RUB 0.1421
  • image description Brent 71.89
  • image description WTI 66.60
  • image description Золото 1,208.76
  • image description LME.Alum 2,078.00
  • image description CT 87.15

Геотермальные электростанции могут успешно дополнить ГЭС

10 мая 2007, 20:53

Тема обеспечения энергетической независимости Таджикистана присутствует практически во всех программных заявлениях таджикского президента. Мы ждем – не дождемся начала эксплуатации Сангтудинской ГЭС-1, начала строительства Рогунской ГЭС  других крупных энергообъектов.
Между тем, по-прежнему игнорируется возможность параллельного освоения альтернативных энергоисточников, в большом количестве присутствующих в стране. К их числу также относится геотермальная энергетика, активно осваиваемая в мире и странах СНГ. Об этом в статье нашего московского эксперта…
Одним из перспективных направлений альтернативной энергетики считается использование геотермальных источников. Это довольно большой класс источников энергии, который основан на том, что температура земной коры возрастает на 1 градус Цельсия на каждые 30-40 метров глубины.
Потому в числе геотермальных источников используются: геотермальная вода и пар, сухие горячие горные породы. В перспективе ожидается использование теплоты магмы.
Геотермальные источники используются как для производства энергии, так и для водяного отопления. В 2004 году в мире использовалось 27,8 млн. кВт геотермальных источников (учтено производство тепловой и электрической энергии), в том числе 8,9 млн. кВт установленной мощности электростанций.
Лидерами в использовании геотермальных источников в энергетике являются Филиппины (20% всей выработки энергии), США, Индонезия и Мексика.
Таджикистан сидит на геотермальных источниках
К числу стран, которые обладают собственными геотермальными источниками, относится и Таджикистан. Они были открыты в 1947-1949 годах в окрестностях Ура-Тюбе (нынешний Истаравшан), при геологической разведке на нефть, проводимой Геологическим институтом Таджикского филиала Академии Наук СССР.
С тех пор геотермальные источники были открыты практически во всех районах страны. К настоящему времени в Таджикистане изучено 5 гидрогеологических массивов, в которых насчитывается 35 геотермальных источников. Есть перспективы дальнейшего геологического изучения гидрогеологических массивов.
Все ныне известные геотермальные источники в Таджикистане относятся к категории низкотемпературных, так как даже самый горячие геотермальные воды (например, на площади Теболай в окрестностях г. Куляб), не поднимаются выше 115 град. С.
Но большинство из них имеет большое избыточное давление, достигающее иногда 40 атмосфер и большие дебиты вод (излияние или выкачивание воды в единицу времени), достигающие 30 литров в секунду. Подобный дебит позволяет получать энергию без насосов, что отражается на ее себестоимости.
Лечебницы вместо энергии
К сожалению, геотермальные источники в Таджикистане никогда не рассматривались в качестве источника энергии. Некоторые источники (например, Обигарм и другие) использовались и используются только в лечебных целях.
В советское время считалось, что таджикские геотермальные воды могут использоваться только для горячего водоснабжения и теплофикации. Наиболее перспективными для такой цели назывались площади Шаамбары, Калайзанку, Обигарм, Явроз, Орджоникидзеабадская, Комсомольская, Гумбулак, Дангара и Теболай.
Эти месторождения находились поблизости от населенных пунктов, что и давало возможность провести теплофикацию части этих городов. К примеру, делались расчеты, согласно которым ресурсов Комсомольской гидрогеологической площади достаточно для отопления 10 домов с одновременным горячим водоснабжением 30 домов по 32 квартиры каждый.
Остальные источники и гидрогеологические площади вообще остаются без внимания. В рамках советской экономики, когда зимнее энергопотребление республики обеспечивалось привозным мазутом, углем и газом, геотермальным источникам не было места, несмотря на то, что многие из них могли быть использованы для теплофикации населенных пунктов.
Современное состояние энергетики Таджикистана заставляет по-иному отнестись к перспективам использования геотермальной энергии. Основная причина нынешних регулярных зимних энергетических кризисов в стране заключается в сезонных колебаниях уровня водохранилищ и, как следствие, колебаний выработки электроэнергии.
Для преодоления зимних кризисов необходим ввод электростанций, которые не зависят от сезонных колебаний водохранилищ. Это в первую очередь тепловые ГРЭС, тем более что в республике есть достаточные залежи угля и в этом плане она независима.
Одна ГРЭС мощностью в 500 тысяч кВт смогла бы практически ликвидировать периодические энергетические кризисы.
Энергетическая система Таджикистана станет более устойчивой от внешних факторов, если понизить долю гидроэнергии с современных 99% до 70-75%. Оставшиеся 25-30% могут быть восполнены энергией тепловых или солнечных электростанций.
Ранее, мной рассматривались перспективы развития в Таджикистане тепловой энергетики, базирующейся на таджикских угольных месторождениях. С учетом того, что Таджикистан обладает геотермальными источниками, часть электроэнергии может вырабатываться на геотермальных электростанциях (ГеоЭС).
Перспективы использования геотермальной энергии, с учетом накопленного мирового опыта, в том числе и в России (геотермальная энергия используется на Камчатке, в Ставропольском крае, Дагестане), не кажутся фантастическими. Имеющиеся в мире технологии позволяют использовать геотермальные источники даже при небольших ресурсах Таджикистана.
Геотермальное богатство Таджикистана
Каким геотермальным потенциалом обладает Таджикистан? Сведения о наиболее изученных площадях можно изложить в такой таблице:

Площадь

Область или регион

Дебит (л/сек)

Температура (градусов С)

Соленость (гр/л)

Хаватаг

Истаравшан

28-47

55

4,2

Калайзанку

Джиргиталь

35

1,4

Каратаг

Душанбе

0,2

23

29,1

Шаамбары

11-15

Зап. Лучоб

1,4-3

45

23,4-29,1

Комсомольская

1,4-13,6

39-64

18,6-29,7

Андыген

Вахдат

07,-13,9

32-52

22,2-46,7

Орджоникидзе-абадская

44

45,5

2,8

Гумбулак

0,4-14

38-42

2,2-10,2

Ренган

Рудаки

14

42

4

Карасырт

22,5

40

15,3

Дангара

Хатлонская

20

35

14,2-31,5

Юж. Дегимахмуд

66,4

10,4

Теболай

115

Джиланды

Бадахшан

30

60

Токузбулак
Большая часть из этих месторождений геотермальных вод представляет собой гидрогеологические площади, на которых воды залегают на глубине свыше 1000 метров.
Эта таблица, в некотором роде, краткий справочник сведений, накопленных советскими геологами о гидрогеологических площадях в Таджикистане. При более детальной и тщательной разведке этих площадей, а также перспективных районов, могут быть выявлено большее количество гидрогеологических площадей. Уже в советское время было открыто 35 месторождений и источников, и, по всей видимости, это не предел.
Часть геотермальных месторождений обладает низкой соленостью, в пределах 10 грамм/литр, что делает возможным прямое использование воды в энергетических и отопительных установках. Для всех остальных месторождений с высокой соленостью, которая приближается к солености морской воды, требуется энергетические установки бинарного цикла.
В мире на этом делают электроэнергию
Между тем, современные технологии использования энергии геотермальных вод, которые активно развивались в мире, ориентированы в первую очередь на производство электроэнергии.
Первая ГеоЭС, введенная в строй в Италии в 1904 году, имела мощность в 250 кВт. Однако долгое время инженеры не могли сконструировать турбину, пригодную для использования влажного, низкотемпературного пара низкого давления, который обычно получается с геотермальных источников.
Эта проблема была решена вместе с разработкой турбин для водоводяных энергетических реакторов (ВВЭР) и турбин для атомных подводных лодок.
Первая в СССР ГеоЭС – Паужетская, введенная в строй в 1966 году, использовала пар с температурой 110 град. С и давлением в 2 атм. Использование такого пара стало возможно с помощью строительства особой турбины, в которой первые ступени турбины имели длинные лопатки (тогда как в турбинах высокого давления – наоборот, большие лопатки имеют последние ступени).
В 1967 году на Паратунской ГеоЭС впервые в мире был испытан бинарный цикл, когда геотермальная вода нагревала рабочее тело – фреон, переходивший в газовую фазу при температуре 78 град С.
Энергетическая установка бинарного цикла принципиально схожа с атомным реактором типа ВВЭР. Соленая нагретая вода обращается внутри первого контура установки. Первый контур нагревает жидкость с низкой температурой кипения, обращающийся во втором контуре, соединенном с турбиной и генератором.
Сколько это стоит?
Первая очередь Мутновской ГеоЭС на Камчатке, мощностью в 40 тыс. кВт, имеет стоимость 150 млн. долларов. Таким образом, стоимость установленного киловатта российского оборудования для ГеоЭС, составляет 3,7 тысяч долларов.
Израильская компания «Ормат» (www.ormat.com) разработала и запатентовала в 1993 году технологию использования геотермальной воды высокого давления, основанную на разделении геотермальной воды на пар высокого давления и рассол высокого давления, расширении пара высокого давления для получения сухого пара, который подается на турбину.
Электростанция мощностью в 35 тыс. кВт, поставленная фирмой «Ормат» в Никарагуа, обошлась в 35 млн. долларов. Стоимость киловатта установленной мощности израильского оборудования составляет 1 тыс. долларов.
Также оборудование ГеоЭС бинарного цикла на низкокипящих телах производится компаниями «Митсубиси» (Япония), «Бен Холт» (США) и «Барбер Николс» (США). Но лидером рынка является компания «Ормат», которая поставила оборудования для ГеоЭС, суммарной мощностью в 600 тысяч кВт.
Варианты для Таджикистана
По имеющимся данным экспертов, для того, чтобы отказаться от импорта электроэнергии, Таджикистану нужно дополнительно производить около 3 млрд. кВт/ч электроэнергии в осенне-зимний период.
Тепловая ГРЭС на угле мощностью в 500 тысяч кВт способна произвести до 2 млрд. кВт/ч в сезон (октябрь-март). Производство еще 200 млн. кВт/ч электроэнергии вполне можно возложить на ГеоЭС.
Для этого достаточно суммарной мощности станций в 30 тысяч кВт, которые обеспечат при работе в течение 7400 часов выработку 220 млн. кВт/ч.
Стоимость такой ГеоЭС при использовании израильского оборудования составит около 30 млн. долларов, при использования российского оборудования – 111 млн. долларов.
Стоит отметить, что нужно создавать целый комплекс вокруг геотермальных источников, в которых энергия и тепло подземной воды будет главным связующих звеном. То есть горячая вода в холодное время также должна идти на обогрев жилища и на тепличные хозяйства.
Кстати принимая во внимание инициативу президента Эмомали Рахмон по повышению производительности овощей и фруктов в стране для экспорта, развитие системы тепличного хозяйства при ГеоЭС стало бы хорошим вкладом в экономику страны.
Источники с высоким избыточным давлением, низким содержанием солей и температурой воды в 60-70 град. С могут отрабатывать высокое давление и температуру на станциях бинарного цикла, а в дальнейшем горячая вода может направляться в системы отопления населенных пунктов.
Опыт показывает, что геотермальные источники могут обеспечивать довольно мощную систему отопления. В Турции, по данным Министерства энергетики Турции, в 2000 году 20% потребления тепла приходилось на геотермальные источники, которым было обеспечено 11 городов и 500 тысяч кв. метров теплиц.
При использовании геотермальных вод с высоким содержанием солей, чащей всего применяется технология обратной закачки отработанной воды в пласт, для предотвращения падения давления и исчерпания запасов воды в гидрогеологической площади.
Этот способ утилизации отработанной воды, в сочетании с замкнутым циклом первого контура установки бинарного цикла: пласт – установка – пласт, считается наиболее экологически безопасным при эксплуатации геотермальных источников.
ГеоЭС – выгодная перспектива
Конечно, геотермальные энергетика, как и другие альтернативные источники – солнечная и ветровая энергия, не будет приоритетом в таджикской энергетики. Бог надели страны огромными гидроэнергоресурсами, которые надо реализовывать в первую очередь.
Однако, с точки зрения национальной энергобезопасности (а ГЭС не гарантируют бесперебойное энергоснабжение), с точки зрения экологии и возобновляемости ресурсов, игнорировать эти виды энергоресурсов нельзя.
Для энергетики Таджикистана должна использоваться вода не только холодная и пресная, но и горячая соленая также. Это все – комплекс природных богатств страны.
Использование энергии геотермальных источников может стать для Таджикистана еще одним доступным способом борьбы с периодическими энергетическими кризисами и уничтожением зависимости от импорта электроэнергии.
В разработке геотермальных источников нет ничего невозможного, поскольку технология уже давно отработана, разработаны разные типы геотермальных электростанций. Оборудование для ГеоЭС производится серийно и поставляется многими компаниями. При привлечении планируемых сотен миллионов долларов инвестиций в строительство крупных ГЭС, можно предусмотреть выделение 30-50 млн. долларов на строительство геотермальных электростанций в разных районах страны.
Для их строительства не требуется никаких согласований с соседними странами, только согласие Аллаха и желание людей…
ВРЕЗКА
ПЛАНЫ И РЕАЛЬНОСТЬ ГЕОЭС В СНГ
КАМЧАТКА. В 2001-2002 годах введена в эксплуатацию Мутновская ГеоЭС-1. Мощность  станции 50 МВт, построена «Технопромэкспортом». Сегодня она полностью снабжает электричеством главный город полуострова – Петропавловск-Камчатский.
ЕРЕВАН. Завершено ТЭО строительства ГеоЭС “Джермахпюр” в Сюникской области Армении. Завершение строительства намечено на 2008-2009 годы. Согласно ТЭО, станция основанная на шести скважинах глубиной до 2,5 км, будет иметь мощность до 25 МВт и вырабатывать до 195 млн. кВт/ч электроэнергии в год.
МИНСК. Геологи приступили к бурению Вычулковской скважины на Брестчине для исследования горячих источников.
Разведывательные работы показали, что естественные геотермальные воды находятся на двухкилометровой глубине. В некоторых местах их температура достигает точки кипения – 100 градусов по Цельсию. Планируемая станция будет снабжать энергией и теплом 200 тысяч жителей.
ШЫМКЕНТ. Аким Южно-Казахстанской области Умирзак Шукеев поручил ученым проработать возможность установки в регионе геотермальных станций. “Геотермия – очень интересное направление. Вся Европа сейчас на геотермальных станциях, почему это нельзя применить у нас?” – заявил он.
Дмитрий Верхотуров, Москва, специально для ФК